Propuesta de diseño de concreto permeable reforzado con fibras de basalto (18mm, l7 µm) para mejorar su desempeño aplicado en pavimentos urbanos

Abstract

El crecimiento acelerado de las urbes y el uso de materiales impermeables han impactado negativamente en el ciclo hidrológico. Las fuertes precipitaciones durante la época de lluvias generan el colapso de redes de alcantarillado en ciudades con la infraestructura inadecuada. Dicha escorrentía acelera el deterioro de los pavimentos, además de la incomodidad y peligro debido al hidroplaneo que impacta en los peatones. El concreto permeable es un material adecuado para mitigar estos problemas debido a su propiedad de discurrir el agua entre sus poros, además de ser ecológico y sostenible. Ya que su resistencia es menor a la del concreto convencional, su uso es limitado en pavimentos rígidos, por ello la incorporación de fibras le proporcionaría un mejor desempeño mecánico. Mediante un análisis cualitativo de diversos factores, se determinó que las fibras de basalto optimizarían el comportamiento del concreto permeable para su aplicación en pavimentos urbanos. Además, se tomó en consideración que el suelo del área de estudio es de grava y la infiltración requerida es de 192.22mm/h. El diseño de mezcla de referencia corresponde a similares características con el área de estudio y finalmente las cantidades requeridas en el diseño de esta investigación son 443.12 kg/m3 de cemento, 130.43 l/m3 de agua, 135.16 kg/m3 de agregado fino, 1312.04 kg/m3 de agregado grueso, 3.99 kg/m3 de aditivo superplastificante; añadido a fibras de basalto en porcentajes de 0%, 0.1%, 0.2% y 0.3% respecto del diseño de mezcla.

The accelerated growth of cities and the use of waterproof materials have negatively impacted the hydrological cycle. Heavy rainfall during the rainy season leads to the collapse of sewerage networks in cities with inadequate infrastructure. Such runoff accelerates the deterioration of pavements, in addition to the discomfort and danger due to hydroplaning that impacts pedestrians. Pervious concrete is a suitable material to mitigate these problems due to its property of running water through its pores, in addition to being ecological and sustainable. Since its resistance is less than that of conventional concrete, its use is limited in rigid pavements, therefore the incorporation of fibers would provide better mechanical performance. Through a qualitative analysis of various factors, it was determined that basalt fibers would optimize the behavior of pervious concrete for application in urban pavements. In addition, it was taken into consideration that the soil of the study area is gravel and the required infiltration is 192.22 mm/h. The reference mix design corresponds to similar characteristics with the study area and finally the quantities required in the design of this research are 443.12 kg/m3 of cement, 130.43 l / m3 of water, 135.16 kg/m3 of fine aggregate, 1312.04 kg/m3 of coarse aggregate, 3.99 kg/m3 of superplasticizer additive; added to basalt fibers in percentages of 0%, 0.1%, 0.2% and 0.3% with respect to the mix design.