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Cemento y hormigón, Fundamentos, tipos y aplicación

Cemento – el ingrediente principal en concreto – ha hecho que la civilización del mundo sea  posible. Desde el antiguo panteón romano, a la ciudad moderna de los rascacielos.

El hormigón es una mezcla de dos componentes: agregado y pegar. La pasta se compone de cemento portland y agua, que luego se une el agregado, a menudo hecha de cosas como arena, grava o piedra triturada. El cemento Portland es un término general para casi todo el cemento moderno – que debe su nombre y origen a una piedra británica albañil que patentó el proceso para la fabricación de cemento moderna de piedra de cantera en la isla de Pórtland.

Concreto que nos rodea, pero a menudo se pasa por alto. El hormigón es más de roca y arena. Esto hace que nuestros hogares y oficinas duradero y más resistente en los desastres naturales, hace que nuestras carreteras y puentes fuertes y duran más tiempo, y gracias a su permanencia y la eficiencia energética, que ayuda a mantener nuestro medio ambiente.

En su forma más simple, el hormigón es una mezcla de pasta y agregados. La pasta, compuesta de cemento Pórtland y agua, cubre la superficie de la multa y agregados gruesos. A través de una reacción química llamada hidratación, la pasta se endurece y se fortalece para formar la masa pétrea conocida como el hormigón.

Dentro de este proceso se encuentra la clave para un rasgo notable del concreto: es de plástico y maleable cuando se mezcla de nuevo, fuerte y durable cuando se endurece.

La durabilidad del hormigón, resistencia y costo relativamente bajo lo convierten en la columna vertebral de edificios e infraestructuras en todo el mundo-casas, escuelas y hospitales, así como aeropuertos, puentes, carreteras y sistemas ferroviarios. El material más producido en la Tierra sólo será más de la demanda como, por ejemplo, las naciones en desarrollo se vuelven cada vez más urbana, los fenómenos meteorológicos extremos requieren materiales de construcción más duraderos y el precio de otros materiales de infraestructura sigue en aumento.

Incluso los profesionales de la construcción a veces usan incorrectamente el cemento y el hormigón términos indistintamente. El cemento es en realidad un ingrediente del concreto. Es el polvo fino que, cuando se mezcla con agua, arena y grava o piedra triturada (fino y agregado grueso), forma la masa de roca similar conocido como hormigón.

Las formas de Hormigón

El hormigón se produce en cuatro formas básicas, cada una con aplicaciones y propiedades únicas.

  1. El hormigón premezclado, mucho, la forma más común, representa casi tres cuartas partes de todo el concreto. Se dosifica en las plantas locales para la entrega de los camiones familiares con tambores giratorios.
  2. Productos prefabricados de hormigón se echan en un ajuste de fábrica. Estos productos se benefician de estricto control de calidad alcanzable en una planta de producción. productos prefabricados se extienden de ladrillos de hormigón y adoquines para tender un puente vigas, componentes estructurales, y paneles de pared. mampostería de hormigón otro tipo de hormigón fabricado, puede ser mejor conocido por su bloque convencional de 8 por 8 por 16 pulgadas. unidades de mampostería de hoy pueden ser moldeados en una gran cantidad de formas, configuraciones, colores y texturas para servir a un espectro infinito de la creación de aplicaciones y necesidades arquitectónicas.
  3. materiales a base de cemento representan productos que desafían la etiqueta de “concreto”, sin embargo, comparten muchas de sus cualidades. Los materiales convencionales en esta categoría incluyen mortero, lechada, y terrazo. suelo-cemento y compactado con rodillo de hormigón – “primos” de hormigón se utilizan para pavimentos y presas. Otros productos en esta categoría incluyen relleno fluido y bases tratadas con cemento.
  4. Una nueva generación de productos avanzados incorpora fibras y el agregado especial para crear tejas, tejas de revestimiento solapado, y encimeras.

¿Cómo se hace el Cemento

 El cemento Portland es el ingrediente básico del hormigón. El hormigón se forma cuando el cemento portland crea una pasta con agua que se une con arena y rocas a endurecerse.

El cemento se fabrica a través de una combinación química estrechamente controlada de calcio, silicio, aluminio, hierro y otros ingredientes.

Los materiales comunes utilizados para la fabricación de cemento incluyen piedra caliza, conchas y la tiza o marga combinado con esquisto, arcilla, pizarra, escoria de alto horno, arena de sílice, y mineral de hierro. Estos ingredientes, cuando se calienta a altas temperaturas forman una sustancia como una roca que se muele en el polvo fino que comúnmente consideramos como cemento.

Albañil Joseph Aspdin de Leeds, Inglaterra primero hizo cemento portland a principios del siglo 19 por la quema de polvo de piedra caliza y arcilla en su estufa de la cocina. Con este método crudo, que sentó las bases de una industria que anualmente procesos, literalmente, montañas de piedra caliza, arcilla, roca de cemento y otros materiales en un polvo tan fino que pasará a través de un tamiz capaz de contener agua.

laboratorios planta de cemento comprobar cada paso en la fabricación de cemento portland por pruebas químicas y físicas frecuente y. Los laboratorios también analizan y prueban el producto terminado para asegurar que cumple con todas las especificaciones de la industria.

La forma más común para la fabricación de cemento portland es a través de un método en seco. El primer paso es a cantera las principales materias primas, principalmente de piedra caliza, arcilla, y otros materiales. Después de la explotación de canteras de la roca se tritura. Esto implica varias etapas. La primera trituración reduce la roca a un tamaño máximo de aproximadamente 6 pulgadas. La roca luego va a trituradoras o molinos de martillos secundaria para la reducción a alrededor de 3 pulgadas o más pequeñas.

La roca triturada se combina con otros ingredientes tales como mineral de hierro o ceniza y tierra, mezclado volar, y se alimenta a un horno de cemento.

El horno de cemento calienta todos los ingredientes para unos 2.700 grados Fahrenheit en enormes hornos rotativos de acero cilíndrica alineados con ladrillo refractario especial. Los hornos son a menudo tanto como 12 pies de diámetro grande suficiente para dar cabida un automóvil y ya en muchos casos que la altura de un edificio de 40 pisos. Los hornos grandes están montados con el eje ligeramente inclinado con respecto a la horizontal.

La materia prima finamente molido o la suspensión se alimenta en el extremo superior. En el extremo inferior es una explosión rugido de la llama, producido por la quema controlada precisamente de carbón en polvo, aceite, combustibles alternativos, o gas bajo tiro forzado.

A medida que el material se desplaza a través del horno, ciertos elementos son impulsados ​​fuera en forma de gases. Los restantes elementos se unen para formar una nueva sustancia llamada clinker. Clinker sale del horno como bolas de color gris, del tamaño de canicas.

Clinker se descarga al rojo vivo desde el extremo inferior del horno y, en general se reduce a temperatura de manipulación en diversos tipos de refrigeradores. El aire calentado desde los refrigeradores se devuelve a los hornos, un proceso que ahorra combustible y aumenta la eficiencia de combustión.

Después se enfría el clinker, plantas de cemento muelen y se mezcla con pequeñas cantidades de yeso y caliza. El cemento es tan fino que 1 libra de cemento contiene 150 mil millones de granos. El cemento está ahora listo para su transporte a las empresas de concreto premezclado para ser utilizado en una variedad de proyectos de construcción.

Aunque el proceso seco es la forma más moderna y popular para la fabricación de cemento, algunos hornos en los Estados Unidos utilizan un proceso húmedo. Los dos procesos son esencialmente iguales excepto en el proceso húmedo, las materias primas son molidas con agua antes de ser alimentada en el horno.

Materiales concretos

Tipos de cemento

El hormigón se compone de aire, agua, y otros cuatro materiales:

Los documentos de construcción a menudo especifican un tipo de cemento basado en el rendimiento requerido del hormigón o de las condiciones de colocación. Ciertas plantas productoras de cemento sólo producen ciertos tipos de cemento portland. ¿Cuáles son las diferencias en estos tipos de cemento y cómo se prueban que, producidos e identificados en la práctica?

En el sentido más general, el cemento portland es producida por fuentes de calor de cal, hierro, sílice y alúmina a la temperatura de clinkerización (2500 a 2800 grados Fahrenheit) en un horno giratorio, luego moler el clinker en un polvo fino. El calentamiento que se produce en el horno transforma las materias primas en nuevos compuestos químicos. Por lo tanto, la composición química del cemento se define por los porcentajes de masa y la composición de las fuentes de primas de cal, hierro, sílice y alúmina, así como la temperatura y la duración del calentamiento. Es esta variación en la fuente de materias primas y de las características específicas de la planta, así como los procesos de acabado (es decir, de molienda y la posible mezcla con yeso, piedra caliza, o materiales de cementación suplementarios), que definen el cemento producido.

Normas?

Para garantizar un nivel de consistencia entre las plantas productoras de cemento, determinado producto químico y límites físicos se colocan en cementos. Estos límites químicos se definen por una variedad de normas y especificaciones. Por ejemplo, cementos portland y cementos hidráulicos combinados para hormigón en los EE.UU. ajustan a la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) C150 ( Especificación Estándar para el cemento Portland ), C595 (Especificación Estándar para Blended Cemento hidráulico) o C1157 (Especificación de funcionamiento para Los cementos hidráulicos).

Algunas agencias estatales se refieren a especificaciones muy similares: AASHTO M 85 para cemento portland y M 240 para cementos mezclados . Estas especificaciones se refieren a métodos de prueba estándar para asegurar que la prueba se realiza de la misma manera. Por ejemplo, ASTM C109 (Método de prueba estándar para resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico utilizando 2 pulgadas Cube especímenes), describe en detalle cómo fabricar y cubos de mortero de prueba para pruebas resistencia a la compresión de una manera estandarizada.

Las diferencias de nomenclatura

En los EE.UU., tres normas separadas pueden aplicar dependiendo de la categoría de cemento. Para los tipos de cemento portland, ASTM C150 describe:

Cemento Tipo Descripción
Tipo I Normal
Tipo II moderada resistencia a los sulfatos
Tipo II (MH) El calor de hidratación moderado (y moderada resistencia a los sulfatos)
Tipo III Early alta resistencia
Tipo IV Hidratación Low Heat
Tipo V de alta resistencia a los sulfatos

Para los cementos hidráulicos mezclados – especificados por ASTM C595 – la siguiente nomenclatura se utiliza:

Cemento Tipo Descripción
Tipo de IL-Portland Caliza Cemento
Tipo ES-Portland de escoria de cemento
Tipo IP-Portland Pozzonlan cemento
Tipo TI ternario cemento mixto

Además, algunos cementos mezclados tienen propiedades de rendimiento especiales verificados por pruebas adicionales. Estos son designados por letras entre paréntesis que siguen el tipo de cemento. Por ejemplo Tipo IP (MS) es un cemento portland-puzolana con propiedades de resistencia moderada a los sulfatos. Otras propiedades especiales se designan por (HS), para alta resistencia a los sulfatos; (A), para los cementos incorporadores de aire; (MH) para el calor de hidratación moderado; y (LH) para un bajo calor de hidratación. Consulte las normas ASTM C595 para más detalle.

Sin embargo, con un interés en la industria de especificaciones basadas en el rendimiento, ASTM C1157 describe cementos por sus atributos de rendimiento:

Cemento Tipo Descripción
Tipo GU Uso General
Tipo HE alta resistencia temprana
Tipo MS Moderado Sulfato de Resistencia
Resistencia Tipo HS Sulfato
Tipo MH calor moderado la hidratación de
tipo LH bajo calor de hidratación

Requisitos de rendimiento físico y químico

Las pruebas químicas verificar el contenido y la composición de cemento, mientras que las pruebas físicas demuestra criterios físicos.

En C150 / M 85 y C595 / M 240, tanto propiedades químicas y físicas son limitadas. En C1157, los límites son casi en su totalidad los requisitos físicos.

