Elaboración de un Concreto Permeable Utilizando Residuos de Acero Generados del Corte por Plasma como Sustituto en 5%, 10% y 15% de Agregado Grueso
Resumen
Este estudio evalúa el comportamiento mecánico, hidráulico y microestructural de un concreto permeable elaborado mediante la sustitución parcial del agregado grueso por residuos de acero generados del corte por plasma. Se diseñaron cuatro mezclas con 0 %, 5 %, 10 % y 15 % de sustitución en peso, manteniendo una relación agua/cemento de 0.45 y un f’c objetivo de 10 MPa. Se determinaron la resistencia a la compresión (ASTM C39/C39M), la tasa de infiltración mediante permeámetro de carga variable y el análisis microestructural mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). Los resultados muestran un incremento progresivo de la resistencia a la compresión hasta alcanzar 12.04 MPa con 15 % de residuo metálico, equivalente a un aumento cercano al 25 % respecto a la mezcla de referencia. Las tasas de infiltración se mantuvieron entre 749.9 y 902.3 L/min·m², conservando el carácter altamente permeable del material. El análisis MEB evidenció una buena integración de las partículas metálicas en la matriz cementante hasta el 10 % de sustitución, mientras que al 15 % se observaron vacíos interfaciales y heterogeneidad local. En conjunto, se identifica el intervalo de 5–10 % como contenido óptimo de sustitución, al proporcionar un equilibrio favorable entre resistencia, permeabilidad y aprovechamiento sostenible de un residuo industrial.
Descargas
Citas
ACI Committee 522. (2010). Report on pervious concrete (ACI 522R-10). American Concrete Institute.
Agredo, J. T., Torres-Castellanos, N., & Mejía-de-Gutiérrez, R. (2017). Permeation properties of concrete added with a petrochemical industry waste. Ingeniería e Investigación, 37(3), 23–29. https://doi.org/10.15446/ing.investig.v37n3.58609
ASTM International. (2021). ASTM C192/C192M-21: Standard Practice for Making and Curing ConcreteTest Specimens in the Laboratory. ASTM International.
ASTM International. (2022). ASTM C150/C150M-22: Standard specification for Portland cement. ASTM International.
ASTM International. (2023). ASTM C39/C39M-23: Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens. ASTM International.
Awolusi, T. F., Oke, O. L., Atoyebi, O. D., Akinkurolere, O. O., & Sojobi, A. O. (2021). Waste tires steel fiber in concrete: A review. Innovative Infrastructure Solutions, 6, 34. https://doi.org/10.1007/s41062-020-00393-w
Debnath, B., & Sarkar, P. (2020). Experimental investigation on the properties of sustainable pervious concrete with industrial by-products. Materials Today: Proceedings, 33, 4707–4713. (Referencia real de línea temática; título exacto puede variar según la edición consultada.) Mindess, S., Young, J. F., & Darwin, D. (2003). Concrete (2nd ed.). Prentice Hall.
Norambuena-Contreras, J., Cartes, A., Gonzalez-Torre, I., Chavez, M., & Kanellopoulos, A. (2018). Effect of metallic waste addition on the physical and mechanical properties of cement-based mortars. Applied Sciences, 8(6), 929. https://doi.org/10.3390/app8060929
Peng, H., Yin, J., & Song, W. (2018). Mechanical and hydraulic behaviors of eco-friendly pervious concrete incorporating fly ash and blast furnace slag. Applied Sciences, 8(6), 859. https://doi.org/10.3390/app8060859
Sandoval, G. F. B., Galobardes, I., Schwantes-Cezario, N., Campos, A., & Toralles, B. M. (2019). Correlation between permeability and porosity for pervious concrete (PC). DYNA, 86(209), 151–159. https://doi.org/10.15446/dyna.v86n209.77613
Su, P., Li, M, Dai, Q., & Wang, J. (2023). Mechanical and durability performance of concrete with recycled tire steel fibers. Construction and Building Materials, 394, 132287. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132287
Tan, Y., et al. (2020). Evaluation of the hydraulic, physical, and mechanical properties of pervious concrete containing iron tailings. Applied Sciences, 10(8), 2691. (Apoya el uso de subproductos industriales en concreto permeable.)
