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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
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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
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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
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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
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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.
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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:
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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
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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.
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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
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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
TINAJONES RECICLADO MACHAHUAYA
% 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
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TINAJONES RECICLADO MACHAHUAYA
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
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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
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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
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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
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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
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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
P.U (ton/m ) % Vacios Asent. (cm) Radio (cm)
D15M8 1.793 16.1 17.400 32.800
D20M8 1.719 19.9 17.900 34.200
DISEOPESO UNITARIO CONO INVERTIDO
P.U (ton/m ) % Vacios Asent. (cm) Radio (cm)
D20M8 1.560 21.6 16.000 33.000
D25M8 1.489 28.9 17.000 33.000
DISEOPESO UNITARIO CONO INVERTIDO
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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)
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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)
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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)
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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