Ponencia Investigacion de Pavimento Permeable de Concreto Poroso[1]

TITULO DE PONENCIA

INVESTIGACIN DE LOS PAVIMENTOS PERMEABLES DE CONCRETO

POROSO

UNIVERSIDAD DE PROCEDENCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

AREA DE PARTICIPACIN

REA DE TRANSPORTES

Autores

Autor 1: Yaneth Vernica Caldern Colca, mail: [email protected]

Autor 2: Juan Antonio Charca Chura, mail: [email protected]

Director

Msc. CalixtroYanqui Murillo

Universidad Nacional de San Agustn de Arequipa

Asesor

Dr. Carlos Aire Untiveros

Instituto de Ingeniera Estructuras y Materiales

Universidad Nacional Autnoma de Mxico

AREQUIPA PER

2011

1

I. INDICE

II. INTRODUCCION

III. OBJETIVOS

3.1. Objetivo General

3.2. Objetivos Especficos

IV. HIPTESIS DEL PROBLEMA

V. DESARROLLO DE LA PONENCIA

5.1. Definiciones

5.1.1. Desarrollo Sostenible

5.1.2. Concreto Poroso

5.1.3. Superficies permeables

5.1.4. Pavimentos Permeables

5.1.5Tipos de Pavimentos Permeables

5.2. Metodologa

5.2.1. Propiedades Fsicas de los Agregados

5.2.2. Ubicacin de Canteras de los Agregados Gruesos

5.2.2.1. Tinajones

5.2.2.2. Machahuaya

5.2.2.3. Reciclado de Probetas de Concreto

5.2.3. Anlisis granulomtrico de los agregados

5.2.4. Mtodo de ensayo para determinar el peso unitario del

agregado

5.2.5. Desgaste de los agregados - mtodos de los ngeles

5.2.6. Gravedad especfica y absorcin del agregado grueso

5.2.7. Durabilidad al Sulfato de Sodio

5.3. Diseo de mezclas de concreto poroso

5.3.1. Procedimiento de diseo

5.3.1.2. Verificacin de la resistencia a compresin y

flexin

5.3.1.3. Determinacin del volumen de pasta

2

5.3.1.4. Eleccin de la relacin agua/cemento

5.3.1.5. Volmenes Absolutos y Correccin por humedad

5.4. Diseos de Mezcla de la Investigacin

5.4.1. Granulometra ajustada para los distintos agregados

5.5. Ensayos en estado fresco

5.5.1. Peso Unitario de Produccin (Rendimiento) y contenido

de vacos del concreto, segn lo estable la ASTM C-1688

publicado en el ao 2010.

5.5.2. Ensayo del cono invertido

5.5.3. Resultados de ensayo en estado fresco

5.5.3.1. Agregado Chancado (Tinajones)

5.5.3.2. Agregado Redondeado (Machahuaya)

5.5.3.3. Agregado Reciclado

5.6. Ensayo en estado endurecido

5.6.1. AgregadoChancado (Tinajones)

5.6.2. Agregado Redondeado (Machahuaya)

5.6.3. Agregado Reciclado

5.7. Comparacin de las propiedades en estado endurecido de

agregados Chancado, Redondeado y Reciclado

5.8. Ensayo de Permeabilidad

5.9. Ensayo de Mdulo de Elasticidad.

VI. POSIBLE SOLUCION DEL PROBLEMA

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

VIII. NOTACIONES O LISTA DE SIMBOLOS

IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

3

II. INTRODUCCION

Los pavimentos permeables son un tipo especial de pavimento debido a que tienen

en su estructura un alto porcentaje de vacos. Este tipo de pavimento empez a ser

estudiado en la dcada de los setenta en Estados Unidos para aliviar la

contaminacin del sistema sanitario por las aguas de lluvia. As tambin, en Europa

a fines de la dcada de los setenta, se inician estudios de los pavimentos

permeables en Francia, Reino Unido, y Alemania; para la mejora de la calidad del

agua, almacenamiento y la reduccin de la escorrenta superficial urbana. Este tipo

de pavimento ha adquirido una gran atencin en la ltima dcada debido a que el

calentamiento global est provocando sequas en muchos pases a nivel mundial,

obligando a impulsar en los pases, medidas de conservacin del agua y de esta

manera implementando sistemas sostenibles en las ciudades, donde los pavimentos

permeables se ajustan muy bien a estas iniciativas por ser muy beneficiosos; ya que

ayudan a construir ciudades sostenibles porque permiten el tratamiento de las aguas

superficiales de lluvia, infiltrando esta agua al subsuelo, recargando los acuferos o

almacenando estas aguas en depsitos para luego utilizarlas en parques, inodoros

de las viviendas, como agua industrial, etc. Los pavimentos permeables son de

asfalto, concreto y de adoquines.