Las pruebas de química incluye análisis de óxido (SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , etc.) para permitir que la composición de la fase de cemento para ser calculado. Cementos de tipo II están limitadas en C150 / M 85 a un máximo de 8 por ciento en masa de aluminato tricálcico (una fase de cemento, a menudo abreviado C 3 A), lo que afecta la resistencia sulfato de un cemento. Ciertos óxidos también son ellos mismos limitado por las especificaciones: Por ejemplo, la magnesia (MgO) contenido que está limitada a 6 por ciento máximo en peso para cementos portland, ya que puede afectar la solidez en los niveles superiores.

requisitos físicos típicos para cementos son: contenido de aire, la finura, la expansión, la fuerza, el calor de hidratación, y el tiempo de fraguado. La mayoría de estas pruebas físicas se llevan a cabo utilizando pasta de mortero o creado a partir del cemento. Esta prueba confirma que un cemento tiene la capacidad de realizar bien en el hormigón; sin embargo, el rendimiento de hormigón en el campo está determinada por todos los ingredientes concretos, su cantidad, así como el medio ambiente, y la manipulación y procedimientos de colocación de utilizarse.

Aunque el proceso para la fabricación de cemento es relativamente similar en toda América del Norte y gran parte del mundo, la referencia a las especificaciones de cemento puede ser diferente dependiendo de la jurisdicción. Además, los métodos de prueba pueden variar también, por lo que los requisitos de resistencia a la compresión (por ejemplo) en Europa no se ‘traducen’ directamente a los de América del Norte. Al realizar el pedido concreto para los proyectos de construcción, el trabajo con un productor de hormigón local para verificar que cemento que se utiliza con los requisitos para el medio ambiente y la aplicación del proyecto, y uno que cumpla con la especificación de cemento apropiado.

Complementarios Materiales astringentes

 

materiales de cementación suplementarios (SCM) contribuir a las propiedades del hormigón endurecido través de la actividad hidráulica o puzolánico. Ejemplos típicos son cenizas volantes, cemento de escoria (suelo, escoria granulada de alto horno), y humo de sílice. Estos pueden ser usados ​​individualmente con Portland o cemento mezclado o en diferentes combinaciones. materiales de cementación suplementarios a menudo se añaden al hormigón para hacer mezclas de hormigón más económico, reducir la permeabilidad, aumentar la fuerza, o influencia otras propiedades del hormigón.Las cenizas volantes , puzolana la más utilizada en concreto, es un subproducto de estaciones de generación de energía térmica. Comercialmente disponible cenizas volantes es un residuo finamente dividido que resulta de la combustión de carbón pulverizado y se lleva desde la cámara de combustión del horno por los gases de escape.

Cemento de escoria , anteriormente conocido como suelo, escoria granulada de alto horno, se forma un material vítreo, granular cuando la escoria fundida, hierro de alto horno se enfría rápidamente – típicamente mediante pulverizadores de agua o la inmersión en agua – y posteriormente se muele hasta la finura de cemento. La escoria de cemento es hidráulico y se puede añadir al cemento como un SMC.

El humo de sílice , también llamado humo de sílice condensada o microsílice, es un residuo finamente dividido resultante de la producción de aleaciones de silicio elemental o ferro-silicio que se lleva desde el horno por los gases de escape. El humo de sílice, con o sin cenizas volantes o escoria, se utiliza a menudo para hacer hormigón de alta resistencia.

Agregados

 Los áridos son materiales granulares inertes tales como arena, grava o piedra triturada que, junto con el agua y el cemento portland, son un ingrediente esencial en el hormigón.

Para una buena mezcla de concreto, agregados deben estar limpias, partículas duras, fuertes libres de productos químicos absorbidos o revestimientos de arcilla y otros materiales finos que podrían causar el deterioro del hormigón. Agregados, que representan el 60 y el 75 por ciento del volumen total de hormigón, se dividen en dos categorías distintas – fino y grueso. Los agregados finos generalmente consisten en arena natural o piedra triturada con la mayoría de las partículas que pasan a través de un tamiz de 3/8 pulgadas. Los agregados gruesos son cualesquiera partículas mayores de 0,19 pulgadas, pero generalmente oscilan entre 3/8 y 1,5 pulgadas de diámetro. Gravas constituyen la mayoría de agregado grueso utilizado en hormigón con piedra triturada que componen la mayor parte del resto.grava y arena natural suelen ser excavados o dragados de un pozo, río, lago o lecho marino. agregado triturado se produce mediante trituración de cantera, cantos rodados, guijarros, grava o de gran tamaño. hormigón reciclado es una fuente viable de agregado y se ha utilizado satisfactoriamente en sub-bases granulares, suelo-cemento, y en concreto nuevo.

Después de la cosecha, el agregado se procesa: aplastado, filtrada, y se lavó para obtener la limpieza y la gradación adecuada. Si es necesario, un proceso de beneficencia como jigging o medios pesados ​​de separación se puede utilizar para mejorar la calidad. Una vez procesados, los agregados se manejan y almacenan para minimizar la segregación y la degradación y prevenir la contaminación.

Agregados influyen fuertemente en las propiedades del hormigón recién mezclado y endurecidos, proporciones de la mezcla, y economía. En consecuencia, la selección de los agregados es un proceso importante. Aunque se espera alguna variación en las propiedades de agregados, las características que se consideran incluyen:

  • clasificación
  • durabilidad
  • forma de la partícula y la textura de superficie
  • la abrasión y resistencia al deslizamiento
  • pesos unitarios y vacíos
  • la absorción y la superficie de humedad

Grading se refiere a la determinación de la distribución de tamaño de partícula para el agregado. límites de clasificación y tamaño máximo del árido se especifican porque estas propiedades afectan a la cantidad de agregado utilizado, así como los requisitos de cemento y agua, facilidad de trabajo, capacidad de bombeo, y la durabilidad del hormigón. En general, si la relación agua-cemento se elige correctamente, una amplia gama en la clasificación puede ser utilizado sin un efecto importante sobre la fuerza. Cuando se especifican agregado GAP-graduada, ciertos tamaños de las partículas de agregado se omiten del continuum tamaño. agregado GAP-graduada se utilizan para obtener texturas uniformes en concreto agregado expuesto. Cerrar el control de proporciones de la mezcla es necesaria para evitar la segregación.

Forma y tamaño de la Materia

Forma de las partículas y la influencia textura de la superficie las propiedades del hormigón recién mezclado más de las propiedades del hormigón endurecido. Partículas de textura rugosa, angulares y alargadas requieren más agua para producir hormigón viable que lisa, redondeada agregado compacto. En consecuencia, el contenido de cemento también se debe aumentar para mantener la relación agua-cemento. Generalmente, las partículas planas y alargadas se evitan o se limitan a alrededor de 15 por ciento en peso del agregado total. Unidad de peso que mide el volumen agregado y clasifica los vacíos entre ellas ocupará en el hormigón.

El contenido de vacíos entre las partículas afecta a la cantidad de pasta de cemento requerida para la mezcla. Agregados angulares aumentan el contenido de vacíos. Los tamaños más grandes de agregado bien graduado y una mejor clasificación de disminuir el contenido de vacíos. La absorción y la superficie de la humedad de agregado se miden en la selección agregada porque la estructura interna de agregado se compone de material sólido y huecos que pueden o no pueden contener agua. La cantidad de agua en la mezcla de hormigón debe ser ajustado para incluir las condiciones de humedad del agregado.

La abrasión y la resistencia al deslizamiento de un agregado son esenciales cuando el agregado es para ser utilizado en el hormigón constantemente sujeto a la abrasión como en suelos pesados o pavimentos. Diferentes minerales en el desgaste agregada y pulir a un ritmo diferente. Agregado más difícil se puede seleccionar en condiciones altamente abrasivas para minimizar el desgaste.

Los aditivos químicos

 Los aditivos químicos son los ingredientes de otro concreto de cemento portland, agua, y el agregado que se agregan a la mezcla inmediatamente antes o durante el mezclado. Los productores utilizan aditivos principalmente para reducir el coste de la construcción de hormigón; para modificar las propiedades del hormigón endurecido; para asegurar la calidad del hormigón durante la mezcla, transporte, colocación y curado; y para superar ciertas situaciones de emergencia durante las operaciones concretas.

El uso exitoso de los aditivos depende de la utilización de métodos apropiados de procesamiento por lotes y hormigonado. La mayoría de los aditivos se suministran en forma líquida lista para su uso y se añaden al hormigón en la planta o en el sitio de trabajo. Ciertos aditivos, tales como pigmentos, agentes expansivos, y ayudas de bombeo sólo se utilizan en cantidades extremadamente pequeñas y por lo general se procesan por lotes a mano de recipientes previamente medidos.

La efectividad de una mezcla depende de varios factores, incluyendo: el tipo y cantidad de cemento, contenido de agua, tiempo de mezcla, depresión, y las temperaturas del hormigón y el aire. A veces, efectos similares a los conseguidos mediante la adición de aditivos se pueden conseguir mediante la alteración de la mezcla de reducción de la relación agua-cemento de hormigón, la adición de cemento adicional, usando un tipo diferente de cemento, o de cambiar el agregado y la gradación de agregado.

Cinco funciones

Los aditivos se clasifican según su función. Hay cinco clases distintas de aditivos químicos: incorporador de aire,, retardar, acelerar, y plastificantes (superplastificantes) reductor de agua. Todas las otras variedades de aditivos entran en la categoría especialidad cuyas funciones incluyen la inhibición de la corrosión, la reducción de la contracción, la reducción de la reactividad álcali-sílice, mejora de la manipulación, de unión, protección contra la humedad, y el colorante. Aditivos Aireador, que se utilizan para adrede lugar burbujas de aire microscópicas en el hormigón, se discuten más completamente en concreto con aire.

Aditivos reductores de agua  suelen reducir el contenido de agua requerido para una mezcla de hormigón por aproximadamente 5 a 10 por ciento. En consecuencia, el hormigón que contiene un aditivo reductor de agua necesita menos agua para alcanzar una caída requerido que el hormigón sin tratar. El hormigón tratado puede tener una relación agua-cemento inferior. Esto por lo general indica que un hormigón de resistencia más alta se puede producir sin aumentar la cantidad de cemento. Los recientes avances en tecnología de aditivos han llevado al desarrollo de los reductores de agua de rango medio. Estos aditivos reducen el contenido de agua por al menos 8 por ciento y tienden a ser más estable en una gama más amplia de temperaturas. Reductores de agua de gama media proporcionan tiempos de fraguado más consistentes que los reductores de agua convencionales.

Aditivos retardantes , que ralentizan la velocidad de fraguado del concreto, se utilizan para contrarrestar el efecto de aceleración de tiempo caliente en fraguado del hormigón. Las altas temperaturas a menudo causan un aumento de la velocidad de endurecimiento que hace que la colocación y el acabado difícil. Retardadores mantener viable el hormigón durante la colocación y retrasan el conjunto inicial de hormigón. La mayoría de los retardadores también funcionan como reductores de agua y pueden arrastrar un poco de aire en el hormigón.

Los aditivos acelerantes  incrementan la tasa de desarrollo de resistencia inicial, reducen el tiempo necesario para el curado y la protección adecuada, y acelerar el inicio de las operaciones de acabado. Los aditivos acelerantes son especialmente útiles para la modificación de las propiedades del hormigón en tiempo frío.

Superplastificantes , también conocidos como plastificantes o reductores de agua de alto rango (HRWR), reducen el contenido de agua en un 12 a 30 por ciento y se pueden añadir al hormigón con una relación de bajo a normal de caída y agua-cemento para hacer alto asentamiento de hormigón que fluye . Corriente de hormigón es un hormigón de alta fluidez pero viable que se puede colocar con poca o ninguna vibración o compactación. El efecto de superplastificantes dura sólo 30 a 60 minutos, dependiendo de la tasa de marca y dosificación, y es seguido por una rápida pérdida de trabajabilidad. Como resultado de la pérdida de asentamiento, superplastificantes normalmente se añaden al hormigón en la obra.

