Propuesta para el almacenamiento y recolección de agua lluvia en zonas urbanas mediante la aplicación de un hormigón poroso

Feijoo Ochoa, Eduardo Paul

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Propuesta para el almacenamiento y recolección de agua lluvia en zonas urbanas mediante la aplicación de un hormigón poroso

Feijoo Ochoa, Eduardo Paul

URI: http://repositorio.utmachala.edu.ec/handle/48000/13872

Fecha: 2019

Resumen:

In the present experimental work, its purpose was to propose the use of porous concrete as an alternative solution to recover groundwater through the drainage of rainwater runoff. The physical and mechanical characteristics were analyzed through laboratory tests of the different types of granular material obtained from the Tuco León quarries of the Pasaje canton and Pablo Beltrán of the Santa Rosa canton; from this, the design of different mix dosages with crushed materials of nominal maximum size of 3/8 "and 3/4" and 3/4 "pebble was made. We carried out 9 dosages of porous concrete mixture, taking as reference values of void ratios of 0.35, 0.38 and 0.41; percentage of design gaps of 15, 17 and 19%. With these parameters, different samples of porous concrete were prepared, which by laboratory tests were determined their physical and mechanical characteristics, obtaining as results: For the samples of crushed of 3/8 "maximum values of 10.92 Mpa were obtained in resistance to the compression, permeability of 1.98 cm / s and percentages of voids of 33.68%. In crushing samples of 3/4 "maximum values of 9.34 MPa were obtained in compression resistance, 4.51 cm / s permeability and 35.65 vacuum percentages, while in 3/4" pebble samples maximum values were obtained. 12.45 MPa in compression resistance, permeability of 4.05 cm / s and vacuum percentages of 35.82%. As a result, a prototype with porous concrete applicable to the construction of structures for exclusive use for pedestrians is proposed, considering for its dosage granular material of 3/8 "with water-cement ratios of 0.35 and with percentages of gaps of 15%, this design obtained maximum values of 10.92 MPa in compression resistance, permeability of 1.98 cm / s and percentages of voids of 33.68%, which makes it ideal for this type of structure. The prototype consists of the porous concrete layer 10 to 20 cm thick, made with 3/8 "granular material, cement content of 0.35 and vacuum percentage of 15%; a filtering layer of granular material of size 4.75 mm with a vacuum percentage of 10 to 20%, this layer works as a filter for the materials dragged by the water; a permeable geotextile membrane that allows drainage of water between the filter mantle and the sub-base, its function is to prevent granular materials from mixing; some sub-base with granular material of sizes greater than 1 ½ with a percentage of voids of 30 to 40% ", this layer allows the storage of water; finally, a drainage system that allows excess water to be transported to sewerage systems and storage sources for subsequent reuse. The cost of a cubic meter of this type of porous concrete put into work is approximately $ 113.46 US dollars.

Descripción:

El crecimiento de las ciudades ha permitido el desarrollo de infraestructura vial y habitacional, esto produce impermeabilización de grandes superficies debido a que estas se encuentran cubiertas de concreto o asfalto, lo que impide que el agua se infiltre hacia el suelo, reduciendo el caudal de las aguas subterráneas y originando el aumento de la escorrentía superficial de zonas urbanas. En el presente trabajo experimental, tuvo como propósito proponer la utilización del hormigón poroso como alternativa de solución para recuperar las aguas subterráneas a través del drenaje de las escorrentías de aguas lluvias. Se analizó las características físicas y mecánicas a través de ensayos de laboratorio de los diferentes tipos de material granular obtenidos de las canteras Tuco León del cantón Pasaje y Pablo Beltrán del cantón Santa Rosa; a partir de esto se realizó el diseño de diferentes dosificaciones de mezcla con materiales triturados de tamaño máximo nominal de 3/8” y 3/4”, y canto rodado de 3/4”. Se realizaron 9 dosificaciones de mezcla de hormigón poroso, tomando como referencia valores de relaciones de vacíos de 0.35, 0.38 y 0.41; porcentaje de vacíos de diseño del 15, 17 y 19%. con estos parámetros se elaboraron diferentes muestras de hormigón poroso, las cuales mediante ensayos de laboratorio se determinaron sus características físicas y mecánicas, obteniendo como resultados: Para las muestras de triturado de 3/8” se obtuvieron valores máximos de 10.92 Mpa en resistencia a la compresión, permeabilidad de 1.98 cm/s y porcentajes de vacíos de 33.68%. En muestras de triturado de 3/4" se obtuvieron valores máximos de 9.34 Mpa en resistencia a la compresión, permeabilidad 4.51 cm/s y porcentajes de vacíos de 35.65; mientras que en muestras de canto rodado de 3/4” se obtuvieron valores máximos de 12.45 Mpa en resistencia a la compresión, permeabilidad de 4.05 cm/s y porcentajes de vacíos de 35.82%. Como resultado se propone un prototipo con hormigón poroso aplicable a la construcción de estructuras de uso exclusivo para peatones, considerando para su dosificación material granular de 3/8” con relaciones de agua-cemento de 0.35 y con porcentajes de vacíos del 15%, este diseño obtuvo valores máximos de 10.92 MPa en resistencia a la compresión, permeabilidad de 1.98 cm/s y porcentajes de vacíos de 33.68%, lo que lo hace ideal para este tipo de estructuras. El prototipo consta de la capa de concreto poroso de 10 a 20 cm de espesor, elaborado con material granular de 3/8”, contenidos de cemento de 0.35 y porcentaje de vacíos del 15%; una capa filtrante de material granular de tamaño 4.75 mm con porcentaje de vacíos del 10 al 20%, esta capa funciona como filtro para los materiales arrastrados por el agua; una membrana geotextil permeable que permite el drenaje de las aguas entre el manto filtrante y la sub-base, su función es evitar que los materiales granulares se mezclen; unas sub-base con material granular de tamaños mayores a 1 ½ con porcentaje de vacíos del 30 al 40%“, esta capa permite el almacenamiento del agua; finalmente un sistema de drenaje que permite transportar los excesos de agua hacia sistemas de alcantarillado y fuentes de almacenamiento para su posterior reúso. El costo de un metro cúbico de este tipo de hormigón poroso puesto en obra es aproximadamente de $113,46 dólares americanos. The growth of the cities has allowed the development of the road and housing infrastructure, this produces waterproofing of the large surfaces because these are found in the concrete or asphalt connections, which refers to the water infiltrating the soil, reducing the flow of groundwater and origin of the increase in the surface area of urban areas.

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