En este trabajo de investigacin se aborda el estudio de los pavimentos permeables

de concreto, donde estudiamos la influencia de los siguientes parmetros:

Textura de los agregados

Granulometra de los agregados

Porcentaje de vacos

Desempeo de las mezclas frente a la colmatacin con finos

4

III. OBJETIVOS

3.1. Objetivo General

Disear y fabricar un concreto hidrulico poroso capaz de ser utilizado como

pavimento permeable.

3.2. Objetivos Especficos

Determinar las propiedades fsicas y mecnicas de los agregados.

Determinar la influencia de la textura de los agregados en el concreto

poroso.

Determinar la relacin agregado/cemento para distintos porcentajes de

vacos (15%,20%, 30%).

IV. HIPTESIS DEL PROBLEMA

El pavimento permeable de concreto hidrulico poroso es una solucin eficiente

para la gestin de agua de lluvias.

V. DESARROLLO DE LA PONENCIA

5.1. Definiciones

5.1.1. Desarrollo Sostenible

El enfoque ms amplio tiene un carcter socio-econmico. La meta no es el nivel

sostenido de la produccin fsica de un ecosistema, sino el aumento sostenido

del nivel de bienestar individual y social de una determinada comunidad. De esta

manera el trmino sustentabilidad o sostenibilidad, se refiere al mantenimiento

del equilibrio intergeneracional, es decir, asegurar que las generaciones futuras

cuenten por lo menos con las mismas oportunidades que las generaciones

presentes.

5

Fig. 1.1 Esquema de los tres pilares del desarrollo sostenible

5.1.2. Concreto Poroso

El concreto poroso u hormign permeable es una mezcla de agregado grueso,

cemento, agua, y poco a ninguna arena. Tambin conocido como el hormign

"sin finos" o poroso, esta mezcla crea una estructura de clula abierta,

permitiendo al agua de lluvia filtrar al suelo subyacente. Simulando la superficie

de tierra natural, el hormign permeable es excelente para la evacuacin de agua

de lluvia.

5.1.3. Superficies permeables

Una superficie permeable permite la infiltracin del agua y puede ser resistente

al trfico, en cuyo caso se denomina pavimento permeable, cuando todas las

capas de la seccin resistente permiten el paso del agua. Por su parte, las

superficies permeables que no tienen misin resistente forman parte de paseos,

parques, jardines, alcorques, glorietas, cubiertas verdes, etc.

5.1.4. Pavimentos Permeables

Los pavimentos permeables se pueden definir como secciones compuestas de

varias capas de materiales de construccin que permiten el paso del agua a

travs suyo, desde la superficie hasta la explanada, y en conjunto ofrecen la

capacidad portante necesaria para resistir un trfico determinado.

5.1.5. Tipos de Pavimentos Permeables

El doctor Jorge Rodrguez (2008) propone una clasificacin que divide a los

pavimentos permeables en dos grupos:

6

Fig. 1. 2 Clasificacin de Pavimentos Permeables por Jorge Rodrguez 2008

5.2. Metodologa

5.2.1. Propiedades Fsicas de los Agregados

En el presente trabajo se evaluaron tres tipos de agregado grueso que han sido

elegidos segn su forma y su disponibilidad en nuestro medio, siendo uno de

ellos chancado, de forma angulosa proveniente de la cantera La Poderosa, el

segundo agregado es natural, de origen aluvial y de forma redondeada. El

tercero es una agregado reciclado de probetas de concreto ensayadas en el

Laboratorio de Concreto de la Universidad Nacional de San Agustn.

Se realizaron los siguientes ensayos sobre estos agregados para obtener las

propiedades fsicas que fueron utilizadas en el diseo de mezclas.

