Permeabilidad Del Concreto

Permeabilidad y Porosidad en Concreto

Ligia M. Vélez1

Resumen

Se preparó concreto poroso, material compuesto por una matriz

cementítica y un agregado como refuerzo, con la característica de

permitir la infiltración de agua. La permeabilidad de estas mezclas

se obtiene usando áridos con un volumen significativo de huecos

entre las partículas y con ausencia total de finos. Se estudió la

influencia de la permeabilidad del concreto poroso en: el volumen

de poros permeables, porcentaje de absorción total, densidad, y

propiedades mecánicas resistencia a la compresión y flexo tracción

28 días. Este estudio encontró una dosificación de concreto poroso,

la cual permite obtener resistencias altas, manteniendo una

excelente permeabilidad del concreto poroso. Se determinó una

permeabilidad de 2,342 mm/s, con un porcentaje real de huecos del

11%, cemento en una proporción de 350 kg/m3, permitiendo

resistencias a flexo tracción y a compresión veintiocho días

respectivamente de 3 MPa y 33 MPa utilizando diferentes razones

agua/cemento.

Palabras clave

Concreto poroso, materiales de construcción, permeabilidad,

resistencia de flexo tracción, resistencia de compresión.

1 Facultad de Tecnologías, INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO,

ligiavelez@itm.edu.co

Fecha de recepción: 17 de Agosto de 2010

Fecha de aceptación: 08 de Octubre de 2010

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Revista Tecno Lógicas

Abstract

Porous concrete was prepared, material composed of a cement

matrix and an aggregate as reinforcement, with the feature to

allow the water infiltration. The permeability of these mixtures is

obtained using barren with a significant volume of hollows

between particles and with total lack of fines. The influence of the

concrete permeability of the porous one in: the volume of

permeable pores, percentage of total absorption, mechanical

density, and properties compressive strength and bending traction

28 days was studied. It was found a concrete dosage of porous,

which allows obtaining high resistance, maintaining an excellent

concrete permeability of the porous concrete. A permeability of

2,342 mm/s was determined, with a real percentage of hollows of

11%, cement in a proportion of 350 kg/m3, allowing resistance to

bending traction and compression twenty-eight days respectively

of 3 MPa and 33 MPa using different reasons water/cement.

Keywords

Concrete porous, materials for construction, permeability,

resistance bending traction, resistance compression.

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1. INTRODUCCIÓN

La construcción sostenible (Ramirez, 2009) o la utilización

racional de los recursos naturales disponibles para la construcción,

el reciclaje, la reutilización y la recuperación de materiales; y un

diseño y proceso constructivo que minimice los impactos

ambientales, conllevan a un cambio de mentalidad en la industria

de la construcción. En este mismo sentido, la tecnología del

concreto responde con las características de sostenibilidad que

potencian al material en un nuevo mercado, mejorar las

condiciones medioambientales y ahorrar recursos; esta visión

incluye tanto la energía, el agua y los materiales, como los

sistemas o estrategias que inciden sobre el concepto global de

calidad.

La tecnología del concreto y el mejoramiento de las condiciones

medioambientales se acoplan en el concreto poroso, material

compuesto por una matriz cementítica y un agregado como

refuerzo, con la principal característica: permitir la infiltración de

agua a través de su superficie y proporcionar un almacenamiento

temporal, para su posterior disposición.

El diseño de concreto poroso en pavimentos de estructura

porosa, en obras de vías y carreteras, proporciona los siguientes

beneficios: disminuye el riesgo en la circulación en presencia de

lluvia, disminuye los gradientes térmicos y de humedad, y el

material presta dos funciones adicionales drenaje y auto

ventilación, al aumentar la estructura de los macro poros;

consecuencia de la infiltración del agua en la superficie del

pavimento.

El objetivo de este trabajo fue cuantificar la permeabilidad y

porosidad en concreto poroso y su variación con la resistencia a la

compresión

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Revista Tecno Lógicas

2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Localización

El presente trabajo se llevó a cabo en el laboratorio de

materiales de construcción del INSTITUTO TECNOLÓGICO

METROPOLITANO en la ciudad de Medellín.