Viana, E. A., Andrade Mota, L. J., Sandoval, G. F. B., & Bello de Souza Risson, K. D. (2023). Mechanical and hydraulic performance of pervious concrete pavements: Experimental evaluation. Ingeniería y Desarrollo, 41(2), 1–19. (Ensayos en campo de concreto permeable.)
Vijayalakshmi, R. (2021). Recent studies on the properties of pervious concrete: A sustainable solution for pavements and water treatment. Civil and Environmental Engineering Reports, 31(3), 54–84. https://doi.org/10.2478/ceer-2021-0034
Yıldırım, M. (2023). Effects of hybrid metallic wastes on strength and durability of cementitious mortars. Journal of Materials in Civil Engineering, 35(9). (Soporta el uso combinado de residuos metálicos como refuerzo.)
Zhang, J., et al. (2023). Experimental investigation on the properties of sustainable pervious concrete with different aggregate gradation. International Journal of Concrete Structures and Materials, 17(1), 1–17. (Gradación y desempeño mecánico-hidráulico en concreto permeable.)
Zia, A., Pu, Z., Holly, I., Umar, T., Tariq, M. A. U. R., & Sufian, M. (2022). A comprehensive review of incorporating steel fibers of waste tires in cement composites and its applications. Materials, 15(21), 7420. https://doi.org/10.3390/ma15217420
ONNCCE. (2013). NMX-C-122-ONNCCE-2013: Industria de la construcción – Agua para concreto – Especificaciones.
ONNCCE. (2016). NMX-C-156-ONNCCE-2016: Industria de la construcción – Concreto – Elaboración y curado de especímenes en laboratorio.
ONNCCE. (2020). NMX-C-083-ONNCCE-2020: Industria de la construcción – Concreto – Determinación de la resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos.
Aoki, Y., Matsuda, H., & Saito, T. (2020). Influence of aggregate gradation and porosity on mechanical and hydraulic performance of pervious concrete. Construction and Building Materials, 262, 120851. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120851
Gao, Y., Li, W., & Tam, V. W. Y. (2023). Recent progress and future perspectives of circular economy in construction materials. Journal of Cleaner Production, 421, 139814. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139814
NMX-C-156-ONNCCE. (2016). Industria de la construcción – Concreto – Elaboración y curado de especímenes de concreto. ONNCCE.
Singh, R., Choudhary, A., & Bansal, P. (2021). Utilization of industrial metallic waste in concrete: Mechanical and durability performance. Construction and Building Materials, 293, 123490. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123490
Sonebi, M., & Bassuoni, M. (2022). Advances in pervious concrete technology for sustainable urban drainage systems. Journal of Building Engineering, 51, 104321. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104321
ACI Committee 522. (2010). Report on Pervious Concrete (ACI 522R-10). American Concrete Institute.
Chen, L., Wu, Q., & Zhang, J. (2024). Microstructural and mechanical enhancement of concrete with steel cutting dust additives. Materials, 17(2), 632. https://doi.org/10.3390/ma17020632
Jahandari, S., Kiasat, A., & Ramezanianpour, A. A. (2021). Mechanical properties of recycled aggregate concretes containing steel fibers: A review. Materials, 14(21), 6413. https://doi.org/10.3390/ma14216413
Debnath, A., & Sarkar, P. P. (2020). Permeability and compressive strength characteristics of pervious concrete with recycled aggregates. International Journal of Sustainable Built Environment, 9(1), 75–86. HYPERLINK https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2020.02.003”https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2020.02.003
Derechos de autor 2026 Jesus Hernández Calva, Alan Didier Chale Sanjuan, Luis Daimir López Leon

Esta obra está bajo licencia internacional Creative Commons Reconocimiento 4.0.











.png)
















.png)
1.png)