Anlisis granulomtrico

Peso unitario y vacos de los agregados

Ensayo de abrasin

Gravedad Especifica y absorcin de los agregados

Durabilidad al Sulfato de Magnesio

5.2.2.Ubicacin de Canteras de los AgregadosGruesos

5.2.2.1Tinajones

Cesped o grava con refuerzos

Hormign poroso

Adoquines con ranuras

Pavimentos permeables

discontinuos

Mezcla bituminosaPavimentos permeables

continuos

Segn el pavimento permeableSegn el destino final del

agua

Infiltracin

Almacenamiento

Drenaje diferido

7

La cantera se encuentra ubicada a la altura del Km 15 de la carretera a la

mina Cerro Verde, distrito de Uchumayo, provincia de Arequipa,

Departamento de Arequipa.

Esta cantera se encuentra dentro del conglomerado de Tinajones.

Litolgicamente est compuesta por gruesos estratos de conglomerados con

clastos angulosos y redondeados de gneis, cuarcita y rocas volcnicas en

matriz oscura, con intercalaciones de capas de areniscas gruesas de color

pardo rojizo y verde, as tambin, se compone de gneis bandeados de grano

medio a grueso, de color gris, gris claro y gris verdoso, con abundante

minerales de ortosa, cuarzo y biotita.

5.2.2.2. Machahuaya

La cantera de Machahuaya se encuentra ubicada en el distrito de Mollebaya

anexo de Santa Ana en el lmite con el distrito de Socabaya, provincia y

departamento de Arequipa.

Litolgicamente est constituida por fragmentos de rocas volcnicas,

andesitas, lavas y feldespatos, y rocas gneas intrusivas como tonalita

granodioritas y gabrodioritas; que han sido arrasadas y depositadas por el rio

Mollebaya.

5.2.2.3. Reciclado de Probetas de Concreto

Este agregado se obtuvo del reciclado de probetas de concreto que han sido

ensayadas en el laboratorio de Concreto y Ensayos de Materiales de la

Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad Nacional de San Agustn

Ubicado en la Av. Independencia s/n Cercado Arequipa provincia y

departamento de Arequipa.

8

Cuadro 1.1 Tipo de piedras de agregados

Ag- Chancado Ag Redondeado Ag- Reciclado

5.2.3.Anlisis granulomtrico de los agregados

Cuadro 1.2 Anlisis granulomtrico de Agregados

Malla

N

Abertura

(mm)

% PASANTE ACUMULADO

RECICLADO TINAJONES MACHAHUAYA

1 " 38.1 100 100 100

1" 25.4 100 100 100

" 19.05 85.979 86.734 84.553

" 12.7 48.427 62.052 45.743

3/8 9.525 30.126 45.709 18.834

N 4 4.7498 12.437 6.722 4.435

Fig. 1. 3 Curva Granulomtrica de Agregados

9

5.2.4. Mtodo de ensayo para determinar el peso unitario y porcentaje de

vaco del agregado

PUS: Peso Unitario Suelto (gr/cm3)

PUC: Peso Unitario Compactado (gr/cm3)

%Vs: Porcentaje de vaco del agregado suelto (%)

%Vc: Porcentaje de vaco del agregado compactado (%)

Cuadro 1.3 Peso unitario suelto y varillado de Agregados

TINAJONES RECICLADO MACHAHUAYA

PUS 1.35 1.12 1.39 gr/cm3

PUV 1.55 1.33 1.52 gr/cm3

%Vs 51.6 55.7 46.3 %

%Vv 44.4 47.4 41.3 %

5.2.5. Desgaste de los agregados - Mtodo de Los ngeles

Granulometras A y B, para agregados con tamao mximo nominal de 19 mm

(3/4), el porcentaje de prdida aceptable es de 45%.

Cuadro 1.4 Porcentaje de desgaste de los agregados


% Desgaste A 17.5 35.1 35.2 %

B 17.1 33.9 33.7 %

5.2.6. Gravedad especfica y absorcin del agregado grueso

Pem : Peso especfico de masa (gr/cm3)

PeSSS : Peso especfico de masa SSS (Superficie Superficialmente Seco)

(gr/cm3)

Pea : Peso Especfico Aparente (gr/cm3)

Abs : Absorcin (%)

