8/13/2019 01 Conc Perm - Carlos Aire
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24 OCTUBRE 2009LIMA PER
CONCRETO PERMEABLESus Propiedades y Aplicaciones
CARLOS AIRE
25 AOS DEL ACI CAPTULO PERUANO
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CONCRETO PERMEABLE
Definicin
QUE ES EL CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Que es el concreto permeable?
Concreto con alto grado de porosidad
Asentamiento Cero
Cemento Portland(Materiales Suplementarios)Agregado GruesoAgregado fino (opcional)AguaAditivos
Diseado para dejar pasar el aguaPrincipal uso como material de drenaje
Permeable Concrete - Perv ious Concrete - Porous Concrete - No-Fines Concrete - Gap-Graded Concrete - Enhanced Poros i ty Concrete - Percolat ing Concrete
BASF
APWA-www.svrdesign.com
Delatte-CSU
ACI522R-06 on Pervious ConcreteA zero-slump, open-graded material consisting of portland cement, coarse aggregate, little or no fine aggregate,aggregate, admixtures, and water. The combination of these ingredients will produce a hardened material withconnected pores, ranging in size from 0.08 to 0.32 pulg. (2 a 8 mm), that allow water to pass through easily. Thevoid content can range from 18 to 35 % with typical compressive strength of 400 to 4000psi (8 to 2.8 MPa). Thedrainage rate of pervious concrete pavement will vary with aggregate size and density of the mixture, but will
generally fall into the range of 2 to 18 gal./min/ft2(81 ti 730 L/min/m2).
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CONCRETO PERMEABLE
Antecedentes - Historia
* 18522 casas y 1 dique en el Reino Unido
* 192350 casas de dos pisos en Escocia
* 19301942901 casas en Escocia
* Despus de la 2 Guerra MundialToda Europa
* 1950Residencias de 5 pisos en Escocia
* 1951Investigaciones en USA* 1960scasas en Canad
ActualmenteEn variadas aplicaciones a nivel mundial
+No-Fines Concrete I ts propert ies and App licat ions, ACI Journal/November 1976Ozinga
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CONCRETO PERMEABLE
Aplicaciones
reas de estacionamientos
Caminos de acceso-entrada
Aceras-veredas
Senderos (andadores)
Vialidades de trnsito ligero
Ozinga
Ozinga
Ozinga Ozinga
www.vma-engineers.comwww.alconcrete.org/concrete_products.aspx
www.rmc-foundat ion.org/
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CONCRETO PERMEABLE
Aplicaciones
Acotamiento (Berma)
Pendiente para lluvias
Cunetas
Control de erosin
Proteccin de pendientes
Control de riego
Ozinga
Ozinga
Buffenbarger
Ozinga
secement.org/PDFs/CT032Pervious.pdf
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Beneficios
Beneficios MedioambientalesBuen manejo de las aguas de lluviaEcosistemas del rea de estacionamientoDisminuye el efecto del calor de islaMayor albedo
Beneficios EconmicosAlternativa a mtodos costosos de manejo deaguas de lluvia
Mejor uso del suelo
Beneficios EstructuralesSuperficie con textura expuesta mejora la traccinEstructura de vacos proporciona seguridadEs resistente y durable
CONCRETO PERMEABLE
PCA-
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CONCRETO PERMEABLE
Materiales
MATERIALES
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Materiales
Concreto
Permeable
Concreto
Convencional
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Materiales
CEMENTOCemento ASTM C150Cemento CompuestoASTM C595, C1157
AGREGADO GRUESONo. 8 3/8 a No. 8
9.5 a 2.36 mmNo. 7 a No. 4
12.5 a 4.75 mmNo. 67 a No. 4
19.0 a 4.75 mm
AGUAACI 301
ADITIVOSASTM C494Reductor de aguaControlar HidratacinModificador de Viscosidad
Materiales CementantesSuplementarios:Ceniza Volante ASTM C618Humo de Slice ASTM C1240Escoria de Alto Horno ASTMC989
AGREGADO FINOPOCO O NADA
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Rangos Tpicos de Proporcionamiento
Cementante, kg/m3
Caracterstica Rango
Agregado grueso, kg/m3
