Evaluación del desempeño físicomecánico y durabilidad de concretos permeables con agregados reciclados y fibras PET para sistemas de drenaje sostenible y otros usos

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Resumen

Este trabajo final de maestría, con enfoque de profundización, evalúa el desempeño físico-mecánico y la durabilidad de Concretos Permeables (CP) fabricados con el 100% de Agregados Reciclados (AR) de origen pétreo y reforzados con fibras de PET. El estudio aborda la necesidad de mitigar la escorrentía superficial y aprovechar los pasivos ambientales generados por el sector construcción en Colombia. Bajo un enfoque cuantitativo de alcance explicativo y un diseño experimental secuencial, se caracterizaron los materiales y se fabricaron 108 especímenes de concreto poroso con agregados reciclados; para ello, se varió la relación agua/cemento (0.30, 0.35 y 0.40), con adición de finos (5%), aditivo (0.5% del peso del material cementante) y la inclusión de fibras (3.2 kg/m³). La evaluación integró ensayos normativos de compresión, flexión y permeabilidad, junto con la aplicación de técnicas de análisis no destructivo como la Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS). Los resultados indican que las fibras PET actúan como agentes estructurales de porosidad, incrementando la permeabilidad hasta en un 80% y la resistencia a la flexión en un 24.5%, sin embargo, reduce la resistencia a la compresión. Solo la mezcla con relación A/C de 0.40 sin fibras, alcanzó los 8 MPa requeridos por el ACI 522R. Se concluye que el material es técnica y ambientalmente viable para su aplicación en Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) de bajo tráfico, como senderos peatonales y cunetas verdes. Además, se validó la técnica EIS como un método eficaz y no destructivo para modelar la conectividad de poros y predecir el comportamiento hidráulico del material. (Texto tomado de la fuente)

Abstract

This master’s final project, with a specialization emphasis, evaluates the physico-mechanical performance and durability of Permeable Concretes (PC) manufactured with 100% Recycled Aggregates (RA) of lithic origin and reinforced with PET fibers. The study addresses the need to mitigate surface runoff and to take advantage of the environmental liabilities generated by the construction sector in Colombia. Under a quantitative approach with an explanatory scope and a sequential experimental design, the materials were characterized and 108 porous concrete specimens with recycled aggregates were produced; for this purpose the water/cement ratio was varied (0.30, 0.35 and 0.40), with the addition of fines (5%), an admixture (0.5% by weight of the cementitious material) and the inclusion of fibers (3.2 kg/m³). The evaluation integrated standard compression, flexural and permeability tests, together with the application of nondestructive analysis techniques such as Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The results indicate that PET fibers act as structural porosity agents, increasing permeability by up to 80% and flexural strength by 24.5%; however, they reduce compressive strength. Only the mix with a W/C ratio of 0.40 without fibers reached the 8 MPa required by ACI 522R. It is concluded that the material is technically and environmentally viable for application in low-traffic Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS), such as pedestrian pathways and vegetated swales. Furthermore, the EIS technique was validated as an effective, non-destructive method to model pore connectivity and predict the hydraulic behavior of the material.

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