Cuadro 1.5 Gravedad Especifica y Absorcin de los agregados

10


Pem 2.72 2.18 2.35 gr/cm3

PeSSS 2.74 2.32 2.44 gr/cm3

Pea 2.79 2.53 2.59 gr/cm3

Abs 0.9 6.45 3.96 gr/cm3

5.2.7. Durabilidad al Sulfato de Sodio

Cuadro 1.6 Porcentaje de Perdida por ataque a los sulfatos de los agregados

FRACCION Abertura (mm) TINAJONES RECICLADO MACHAHUAYA

Prdida corregida %

1" a " 25 - 19 mm 0 0 0

" a " 19 - 12.5 mm 0.6 0.5 0.5

" a 3/8 12.5 - 9.5 mm 0.3 1.2 0.5

3/8 a N 4 9.5 a 4.75 mm 0.5 1 0.4

5.3. Diseo de mezclas de concreto poroso

El procedimiento de diseo del concreto poroso o permeable difiere mucho con

relacin al concreto convencional ya que este se basa en la relacin

agua/cemento, en cambio en el concreto poroso lo ms importante es el

porcentaje de vacos y el volumen de pasta, ya que el porcentaje de vacos

determinara la velocidad de infiltracin en consecuencia la permeabilidad del

concreto poroso, en cambio el volumen de pasta asegura la adherencia entre las

partculas del agregado grueso. Para tal efecto se deben seguir las

recomendaciones del ACI 211.3, donde se establece un procedimiento sencillo

el cual se basa en tablas que permiten obtener las distintas cantidades de

materiales que forman el concreto poroso.

5.3.1. Procedimiento de diseo

5.3.1.1. Eleccin del porcentaje de vacos

11

La eleccin del porcentaje de vacos depende de la velocidad de infiltracin,

la cual a su vez es determinada por la intensidad mxima de lluvia que se

produzca en el lugar donde se colocar el pavimento permeable.

Fig. 1. 4Relacin entre la filtracin y Porcentaje de vacos (Adaptado del ACI 211.3R-02)

5.3.1.2. Verificacin de la resistencia a compresin y flexin

Luego de haber determinado el porcentaje de vacos se verifica la resistencia

a compresin y flexin en otras graficas proporcionadas por el reporte ACI

522-R

Fig. 1. 5 Tablas recomendadas por Adaptado del ACI 211.3R-02

5.3.1.3. Determinacin del volumen de pasta

12

Luego de haber verificado las resistencias se procede a calcular el volumen

de pasta mediante otro grafico proporcionados ACI 211, al cual se ingresa con

el porcentaje de vacos elegido.

Fig. 1. 6 Contenido de pasta y contenido de vacos para agregados de 9.5mm (adaptado del ACI211.3R-02)

5.3.1.4. Eleccin de la relacin agua/cemento

En cuanto a la relacin agua/cemento el reporte ACI 522, recomienda utilizar

una relacin w/c entre 0.30 a 0.40 porque un exceso de agua puede generar

el colapso del sistema de poros que son lo ms importante en este tipo de

concreto porque ellos son los que permiten el paso del agua.

5.3.1.5. Volmenes Absolutos y Correccin por humedad

Una vez obtenido el porcentaje de vacos, volumen de pasta, y la relacin

agua/cemento, se calcula la cantidad de cada material convirtiendo a un

volumen absoluto por metro cubico en estado superficialmente seco como se

realiza en el concreto convencional y se corrige luego por humedad y se

obtiene la cantidad de materiales por metro cubico para el diseo.

5.4. Diseos de Mezcla de la Investigacin

Para la investigacin se realizaron seis diseos de mezcla, dos para cada tipo de

agregado, con los siguientes porcentajes de vacos: 15% y 20% de vacos y una

relacin agua/cemento de 0.40, para lo cual se utiliz una granulometra nica de

13

los tres agregados enmarcada dentro del huso granulomtrico N8 dada por la

ASTM C-33; para poder comparar la influencia que tiene la forma de los

agregados en cuanto a su comportamiento en estado endurecido (resistencia a la

compresin y traccin indirecta)

Cuadro 1.7 Resumen de Diseos de Mezclas Superficie Superficialmente Seca de cada agregado, cantera y

huso granulomtrico

DISEO SSS D15T8 D20T8 D15M

8 D20M

8 D15R8 D20R8

cemento IP (Kg/m) 360 316 360 316 360 316

agua (lt/m) 144 126 144 126 144 126

agregado (Kg/m) 1589 1543 1415 1374 1346 1306

Dnde:

D15T8 : Diseo para 15% de vacos, cantera Tinajones, huso granulomtrico

N8.

D20T8 : Diseo para 20% de vacos, cantera Tinajones, huso granulomtrico

N8.

D15M8 : Diseo para 15% de vacos, cantera Machahuaya, huso

granulomtrico N8.

