El hormigón permeable (también llamado hormigón poroso , hormigón permeable , hormigón sin finos y pavimento poroso ) es un tipo especial de hormigón con una alta porosidad utilizado para aplicaciones de trabajos planos de hormigón que permite que el agua de las precipitaciones y otras fuentes pase directamente a través de él, reduciendo así la escorrentía de un sitio y permitiendo la recarga de agua subterránea .
El hormigón permeable se fabrica utilizando agregados grandes con poco o nada de agregados finos. Luego, la pasta de hormigón recubre los agregados y permite que el agua pase a través de la losa de hormigón. El hormigón permeable se utiliza tradicionalmente en áreas de estacionamiento , áreas con tráfico ligero, calles residenciales, pasarelas peatonales e invernaderos . [1] [2] Es una aplicación importante para la construcción sustentable y es una de las muchas técnicas de desarrollo de bajo impacto utilizadas por los constructores para proteger la calidad del agua .
El hormigón permeable se utilizó por primera vez en el siglo XIX en Europa como pavimento y muros de carga. [3] La rentabilidad fue el motivo principal debido a la menor cantidad de cemento. [3] Se volvió popular nuevamente en la década de 1920 para casas de dos pisos en Escocia e Inglaterra. Se volvió cada vez más viable en Europa después de la Segunda Guerra Mundial debido a la escasez de cemento. No se volvió tan popular en los EE. UU. hasta la década de 1970. [3] En la India se volvió popular en 2000. [ cita requerida ]
La utilización adecuada del hormigón permeable es una práctica recomendada de gestión reconocida por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) para proporcionar un control de la contaminación de primera descarga y la gestión de las aguas pluviales . [4] A medida que las regulaciones limitan aún más la escorrentía de aguas pluviales , se está volviendo más costoso para los propietarios desarrollar bienes raíces , debido al tamaño y el gasto de los sistemas de drenaje necesarios . El hormigón permeable reduce el número de curva de escorrentía o CN del NRCS al retener las aguas pluviales en el sitio. Esto permite al planificador/diseñador alcanzar los objetivos de aguas pluviales previos al desarrollo para proyectos con pavimento intenso. El hormigón permeable reduce la escorrentía de las áreas pavimentadas, lo que reduce la necesidad de estanques de retención de aguas pluviales separados y permite el uso de alcantarillas pluviales de menor capacidad . [5] Esto permite a los propietarios desarrollar un área más grande de propiedad disponible a un costo menor. El hormigón permeable también filtra naturalmente el agua de lluvia [6] y puede reducir las cargas contaminantes que ingresan a arroyos , estanques y ríos . [7]
El hormigón permeable funciona como una cuenca de infiltración de aguas pluviales y permite que estas se filtren en el suelo sobre una gran superficie, facilitando así la recarga de los valiosos suministros de agua subterránea a nivel local. [5] Todos estos beneficios conducen a un uso más eficaz de la tierra. El hormigón permeable también puede reducir el impacto del desarrollo sobre los árboles . Un pavimento de hormigón permeable permite la transferencia tanto de agua como de aire a los sistemas de raíces para ayudar a los árboles a florecer incluso en áreas altamente desarrolladas. [5]
El hormigón permeable se compone de cemento, áridos gruesos (de un tamaño de entre 9,5 mm y 12,5 mm) y agua, con una cantidad mínima o nula de áridos finos. La adición de una pequeña cantidad de arena aumentará la resistencia. La mezcla tiene una relación agua-cemento de 0,28 a 0,40 con un contenido de huecos de entre el 15 y el 25 por ciento. [8]
La cantidad correcta de agua en el hormigón es fundamental. Una proporción baja de agua y cemento aumentará la resistencia del hormigón, pero una cantidad insuficiente de agua puede provocar fallas en la superficie. Un contenido adecuado de agua le da a la mezcla un aspecto metálico húmedo. Como este hormigón es sensible al contenido de agua, la mezcla debe comprobarse en el campo. [9] El aire atrapado se puede medir con un sistema Rapid Air, donde el hormigón se tiñe de negro y las secciones se analizan con un microscopio . [10]
Un encofrado común para trabajos en piso tiene tiras de contrahuella en la parte superior de modo que la regla esté de 3/8 a 1/2 pulgadas (9 a 12 mm) por encima de la elevación final del pavimento. Las reglas mecánicas son preferibles a las manuales. Las tiras de contrahuella se retiran para guiar la compactación. Inmediatamente después de la regla, se compacta el hormigón para mejorar la adherencia y alisar la superficie. La compactación excesiva del hormigón permeable da como resultado una mayor resistencia a la compresión, pero una menor porosidad (y, por lo tanto, una menor permeabilidad). [11]
Las juntas se diferencian poco de las de otras losas de hormigón. Las juntas se preparan con una herramienta de unión rodante antes del curado o se cortan con sierra después del curado. El curado consiste en cubrir el hormigón con una lámina de plástico de 6 milésimas de pulgada dentro de los 20 minutos posteriores a la descarga del hormigón. [12] Sin embargo, esto contribuye a que una cantidad sustancial de residuos se envíen a los vertederos. Alternativamente, se han utilizado agregados ligeros absorbentes preacondicionados, así como aditivos de curado interno (ICA), para curar eficazmente el hormigón permeable sin generar residuos. [13] [14]
El hormigón permeable tiene una resistencia común de 600 a 1500 libras por pulgada cuadrada (4,1 a 10,3 MPa), aunque se pueden alcanzar resistencias de hasta 4000 psi (28 MPa). No existe una prueba estandarizada para la resistencia a la compresión. [15] La aceptación se basa en el peso unitario de una muestra de hormigón vertido utilizando la norma ASTM n.° C1688. [16] Una tolerancia aceptable para la densidad es más o menos 5 libras (2,3 kg) de la densidad de diseño. [ aclaración necesaria ] Las pruebas de asentamiento y contenido de aire no son aplicables al hormigón permeable debido a su composición única. El diseñador de un plan de gestión de aguas pluviales debe asegurarse de que el hormigón permeable esté funcionando correctamente mediante la observación visual de sus características de drenaje antes de la apertura de la instalación. [ cita requerida ]
Las preocupaciones sobre la resistencia al ciclo de congelación-descongelación han limitado el uso de hormigón permeable en ambientes con clima frío. [17] La velocidad de congelación en la mayoría de las aplicaciones está determinada por el clima local. El aire atrapado puede ayudar a proteger la pasta como lo hace en el hormigón normal. [10] La adición de una pequeña cantidad de agregado fino a la mezcla aumenta la durabilidad del hormigón permeable. [18] [19] [20] [ aclaración necesaria ] Evitar la saturación durante el ciclo de congelación es la clave para la longevidad del hormigón. [21] En relación con esto, tener una subbase bien preparada de 8 a 24 pulgadas (200 a 600 mm) y un buen drenaje que evite el estancamiento del agua reducirá la posibilidad de daño por congelación-descongelación. [21]
El uso de hormigón permeable para pavimentos puede hacerlos más seguros para los peatones en invierno, ya que el agua no se asentará en la superficie y no se congelará, lo que generaría condiciones peligrosas de hielo. Las carreteras también pueden volverse más seguras para los automóviles mediante el uso de hormigón permeable, ya que la reducción en la formación de agua estancada reducirá la posibilidad de aquaplaning , y las carreteras porosas también reducirán el ruido de los neumáticos. [22]
Para evitar la reducción de la permeabilidad, el hormigón permeable debe limpiarse periódicamente. La limpieza se puede realizar humedeciendo la superficie del hormigón y barriéndolo con aspiradora. [12] [23]