HORMIGÓN POROSO 19 DE OCTUBRE DE 2017

Transcripción

1 HORMIGÓN POROSO 19 DE OCTUBRE DE 2017 I Definición 41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de octubre 2017 Ciudad de Córdoba Se denomina Hormigón Poroso al material en el cuál se ha eliminado total o parcialmente el agregado fino de su composición, para ser reemplazados por suficientes huecos ó vacíos interconectados, que actuarán como capilares macroscópicos drenantes de la escorrentía superficial logrando un hormigón de alta permeabilidad. 1

2 Algunos Beneficios Buen aspecto del hormigón Reducción escurrimiento aguas pluviales Recarga del agua subterranea Disipa el calor mas rapidamente e Control de polución Otras Ventajas 41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de octubre 2017 Ciudad de Córdoba Eliminación de agua en todas las direcciones. Reduce el hidroplaneo (por textura macroscópica). Disipa el calor mas rápidamente. Disminuye el nivel de ruido por rodamiento. Reservorios de retención de agua. Reducción de superficies impermeables en la ciudad. Reduce la formación de hielo superficial en zonas frías. Mejor visibilidad (niebla producida por vehículos). Fluidez de transito a pesar de las condiciones meteorológicas 2

3 41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de octubre 2017 Ciudad de Córdoba Aplicaciones Playas de estacionamiento. Sendas peatonales o bici sendas. Sub-bases o bases drenantes. Capas de rodamiento para transito liviano. Banquinas, cunetas, badenes. Barreras de sonido. Limitaciones Transito pesado Agregados (tamaño máximo, granulometría, textura) Técnicas constructivas (colocación, compactación terminación y curado) Aplicaciones 41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de octubre 2017 Ciudad de Córdoba Bicisendas. 3

4 Aplicaciones Playa de estacionamiento. Materiales Componentes Cemento Agua Portland Adiciones Aditivos Liquidos Agregados 4

5 Todo tipo de adiciones pueden utilizarse en el hormigón poroso Dosificación Cemento Portland Piedra partida 6-12 mm. Preferiblemente: 9,5-12 mm. Agrgado fino. (con o sin) Adiciones minerales Aditivos: - Superplastificante. - Mejoradores de adherencia. - Retardadores de fragüe. 5

6 Agregados Agregados Redondeados Se logra mayor compacidad y mayor resistencia Menor permeabilidad Agregados Angulosos Dificultan la descarga del hormigón Incrementan la demanda de agua Arena Innecesaria Eventualmente hasta un 6% Agregados Es preferible un tamaño de agregado uniforme. El tamaño máximo grande del agregado afecta la terminación superficial del hormigón. Tamaño máximo recomendado 10 a 14 mm Importante: La presencia de polvo en el agregado puede obstruir la matriz de vacios, de trata de trabajar con agregados lavados. 6

7 Agregados La presencia de polvo y residuos podría obstruir la matriz del hormigón poroso agua agua consistencia resistencia A/C = 0,3/0,4 entre lt/m 3 7

8 Aditivos para Hormigón Poroso Mapecrete Drain L Genera adhesión entre particulas Produce un hormigón menos rígido Incrementa la cohesividad Aditivos para Hormigón Poroso Mapetard Extiende el control de los aditivos Para altas temperaturas Podría redosificarse en obra 8

9 Aditivos para Hormigón Poroso Mapecrete Drain P Viene en bolsas hidrosolubles Incluye el retardador de fraguado Se utiliza en bajos dosajes Ensayos sobre Hormigón Poroso ASTM C1688 Densidad y contenido de vacíos Metodos de ensayo para hormigón poroso ASTM C1701 Método de ensayo para velocidad de infiltración 9

10 Trabajabilidad Inverted cone slump Estado Fresco : Aspecto Objetivo 10

11 Aspecto Bajo Contenido de Agua La pasta no logra cubrir la superficie de los agregados Óptimo Contenido de Agua Excesivo Contenido de Agua Segregación Pasta con elevada fluidez Forma conglomerados durante el mezclado Descarga lenta Taponamiento de poros Disminuye la resistencia del puente de unión Disminuye la resistencia del puente de unión Diseño de mezcla Propiedades Hidráulicas Propiedades Conductividad hidráulica Capacidad de almacenaje Mecánicas Resistencia 11