D20M8 : Diseo para 20% de vacos, cantera Machahuaya, huso

granulomtrico N8

D15R8 : Diseo para 15% de vacos, cantera Reciclado, huso granulomtrico

N8.

D20R8 : Diseo para 20% de vacos, cantera Reciclado, huso granulomtrico

N8.

5.4.1. Granulometra ajustada para los distintos agregados

La granulometra fue en funcin de la granulometra natural de los agregados

adems cabe destacar para poder realizar la comparacin se utiliz la misma

granulometra para la cual se realiz un tamizado previo de los agregados y

separado para los diferentes retenidos de cada malla y se adicion a la mezcla

14

cada retenido en peso para ajustar a la misma granulometra los distintos

agregados.

Fig. 1. 7 Curva Granulomtrica Huso Nro. 8 para Agregado

5.5. Ensayos en estado fresco

Una vez obtenido el diseo de mezclas se procedi a realizar el vaciado del

concreto poroso en donde se realizaron los ensayos en estado fresco de:

5.5.1. Peso Unitario de Produccin (Rendimiento) y contenido de vacos del

concreto (ASTM C-1688).

Este es uno de los ensayos en estado fresco ms importantes, ya que

mediante el peso unitario calculado podemos obtener el porcentaje de vacos

con que se est produciendo la mezcla de concreto poroso.

Tambin es importante sealar que este ensayo difiere al utilizado en el

concreto convencional, ya que, se realiza en un molde de 7 litros utilizado

para medir el aire atrapado en concreto convencional, donde se coloca el

concreto en dos capas aplicndole 20 golpes por capa con un martillo de

Prctor estndar (2.5 Kg).

5.5.2. Ensayo del cono invertido - Mtodos de prueba alternativos (ASTM

C09-49)

Uno de los mtodos alternativos en este tipo de concreto el del cono invertido,

en donde, se utiliza el Cono de Abrams invertido, el cual el llenado si realizar

15

ningn tipo de compactacin, para luego ser enrasado y levantando hacia

arriba haciendo que el concreto pase por la abertura la ms corta de cono,

para luego medir la altura con una regla y tomar el radio provocado por el

concreto.

Cuadro 1.8 Ensayo de Peso Unitario y Cono Invertido respectivamente, de concreto en estado fresco

5.5.3. Resultados de ensayos en estado fresco

5.5.3.1. Agregado Chancado (Tinajones)

Cuadro 1.9 Resumen de Ensayos en estado fresco agregado Chancado (Tinajones)

5.5.3.2. Agregado Redondeado (Machahuaya)

Cuadro 1.10 Resumen de Ensayos en estado fresco agregado Redondeado (Machahuaya)

5.5.3.3. Agregado Reciclado

Cuadro 1.11 Resumen de Ensayos en estado fresco agregado Reciclado

P.U (ton/m ) % Vacios Asent. (cm) Radio (cm)

D15T8 1.872 23.1 18.500 33.000

D20T8 1.804 26.3 19.000 33.000

D25T8 1.762 28.7 18.000 34.000

DISEOPESO UNITARIO CONO INVERTIDO


D15M8 1.793 16.1 17.400 32.800

D20M8 1.719 19.9 17.900 34.200



D20M8 1.560 21.6 16.000 33.000

D25M8 1.489 28.9 17.000 33.000


16

5.6. Ensayo en estado endurecido

Los ensayos en estado endurecido que se estudiaron en esta investigacin

fueron, el ensayo a compresin y el ensayo de traccin indirecta, en probetas

de 15cm de dimetro por 30cm de alto.

5.6.1. Agregado Chancado (Tinajones)

Cuadro 1.12 Resumen de Ensayos en estado endurecido agregado Chancado (Tinajones)

Fig1.8. Curva esfuerzo a compresin Edad-% Vacos Fig1.9. Curva esfuerzo a traccin Edad-% Vacos

5.6.2. Agregado Redondeado (Machahuaya)

Cuadro 1.13 Resumen de Ensayos en estado endurecido agregado Redondeado (Machahuaya)

DISEO D15T8 D20T8 D25T8 D15T8 D20T8 D25T8

Edad (dias) 23% 27% 30% 23% 27% 30%

7 62.6 60.3 53.9 10.6 9.6 6.3

14 77.1 66.9 63.5 13.2 12.0 9.7

28 111.4 75.8 64.7 14.6 13.6 11.2

Resistencia ala compresin ( Kg/cm) Resistencia ala Traccin ( Kg/cm)

