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 que se utiliza para aplicaciones de hormigón plano que permite que el agua de la precipitación y otras fuentes pase directamente, reduciendo así la escorrentía . de un sitio y permitiendo la recarga de aguas subterráneas .
El hormigón permeable se fabrica utilizando agregados grandes con poco o ningún agregado fino. Luego, la pasta de concreto recubre los agregados y permite que el agua pase a través de la losa de concreto. El hormigón permeable se utiliza tradicionalmente en zonas de aparcamiento , zonas con tráfico ligero, calles residenciales, zonas de paso peatonal e invernaderos . [1] [2] Es una aplicación importante para la construcción sostenible 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 revestimiento de pavimentos y muros de carga. [3] La eficiencia de costos fue el motivo principal debido a la disminución de la 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 hizo tan popular en Estados Unidos hasta la década de 1970. [3] En India se hizo popular en 2000. [ cita necesaria ]
La utilización adecuada de concreto permeable es una Mejor Práctica de Gestión reconocida por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) para proporcionar control de la contaminación de primera descarga y gestión de 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 costo 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 previos al desarrollo de aguas pluviales para proyectos intensivos en pavimento. El concreto 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 las aguas pluviales [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 las aguas pluviales se infiltren en el suelo en un área grande, facilitando así la recarga local de los preciosos suministros de agua subterránea. [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 de agua y aire a los sistemas de raíces para ayudar a que los árboles florezcan incluso en áreas altamente desarrolladas. [5]
El hormigón permeable se compone de cemento, agregado grueso (el tamaño debe ser de 9,5 mm a 12,5 mm) y agua con poco o ningún agregado fino. La adición de una pequeña cantidad de arena aumentará la resistencia. La mezcla tiene una proporción de agua a cemento de 0,28 a 0,40 con un contenido de huecos de 15 a 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 concreto, pero muy poca agua puede causar fallas en la superficie. Un contenido de agua adecuado le da a la mezcla una apariencia metálica húmeda. Como este concreto es sensible al contenido de agua, la mezcla debe ser revisada en campo. [9] El aire arrastrado se puede medir mediante un sistema Rapid Air, donde el hormigón se tiñe de negro y las secciones se analizan bajo un microscopio . [10]
Una forma plana común tiene tiras de contrahuella en la parte superior de manera que la regla esté de 3/8-1/2 pulgadas (9 a 12 mm) por encima de la elevación final del pavimento. Las reglas mecánicas son preferibles a las manuales. Las tiras ascendentes se retiran para guiar la compactación. Inmediatamente después del nivelado, el hormigón se compacta 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 varían poco de otras losas de hormigón. Las juntas se labran con una herramienta para juntas rodante antes del curado o se cortan con sierra después del curado. El curado consiste en cubrir el concreto con láminas de plástico de 6 mil dentro de los 20 minutos posteriores a la descarga del concreto. [12] Sin embargo, esto contribuye a que una cantidad sustancial de residuos se envíe a los vertederos. Alternativamente, se han utilizado agregados ligeros absorbentes preacondicionados y 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 concreto vertido usando la norma ASTM no. C1688. [16] Una tolerancia aceptable para la densidad es más o menos 5 libras (2,3 kg) de la densidad de diseño. [ se necesita aclaración ] Las pruebas de asentamiento y contenido de aire no son aplicables al concreto permeable debido a su composición única. El diseñador de un plan de gestión de aguas pluviales debe garantizar que el hormigón permeable funcione correctamente mediante la observación visual de sus características de drenaje antes de abrir la instalación. [ cita necesaria ]
Las preocupaciones sobre la resistencia al ciclo de congelación y descongelación han limitado el uso de hormigón permeable en ambientes de clima frío. [17] La tasa de congelación en la mayoría de las aplicaciones está dictada por el clima local. El aire incorporado puede ayudar a proteger la pasta como lo hace en el concreto normal. [10] La adición de una pequeña cantidad de agregado fino a la mezcla aumenta la durabilidad del concreto permeable. [18] [19] [20] [ se necesita aclaración ] Evitar la saturación durante el ciclo de congelación es la clave para la longevidad del concreto. [21] En relación, 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 daños por congelación y descongelación. [21]
El uso de concreto permeable para los pavimentos puede hacerlos más seguros para los peatones en el invierno porque el agua no se deposita en la superficie y se congela, lo que genera condiciones peligrosamente heladas. Las carreteras también pueden ser más seguras para los automóviles mediante el uso de hormigón permeable, ya que la reducción de 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 lograr humedeciendo la superficie del concreto y barriendo con aspiradora. [12] [23]