Aditivos inhibidores de la corrosión  entran en la categoría mezcla especialidad y se utilizan para reducir la velocidad de corrosión del acero de refuerzo en el hormigón. Los inhibidores de corrosión se pueden utilizar como una estrategia defensiva para estructuras de hormigón, tales como instalaciones marinas, puentes de autopistas, y garajes de aparcamiento, que serán expuestos a altas concentraciones de cloruro. Otros aditivos incluyen aditivos de especialidad reductor de la contracción y los inhibidores de reactividad álcali-sílice. Los reductores de contracción se utilizan para controlar la contracción por secado y minimizar el agrietamiento, mientras que los inhibidores de ASR controlan problemas de durabilidad asociados con la reactividad álcali-sílice.

¿Cómo se concreta

En su forma más simple, el hormigón es una mezcla de pasta y agregados, o las rocas. La pasta, compuesta de cemento Pórtland y agua, cubre la superficie de la multa agregados (más grandes) (pequeño) y gruesa. A través de una reacción química llamada hidratación, la pasta se endurece y se fortalece para formar la masa pétrea conocida como el hormigón.

Dentro de este proceso se encuentra la clave para un rasgo notable del concreto: es de plástico y maleable cuando se mezcla de nuevo, fuerte y durable cuando se endurece. Estas cualidades explican por qué un material, el hormigón, se puede construir rascacielos, puentes, aceras y autopistas, casas y presas.

Dosificación

La clave para lograr un concreto resistente y duradera se basa en la dosificación cuidadosa y mezclado de los ingredientes. Una mezcla que no tiene suficiente pasta para llenar todos los huecos entre los agregados será difícil de colocar y producirá superficies rugosas y hormigón poroso. Una mezcla con un exceso de pasta de cemento será fácil de colocar y producirá una superficie lisa; Sin embargo, el hormigón resultante no es rentable y puede romperse con mayor facilidad.

La química del cemento Portland vuelve a la vida en presencia de agua. Cemento y el agua forman una pasta que recubre cada partícula de piedra y arena los agregados. A través de una reacción química llamada hidratación, la pasta de cemento se endurece y se fortalece.

La calidad de la pasta determina el carácter del hormigón. La fuerza de la pasta, a su vez, depende de la relación de agua a cemento. La relación agua-cemento es el peso del agua de mezcla dividido por el peso del cemento. Hormigón de alta calidad se produce mediante la reducción de la relación agua-cemento tanto como sea posible sin sacrificar la trabajabilidad del hormigón fresco, lo que le permite estar correctamente colocado, consolidado, y se cura.

Una mezcla adecuadamente diseñado posee la capacidad de trabajo deseado para el hormigón fresco y la durabilidad requerida y la fuerza para el hormigón endurecido. Típicamente, una mezcla es de aproximadamente 10 a 15 por ciento de cemento, 60 a 75 por ciento agregada y de 15 a 20 por ciento de agua. Aire arrastrado en muchas mezclas de concreto también puede tomar hasta otro 5 a 8 por ciento.

Otros ingredientes

Casi toda el agua natural que es potable y no tiene un pronunciado sabor o el olor puede ser utilizada como agua de mezcla para hormigón. Impurezas excesivas en agua de mezcla no sólo pueden afectar al tiempo y la resistencia del hormigón ajuste, pero también pueden causar eflorescencias, la tinción, la corrosión del refuerzo, la inestabilidad de volumen, y la reducción de la durabilidad. Especificaciones mezcla de hormigón suelen establecer límites en los cloruros, sulfatos, álcalis y de sólidos en el agua de mezcla menos que las pruebas se pueden realizar para determinar el efecto de la impureza tiene sobre el hormigón final.

Aunque la mayor parte del agua potable es adecuado para la mezcla de concreto, agregados son elegidos cuidadosamente. Los agregados comprenden de 60 a 75 por ciento del volumen total de hormigón. El tipo y tamaño de los usados agregada depende del grosor y el propósito del producto final de hormigón

Relativamente delgadas secciones del edificio requieren pequeño agregado grueso, aunque agregados de hasta seis pulgadas de diámetro se han utilizado en las grandes presas. Una gradación continua de tamaños de partículas es deseable para un uso eficiente de la pasta.Además, los agregados deben estar limpios y libres de cualquier asunto que pudiese afectar a la calidad del hormigón.

Comienza la hidratación

Poco después de los agregados, el agua y el cemento se combinan, la mezcla comienza a endurecerse. Todos los cementos portland son cementos hidráulicos que establecen y se endurecen a través de una reacción química con la hidratación llamada agua. Durante esta reacción, se forma un nodo en la superficie de cada partícula de cemento. El nodo crece y se expande hasta que se enlaza con los nodos de otras partículas de cemento o se adhiere a los agregados adyacentes.

Una vez que el hormigón se mezcla a fondo y viable que debe ser colocado en las formas antes de la mezcla se vuelve demasiado rígido.

Durante la colocación, el hormigón se consolida para compactarla dentro de las formas y para eliminar posibles defectos, tales como panales y bolsas de aire.

Para losas, hormigón se deja reposar hasta que la película humedad de la superficie desaparece, y luego una madera o metal handfloat se utiliza para alisar el hormigón. Flotante produce una relativamente uniforme, pero ligeramente áspera, la textura que tiene buena resistencia al deslizamiento y se utiliza con frecuencia como acabado final para losas exteriores. Si se requiere una superficie lisa, dura, densa, flotando es seguido por la llana de acero.

El curado se inicia después de que las superficies expuestas del hormigón se han endurecido lo suficiente como para resistir estropear. El curado asegura la continua hidratación del cemento de manera que el hormigón continúa ganando fuerza. Las superficies de concreto se curan por aspersión con niebla de agua, o mediante el uso de telas de retención de humedad tales como arpillera o algodón esteras. Otros métodos de curado evitar la evaporación del agua por el sellado de la superficie con plástico o sprays especiales llamados compuestos de curado.

Las técnicas especiales se utilizan para curar el hormigón durante el tiempo extremadamente frío o caliente para proteger el hormigón. Cuanto más largo sea el hormigón se mantiene húmedo, más fuerte y más duradero será. La velocidad de endurecimiento depende de la composición y la finura del cemento, las proporciones de la mezcla, y las condiciones de humedad y temperatura. Concreto continúa siendo cada vez más fuerte a medida que envejece. La mayor parte del aumento de la hidratación y la fuerza tienen lugar dentro del primer mes del ciclo de vida del hormigón, pero la hidratación continúa a un ritmo más lento desde hace muchos años.

Productos

De hormigón versatilidad, durabilidad y economía han hecho que sea material de construcción más utilizado en el mundo. Los EE.UU. utiliza alrededor de 260 millones de yardas cúbicas de hormigón preparado cada año. Se utiliza en carreteras, calles, estacionamientos, estacionamientos, puentes, edificios de gran altura, presas, casas, pisos, aceras, caminos de entrada, y muchas otras aplicaciones.

Hormigón arquitectónico y decorativo

El concreto puede tomar casi cualquier forma, textura y color para mejorar el aspecto de un edificio y sus requisitos estructurales funcionales. Ofrece superficies que van de suave a rugosa y un espectro de color que va desde el azul helado de cuarzo a través de los delicados pasteles a los rojos profundos de agregados decorativos.

hormigón arquitectónico se refiere al hormigón que al tiempo que proporciona un acabado estético al edificio también tiene una función estructural.

concreto decorativo se refiere típicamente a elementos flatwork o de construcción de hormigón, como los paneles, que, si bien mejorado con textura o color, no son miembros estructurales de construcción.

cemento blanco está hecho de materiales selectos que contienen cantidades insignificantes de óxidos de hierro y manganeso-los materiales que dan cemento un color gris. Cada cemento, ya sea blanco o gris, tiene diferentes tonos de color inherentes como resultado de ligeras diferencias en los ingredientes de las materias primas y procesos de fabricación. Los arquitectos deberían tener esto en cuenta en el proceso de diseño. Cuando el color uniforme es crítica, se sugiere hacer acopio de una cantidad adecuada de cemento y agregado para que los resultados de color uniformes se pueden obtener.

Integralmente hormigón coloreado se hace mediante la adición de pigmentos de óxido de mineral a los hormigones fabricados con cualquiera de los cementos blancos o grises. El cemento blanco se utiliza cuando se desean tonos más claros de hormigón, pero las tonalidades grises rojas, beige y oscuros puede producirse usando cemento gris.

Una superficie agregado expuesto es una superficie decorativo obtenido mediante la eliminación de la capa externa de mortero y la exposición de las partículas de agregado. Esto puede hacerse con una variedad de técnicas, incluyendo retardantes de superficie químico, chorro de arena, chorro de agua, o grabado ácido. La selección de los agregados se basa en el color, dureza, tamaño, forma, gradación, la durabilidad, la disponibilidad, el método y el grado de exposición y el costo. áridos decorativos populares son materiales naturales como el cuarzo, granito, mármol, piedra caliza, y la grava y materiales manufacturados tales como vidrio y cerámica resistente a los álcalis.

Las formas y los revestimientos de formulario se pueden utilizar para crear texturas y patrones que simulan, por ejemplo, ladrillo, piedra y madera. de pared de aluminio formando sistemas están disponibles con ladrillo patrón caras, o con nervadura vertical o tablero-y-listón patrones. Además, una superficie de hormigón con textura ayudará a camuflar las diferencias sutiles en la textura y el color que se encuentran en la superficie de hormigón.

Concreto de Alta Resistencia

A principios de 1970, los expertos predijeron que el límite práctico de hormigón premezclado sería poco probable que supere una resistencia a la compresión mayor de 11.000 libras por pulgada cuadrada (psi). Durante las últimas dos décadas, el desarrollo de hormigón de alta resistencia ha permitido a los constructores a cumplir y superar esta estimación fácilmente. Dos edificios en Seattle, Washington, contienen hormigón con una resistencia a la compresión de 19.000 psi.
La principal diferencia entre el hormigón de alta resistencia y hormigón normal resistencia se refiere a la resistencia a la compresión que se refiere a la resistencia máxima de una muestra de hormigón a la presión aplicada. Aunque no hay punto de separación entre el hormigón de alta resistencia y hormigón normal resistencia precisa, la American Concrete Institute define hormigón de alta resistencia como el hormigón con una resistencia a la compresión mayor que 6000 psi.Del mismo modo, no hay un punto preciso de la separación entre el hormigón de alta resistencia y el hormigón de ultra alto rendimiento, que tiene una mayor resistencia a la compresión de hormigón de alta resistencia y otras propiedades superiores. Ver el hormigón de ultra alto rendimiento .Fabricación de hormigón de alta resistencia implica hacer un uso óptimo de los ingredientes básicos que constituyen el hormigón normal-fuerza. Los productores de hormigón de alta resistencia saben qué factores afectan resistencia a la compresión y saber cómo manipular estos factores para lograr la resistencia requerida. Además de seleccionar un cemento portland de alta calidad, los productores optimizar agregados, entonces optimizar la combinación de materiales mediante la variación de las proporciones de cemento, agua, agregados y aditivos.Al seleccionar áridos para hormigón de alta resistencia, los productores consideran que la fuerza del agregado, el tamaño óptimo del agregado, la unión entre la pasta de cemento y el agregado, y las características de la superficie del agregado. Cualquiera de estas propiedades podrían limitar la resistencia a la rotura del hormigón de alta resistencia.

Ingredientes

Las puzolanas, tales como cenizas volantes y humo de sílice, son los aditivos minerales más comúnmente utilizados en el hormigón de alta resistencia. Estos materiales imparten una resistencia adicional al hormigón por reacción con productos de hidratación del cemento portland para crear gel CSH adicional, la parte de la pasta responsable de la resistencia del hormigón.