DISEO D15M8 D20M8 D15M8 D20M8

Edad (dias) 15% 20% 15% 20%

7 84.4 64.9 12.5 10.7

14 115.3 84.1 14.4 13.2

28 146.1 122.2 15.6 14.2

Resistencia ala compresin

( Kg/cm)

Resistencia ala Traccin

( Kg/cm)

17

Fig1.10. Curva esfuerzo a compresin Edad-% Vacios Fig1.11. Curva esfuerzo a traccin Edad-%

Vacios

5.6.3. Agregado Reciclado

Cuadro 1.14 Resumen de Ensayos en estado endurecido agregado Reciclado

Fig1.12. Curva esfuerzo a compresin Edad-%Vacos Fig1.13. Curva esfuerzo a traccin Edad-%Vacos

5.7. Comparacin de propiedades en estado endurecido de agregados

chancado, redondeado y reciclado

DISEO D15R8 D25R8 D15R8 D25R8

Edad (dias) 20% 30% 20% 30%

7 42.2 26.3 8.3 5.4

14 62.2 35.5 9.6 6.3

28 90.3 55.0 12.7 7.4

Resistencia ala compresin

( Kg/cm)

Resistencia ala Traccin

( Kg/cm)

18

En esta investigacin comparamos la resistencia a la compresin y la

resistencia a la traccin, para el porcentaje de vacos de 20%, debido a que

se pudo obtener mezclas con este porcentaje de vacos en los tres agregados

estudiados en esta investigacin.

Cuadro 1.15 Cuadro comparativo de resistencias a compresin y traccin para 20% de vacios

Fig1.14. Curva esfuerzo a compresin Edad-%Vacos Fig1.15. Curva esfuerzo a traccin Edad-%Vacos

5.8. Ensayo de Permeabilidad

Es uno de los ensayos ms importantes, porque va permitir conocer un

parmetro muy importante, el coeficiente de permeabilidad, el cual caracteriza a

nuestro concreto poroso, se usa un permemetro de carga variable

recomendado en el reporte ACI 522, donde se ensaya probetas de 10 cm de

radio por 15 cm de alto.

DISEO D15T8 D20M8 D15R8 D15T8 D20M8 D15R8

Edad (dias) 20% 20% 20% 20% 20% 20%

7 62.6 64.9 42.2 10.6 10.7 8.3

14 77.1 84.1 62.2 13.2 13.2 9.6

28 111.4 122.2 90.3 14.6 14.2 12.7

Resistencia ala compresin ( Kg/cm) Resistencia ala Traccin ( Kg/cm)

19

Fig1.16. Permemetro de Carga Variable recomendado por el ACI y fabricado para la realizacin de la

investigacin.

Agregado Chancado (Tinajones)

% vacos 19.90 23.56 24.60 24.69 29.21

K (cm/s) 4.22E-01 8.30E-01 8.53E-01 8.97E-01 1.24E+00

K (L/min/m2) 253.03 498.17 511.62 538.17 741.39

Cuadro 1.16. Cuadro de coeficientes de permeabilidad, infiltracin porcentaje de vacos agregado chancado

Agregado Redondeado (Machahuaya)

% vacos 16.41 17.12 23.06 23.57 25.33

K (cm/s) 4.30E-01 4.44E-01 1.13E+00 1.52E+00 1.80E+00

K (L/min/m2) 258.01 266.40 675.21 912.38 1082.70

Cuadro 1.17. Cuadro de coeficientes de permeabilidad, infiltracin porcentaje de vacos agregado Redondeado

Fig. 1. 17. Curva de Coeficiente de Permeabilidad, infiltracin y Porcentaje de Vacos para agregado chancado y agregado redondeado

20

Fig. 1. 88 Curva de Coeficiente de Permeabilidad, Infiltracin y Porcentaje de vacos

5.9. Mdulo de Elasticidad

En esta investigacin se compara dos curvas esfuerzo deformacin unitaria,

para el agregado redondeado pero con diferente porcentaje de vacos (15%-

20%), observando un comportamiento dctil, despus de la carga mxima

aplicada; Tambin cabe destacar que el ensayo se realiz aplicando la

recomendaciones de la norma ASTM C-469.

Fig. 1. 99Curva Esfuerzo Deformacin unitaria para agregado redondeado.