2.2 Materiales

El cemento Portland ordinario (OPC), es uno de los materiales

para la construcción más empleados en la producción de concreto,

debido fundamentalmente, a las excelentes propiedades mecánicas

que presenta en estado endurecido. La hidratación del cemento

(Jiménez, 2001) es la reacción de uno de sus componentes con el

agua, formando lo que se conoce como pasta, la relación agua /

cemento oscila en el intervalo [0.3, 0.6] afectando la plasticidad,

hidratación y propiedad del material hidratado. La pasta de

cemento fresco, fragua y gana resistencia posteriormente el

endurecimiento. El fraguado (Vélez, 2008) significa la pérdida

repentina de plasticidad de la pasta original y una conversión a

material en estado sólido con escaza resistencia, y el

endurecimiento como el desarrollo de la resistencia que siguen al

fraguado de la pasta. El calor de hidratación del cemento es hasta

5000 Joule por gramo (120 cal/g.).

Los Áridos se consideran como un material inerte disperso en

la pasta de cemento, y utilizados como refuerzo en un material

compuesto, se utiliza con la función de brindarle al concreto

estabilidad volumétrica y mejorar la durabilidad. Los áridos

generalmente son materiales pétreos con una condición saturada y

superficialmente seca, y su masa tiene gravedad especifica

aparente para que el agua contenida en todos los poros del

agregado no incida en la reacción química del cemento, y pueda

considerare en el diseño de mezcla como parte del agregado. Los

cálculos para el diseño de mezcla se basan en la gravedad

específica con un valor frecuente entre 2,4 y 2,9.

El agua, desempeña un papel importante, hidratar al cemento

Portland, por medio de reacciones químicas y por tanto, las

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impurezas del agua pueden interferir con el fraguado del cemento,

afectar adversamente la resistencia del concreto o causar manchas

en su superficie, y también pueden conducir a la corrosión del

refuerzo, inestabilidad del volumen y reducción de la durabilidad.

Por estas razones, se debería tomar en cuenta la conveniencia del

agua para mezclado y los propósitos del curado. El agua de

mezclado no deberá contener cantidades indeseables de sustancias

orgánicas ni constituyentes inorgánicas en proporciones excesivas,

ni impurezas como Álcalis, ácidos, materia vegetal, aceites, aguas

residuales, cantidades excesivas de limo. La disminución de la

relación agua/materiales cementantes es muy importante para

obtener la mayor resistencia mecánica posible en todos los

ensayos, el agua constituye del 14% al 18% del volumen de la

mezcla.

2.3 Metodología

La permeabilidad en el concreto se refiere a la cantidad de

migración de agua u otras sustancias liquidas por los poros del

material en un determinado tiempo; y así ser el resultado de: la

composición de la porosidad en la pasta de concreto, la hidratación

o la asociación con la liberación de calor o calor de hidratación y

evaporación del agua de mezcla, la temperatura del concreto, y la

formación de cavidades y grietas por contracción plástica en el

concreto durante el tiempo de fraguado.

Los poros en el concreto, determinan la exposición ambiental

del material y daños provenientes de los líquidos y de los gases

que lo penetran, tales como dióxido de carbono, agua, oxígeno,

cloruros, sulfatos, etc.; estos elementos o compuestos originan

diversas reacciones químicas, cuyo efecto más crítico es la

corrosión del acero del elemento constructivo. Y así, el concepto de

durabilidad en concretos (Torres et al., 2007) se asocia con

mantener su forma original, calidad y buena prestación cuando se

expone al ambiente de servicio.

Los cloruros íntimamente asociados al cemento hidratado no

son solubles en agua, por lo que no causan corrosión; sin embargo,

algunas investigaciones (Solís et al., 2008) han mostrado que

cloruros que se encuentran unidos a algún compuesto de

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Revista Tecno Lógicas

hidratación del cemento pudieran romper ese enlace y regresar

otra vez

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