Sería difícil de producir de alta resistencia mezclas de hormigón sin necesidad de utilizar aditivos químicos. Una práctica común es usar un superplastificante en combinación con un retardante de reductor de agua. El superplastificante da la trabajabilidad adecuada de hormigón en bajas relaciones agua-cemento, lo que lleva al hormigón con mayor fuerza. El retardador reductor de agua retarda la hidratación del cemento y permite a los trabajadores más tiempo para colocar el hormigón.

no se especifica de hormigón de alta resistencia, donde la reducción de peso es importante o donde las consideraciones arquitectónicas llaman para elementos de apoyo pequeñas. Por el transporte de cargas más eficientemente que el hormigón normal resistencia, hormigón de alta resistencia también reduce la cantidad total de material colocado y reduce el coste global de la estructura.

El uso más común de hormigón de alta resistencia es para la construcción de edificios de gran altura. A 969 pies, 311 South Wacker Drive de Chicago utiliza hormigón con resistencia a la compresión de hasta 12.000 psi y es uno de los más altos edificios de concreto en los Estados Unidos.

Las formas concretas aisladas

 Aislantes forman sistemas de concreto (ICF) se han utilizado con éxito por los constructores europeos y canadienses durante décadas, sin embargo, los sistemas no hacer una marca en los Estados Unidos hasta la década de 1990. Este sistema de pared constructor de usar, que es una variación de la construcción con hormigón vertido en el lugar, ha encontrado su camino en muchas casas nuevas a través de cada región y en cada rango de precios.En la construcción en el lugar vertido convencional, un equipo erige formas de madera contrachapada, de acero o aluminio que hacen que un molde en la forma de las paredes deseados. Después de colocar las barras de refuerzo para reforzar la pared, la tripulación vierte hormigón en el interior de la cavidad. Una vez que los endurece concretas, la tripulación tiras de las formas para dejar las paredes de hormigón armado.

A diferencia de estas formas extraíbles, ICF están diseñados para permanecer en su lugar como una parte permanente del conjunto de pared. Las funciones de encofrado como el aislamiento y las funciones concretas que la estructura.

Un puñado de estos sistemas se fabrican a partir de combinaciones híbridas de materiales aislantes, incluyendo fibra de madera y cemento, o perlas de espuma de plástico y el cemento. Mucho más comúnmente disponibles son ICF hechos con poliestireno expandido o extruido, que contienen hasta 20 por ciento de materiales de reciclado. El poliestireno expandido se forma mediante la expansión de cuentas de plástico en un molde y es similar a las tazas de café expendedoras máquina. Poliestireno extruido se hace mediante la expansión de la resina de plástico y extrusión a través de una boquilla y es similar a bandejas de carne tienda de comestibles.

Unidades de forma de espuma proporcionan típicamente al menos dos pulgadas de aislamiento en ambas caras de un muro de hormigón, que comúnmente pueden ser de cuatro a 12 pulgadas de espesor. El resultado es un conjunto sólido con fuertes propiedades térmicas que mantiene bajos los costos de energía. El aislamiento integral, permanente permite a los constructores para crear super-eficientes paredes-de aislamiento una efectiva R-20 a R-40-en una fracción del tiempo requerido con madera o acero marco

Los basicos

Hay dos maneras de ICF pueden llegar en el trabajo: como bloques o planchas. Los sistemas de bloque llegan al sitio con plástico o metal lazos y espuma, pre-formado y listos para apilar y enclavamiento casi como bloques de construcción para niños. Sistemas de Plank vienen paneles o tablones de espuma que se ensamblan en el lugar con lazos individuales separadas. Los sistemas de bloques ofrecen un ahorro de mano de obra a través de un montaje más rápido en el sitio, mientras que los sistemas de tablón ofrecen ahorros a través de un envío más compacto.

Dentro de estos dos tipos básicos de ICF, los sistemas individuales pueden variar en el perfil de la pared que crean. Sistemas “plana” producen un espesor continuo de hormigón, como una pared convencionalmente vertido. La pared producido por los sistemas de “rejilla” tiene un patrón de panal en el que el hormigón es más gruesa en algunos puntos que en otros. Sistemas de “Correos y haz” tienen sólo eso-discretas columnas horizontales y verticales de hormigón que están completamente encapsulados en el aislamiento de espuma. Cualesquiera que sean sus diferencias, todos los sistemas de ICF principales están diseñados por ingenieros, probada en el campo de código aceptado y.

Mientras que el encofrado se apila o montado vertical y está instalado refuerzo horizontal. Entonces contratistas bomba de hormigón en la cavidad para crear una pared estructural sólido con aislamiento en ambos lados. Una vez tripulaciones completan la pared, electricistas cortan canales para cables y cables en los formularios. Fontaneros pueden trabajar de una manera similar, la colocación de las líneas de agua fría y caliente en el aislamiento después se vierte el hormigón.

El aislamiento proporcionado por las formas da constructores la posibilidad de colocar el hormigón con éxito incluso durante las inclemencias del tiempo. Algunas condiciones climáticas afectan a un vertido debido a la forma aísla el hormigón, lo que permite que se cure mientras aislada de la temperatura o la humedad exterior. Debido a las condiciones de curado ideales creados dentro de las formas, el riesgo de serias grietas se ve disminuida en desarrollo. Las formas que dejan en el lugar proporcionan un aislamiento continuo y barrera de sonido.

ICF se pueden cortar a cualquier forma para permitir diseños de casas únicas o las condiciones del lugar. Debido ICF proporcionar una superficie plana y continua a trabajar en, acabados con llana generalmente van en ICF con poca preparación previa. Además, los extremos de los lazos mismos están típicamente diseñados para aceptar elementos de fijación para permitir drywall interior para ser instalado directamente sobre las formas. Del mismo modo, este listón integrado permite la fijación mecánica de los acabados exteriores como listón de estuco, de pelaje y el revestimiento de conexión directa, o revestimiento de mampostería. Hay formas repisa de ladrillo incluso para ayudar a simplificar aún más la instalación de ladrillo.

Actualmente, los ICF se utilizan para construir muros para todo tipo de edificios, y varios fabricantes tienen componentes que forman adicionales que permitirán la construcción de suelos y / o techos de hormigón unidos. Hay varias marcas de sistemas generadores de espuma fácilmente disponibles en casi todas las regiones del país.

Hormigón pretensado

 Aunque hormigón pretensado fue patentado por un ingeniero de San Francisco en 1886, que no surgió como un material de construcción aceptada hasta medio siglo más tarde. La escasez de acero en Europa después de la Segunda Guerra Mundial, junto con los avances tecnológicos en el hormigón de alta resistencia y acero hecha de hormigón pretensado el material de construcción de elección durante la reconstrucción posterior a la guerra europea. primera estructura de hormigón pretensado de América del Norte, el puente Memorial Walnut Lane en Filadelfia, Pensilvania, sin embargo, no se completó hasta 1951.

En concreto reforzado convencional, la resistencia a la tracción del acero se combina con gran resistencia a la compresión del hormigón para formar un material estructural que es fuerte en tanto la compresión y la tensión. El principio detrás de hormigón pretensado es que los esfuerzos de compresión inducidos por tendones de acero de alta resistencia en un miembro de hormigón antes de cargas se aplican va a equilibrar las tensiones de tracción impuestas en el elemento durante el servicio.

Pretensado elimina una serie de limitaciones de diseño convencionales lugares concretos sobre la esperanza y la carga y permite la construcción de los techos, pisos, puentes y paredes con luces ya no compatibles. Esto permite a los arquitectos e ingenieros para diseñar y construir estructuras de hormigón más ligero y menos profundas sin sacrificar la resistencia.

El principio detrás de pretensado se aplica cuando una fila de libros se traslada de un lugar a otro. En lugar de apilar los libros verticalmente y los lleva, los libros se pueden mover en una posición horizontal mediante la aplicación de presión a los libros en el extremo de la fila. Cuando se aplica presión suficiente, las tensiones de compresión son inducidas a lo largo de toda la fila, y toda la fila se pueden levantar y llevaron horizontalmente a la vez.

Alta resistencia a la compresión

Las tensiones de compresión se inducen en hormigón pretensado, ya sea por pretensado o post-tensado del refuerzo de acero.

En pretensado, el acero se estira antes de colocar el hormigón. tendones de acero de alta resistencia se colocan entre dos topes y se estiró a 70 a 80 por ciento de su resistencia final. El hormigón se vierte en moldes alrededor de los tendones y se deja curar. Una vez que el hormigón alcanza la fuerza requerida, las fuerzas de estiramiento son liberados. A medida que el acero reacciona a recuperar su longitud original, las tensiones de tracción se traducen en una tensión de compresión en el hormigón. Los productos típicos para hormigón pretensado son losas de techo, pilotes, postes, vigas de puente, paneles de pared, y durmientes de ferrocarril.

En post-tensado, el acero se estira después de que el concreto endurezca. El hormigón se echó en torno, pero no en contacto con el acero sin estirar. En muchos casos, los conductos se forman en la unidad de hormigón utilizando encofrados de acero de pared delgada. Una vez que el hormigón se ha endurecido a la fuerza requerida, los tendones de acero se insertan y se estiran contra los extremos de la unidad y anclaron de externamente, colocando el hormigón en compresión. hormigón pretensado-post se utiliza para hormigón colado in situ y para puentes, grandes vigas, losas de piso, conchas, techos y pavimentos.

hormigón pretensado ha experimentado un mayor crecimiento en el campo de los edificios comerciales. Para los edificios como centros comerciales, de hormigón pretensado es una opción ideal, ya que proporciona la longitud del tramo necesario para la flexibilidad y la alteración de la estructura interna. hormigón pretensado también se utiliza en auditorios de escuelas, gimnasios y cafeterías, debido a sus propiedades acústicas y su capacidad de proporcionar espacios largos y abiertos. Uno de los usos más extendidos de hormigón pretensado es aparcamientos.

Concreto premezclado

Ready mixta se refiere al hormigón que se dosifica para la entrega de una planta central en lugar de ser mezclados en el lugar de trabajo. Cada lote de hormigón premezclado está hecho a medida de acuerdo con las características específicas del contratista y se entrega al contratista en un estado plástico, por lo general en los camiones cilíndricos a menudo conocidos como “las mezcladoras de cemento.”

Ya en 1909, el hormigón fue entregado por un mezclador de caballos que utiliza paletas convertido por las ruedas del carro para mezclar concreto en ruta hacia el lugar de trabajo. En 1916, Stephen Stepanian de Columbus, Ohio, desarrolló un mezclador de tránsito motorizado de descarga automática que fue el predecesor del camión de concreto premezclado moderna. Desarrollo de mejores camiones de premezclado se ve obstaculizada por la mala calidad de los camiones de motor en la década de 1920. Durante la década de 1940, la disponibilidad de camiones pesados ​​y mejores motores permitió que la mezcla de capacidades de batería a aumentar, lo que a su vez permitió a los productores de hormigón preparado para satisfacer la gran demanda del concreto causada por la Segunda Guerra Mundial.

Ideal para muchos puestos de trabajo

El hormigón premezclado es particularmente ventajosa cuando se requieren pequeñas cantidades de hormigón o la colocación intermitente de hormigón. El hormigón premezclado también es ideal para trabajos de gran tamaño donde el espacio es limitado y hay poco espacio para una planta de mezcla y las reservas agregadas. Hay tres categorías principales de hormigón preparado:

  • Tránsito-mezclado (también conocido como camión-mezclado) de hormigón, los materiales se procesan por lotes en una planta central y se mezclan completamente en el camión en tránsito. Frecuentemente, el hormigón se mezcla parcialmente en tránsito y la mezcla se completa en el sitio de trabajo. Tránsito-mezcla mantiene el agua separada del cemento y agregados y permite que el hormigón que se mezcla inmediatamente antes de la colocación en el sitio de construcción. Este método evita los problemas de endurecimiento y la caída de la pérdida prematura que resultan de los posibles retrasos en el transporte o la colocación de central de hormigón mezclado. Además, al tránsito de mezcla permite que el hormigón a ser transportada a las obras de construcción más lejos de la planta. Una desventaja de hormigón tránsito mixto, sin embargo, es que la capacidad de los camiones es menor que la del mismo camión que contenía central de hormigón mezclado.
  • concreto contracción mixto se utiliza para aumentar la capacidad de carga del camión y retener las ventajas del hormigón mezclado de tránsito. En concreto de contracción-mezclado, hormigón se mezcla parcialmente en la planta para reducir o reducir el tamaño del volumen de la mezcla y el mezclado se completa en tránsito o en el sitio de trabajo.