Relacin agua/cemento (en peso)
Relacin agregado grueso/cemento (en peso)
Relacin agregados fino/grueso (en peso)
270 - 415
1,190 - 1,480
0.35 - 0.45
4 a 4.5:1
0 a 1:1
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Propiedades Tpicas
Asentamiento, mm
Peso unitario, kg/m3
Tiempo de fraguado, hora
Porosidad, % (en volumen)
Permeabilidad, cm/seg (lt/m2/min)
0 - 20
1,600 - 2,000
1
15 - 25
0.20 - 0.54 (120 - 320)
Propiedad Rango
Resistencia a compresin, MPa
Resistencia a flexin, MPa
Contraccin
3.5 - 28
1.0 - 3.8
200 10-6
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Convencional vs Concreto Permeable
PROPORCIONAMIENTO
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Convencional vs Concreto Permeable
Standard Practice for Selecting Proportions forNormal, Heavyweight, and Mass Concrete (ACI 211.1-91)
(Reapproved 2002)Reported by ACI Committee 211
Guide for Selection ProportionsFor No-Slump Concrete
(ACI 211.3R-02)Reported by ACI Committee 211
APPENDIX 6 PERVIOUS CONCRETE MIXTURE PROPORTIONING
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Convencional
ACI 211.1 Seleccin del Agua de Mezclado
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Convencional
10
15
20
25
30
35
40
45
0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85
Resisten
ciaacompresina28das,
MPa
Relacin agua/cemento, en peso
Con aire incorporado
Sin aire incorporado
ACI 211.1 a/c vs Resistencia a Compresin
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Convencional
ACI 211.1 Agregado Grueso
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Convencional
ACI 211.1 Agregado Fino
Calcular la Arena por:
Volmenes Absolutos
Convertir a Pesos
1 metro cbico
MEZCLAS
DE PRUEBA
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Convencional
ACI 211.1 Proporcionamiento de Mezcla de Concreto
Trabajable
Resistencia
Durable
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Permeable
ACI 211.3R Proporcionamiento de Mezcla Concreto Permeable
Diseo de MezclasNo es por a/c
Contenido de VacosVelocidad de filtracinCapacidad de AlmacenamientoResistencia, durabilidad
Volumen de PastaAdherencia entre partculas de agregado
Trabajabilidad suficiente
Proporcionamiento por Volumen Absoluto (1 m3)
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Permeable
ACI 211.3R Criterios para el Proporcionamiento
ASTM C 33
No. 8
No. 7
No. 67
3/8 a No. 8
a No. 4
a No. 4
9.5 a 2.36 mm
12.5 a 4.75 mm
19.0 a 4.75 mm
No. 67
Relacin agua/cemento
0.350.45
24 MPa (245 kg/cm2)
NAA; NATIONAL AGGREGA TES ASSOCIATION
NRMCA: NATIONAL READY MIXED CONCRETE ASSOCIATION
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Permeable
ACI 211.3R Volumen de Pasta para un Contenido de Vacos
Vp
GRAVA
1 m3 = Vpasta + Vgrava + Vvacos
Vpasta = Vcemento + Vagua
Vpasta =C
3.15 x 1000+ A
1 x 1000
Vpasta =C
3.15 x 1000+ (A/C)/C
1 x 1000
CEMENTO
AGUA
GRAVA - PVSC
Vv
MEZCLAS
DE PRUEBA
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Permeable
El Control de la Humedad es CRTICO
Buena Humedad
Buena Adherencia entre Agregados
Buena Compactacin
Poco o Nada de Bolas
Nada de Grandes Agujeros
Nada de reas Selladas
Vacos Uniformes-Consistentes
Buena Apariencia
BUENASUPERFI
CIE
Demasiado Seco - Muy Poca Agua CorrectoAgua Adecuada
Demasiado HmedoMucha Agua
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Permeable
Demasiado CementoDemasiada Agua Demasiada Pasta Superficie PobreNO ES PERMEABLE
Ozinga
El Control de la Humedad es CRTICO
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Permeable
No Pasta entre AgregadosNo Pasta en Superficie Superficie PobreNO ES PERMEABLEMezcla Seca
Ozinga
El Control de la Humedad es CRTICO
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Permeable
Pobre Compactacin Superficie PobreNO ES PERMEABLEPobre MezcladoOzinga
El Control de la Humedad es CRTICO
