Diseño de concreto permeable con nanosílice y fibras de polipropileno para pavimentos como propuesta para reducir inundaciones en zonas de tránsito vehicular ligero en Cusco

Abstract

Esta investigación busca contribuir al avance del conocimiento en el diseño de materiales de construcción, orientados específicamente a la prevención y mitigación de inundaciones en pistas. A través de la caracterización de las propiedades mecánicas y permeables del concreto, se busca ofrecer una alternativa eficaz mediante la incorporación de nanosílice y fibras de polipropileno en el concreto. La metodología incluye pruebas de resistencia y permeabilidad. En términos de resistencia a la compresión a los 28 días, el concreto patrón sin aditivos exhibe 215.77 kg/cm², mientras que la adición de 0.08% de polipropileno y 1% de nanosílice eleva la resistencia a 269.23 kg/cm², y con 0.12% de polipropileno y 1% de nanosílice, alcanza 283.30 kg/cm². De igual manera, la resistencia a la flexión muestra un aumento sustancial, desde 34.65 kg/cm² en el patrón hasta 38.91 kg/cm² y 46.20 kg/cm² con las dosificaciones respectivas. Los resultados referentes a la permeabilidad mostraron que la muestra patrón a los 28 días obtuvo un coeficiente de permeabilidad de 0.73 cm/s mientras que con la adición de 0,08% de polipropileno y 1% de nanosílice se obtuvo 0.70 cm/s, y con la adición de 0,12% de polipropileno y 1% de nanosílice fue de 0.69 cm/s. Los resultados muestran mejoras significativas en resistencia a la compresión en hasta un 31.3% y en flexión en hasta 33%, cumpliendo con los requerimientos técnicos para la zona en estudio y con las exigencias de la normativa C.E. 010 para pavimentos urbanos.

This research aims to contribute to the advancement of knowledge in the design of construction materials, specifically aimed at preventing and mitigating flooding on runways. Through the characterization of the mechanical and permeable properties of concrete, an effective alternative is sought by incorporating nanosilica and polypropylene fibers into the concrete. The methodology includes strength and permeability tests. In terms of compressive strength at 28 days, the standard concrete without additives exhibits 215.77 kg/cm², while the addition of 0.08% polypropylene and 1% nanosilica raises the strength to 269.23 kg/cm², and with 0.12% polypropylene and 1% nanosilica, it reaches 283.30 kg/cm². Likewise, the flexural strength shows a substantial increase, from 34.65 kg/cm² in the standard to 38.91 kg/cm² and 46.20 kg/cm² with the respective dosages. The results regarding permeability showed that the standard sample at 28 days obtained a permeability coefficient of 0.73 cm/s while with the addition of 0.08% polypropylene and 1% nanosilica 0.70 cm/s was obtained, and with the addition of 0.12% polypropylene and 1% nanosilica it was 0.69 cm/s. The results show significant improvements in compressive strength by up to 31.3% and in flexural strength by up to 33%, complying with the technical requirements for the area under study and with the demands of the C.E. 010 regulations for urban pavements.