21

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se demostr que se puede disear un concreto poroso para ser utilizado

como pavimento permeable sometido a trfico ligero y tambin, para ser

utilizado en veredas permeables, en funcin de las resistencias alcanzadas.

Se comprob que la forma de los agregados tiene influencia en la

compactacin del concreto al ser colocado, determinndose que el agregado

chancado de la cantera de Tinajones y Reciclado, necesita mayor energa de

compactacin y mayor cantidad de pasta para alcanzar el porcentaje de

vacos de diseo, en comparacin con el agregado natural redondeado de la

cantera de Machahuaya ya que la forma redondeada facilita en acomodo de

las partculas, as tambin presenta mejor trabajabilidad en su colocacin que

el agregado chancado.

Se verific el ensayo propuesto por la ASTM C1688 para peso unitario y

clculo de porcentaje de vacos, que difiere en 1.5% con respecto al

porcentaje de vacos calculado mediante pesos sumergidos.

Se comprob que la resistencia a compresin a la edad de 7 das se

encuentra entre el 60% a 80% de la resistencia a compresin a la edad de 28

das siendo muy parecido al concreto convencional.

Se comprob que la resistencia a la traccin mediante en ensayo de traccin

indirecta se encuentra entre 10% a 20% de la resistencia a la compresin a la

edad de 28 das, porcentaje que va aumentando conforme se aumenta el

porcentaje de vacos.

Se determin que el coeficiente de permeabilidad del concreto poroso se

encuentra entre (cm/seg.) (266ltr/min/m-751 lt/min/m) para

10% y 30% de vacios respectivamente, lo que demuestra la alta

permeabilidad de este tipo de concreto.

Se comprob que la forma de los agregados influye en la permeabilidad,

demostrndose que el concreto poroso elaborado con agregado redondeado

presenta un valor ms elevado en el coeficiente de permeabilidad comparado

con una mezcla de concreto chancado.

22

Se comprob que el tipo de falla a compresin es escalonada o piramidal

producida entre los meniscos de la pasta y el agregado de afuera hacia

adentro.

Se comprob que la falla del concreto elaborado con reciclado ocurre por el

agregado, que en este caso es pasta reciclada ms agregado.

Se comprob mediante el ensayo de mdulo de elasticidad que el concreto

poroso presenta una falla dctil en comparacin al concreto convencional.

Recomendaciones

Se recomienda realizar mayores investigaciones utilizando porcentajes de

agregado fino para poder aumentar la resistencia del concreto poroso.

Se recomienda realizar mayores ensayos, tales como tramos de prueba para

obtener una norma que rija este tipo de concreto en nuestro pas.

Se recomienda realizar ensayos de desempeo de este tipo de pavimentos

frente a la colmatacin de finos.

VII. NOTACIONES O LISTA DE SIMBOLOS

Resumen de Figuras

Fig. 1.1. Esquema de los tres pilares del desarrollo sostenible

Fig. 1.2. Clasificacin de Pavimentos Permeables por Jorge Rodrguez 2008

Fig. 1.3. Curva Granulomtrica de Agregados

Fig. 1.4. Relacin entre la filtracin y Porcentaje de vacos (Adaptado del ACI

211.3R-02)

Fig. 1.5. Tablas recomendadas por Adaptado del ACI 211.3R-02

Fig. 1.6. Contenido de pasta y contenido de vacos para agregados de 9.5mm

(adaptado del ACI211.3R-02)

Fig. 1.7. Curva Granulomtrica Huso Nro. 8 para Agregado

Fig. 1.8. Curva esfuerzo a compresin Edad-% Vacos, Agregado Chancado

Fig. 1.9. Curva esfuerzo a traccin Edad-% Vacos, Agregado Chancado

Fig. 1.10. Curva esfuerzo a compresin Edad-% Vaco, Agregado Redondeado

Fig. 1.11. Curva esfuerzo a traccin Edad-% Vacos, Agregado Redondeado

Fig. 1.12. Curva esfuerzo a compresin Edad-%Vacos, Agregado Reciclado

23

Fig. 1.13. Curva esfuerzo a traccin Edad-%Vacos, Agregado reciclado

Fig. 1.14. Curva esfuerzo a compresin Edad-%Vacos, Agregados

Fig. 1.15. Curva esfuerzo a traccin Edad-%Vacos, Agregados

Fig. 1.16. Permemetro de Carga Variable recomendado por el ACI y fabricado

para la realizacin de la investigacin.