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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLA
Concreto Permeable
Seguridad:Buena Friccin Hmedo o SecoBrillante y FrescoNo CharcosNo Hidroplaneo
Buena Superficie:Circulacin de VehculosCaminarPaseos en Bicicleta
Andar en Patinetas
Ozinga
El Control de la Humedad es CRTICOTEXTURA FINAL ADECUADA
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CONCRETO PERMEABLE
Normas ASTM
MTODOS DE PRUEBA
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MTODOS DE PRUEBA
ASTM Concreto Convencional
Pruebas de Laboratorio y CampoMuestreo(C172)Consistencia(C138)Contenido de Aire(C231, C138, C173)Densidad (Peso Unitario)(C138)Moldeado(C31, C192)Compactacin(C31, C192)
Pruebas del Concreto EndurecidoResistencia a Compresin(C39)Resistencia a Flexin(C78)Resistencia a Tensin(C496)Mdulo Elstico(C469)Permeabilidad
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MTODOS DE PRUEBA
Nuevos Mtodos
ASTM C09.49 Concrete and Concrete AggregatesPERVIOUS CONCRETE
Densidad del Concreto en Estado Fresco
Densidad y Porosidad del Concreto en Estado Endurecido
Permeabilidad en Campo (Velocidad de Infiltracin)
Resistencia a Compresin
Resistencia a Flexin
Durabilidad de la Superficie
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MTODOS DE PRUEBA
ASTM C 1688 2008 (OCTUBRE)
ASTM C1688STANDARD TEST METHOD FOR DENSITY ANDVOID CONTENT OF FRESHLY MIXED PERVIOUS CONCRETE
Recipiente de 7 lt
Martillo de Compactacin delProctor Standard (ASTM D698)
Llenado en dos capas
Cada capa compactada con 20 Golpes
Muestreo ASTM C172
Offenberg-aci spring 2009
MTODOS DE PRUEBA
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MTODOS DE PRUEBA
ASTM - Mtodos Alternativos
ASTM TESTING FRESH DENSITY
ASTM C138Procedimiento de Varillado(Rodding Procedure)
ASTM C29Procedimiento de Asentado
(Jigging Procedure )
MTODOS DE PRUEBA
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MTODOS DE PRUEBA
ASTM - Mtodos Alternativos
ASTM DENSIDAD, POROSIDAD Y ESPESOR
ASTM C42Obtaining and Testing Drilled Cores
and sawed Beams of Concrete
Offenberg-aci spring 2009
www.waterbucket.ca/rm/sites/wbcrm/documents/media/92.pdf
www.waterbucket.ca/rm/sites/wbcrm/documents/media/92.pdf
MTODOS DE PRUEBA
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MTODOS DE PRUEBA
ASTM C 1709 2009 - (OCTUBRE 2)
ASTM 1701M-09STANDARD TEST METHOD FORINFILTRATION RATE OF IN PLACE PERVIOUS CONCRETE
EN LABORATORIO
ACI522R-06
Concrete Magazine Constru ct ion
Characterist ics of PorousConcrete -Mdewoo lkar - Jan09
ASTM Approves New Pervious Concrete TestStandard
A newASTMtest standard ASTM C1701/C1701M
09 Standard Test Method for Infiltration Rate of In
Place Pervious Concrete has been finalized.
.This is the second ASTM test method to be
standardized. .. In addit ion, the
subcommittee is working on test methods on
hardened density, strength and surface durability.
Copies of the standard are available beginningOctober 2 via ASTMs Web site at
http://www.astm.org/Standards/C1701.htm.
MTODOS DE PRUEBA
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MTODOS DE PRUEBA
ASTMRESISTENCIA A COMPRESINDesarrollar el tipo de prueba a compresin, las tcnicas de consolidacin, materialde cabeceo y seleccin del tamao adecuado del cilindro.
ASTMRESISTENCIA A FLEXIN
La nueva prueba no debe diferir radicalmente del mtodo existente.La direccin de carga debe corresponder con la direccin de colocacin.La nueva prueba a desarrollar debe ser para mezclas de baja densidad y altapermeabilidad.Dos versiones de prueba, una de seccin simple para el concreto permeable y unaseccin ms compleja para el concreto permeable reforzado con fibra.
Seleccionar la longitud del claro a usar, el ancho de la placa que distribuye la carga,y evaluar el post-agrietamiento en caso de concreto permeable reforzado con fibras.