12 Propiedades hidráulicas Los vacíos interconectados tienen un diámetro entre 1 y 8 mm y representan entre un 15 y un 30 % del volumen del hormigón. La permeabilidad esta conectada con el diámetro y el contenido de vacios pero es la interconexión entre vacios la que afecta la permeabilidad y este es un factor que no se puede controlar en la mezcla de forma practica. Propiedades Hidráulicas Los vacíos interconectados son típicamente entre 1-8 mm y representan entre 15% y 30% del volumen total del hormigón 12

13 Propiedades Hidráulicas Propiedades Mecánicas 13

14 Propiedades Mecánicas Propiedades hidráulicas 14

15 Capacidad de Almacenaje Capacidad de almacenaje Hormigón poroso Capacidad total para colectar el Capacidad del agua de lluvia hormigón poroso de colectar agua Subbase La capacidad de la subbase para colectar agua Suelo Generalmente los suelos con una velocidad de percolación de 12mm/hr son aceptados como subbase En el caso de suelos arcillosos o capas impermeables como subbases pueden ser removidas y reemplazadas por una delgada capa de subbase porosa Una capa permeable de mm con agregados (TMN 25mm ) es usualmente recomendada 15

16 Capacidad de Almacenaje HormigónPoroso subbase suelo (15%) 100mm = 15mm (40%) 150mm = 60mm 100 mm de Hormigón poroso y 150 mm de piedra partida limpia permite colectar 75mm de agua de lluvia Esquema de funcionamiento PRINCIPIO SISTEMA ABIERTO RETARDO DEL FLUJO POR ALMACENAMIENTO PARTE SE INFILTRA EN EL SUELO SISTEMA CERRADO RETARDO DEL FLUJO POR ALMACENAMIENTO DISMINUCIÓN DEL Q MÁXIMO DISMINUCIÓN DEL Q MÁXIMO 16

17 41º Jornada de Actualización Técnica - `19 de Octubre 2017 Ciudad de Córdoba Diseño Sección típica de hormigón poroso (sistema abierto) 41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de Octubre 2017 Ciudad de C órdoba Diseño Partes constituyentes Capa de hormigón poroso: espesor entre 100 y 200 mm Para facilitar colocación y terminación superficial, se usa un agregado grueso tamaño máximo entre 9 y 12 mm Manto filtrante: consiste en una capa de piedra partida entre 25 mm y 50 mm que permite la colocación del hormigón poroso y además da continuidad al escurrimiento del agua. Es una transición entre el hormigón y el manto de reserva. 17

18 41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de octubre 2017 Ciudad de Córdoba Diseño Partes constituyentes Manto de reserva: Se utiliza para almacenar temporariamente el agua de lluvia que ha pasado por el hormigón poroso y el manto filtrante. Se utiliza una grava de tamaño entre 37,5 y 75 mm, alcanzado un porcentaje de vacios del 30%. El espesor de la capa depende del volumen de agua a almacenar, función de la infiltración del suelo y del volumen de vacios disponible en esta capa. El espesor se diseña para eliminar el agua en un mínimo de 12 hs y un máximo de 72 hs. Diseño Partes constituyentes Manto geotextil: se coloca sobre el terreno natural para impedir que la migración de suelo hacia el manto de reserva disminuya la capacidad de almacenamiento. 18

19 Geotextil Un geotextil de tela de filtro se utiliza generalmente para retener el suelo y permitir que el líquido fluya libremente Diseño Sección típica de hormigón poroso (sistema cerrado) Ing.Leonardo Zitzer 19

20 Diseño Sección transversal de un cordon cuneta (sistema cerrado) Ing.Leonardo Zitzer Método constructivo Etapas 1- Preparación de la base Compactación de la base hasta obtener superficie uniforme y estable. Cuando el hormigón poroso se coloca sobre terreno arenoso o granular, la base debe ser compactada hasta alcanzar el % de la densidad máxima. En terrenos arenosos finos o con presencia de arcilla, se colocara sobre el terreno natural un manto geotextil y sobre este una capa de material granular de estructura abierta. Se recomienda humedecer la base antes de la colocación del hormigón. Ing.Leonardo Zitzer 20