Fig. 1.17. Curva de Coeficiente de Permeabilidad, infiltracin y Porcentaje de

Vacos para agregado chancado y agregado redondeado

Fig. 1.18. Curvas de Coeficiente de permeabilidad, infiltracin y porcentaje de

vacos

Fig. 1. 109 Curva Esfuerzo Deformacin unitaria para agregado redondeado.

Resumen de Cuadros

Cuadro 1.1 Tipo de piedras de agregados

Cuadro 1.2 Anlisis granulomtrico de Agregados

Cuadro 1.3 Peso unitario suelto y varillado de Agregados

Cuadro 1.4 Porcentaje de desgaste de los agregados

Cuadro 1.5 Gravedad Especfica y Absorcin de los agregados

Cuadro 1.6 Porcentaje de Perdida por ataque a los sulfatos de los agregados

Cuadro 1.7 Resumen de Diseos de Mezclas Superficie Superficialmente Seca de

cada agregado, cantera y huso granulomtrico

Cuadro 1.8 Ensayo de Peso Unitario y Cono Invertido respectivamente, de

concreto en estado fresco

Cuadro 1.9 Resumen de Ensayos en estado fresco agregado Chancado

(Tinajones)

Cuadro 1.10 Resumen de Ensayos en estado fresco agregado Redondeado

(Machahuaya)

Cuadro 1.11 Resumen de Ensayos en estado fresco agregado Reciclado

Cuadro 1.12 Resumen de Ensayos en estado endurecido agregado Chancado

(Tinajones)

Cuadro 1.13 Resumen de Ensayos en estado endurecido agregado Redondeado

(Machahuaya)

Cuadro 1.14 Resumen de Ensayos en estado endurecido agregado Reciclado

Cuadro 1.15 Cuadro comparativo de resistencias a compresin y traccin para

20% de vacos

24

Cuadro 1.16 Cuadro de coeficientes de permeabilidad, infiltracin porcentaje de

vacos agregado chancado.

Cuadro 1.17 Cuadro de coeficientes de permeabilidad, infiltracin porcentaje de

vacos agregado redondeado

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

NORMAS:

ACI 522R-06 (2006). Pervious Concrete. American Concrete Institute,

Farmington Hills.

ASTM C1688 (2010). Standard Test Method for Density and Void Content of

Freshly Mixed Pervious Concrete

AASTM C1701 (2009). Standard Test Method for Infiltration Rate of In Place

Pervious Concrete

LIBROS:

Aurelio Salazar Rodrguez.1998. Gua para el diseo y construccin de

pavimentos rgidos, Instituto Mexicano del Cemento y Concreto A.C. Mxico

D.F.

Calixtro Yanqui Murillo. (1999). Diseo Estructural de Mezclas de Concreto.

Libro de Ponencias - Congreso Nacional de Ingenieria Civil - CONIC XII

Carlos Aire Untiveros, (Noviembre Diciembre 2010). Hormign Permeable,

Consideraciones para el diseo de mezclas, diseo de espesor de pavimento

y mtodos de Prueba. Rev. Tcnica Cemento Hormign

Nor Hasanah Binti Abdul Shukor Lim.(2009).Development of porous concrete

using crushed concrete (reciclate agregate). University Technology of

Malaysia.

Ming Gin Lee Chui-Te Chiu, Yu- Cheng Kan, Tsong

Yen.(2009).Experimental Study of Pervious Concrete on Parking lot. Ministry

of Transportation and Communications, Taiwan.

H. de Soldiminihac, C. Videla, B. Fernandez y J. Castro. (Julio- Setiembre

2007). Desarrollo de Mezclas de hormign poroso para pavimentos urbanos

permeables. Materiales de Construccin Vol. 57, 287, 23-36.

25

PAGINAS WEB:

http://www.aces.edu/dept/extcomm/newspaper/jan22a04.html,

www.imcyc.com/revistact06/abr07/POSIBILIDADES.pdf

www.tesisenred.net/TDR-0731108.../index.html

www.nilsa.com/documentos/JorgeRodriguez.pdf

www.giteco.unican.es/gitecoSUDS/tesis.html

www.proyectofenix.es/File/ViewFile.aspx?FileId=71099

www.springerlink.com/index/6X8035766Q782464.pdf

Documents

Ponencia Investigacion de Pavimento Permeable de Concreto Poroso[1]