El hormigón premezclado a menudo se mezcló de nuevo una vez que se llega al lugar de trabajo para asegurar que se obtiene la caída adecuada. Sin embargo, el hormigón que ha sido remezclado tiende a establecer más rápidamente que el hormigón mezclado sólo una vez. Materiales, tales como agua y algunas variedades de aditivos, con frecuencia se añaden al hormigón en el sitio de trabajo después de que ha sido dosificada para asegurar que las propiedades especificadas se alcanzan antes de la colocación.

Hormigón compactado con rodillo (RCC)

Un tipo diferente de hormigón

Compactado con rodillo hormigón, o RCC, toma su nombre del método de construcción utilizado para su construcción. Éste se coloca con densidad alta convencional o equipo de pavimentación de asfalto, a continuación, compactado con rodillos.

Hormigón compactado con rodillo tiene el mismo ingrediente básico como el hormigón convencional: cemento, agua, y los agregados, tales como grava o piedra triturada.

Pero a diferencia del hormigón convencional, que es una mezcla rígida suficiente para ser compactado por rodillos vibratorios más seco. Típicamente, RCC se construye sin juntas. Se necesita ni las formas, ni acabado, ni contiene espigas o acero de refuerzo.

Estas características hacen que el rodillo-compactado concreto simple, rápido y económico. Ver o descargar una hoja de datos CCR.

Resistente, rápido y económico

Estas cualidades han tomado hormigón compactado con rodillo de aplicaciones especializadas para pavimento convencional. Hoy en día, el CCR se utiliza para cualquier tipo de pavimento industrial o de servicio pesado. La razón es simple. RCC tiene la fuerza y ​​el rendimiento del hormigón convencional con la economía y simplicidad de asfalto. Junto con una larga vida útil y mínimo mantenimiento, bajo costo inicial de CCR se suma a la economía y valor.

Raíces en el registro

RCC tiene su inicio en los años setenta, cuando la industria maderera canadiense cambió al medio ambiente más limpio, métodos de clasificación de registro basados ​​en tierra. La industria necesita un fuerte pavimento para soportar cargas masivas y equipo especializado. Sin embargo, la economía era igualmente importante: log-yardas de clasificación pueden abarcar 40 acres o más. RCC se reunió este reto y desde entonces se ha expandido a otras aplicaciones de servicio pesado.

Hoy en día, el CCR se utiliza cuando la resistencia, durabilidad y economía son las necesidades primarias: Port, intermodales e instalaciones militares; estacionamiento, almacenamiento, puesta en escena y áreas; calles, intersecciones y carreteras de baja velocidad.

Sin celo, sin agujeros Pot

La alta resistencia de los pavimentos RCC elimina los problemas comunes y costosos asociados tradicionalmente con los pavimentos de asfalto.
Pavimentos RCC:

  • resistir la formación de surcos
  • SPAN explanadas suave localizadas
  • No se deforma bajo cargas pesadas, concentrados
  • No se deterioran por derrames de combustibles y fluidos hidráulicos
  • No se ablandará a altas temperaturas

Mezcla única, única construcción

RCC debe gran parte de su economía a gran volumen, alta velocidad mezcladores construcción methods.Large capacidad ajustar el ritmo. Normalmente, RCC se mezcla en pugmills-mezcla continua en o cerca del sitio de construcción. Estos pugmills de alto rendimiento tienen la eficiencia de mezcla necesaria para dispersar uniformemente la relativamente pequeña cantidad de agua utilizada.

Volquetes transportan el RCC y descargan en una pavimentadora de asfalto, que coloca el material en capas de hasta 10 pulgadas de espesor y 42 pies de ancho.

 

La compactación es la etapa más importante de la construcción: proporciona densidad, resistencia, suavidad y textura de la superficie. La compactación se inicia inmediatamente después de la colocación y continúa hasta que el pavimento cumple con los requisitos de densidad.

El curado asegura un pavimento resistente y duradero. Como con cualquier tipo de hormigón, de curado hace que la humedad disponible para la hidratación-la reacción química que hace que el hormigón se endurezca y ganar fuerza. A aerosoles o cura de agua irriga el pavimento para mantenerlo húmedo. Una pulverización en la membrana también se puede utilizar para sellar la humedad en el interior.

Cuando la apariencia es importante, las articulaciones pueden ser cortados con sierra en el RCC para controlar la ubicación de grietas. Si la economía es mayor que la apariencia, la RCC se le permite romper de forma natural.

Una vez curado, el pavimento está listo para su uso. Una superficie de asfalto se aplica a veces para una mayor suavidad o como superficie de rodamiento para el tráfico de alta velocidad.

Economía. Actuación. Versatilidad.

Para el CCR, la economía fue la madre de la invención. La necesidad de un bajo costo, material de alto volumen para pavimentos industriales condujo a su desarrollo.

Bajo costo sigue atrayendo a los ingenieros, propietarios y encargados de la construcción de RCC. Pero RCC de hoy debe gran parte de su atractivo para el rendimiento: La fuerza para soportar cargas pesadas y especializadas; la durabilidad para resistir daños por congelación y descongelación; y la versatilidad para asumir una amplia variedad de aplicaciones de pavimentación. A partir de los puertos de contenedores a los estacionamientos, el CCR es la elección correcta para trabajo pesado.

Concreto permeable

En el clima conscientes del medio ambiente actual, los beneficios sostenibles de concretehave permeable revitalizar el interés en estos pavimentos de drenaje libre. Pero, a pesar de que es atractivo por sus ventajas técnicas, el concreto permeable no necesariamente ha sido atractivo … hasta ahora. Renovada atención a los pavimentos permeables ha llevado a algunas personas a experimentar con la mejora de la superficie de la estética-y dio lugar a un nuevo tipo de hormigón refiere a veces como el concreto permeable arquitectónica (APC).

La mayoría pavimentos permeables tiene una especie de palomitas mirada sobre él. agregado de tamaño uniforme, cayendo dentro de una granulometría de los áridos estrecha, conduce a un hormigón con áreas vacías abiertas que promueven el drenaje rápido de grandes volúmenes de agua. A algunos les gusta el aspecto orgánico, de textura rugosa del concreto permeable llanura. Pero para aquellos que quieren un aspecto diferente, hay varias opciones para mejorar la estética. Los tratamientos incluyen color, estampado, de unión, y la molienda.

¿Por qué utilizar concreto permeable?

El uso de concreto permeable es una de las mejores prácticas de gestión (BMP) recomendados por la EPA y otras agencias para la gestión de las aguas pluviales a nivel regional y local. Al eliminar la necesidad de estanques de retención, zanjas, y otros dispositivos de aguas pluviales, el concreto permeable puede reducir los costos generales del proyecto sobre una base de primer costo, y hace un uso más eficiente de la tierra. El concreto permeable también puede reducir los costos operativos y permitir a los desarrolladores a aumentar la utilización de los bienes disponibles. El concreto permeable tiene un coste del ciclo de vida significativamente menor que otras alternativas y ahorra dinero en el largo plazo debido a su durabilidad superior, resistencia y larga vida útil. Estacionamiento propietarios que utilizan permeable gastan menos dólares en sistemas de gestión de aguas pluviales y sistemas de riego pueden ser reducido o eliminado. Permeable puede ayudar a los propietarios minimizar el uso de sistema de desagüe y evitar las tarifas de impacto de las aguas pluviales municipales.

Pisos de concreto permeable y explanación

Poner una cara bonita en concreto permeable

En la década de 1960, cuando el pavimento de concreto permeable hizo su primera aparición en América del Norte, sino que simplemente no cuajó ampliamente. Durante las próximas décadas, mientras que hubo muchas instalaciones de estos pavimentos, que se localizaron en ciertas regiones.En el clima conscientes del medio ambiente actual, los beneficios de concreto permeable a la sostenibilidad han revitalizado interés en estos pavimentos de drenaje libre. Y aunque es atractivo por sus ventajas técnicas, el concreto permeable no necesariamente ha sido atractivo … hasta ahora. Renovada atención a los pavimentos permeables ha llevado a algunas personas a experimentar con la mejora de la superficie de la estética-y dio lugar a un nuevo tipo de hormigón a veces referido como “el concreto permeable arquitectónica” (APC).

La mayoría concreto permeable tiene una especie de palomitas vistazo al respecto: De manera uniforme agregado de tamaño, cayendo dentro de una granulometría de los áridos estrecho, conduce a un hormigón con áreas vacías abiertas que promueven el drenaje rápido de grandes volúmenes de agua. A algunos les gusta el aspecto orgánico, de textura rugosa del concreto permeable llanura. Pero para aquellos que quieren un aspecto diferente, hay varias opciones para mejorar la estética. Los tratamientos incluyen color, estampado, de unión, y la molienda.

Este panel de ensayo se hace con el concreto permeable arquitectónico que contiene 100 percentfines-no agregada y, como resultado, la superficie puede acomodar un acabado estampado grueso.
Este cilindro APC muestra que el material tiene una textura suave que es lo suficientemente fino para ser estampada aún así de absorción.
Moler la superficie del pavimento de concreto permeable tradicional crea un acabado más suave y una textura interesante.

El color es una adición bastante simple de concreto permeable: pigmentos minerales mezclados con cemento gris o blanco dan un color general de la pasta, que recubre las partículas de agregado. El color funciona tanto con el concreto permeable tradicional y vehículos blindados. APC se hacen típicamente con algunos o incluso el 100% árido fino. Si bien mezclas que contienen multas no tienen la misma estructura grande vacío como permeable tradicional, que todavía están absorbente de pasarelas suficiente para mantener seco y recargar las aguas subterráneas. APC permiten más suaves, acabados estampables, a diferencia de concreto permeable tradicional. hormigones permeables que contienen multas son más seguros para caminar en cualquier tipo de zapatos, incluyendo los zapatos de tacón alto. permeable tradicional, que no puede ser estampada, puede molerse para proporcionar una superficie más lisa y una apariencia diferente.

Mezclas requieren el uso de un aditivo especial que permite la adición de un alto porcentaje de agregado fino, incluso tanto como 100 percentfines. Los aditivos estabilizan los huecos de aire en las mezclas para mantener las tasas de infiltración adecuados. Algunos APC actúan un poco como una esponja: Se absorbe el agua y lo sostiene, lo que permite a algunos a percolado en el suelo y hasta 40 percentto se evaporan a la atmósfera. Esto es diferente de la tradicional permeable. Algunos aditivos supuestamente tienen tanto fortalecimiento y propiedades de auto-consolidación de trabajabilidad y facilidad de colocación.

La  Asociación de California y Nevada Cemento (CNCA ) también pesa sobre los tratamientos decorativos para pavimentos de concreto permeable. Señalan que agentes colorantes integrales se pueden añadir a la mezcla o manchas concretas a base de agua se pueden rociar sobre la superficie después de la instalación. CNCA recomienda contra el uso de revestimientos o selladores a base de disolventes ya que estos materiales pueden tapar huecos en el pavimento. Aunque los patrones no pueden ser fácilmente grabados en el hormigón tradicional-permeable que es demasiado rígido y no tiene el derecho de textura es posible marcar líneas decorativas en la superficie.