21 Método constructivo 2- Distribución del hormigón. La distribución del hormigón se realiza con una regla en forma manual o mediante un cilindro vibrador, en ambos casos corriendo sobre los moldes con el suplemento de altura. Método constructivo 3- Compactación del hormigón. Para la compactación se podrá utilizar las siguientes herramientas: Cilindro metálico de ø= 25 cm, transmite 0,7 kg/cm 2 Pisones metálicos Compactadora Manual Reglas Vibradoras Se realizan tantas pasadas de los elementos de compactación como sean necesarias. Finalmente la compactación se considera concluida cuando el nivel del hormigón ya compactado coincide con el borde superior de los moldes (sin suplemento). Ing.Leonardo Zitzer 21

22 Método constructivo La compactación tiene efecto sobre la función del hormigón poroso, especialmente en la permeabilidad, resistencia y durabilidad. Una compactación excesiva puede hacer colapsar los vacios y reducir la porosidad. Ing.Leonardo Zitzer 41º Jornada de Actualización Técnica - 19 de Octubre 2017 Ciudad de Córdoaba Método constructivo Ing.Leonardo Zitzer 22

23 Método constructivo 4- Dimensiones de los paños y las juntas. El hormigón poroso contrae menos que el hormigón convencional. El espacio entre juntas puede ser un poco mayor al habitual. Se realiza en estado fresco luego de haber realizado la compactación. Ing.Leonardo Zitzer Método constructivo 5- Curado. La protección y curado de este hormigón comienzan en forma inmediata luego de la compactación y corte de juntas. Se utilizan usualmente láminas de polietileno, manteniéndolas como mínimo durante 7 días. 23

24 41º Jornada de Actualización Técnica - 18 de Octubre 2017 Ciudad de Córdoba Aspecto final Ing.Leonardo Zitzer Mantenimiento Es necesario para garantizar la capacidad de infiltración de agua del hormigón poroso. La limpieza se realizará por aspiración o por un lavado con agua a presión removiendo las obstrucciones de la red de canales internos. Se recomienda verificar luego de cada limpieza que la permeabilidad sea superior al 80 a 90% de la de diseño mediante el uso de un permeabilímetro. 24

25 Aditivos para hormigón poroso. Mapecrete Drain L Aditivo para hormigón poroso. Potencia la resistencia a la flexión y a la compresión. Mejora la cohesión entre las partículas de agregados. Disminuye el módulo de elasticidad. Mapetard Retardante de fragüe. Permite extender el tiempo de trabajabilidad. Ensayos de laboratorio Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3 Mezcla 4 Cemento I 52 (kg/m3) Arena (% sobre el total de agregados) - 5% 10% 15% Piedra (% sobre el total de agregados) 100% 95% 90% 85% Relacion agua cemento 0,33 0,33 0,33 0,33 Mapecrete Drain L (% del peso del cemento) 1,00% 1,00% 1,00% 1,00% Mapetard (% del peso del cemento) 0,60% 0,60% 0,60% 0,60% Vacios (%) 29,10% 28,90% 23,70% 20,80% Resistencia a compresion a 24 horas (MPa) 5,3 5,2 5,4 7,8 Resistencia a compresion a 7 días (MPa) 10 9,9 12,6 14,5 PUV (kg/m3)

26 Ensayos de laboratorio Placas para conductividad hidráulica Ensayos de laboratorio Conductividad hidráulica mezcla 1 (15 segundos) 26

27 Ensayos de laboratorio Conductividad hidráulica mezcla 3 (63 segundos) Ensayos de laboratorio Litros/segundo m2 Litros/minuto m2 mm/segundo mm/hora Mezcla 1 (100%) 42, , Mezcla 2 (95% + 5%) 39, , Mezcla 3 (90% + 10%) 10, , Mezcla 4 (85% + 15%) 8, , Ing.Leonardo Zitzer 27

28 40º Jornada de Actualización Técnica - 8 de Junio 2017 Ciudad de Paraná Muchas gracias por su atención! Arq. Gustavo Fresco 28