ASTMDENSIDAD Y POROSIDAD EN ESTADO ENDURECIDO
C09.49 Pervious Concrete - ASTM Nuevos Mtodos
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Diseo
DISEO
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Seccin Tpica
Concreto permeableEspesor: por diseo
Reservorio de piedra(Grava 1 a 3)
Filtro grueso (Grava )Filtro de tela
Suelo inalterado (Tipo A)
100200 mm(4 - 8)
600900 mm(24 36)
2550 mm(1 2)
Filtracin 13 mm/hr
emin: 4 Peatonesemin: 5 Autos
emin: 6 Camionetasemin: 8 Camiones
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Diseo del Pavimento - Bases
Diseo Hidrulico
Diseo Estructural
Elegir la de mayor espesor
Otras consideraciones
Evitar instalar en reas de trfico pesadoPendientes planas o suaves (menos de 5%)
Filtro de tela colocarse bajo y a los lados del reservorio de piedraUsar un solo tamao en el reservorio de piedra
Diseo eficiente:Buen manejo del aguaSoportar la carga de trfico
Secuencia Tpica de Diseo Verificar el suelo Diseo hidrolgicoDiseo estructural
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Diseo Hidrolgico Consideraciones
Precipitacin
Infiltracin
Goo gle: Imgen es: storm water
Precipitacin
Recarga alnivel fretico Zona de suelo
Nivel fretico
Zona saturadabajo el nivel fretico
Agua subterrnea
Zonasinsaturar
Zona de capilaridad
Volumen, distribucinTasa de infiltracin del sueloPerodo de retorno (2 y 10 aos)
Cantidad de precipitacinque pueda penetrar al suelo
Tipo de sueloHumedadNivel fretico
Google: Imgenes: water table groun d water (adaptado)
NRMCA-PCA
Alta (Suelo arenoso)
Velocidad de infiltracin (suelo)
Intermedio (Arcilla, l imo)
Bajo (Arcillas, franco arcilloso)
mm/hr
13 25
0.3 3
3 13
Velocidad de infiltracin
PCA-NRMCA
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Diseo Hidrolgico - Consideraciones
Capacidad de almacenamiento Pendientes Reduccin de la capacidad de almacenamiento
Zona de almacenamiento
Concreto Permeable
Reservorio permeable
Filtro de tela
Suelo
Espesor de pavimento = 10 cmPorosidad = 15%
Almacenamiento
15% x 10 cm = 1.5 cm
40% x 15 cm = 6.0 cm
Total = 7.5 cm
Capa permeable = 15 cm
Porosidad = 40%
PCA-NRMCA
rea de pavimento: 1000 m2
Volumen Almacenado: 75 m3
Espesor de pavimento (e) = 15 cmLongitud (L) = 30 m
% Volumen
% Vol = 15/(2x 0.01 x 30)
Pendiente (p) = 1%
% Vol = e / (2 p L)
% Volumen = 25%Terrazas escalonadas
Presa de detencin
Soluciones
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Diseo Estructural Procedimientos de diseo
Guide for Construction of Concrete Pavements and
Concrete Bases
Reported by ACI Committee 325
ACI 325.9R-91
Guide for the Design and ConstructionOf Concrete Parking Lots
Reported by ACI Committee 325
ACI 330R-08
Guide for Design of Jointed Concrete PavementsFor Streets and Local Roads
Reported by ACI Committee 325
ACI 325.12R-02
Pervious Concrete
Reported by ACI Committee 522
ACI 522R-06
Resistencia a flexin mnima: 3.4 MPa
No es un documento de diseo
Captulo 6AASHTOPCA
Resistencia a flexin mnima: 3.4 MPa
PCA-NRMCA
PCA-NRMCA
PCA-NRMCA
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Diseo Estructural - Consideraciones
PCA-actualizado
Delatte
Delatte
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CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Proceso constructivo Preparacin Colocacin - Enrasado -
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CONCRETO PERMEABLE
Proceso constructivo Compactacin - Junta - Curado
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Proceso constructivo Control de calidad
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Mantenimiento
MANTENIMIENTO
CONCRETO PERMEABLE
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CONCRETO PERMEABLE
Mantenimiento
En caso de obstrucciones
Es posible restablecer la permeabilidad
La LimpiezaLavado a Presin o con Aspirado
Equipo de Limpieza Convencionalwww.concreteresotces.net
Limpieza Hidrulicacon BoquillaBueno para superficies
Limpieza hidrulicaBueno para Musgos
Limpieza conAgua a Presin