Concreto permeable tradicional

                                      Resistencia a la flexión Aggregate, psi
                             (agregado fino limitada)                        150-550                                                4,75 a 19,0 mm o                                                                                   1.18 a 9.5 mm o                                                                                0,300 a 9,5 mm                                          Fuerza, psi percolación Rate, pulgadas / hora                                     500 a 4000 288 a 770                                   (promedio 2500) (hasta 1650 medido en el laboratorio)

Permeable color llega en el estado de Washington

En 2006, la ciudad de Sultan, Washington. Completó un proyecto de demostración residencial de 20 casa. Stratford Place incluyó a 800 yardas cúbicas de concreto permeable para pavimentar 32.000 pies cuadrados, en sustitución de hormigón tradicional para una carretera, que conecta las calzadas y las aceras asociados. Color integral se añadió a la mezcla acera. Tiñendo el hormigón no sólo mejoró la apariencia de las pasarelas, se delinea a continuación. Debido a bordillos y cunetas no son necesarios para el control de aguas pluviales con pavimentos permeables, la diferencia de color separa visualmente el camino de la acera, por lo que el camino más seguro para los peatones.

Esta fue la segunda vía pública en el estado de Washington que se construirá con pavimento permeable. Además de los beneficios de aguas pluviales, utilizando pavimento permeable salvó dos lotes para el desarrollo, que de otro modo habrían sido necesarios para su uso como sumideros y bóvedas. Acabar con el sistema de aguas pluviales tradicional y elementos relacionados en última instancia, el dinero ahorrado desarrollador y era mejor para el medio ambiente. Rick Cisar, ingeniero Sultan, quedó tan impresionado con los resultados de la Stratford Place que planea utilizar pavimento permeable para una calle de la ciudad. Dice pavimento permeable resuelve los problemas de drenaje, protege las áreas críticas y los corredores de flujo, y ayuda a proteger las propiedades adyacentes invadan el agua de lluvia.

Otro proyecto en el estado de Washington fue una residencia en la isla de Whid. El uso de dos mezclas de concreto permeable de colores para una pequeña zona de tráfico y aparcamiento realmente ha mejorado el aspecto del pavimento.

Concreto permeable y de congelación descongelación

Permeable carril bici concreta en la nieve. Permeable carril bici pavimento de hormigón en Lakewood Park, Lakewood, Ohio. (Foto cortesía de Collinwood hormigón, febrero de 2006).

El concreto permeable es uno de los temas más calientes de desarrollo de la tierra hoy en día. Como propietarios, arquitectos, desarrolladores de la tierra, y los profesionales de hormigón familiarizarse con sus beneficios, el interés en el concreto permeable sigue creciendo. El uso de pavimentos de concreto permeable proporciona una solución a los nuevos requisitos según las normas de la Agencia de Protección Ambiental que llaman para disminuir la cantidad de escorrentía de aguas superficiales y en un principio el tratamiento de la segunda vuelta.

El concreto permeable está hecho de materiales de cemento, agua, aditivos, y agregado grueso clasificado por poco. Muy poco o ningún agregado fino se utiliza en la mezcla. Con sólo lo suficiente pasta de cemento para revestir el agregado, un sistema de huecos interconectados (15 a 35 por ciento) se crea lo que resulta en un hormigón altamente permeable que drena muy rápidamente. Al permitir que el agua pase directamente a través del hormigón, la cantidad de escorrentía de agua superficial se reduce de forma espectacular. También se puede utilizar como parte de un sistema para reducir el nivel de contaminación contenida en el agua de lluvia que se captura en el pavimento permeable.

Pavimentos permeables se han utilizado durante años a lo largo de los climas más cálidos de los Estados Unidos con excelentes resultados. Sin embargo, en climas más propensas a los ciclos de congelación-descongelación graves, algunos son reticentes a utilizar pavimentos de concreto permeable hasta que se haya comprobado que el concreto permeable se puede hacer para resistir daños por congelación-descongelación. Resistencia de cualquier hormigón a la congelación y descongelación depende de la permeabilidad, el grado de saturación, la cantidad de agua congelable, la velocidad de congelación, y la distancia máxima media desde cualquier punto de la pasta a una superficie libre donde el hielo puede formar de forma segura. La velocidad de congelación en la mayoría de las aplicaciones es dictado por el clima local.

Aire arrastrado puede ayudar a proteger la pasta también. Quizás el aspecto más importante en el diseño de pavimentos de concreto permeable para las áreas de congelación-descongelación es evitar, o al menos limitar, la saturación, especialmente durante la época del año cuando la congelación se puede esperar. Es posible diseñar los pavimentos de hormigón permeable para controlar el grado de saturación y la distancia máxima media a una superficie libre. El diseño adecuado de la subbase y la preparación son claves para tirar el agua de lluvia, hielo, nieve derretida y lejos de la acera y asegurar el drenaje adecuado. Sustitución de tan poco como 7 por ciento del agregado grueso con agregado fino aumenta la resistencia a la congelación-descongelación; Sin embargo, habrá una reducción en los huecos de un pequeño porcentaje (Kevern 2006 y Mata 2008).

Además, la pasta (o mortero) deben ser protegidos mediante el uso de aditivos incorporadores de aire para crear un sistema de aire vacío suficiente. Kevern, Wang, y Schaefer (2008) encontraron que las propiedades de agregado grueso juegan un papel importante en la prestación de durabilidad de congelación-descongelación, con valores de absorción por debajo de ser 2,5 por ciento de mayor impacto. La Asociación Nacional de Ready Mixed Concrete (NRMCA 2004) ha elaborado directrices para el uso de concreto permeable en zonas propensas a condiciones de congelación-descongelación.

Recomendaciones NRMCA

Freeze seco y duro de congelación en seco Freeze Dry áreas son aquellas partes del país que se someten a una serie de ciclos de congelación-descongelación (más de 15) al año en los que hay poca precipitación durante el invierno. Si el suelo se mantiene congelada como resultado de un largo período continuo de las temperaturas diarias medias por debajo de la congelación, el área se denomina zona de congelación tan duro seco. Desde el concreto permeable es poco probable que estar completamente saturada en este entorno, ninguna precaución especial es necesaria para el funcionamiento exitoso de concreto permeable. Sin embargo, una capa gruesa de 4 a 8 pulgadas de base de agregado limpio debajo del concreto permeable se recomienda como un almacenamiento adicional para el agua. Muchas partes del oeste de los Estados Unidos en las elevaciones más altas entran en esta categoría.

Freeze húmeda

Esto incluye las áreas del país que se someten a un número de ciclos de congelación-descongelación anualmente (15+) y hay precipitación durante el invierno. Dado que el suelo no se queda congelado durante largos períodos de tiempo, es poco probable que el concreto permeable será totalmente saturado. No precaución especial es necesario para el funcionamiento con éxito de concreto permeable, pero se recomienda una capa gruesa de 4 a 8 pulgadas de base de agregado limpio debajo del concreto permeable. La parte central del este de los Estados Unidos entra en esta categoría.

Freeze duro mojado

Ciertas áreas de congelación húmedos donde el suelo se mantiene congelada como resultado de un largo período continuo de temperaturas medias diarias por debajo de cero se denominan zonas de congelación tan duro húmedas. Estas áreas pueden tener situaciones donde el concreto permeable se convierte totalmente saturada porque el suelo congelado tendrá muy baja permeabilidad al agua. La profundidad de penetración de las heladas (profundidad a la que la temperatura es de 32 grados Fahrenheit varía en todo el país.

Para el diseño del pavimento de concreto permeable para la resistencia a la congelación-descongelación se sugiere lo siguiente por NRMCA:

. 1. Calcular la profundidad de penetración de las heladas en su área En Washington, DC, área, por ejemplo, es de aproximadamente 30 pulgadas.

2. Calcular el 65 por ciento de eso. la Administración Federal de Aviación (FAA) dice que la parte superior del 65 por ciento debe contener materiales susceptibles de no-frost y la parte inferior del 35 por ciento puede ser en helada grado sub susceptible. Cabe señalar que la FAA utiliza la limitación de 65 por ciento para evitar levantamiento por helada. en este caso, el factor clave es la infiltración de agua. esto es aproximadamente 19,5 pulgadas para el 30 pulgadas de profundidad de penetración heladas.

3. Proporcionar pavimento de concreto permeable plus base de agregado igual al número calculado. Para un cálculo 19,5 pulgadas, un pavimento de hormigón permeable 6 pulgadas de espesor sobre una base de agregado grueso 13,5 pulgadas sería suficiente. La base de agregado debe constar de bien el drenaje base de agregado gradación abierta limpia con menos de 1,5 por ciento más fina que 0,5 mm. Si la profundidad de las heladas es muy alta, por ejemplo 100 pulgadas en Dakota del Norte, medidas adicionales se pueden tomar para reducir las posibilidades de un pavimento de hormigón permeable totalmente saturado. Un tubo perforado de PVC se puede colocar en la base de agregado para capturar toda el agua y se deja escurrir. El concreto permeable en un entorno de congelación-descongelación debe ser siempre con aire incorporado para proporcionar protección adicional.

Tabla Agua High Ground

El concreto permeable no se recomienda en entornos de congelación-descongelación, donde la capa freática se eleva a un nivel de menos de 3 pies desde la parte superior de la superficie o donde la humedad sustancial puede fluir desde un terreno más alto.

deshielo

Uso de productos químicos productos químicos de descongelación se utilizan para mantener una, superficies de pavimento seguras libres de hielo para pavimentos densos se pueden usar en los pavimentos permeables; sin embargo, en muchos casos descongelantes puede no ser necesaria para mantener una superficie resistente al deslizamiento. Caída de la nieve seguido de temperaturas de descongelación permite derretimiento de la nieve pase a través del pavimento tan rápidamente que el agua líquida no está disponible en la superficie del pavimento para ser vuelto a congelar como un revestimiento de hielo. pavimento libre de hielo superficies de seguridad ayuda a los peatones y vehículos. Con arado apropiado y el uso limitado de descongelantes, la humedad se elimina de la superficie del pavimento, evitando de nuevo la humedad se congele en la superficie y haciendo que las condiciones de hielo. Como se produce ninguna fusión de la utilización de anticongelantes, la masa fundida pasa hacia abajo en el pavimento y en muchos casos deja tras de algunos descongelante un-disuelto haciendo que esté disponible para futuros eventos de nieve y de hielo. Las dosis de productos químicos de deshielo se ha informado a precios reducidos hasta un 70 por ciento (Houle 2008). Esto conduce a la reducción del uso de productos químicos y de deshielo superficies de pavimento claro seguras con el mínimo coste para el mantenimiento de invierno.

Resumen

Color aplicación pasarela de hormigón permeable Ejemplo de concreto permeable: Calzada coloreada del concreto permeable en la isla de Bainbridege, WA. (IMG15586) Los beneficios de pavimentos de hormigón permeables son bien conocidos, pero la preocupación por la resistencia a la congelación-descongelación pueden evitar muchos diseñadores de utilizar concreto permeable en climas más fríos. Se han realizado varios proyectos de pavimentación de concreto permeable en zonas de congelación seca y húmeda demuestran buen comportamiento en el campo durante varios años. La investigación sobre la resistencia a la congelación-descongelación de pavimento de concreto permeable está en curso en los Estados Unidos. pavimentos permeables deben ser colocados por instaladores experimentados y la estructura y los detalles que rodean deben ser diseñados para adaptarse a las necesidades de flujo de agua y de drenaje esperados.

La colocación de concreto permeable

La mezclas de concreto permeable son rígidos, mezclas cero-slump con la colocación, acabado, y los requisitos de curado que caen fuera de los procesos de trabajos de explanación de hormigón normal. Debido a la naturaleza seca de la mezcla (W / cm <0,35) y alta área superficial, es importante tener en cuenta los métodos rápidos de colocación de hormigón. A medida que estas mezclas no son apropiados para el bombeo, métodos de colocación rápidos puede incluir asignación tolva directamente desde los camiones hormigonera, carretillas o buggies, transportadores, o la colocación de volcado en una máquinas de pavimentación del tipo de asfalto.Independientemente del método de colocación, más rápida será la colocación es, mejor.

Strike-off del pavimento también puede llevarse a cabo en un número de maneras:

  1. Mientras huelga-off con un simple borde recto es raro que es aceptable siempre y cuando las formas son elevados con una tira extraíble de ½ a ¾ de pulgada de espesor que puede ser retirado para permitir la compactación del pavimento utilizando un rodillo de acero.
  2. Baja frecuencia de vibración soleras y pavimentos de asfalto también se puede utilizar para enrasado.
  3. Una vez más se recomienda de huelga-off ligeramente superior a la elevación final y compacto con un rodillo para conseguir la altura final.
  4. soleras de rodillos accionados hidráulicamente giran en contra de la dirección de desplazamiento proporcionando huelga-off y la compactación en una sola operación.

Acabado de pavimento permeable requiere un mínimo de esfuerzo y es simple. Después de enrasar y compactación con un rodillo, un rodillo de aletas (a veces referido como un cortador de pizza) se utiliza para juntas de herramientas, y los bordes se compactó con una herramienta de ribete. tratamientos decorativos adicionales pueden ser añadidos tales como impresiones estampadas utilizando cuerda trenzada sobre plástico y una pasada adicional con el rodillo para incrustar la forma de la cuerda. También se pueden usar otras herramientas de estampación más tradicionales siempre que la operación se realiza con el fin rápida.

La razón se destacaron rápida colocación y técnicas de acabado se debe a la curación de los requisitos para pavimentos permeables. Dado que el contenido de humedad de la mezcla es inicialmente tan bajo que es particularmente susceptible a la pérdida de humedad que pudiera impedir la hidratación del cemento. Por esta razón curado se especifica típicamente como una cubierta de plástico mínimo 6 mil colocado y firmemente ancladas dentro de los 15 minutos de la mezcla permeable dando de alta del camión mezclador. Además, de plástico blanco se utiliza para el clima caliente para reducir la carga solar en el pavimento.

Durabilidad concreto permeable

 Pavimento de concreto permeable es un pavimento permeable utilizado para satisfacer la necesidad de que tanto una superficie de pavimento y la gestión de las aguas pluviales. El concreto permeable se crea con agregado grueso clasificado por poco que está recubierto en una capa delgada de pasta de cemento o mortero. Esto permite una estructura de poros interconectados a través del cual se filtra el agua. Además de diseñar para la hidrología , concreto permeable está diseñado estructuralmente usando métodos de diseño normales para pavimentos. El aspecto clave final para el diseño de un pavimento de concreto permeable tiene la durabilidad en consideración.

La durabilidad del hormigón es la capacidad de resistir la acción intemperie, ataque químico, y la abrasión, manteniendo las propiedades de ingeniería deseadas para la vida útil esperada de la estructura. El concreto permeable puede llegar a obstruirse, que afecta directamente al rendimiento hidrológico y puede afectar indirectamente a otros aspectos de durabilidad, tales como resistencia a la congelación-descongelación, sal anticongelante resistencia escalado, y resistencia a los sulfatos. resistencia a la abrasión del concreto permeable es también motivo de preocupación, sobre todo en lugares que utilizan máquinas quitanieves o han tránsito que gira. La carbonatación y resistencia a la corrosión no son preocupaciones con concreto permeable como se recomienda ni necesario utilizar las barras de refuerzo de acero o de refuerzo de alambre soldado.

Atasco

Como se dijo anteriormente, el concreto permeable se utiliza para la gestión de las aguas pluviales. El agua que fluye sobre el pavimento fluye a través del pavimento en una base agregada de gradación abierta. Desde allí, el agua, ya sea infiltra en la sub-base o entra en un sistema de aguas pluviales convencional. Cualquier material que es recogido por el agua que fluye también se tendrá en el hormigón. El comportamiento de las partículas dentro del sistema depende del sistema de poros, tamaño de partícula, naturaleza de las partículas, y la tasa de flujo. Mata (2008) encontró que las partículas de arena están atrapados cerca de la superficie del pavimento, pero que las más pequeñas partículas de tamaño (limos y arcillas) se vacían a través de la parte inferior del sistema. Haselbach (2010) estudiaron los efectos de diferentes tipos de arcilla y se encontró que las arcillas más expansivas, tales como bentonita, también recogerá cerca de la superficie. También se encontró que el potencial de obstrucción de las arcillas reduce drásticamente cuando la porosidad del hormigón se elevó de cerca de 30 por ciento (máximo típico) a cerca de 40 por ciento.

Los sedimentos que se acumulan en el interior del hormigón puede reducir significativamente la tasa de infiltración y aumentar la oportunidad de que la matriz de cemento para convertirse saturados atrapando el agua dentro del sistema de poros del hormigón. Esto puede causar un mayor riesgo de daños por congelación-descongelación, el escalado anticongelante, o ataque al sulfato. Los sedimentos que se encuentran atrapados cerca de la superficie pueden ser extraídos en su mayoría por la aspiradora.

Los sedimentos que pasan completamente a través del sistema no pueden ser extraídos. Con el tiempo, estos sedimentos se acumulan en la base de agregado y reducir la capacidad de almacenamiento y velocidad de exfiltración. El conocimiento de los suelos circundantes es necesaria para el diseño de un sistema de pavimento de concreto permeable y que el conocimiento se puede utilizar para evitar o mitigar la infiltración de limos y arcillas. Cintas de barrera se pueden utilizar para bloquear los suelos de entrar en los lados de la acera. Las opciones disponibles para tratar con baja o exfiltración suelos expansivos (Tenis, Leming, y Akers 2004) también puede ayudar a mitigar los efectos de limoso o arcilloso de aguas pluviales.

De congelación-descongelación Resistencia

El uso de concreto permeable como un pavimento comenzó en climas cálidos en los daños por congelación-descongelación no era una preocupación. Con el tiempo, el uso de pavimentos de concreto permeable se ha movido en climas con cada vez más severos climas de congelación-descongelación. Esto ha suscitado gran preocupación entre muchos grupos, debido a la alta porosidad del concreto.

Resistencia a los sulfatos

La presencia de una base agregada de gradación abierta debajo de un pavimento de hormigón permeable es el mejor método para mitigar ataque sulfato de suelos de alta sulfato y las aguas subterráneas. aislamiento adicional puede ser requerido a lo largo de los bordes del pavimento en forma de una cinta de barrera. Los materiales típicos proporciones de cemento en agua usados ​​en caída concreto permeable entre 0,27 y 0,34, lo cual es muy inferior al máximo recomendado de 0,40 para la exposición sulfato muy severo. Si se necesita una protección adicional debido a un alto potencial de obstrucción, cemento resistente al sulfato (ASTM C150 Tipos I y V, C595 designado MS y HS, o tipos C1157 MS y HS) se debe utilizar.

Resistencia a la abrasión

Resistencia a la abrasión del concreto permeable puede verse al observar la cantidad y la rapidez con que las partículas de agregado superficie Ravel. Esto es de particular preocupación en lugares con convertir el tráfico o lugares que utilizan máquinas quitanieves. La baja porosidad w / cm y alto dan concreto permeable un mayor riesgo de secado de la superficie antes del curado. Si la superficie se seque antes de desarrollar la fuerza, se produce el desmoronamiento significativo. Esto coloca una importancia muy alta en la racionalización del proceso de producción y asegurar el hormigón está mínimamente expuesto a condiciones ambientales. Las investigaciones realizadas por Dong y otros (2010) muestra que los tamaños de agregados más pequeños y el uso de fibras de polipropileno y látex puede aumentar la resistencia a la abrasión como probado por ASTM C944, Método de prueba estándar para la resistencia a la abrasión de hormigón o mortero superficies por el método de rotación-cortador

Gestión de aguas pluviales de concreto permeable

 El concreto permeable es una mezcla de cemento, agua y agregado grueso, y poco o nada de arena. También contiene frecuentemente aditivos químicos. El concreto permeable crea un medio muy poroso que permite que el agua drene a los suelos subyacentes. Se produce comúnmente para permitir tanto como cinco gal / ft² / min para pasar a través del cuerpo del hormigón.

Al permitir que los eventos de lluvia que penetran en el pavimento a los suelos subyacentes, el primero al ras de la superficie pavimentada está contenida en el sitio. La infiltración natural de la zona se mantiene sin cambios por lo que el agua puede recargar el nivel freático. Esto evita la escorrentía superficial que se debe a cabo en estanques de detención o añadido a la escorrentía superficial de aguas pluviales, que luego debe ser tratada antes de que se devuelve a los arroyos locales. En muchos casos el pavimento también puede ser diseñado con una capa de material granular grueso por debajo del pavimento para aumentar el potencial de almacenamiento del sistema. Esto ha demostrado ser una herramienta eficaz para aumentar el área de pavimento se puede usar en un proyecto, así como satisfacer las regulaciones locales de gestión del agua.

Diseño hidrológico de concreto permeable

El concreto permeable se ha utilizado en algunas zonas del país durante décadas. Sin embargo reciente interés en el desarrollo sostenible y el reconocimiento de los pavimentos permeables por la Agencia de los Estados Unidos de Protección Ambiental (EPA) como las mejores prácticas de gestión para la gestión de aguas pluviales ha aumentado el interés en su uso. Su uso es compatible con las iniciativas nacionales como la Iniciativa de Reducción de isla de calor de la EPA y el desarrollo de bajo impacto y proporciona un potencial de crédito en el Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED) Sistema de calificación para la construcción de edificios sostenibles.

El concreto permeable puede mejorar la calidad del agua mediante la captura de la “primera flush” de escorrentía superficial, reducir el aumento de temperatura en aguas receptoras, aumentar el flujo de base, y reducir el potencial de inundaciones. El pavimento crea una detención almacenamiento a corto plazo de las precipitaciones. Con el fin de aprovechar al máximo estos beneficios, debe evaluarse el comportamiento hidrológico del sistema concreto permeable. El rendimiento hidrológico suele ser un parámetro clave en la decisión de utilizar este material como las mejores prácticas de gestión (BMP) para la gestión de aguas pluviales y es la característica de mayor interés para permitir que otorgan las agencias.

Sistemas de mitigación Pasivos y Activos

En muchas situaciones, el uso de concreto permeable para sustituir una superficie impermeable puede considerarse una norma reglamentaria suficiente para manejar la escorrentía. En otros casos, las regulaciones pueden requerir que el escurrimiento después del desarrollo que no exceda o un porcentaje de la escorrentía antes del desarrollo. Estas dos aplicaciones se denominan mitigación pasiva y mitigación activo, respectivamente. En este último caso, el sistema de pavimento de concreto permeable debe estar diseñado específicamente para manejar mucho más precipitaciones que la que va a caer en la misma acera. Por ejemplo, una playa de estacionamiento se puede utilizar para capturar el exceso de escorrentía de lluvia que cae tanto sobre sí mismo y en sus alrededores, entre ellos, la lluvia recogida y descargada a través de desagües del techo de los edificios cercanos.
Passive Mitigación

Un elemento de mitigación “pasiva” se utiliza sólo para reducir la cantidad de superficie impermeable en un área determinada mediante la sustitución de superficie impermeable con la superficie permeable. Un elemento de mitigación pasiva también puede capturar tanto, si no toda, de la “primera flush”, proporcionando beneficio hidrológico adicional, pero no está destinado a acoger el exceso de escorrentía de las superficies adyacentes.

Activo Mitigación

sistema de mitigación Un “activo”, por otro lado, está diseñado para mantener escorrentía total en algún nivel especificado para un sitio en particular con varios tipos de características. El concreto permeable utilizado en un sistema de mitigación activa debe capturar una porción considerable de la escorrentía de otras áreas en el sitio, así como la lluvia que cae sobre su propia “huella”. Por lo general, estas áreas incluyen edificios, zonas pavimentadas con asfalto convencional, y las islas de tráfico y zonas de amortiguamiento. Sistemas de mitigación activos se adapta particularmente bien a la rehabilitación de áreas impermeables existentes para el control de recuperación de la escorrentía urbana ya que pueden ser diseñados para capturar la escorrentía de las áreas adyacentes. Dependiendo del tamaño, geometría, y la porosidad del sistema concreto permeable, el exceso de escorrentía superficial desde el sitio puede mantenerse a o vuelto a los niveles de desarrollo pre. Sistemas de pavimento de concreto permeable activos también pueden estar diseñados como características de los límites utilizados en conjunción con pavimento convencional para crear un activo localmente, pero característica amplia pasiva sitio.