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CO C O
Precauciones en su uso
EL XITO HIDROLGICOY ESTRUCTURAL
Depender de la adecuada seleccin delos materiales, el diseo, la instalacin
y su mantenimiento, o mal uso
LAS FALLASDEGRADACIN ESTRUCTURAL
Y OBSTRUCCIN
Descuido de alguno de estos pasosBasf
Basf
OffenbergOffenberg
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
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Alcance
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
INVESTIGACIN EXPERIMENTALNormas ASTM
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Alcance
C 78C 469 C 496C 39
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
INVESTIGACIN EXPERIMENTALNormas ASTM
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Alcance
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
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Alcance
2 Tamaos de AgregadoNo. 8 (3/8-9.5 mm) y No. 67 (3/4-19.0 mm)
1 Tipo de CementoCPC, Densidad 3.15
Con 1 AditivoAgente Viscoso
2 Contenido de Vacos
15% y 20%
Propiedades en Estado EndurecidoResistencia a Compresin, Mdulo de Elasticidad, Resistencia a Tensin porCompresin Diametral, Resistencia a Flexin en Vigas, y PERMEABILIDAD
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
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Proporcionamiento por m3
Cemento(kg)
Agua(kg)
Grava(kg)
Arena(kg)
Aditivo(ml)
M1 3/8" 15% 350 122 1393
M2 3/8" 20% 5% 320 112 1259 68
M3 3/4" 15% 10% 350 122 1274 144
M4 3/4" 20% 10% 350 122 1171 133
M5 3/4" 20% 10% viscoso 350 122 1171 133 1837
Mezcla
TMA
%V
aco
%A
rena
Aditivo/
Agente
Proporcionamiento/m3
a/c : 0.35Agregado/cemento 4
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
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Propiedades en Estado Fresco
3/8-Vacos 15%
P. U. Peso Unitario
ID
M1
M2
M3
M4
M5
P. U.Kg/m3
1918
1850
1970
1926
1921
Prueba
Asentamiento
3/8-Vacos 20%-Arena 5%
3/4-Vacos 20%-Arena 10%
3/4-Vacos 15%-Arena 10%
3/4-Vacos 20%-Arena 10% + Agente Viscoso
Caractersticas de la mezcla
Peso Unitario
Propiedades en estado fresco
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0
50
100
150
200
250
7 28
Edad, das
R
esistenciaacompresin,
kg/cm
2M1 M2
M3 M4
M5
Prueba
Cilindros150 () x 300 (H) mm
M1: 3/8-Vacos 15%M2: 3/8-Vacos 20%-Arena 5%
144
176
138
145
178
215
158176
153
173
M3: 3/4-Vacos 15%-Arena 10%M4: 3/4-Vacos 20%-Arena 10%M5: 3/4-Vacos 20%-Arena 10% + Agente Viscoso
M1 M2 M3 M4 M5 M1 M2 M3 M4 M5
Resultados a compresin (fc) en kg/cm2
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
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Resumen de resultados a 28 das de prueba
fc(kg/cm2)
ft(kg/cm2)
ff(kg/cm2)
E(kg/cm2)
k(cm/seg)
M1 3/8 15% 176 19 35
M2 3/8" 20% 5% 145 14 32 91,665
M3 3/4" 15% 10% 215 20 46 113,529
M4 3/4 20% 10% 176 17 40 113,902
M5 3/4 20% 10% viscoso 173 15 39 110,565
Mezcla
TMA
%V
aco
%A
rena
Aditivo/
Agente
0.49
0.46
0.52
0.52
0.41122,006
ft/ fc(kg/cm2)
11
10
9
10
9
ff/ fc(kg/cm2)
20
22
21
23
23
ff 10% - 20% fcft 8% - 12% fc
Resultados
INVESTIGACIN EXPERIMENTAL
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Conclusiones
CONCLUSIONES
CONCRETO PERMEABLE
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Conclusiones
El concreto permeable es un tipo especial de concreto,considerado un material de construccin sostenible
Se puede suministrar mediante concreterasconvencionales, sin embargo, es indispensable laexperiencia y familiaridad necesaria en el manejo de estetipo de concreto
Es necesario mantenimiento para mantener sucaracterstica de permeabilidad
Impulsar su uso se requiere de investigaciones futuras
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25 AOS DEL ACI CAPTULO PERUANO
CARLOS AIREESTRUCTURAS Y MATERIALES
INSTITUTO DE INGENIERA - UNAM
CONCRETO PERMEABLE
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DEMO
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ainLobby-ACISprong2007-Atlanta
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