Figura 1. El concreto permeable secciones en este estacionamiento (Finley Estadio, Chattanooga, Tennessee) escorrentía ayudan a controlar. ( Foto cortesía de L. Tiefenthaler. )

Por ejemplo, un sistema concreto permeable puede ser diseñado para capturar y almacenar temporalmente gran parte, si no todos, de la escorrentía de una zona de aparcamiento convencionalmente pavimentada mediante la colocación de una franja relativamente estrecha de concreto permeable sobre una base de piedra de limpieza profunda a lo largo de los bordes de el estacionamiento (ver Fig. 1).

Fronteras de concreto permeable utilizados para alcorques o isletas de vegetación pueden ser diseñados como elementos activos, lo que ayuda a mantener la escorrentía neta de toda la zona de aparcamiento en los niveles deseados o limitado. Un beneficio importante de los sistemas de pavimento de concreto permeable con islas con vegetación o pozos de árboles es que la humedad adecuada puede estar disponible con un mínimo, en su caso, la necesidad de riego. Esto es particularmente importante cuando se trabaja con los requisitos de densidad de plantación mínimas o cuando la protección de los árboles grandes, existentes en el sitio. El enfoque de diseño de mitigación activo es muy flexible y se puede utilizar para una variedad de aplicaciones. Las principales aplicaciones de concreto permeable en un papel mitigación activo, por lo tanto incluyen lotes comerciales de aparcamiento, características de los límites de sitios de desarrollo comercial, y las características de contención diseñados para interceptar al menos una parte de la escorrentía superficial por tierra antes de entrar en los canales de drenaje.

El factor limitante para aplicaciones de mitigación activos son suelos de mal drenaje (generalmente aquellos, con tasas de infiltración considerablemente menos de 0,1 pulgadas por hora, porque el sistema concreto permeable debe ser vaciado y la capacidad de almacenamiento total recuperada en una cantidad razonable de tiempo (normalmente cinco días o menos). el tiempo de recuperación no es típicamente una preocupación importante en aplicaciones de mitigación pasivas con estos tipos de suelos ya que la infiltración es lento y la escorrentía relativamente alta incluso con la cubierta natural (véase la Fig. 2.)

Figura 2. La infiltración de agua de lluvia en el suelo aumenta la capacidad de almacenamiento eficaz del sistema de pavimento de concreto permeable.

Las tormentas de diseño

Otra consideración importante en el diseño de un sistema concreto permeable es la cantidad de agua de lluvia que se almacenará. Es evidente que las lluvias más pesadas dan lugar a más escorrentía. Diferentes tamaños de las tormentas se producen diferentes cantidades de escorrentía y la selección de una tormenta de diseño apropiado es importante. Tormentas más grandes ocurren con menos frecuencia, en promedio, y las tormentas suelen ser designados en función de su período de retorno. Por ejemplo, una tormenta que ocurre en promedio una vez en 20 años se designa una “tormenta de 20 años” y será más grande y producir más lluvia que una “tormenta de 10 años.” A menudo, las autoridades locales eligen la tormenta de diseño, tales como la ciudad o juntas de agua del condado. Las tormentas de interés en el diseño hidrológico de las cuencas pequeñas son típicamente la tormenta de dos años y la tormenta de 10 años. El temporal de dos años se utiliza a menudo como la tormenta “carga de trabajo” para la cuenca para los propósitos de calidad del agua. La tormenta de 10 años se ha utilizado tradicionalmente en el diseño de sistemas de recogida de aguas pluviales.

Información técnica en concreto permeable

 ¿Cómo se hace el concreto permeable?

El concreto permeable está hecho de cantidades cuidadosamente controladas de agua y materiales de cemento que se utilizan para crear una pasta que se forma una capa gruesa alrededor de las partículas de agregado.A diferencia del hormigón convencional, la mezcla contiene poco o nada de arena, creando un sustancial contenido de vacío – entre 15 a 25 por ciento.

El uso de pasta suficiente para recubrir y unir las partículas de agregado juntos crea un sistema de huecos de alta permeabilidad, interconectados que drenan rápidamente. Tanto el contenido del mortero baja y la alta porosidad reducen la fuerza en comparación con el hormigón convencional, pero la fuerza suficiente se logra fácilmente para muchas aplicaciones.

El concreto permeable permite 3 a 8 galones de agua por minuto para pasar a través de cada pie cuadrado de material. Al permitir que el agua de lluvia se filtre en el suelo, el concreto permeable puede ser instrumental en la recarga de las aguas subterráneas y la reducción de la escorrentía de aguas pluviales. Esta capacidad puede reducir la necesidad de estanques de retención, zanjas y otros de gestión de aguas pluviales  dispositivos. Pavimento permeable integra superficies pavimentadas con la gestión de las aguas pluviales.

Usos

Hardscape
pavimentos de bajo volumen
residenciales carreteras, callejones, caminos de entrada y
cruces de agua bajo
Aparcamientos
aceras y vías de
natación cubiertas de la piscina
Tendido drenajes de borde
Pisos
Fundaciones / pisos para invernaderos, criaderos de peces, centros de diversión acuáticos y zoológicos
Otros
estabilización de pendientes
alcorques en aceras
Espigones y diques

Beneficios de sostenibilidad de concreto permeable

El concreto permeable tiene muchos beneficios ambientales. Vea las soluciones de sostenibilidad asociados y fichas técnicas para obtener más detalles.

Gestión de aguas pluviales.  Al permitir que el agua penetre a través de y se infiltran, pavimentos permeables reduce el flujo de las aguas pluviales y cargas contaminantes. Puede contribuir a crédito LEED 6.

Minimizar la perturbación del sitio. Mediante la integración de pavimentación y drenaje, puede necesitar ser utilizado para gestionar las aguas pluviales, lo que permite una huella desarrollo de sitios más compacto menos área de sitio. Puede contribuir a LEED v4 crédito Sitios sustentables – Gestión del agua de lluvia. 

Local.  Los materiales son generalmente extraídos y fabricados localmente. Puede contribuir a LEED Crédito M 5.

Contenido reciclado.  Las cenizas volantes, cemento de escoria, humo de sílice o puede sustituir parcialmente por cemento y áridos reciclados pueden reemplazar grava recién extraído. El contenido reciclado puede contribuir a LEED Crédito M 4.

Guay. Los vacíos reducir la masa reducir la acumulación de calor asociado con las islas de calor.Cementos de colores más claros pueden aumentar la reflectividad.

Directrices generales para Especificaciones

Las propiedades de hormigón permeable varían con el diseño y dependen de los materiales utilizados y de los procedimientos de compactación. Las pautas generales para las especificaciones se proporcionan a continuación.

La permeabilidad . Los caudales típicos para el agua a través de concreto permeable son de 3 a 8 galones por pie cuadrado por minuto, pero puede ser el doble que la cantidad si se desea.

Fuerza compresiva.  Hormigones permeables pueden desarrollar resistencias a la compresión en el intervalo de 500 a 4000 libras por pulgada cuadrada (psi) – apropiado para una amplia gama de aplicaciones.

Fuerza flexible.  Resistencia a la flexión del concreto permeable oscila entre 150 y 550 psi.

Contracción.  La contracción por secado del concreto permeable es más rápido, pero mucho menor que el experimentado con hormigón convencional. Muchos hormigones permeables se hacen sin juntas de control y se les permite a agrietarse al azar.

Resistencia de congelación-descongelación . Resistencia a la congelación-descongelación depende del nivel de saturación de los huecos en el hormigón en el momento de la congelación. En el campo, parece que las características de drenaje rápido de concreto permeable prevenir la saturación que se produzcan. Cuando se anticipan las condiciones de humedad y de congelación-descongelación sustanciales, concreto permeable debe ser colocado en una de 6 a 18 pulgadas de espesor de capa de roca base drenable tales como piedra triturada de 1 pulgada.

Resistencia a la abrasión.  Debido a la más áspera textura de la superficie y la estructura abierta de concreto permeable, la abrasión y el deshilachado de las partículas de agregado puede ser un problema, especialmente cuando se utilizan máquinas quitanieves para despejar pavimentos. Raveling superficie de nuevo concreto permeable puede ocurrir cuando las rocas débilmente unida a la superficie pop a cabo bajo las cargas de tráfico.

Información Adicional

El concreto permeable es ideal como una solución a los problemas de gestión de aguas pluviales con beneficios ambientales adicionales. El gran contenido de vacío diseñada en esta especialidad concreta permite que el agua pase a través rápidamente, minimizando la escorrentía y la recarga de agua subterránea. También conocido como hormigón permeable, hormigón poroso, cemento GAP-graduada, no-fines de hormigón y hormigón porosidad mejorada, concreto permeable se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones, aunque su uso principal es en pavimentos.

La sostenibilidad se refiere a la capacidad de construir para hoy y mañana sin agotar los recursos futuros. Un aumento de la población mundial está comenzando a superar los recursos finitos disponibles en el planeta. Sostenibilidad busca equilibrar los impactos económicos, sociales y medioambientales, reconociendo que el crecimiento de la población continuará. El desarrollo sostenible trae esta evaluación para la industria del diseño y la construcción.

Huella de carbono

Vagamente definido, una huella de carbono es una medida de la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a una persona, organización, evento o producto produce. Sin embargo, las huellas de carbono a menudo se simplifican mediante la medición de la cantidad de dióxido de carbono (CO2) producido. Cuentas de fabricación de cemento de Estados Unidos por menos de un 1,5 por ciento de todas las emisiones de CO2 generadas por el hombre de Estados Unidos. Pavimentos de hormigón son también una excelente opción cuando se considera el impacto ambiental de por vida. De extracción de las materias primas producidas localmente a través de la construcción y el funcionamiento libre de mantenimiento a largo plazo, el hormigón se destaca como el material de pavimentación más rentable y sostenible.

Pavimentos de hormigón tranquilas

Cuando un vehículo se desplaza en cualquier tipo de superficie del pavimento, habrá ruido. El nivel de sonido es principalmente una función del acabado de la superficie y no el material del que está construida. Pavimentos de hormigón son adaptables y capaces de reducir la contaminación acústica, así como la contaminación del medio ambiente.

concreto permeable

El concreto permeable  es un pavimento de drenaje libre que exhibe beneficios sostenibles. Agregrate de tamaño uniforme, cayendo dentro de una granulometría de los áridos estrecha, conduce a un hormigón con áreas vacías abiertas que promueven el drenaje rápido de grandes volúmenes de agua. La infiltración natural de cada región se mantiene sin cambios por lo que el agua puede recargar el nivel freático, lo que evita la escorrentía superficial que debe ser tratada antes de ser devuelta a los arroyos locales. Ver o descargar una hoja informativa sobre el concreto permeable.

hormigón reciclado

Con el tiempo, todos los pavimentos deben ser reemplazados. Después de una larga y fiable vida de servicio, pavimentos de hormigón se pueden triturar y volver a utilizar. De hecho, el hormigón es 100 por ciento reciclable (y la barra de refuerzo de acero dentro es reciclable también).

Isla de Calor Urbano

A medida que se desarrollan las áreas urbanas y la vegetación es reemplazado con edificios, carreteras y otras infraestructuras de absorción de calor, las temperaturas del aire ambiente urbano aumentan. Ciudades se convierten en “islas de calor” rodeadas por áreas significativamente más frías, rurales. El hormigón tiene una alta reflectancia solar  para minimizar el efecto de isla de calor urbano.

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