Majoritatea oamenilor consideră că betonul este impermeabil – la urma urmei, este folosit pentru a face piscine și chiuvete de bucătărie. Și majoritatea betonului este, într-adevăr, aproape etanș la apă. Dar un nou tip de beton care permite apei să treacă prin el practic fără impedimente câștigă popularitate. Betonul permeabil este folosit mai ales în construcția de parcări, dar și pentru trotuare, piste de biciclete, locuri de joacă și pentru controlul eroziunii. Cu toate acestea, pavajul din beton permeabil nu este potrivit pentru zonele supuse unor volume sau viteze mari de trafic.

Mixul este totul

Betonul permeabil este un material destul de simplu – în mod obișnuit pietriș, ciment portland și apă (mult ciment, puțină apă și niciun agregat fin). Un yard cub tipic de beton permeabil ar avea 2650 de livre de pietriș #89, 600 de livre de ciment portland și un raport apă-ciment de aproximativ 0,30. Acest amestec va asigura o rezistență la compresiune de aproximativ 2500 psi și un raport efectiv de goluri de 20%. Acest lucru va permite apei să se scurgă în stratul de bază la viteze de 2 până la 18 galoane pe minut pe picior pătrat – 275 până la 400 de inci de ploaie pe oră – mult mai mult decât este probabil să vă confruntați vreodată.

Pe un șantier, însă, lucrurile sunt rareori atât de simple. Se folosesc diverse adaosuri în funcție de agregate și de condițiile de mediu. „Folosim agenți de antrenare a aerului, reducători de apă, unii întârzietori și, uneori, un modificator de vâscozitate”, spune Dale Fisher, PCI Systems, Alpharetta, Ga, un antreprenor specializat în pavaje din beton permeabil. „Proiectarea amestecului este totul. Adesea trebuie să o modificăm puțin pe teren. Noi specificăm betonul în funcție de greutatea unitară, ceea ce ne indică structura golurilor. Noi folosim 15% până la 20% de goluri pentru parcări. Dar la o stație de autobuz recentă, cu sarcini mai grele, am trecut la o greutate unitară mai mare și la aproximativ 12% de goluri pentru o rezistență mai mare.” Utilizarea unei cantități mici de finețe este o modalitate obișnuită de a crește rezistența la compresiune, dar făcând acest lucru se va reduce rata de drenaj. Adesea, finele sunt cenușă zburătoare sau ciment de zgură. „Efectuăm teste de greutate unitară pentru că acestea ne spun ce se întâmplă cu amestecul”, spune Fisher. „Dacă este greu, asta poate însemna că sunt mai multe amenzi, așa că modificăm amestecul pentru a-l menține puțin mai uscat. Dacă este ușor, atunci îl putem turna puțin mai umed.”

Betonul permeabil este produs de obicei într-o instalație de preparare și livrat cu camioanele de mixare, dar nu este pompabil. Ohio Concrete, publicat de Ohio Ready Mixed Concrete Association, a sponsorizat recent o lucrare demonstrativă de pavaj permeabil care a fost instalată de Ball Brothers Foundations, Monroe, Ohio. Moraine Materials a furnizat betonul. Ohio Concrete raportează că: „Pentru dozarea unei încărcături maxime de 8 yarzi cubi, au adăugat aditivi de antrenare a aerului în față cu jumătate din apă, apoi agregatul grosier, apoi cimentul și apoi restul de apă”. Acest lucru a produs un amestec reușit.

Un pavaj permeabil, cu toate acestea, nu este doar pavajul, ci mai degrabă un sistem de sol, substrat și pavaj (a se vedea bara laterală). Fiecare parte a sistemului este esențială pentru succes.

Proiectare și construcție

Un model de caiet de sarcini este disponibil pe site-ul web al Charger Enterprises, un antreprenor de beton din Seminole, Fla. (www.chargerconcrete.com). Pavimentele permeabile sunt utilizate în Florida de mulți ani, iar Charger a acumulat multă experiență. Acesta a observat că un prim aspect important de luat în considerare este solul de sub subsol – unele pot fi nepotrivite, deoarece solul trebuie să fie capabil să susțină subsolul, pavajul și sarcinile care vor fi aplicate. Solicitați unui inginer geotehnician să evalueze solul.

Primul strat împotriva solului este de obicei o țesătură geotextil nețesută (una care se drenează ușor). Aceasta este acoperită cu o sub-bază construită cu un minim de 15 cm de piatră nr. 57, bine compactată astfel încât „să nu fie strivită de un camion de prefabricate complet încărcat”, conform site-ului Charger.

Grosimea pavajului va varia în funcție de sarcina de proiectare și de cantitatea de apă pe care se așteaptă ca pavajul și sub-bază să o stocheze, dar 15 cm este o grosime tipică pentru o parcare. Antreprenorul așează șinele de șapă sau formele laterale, deseori le calează în timpul decopertării cu ½ până la ¾ de inch mai sus decât înălțimea finală a suprafeței pentru a permite compactarea ulterioară cu rolele.

În timpul unui proiect PCI recent de construcție a unei parcări Safeway din Denver (a se vedea caseta alăturată), un muncitor a dirijat jgheabul și a împins betonul cu tasare aproape zero în jos cu mâna. Ceilalți au mutat betonul în poziție cu ajutorul unor prelungiri. Când a sosit o nouă încărcătură de camion, muncitorii au stropit cu apă rostul rece de 15 minute. După ce betonul a fost așezat la locul lui și a fost curățat aproximativ, suprafața a fost compactată și finisată cu o șapă de șapă, urmată de un cilindru manual cu țeavă de oțel, care a fost stropit în mod regulat cu ulei de decofrare pentru a preveni lipirea. În cele din urmă, muncitorii au tras linii de cretă și au tăiat rosturile de contracție la o distanță standard folosind o rolă cu o aripioară de 1½ inch. Marginile au fost apoi șlefuite și a fost finalizată mistria finală.

Vibrația nu este eficientă pentru betonul permeabil. „Pe măsură ce vibrația intră în contact cu betonul normal, acesta se „topește”, sau se scufundă într-o masă consolidată cauzată atât de împingerea, cât și de tragerea energiei vibrației”, spune David Mitchell de la Bunyan. „În perv, energia livrată de vibrații are doar împingere și construiește o masă fărâmițată în loc să o consolideze. O șapă cu role* folosește forfecarea aplicată la suprafață de pe fața unui tub care se învârte. Aceasta comprimă materialul, consolidându-l pe măsură ce avansează pe suprafață. Tubul de rotire se deplasează cu ușurință în ambele direcții, permițând operatorilor să însămânțeze mai mult material pe suprafață și să îl lovească din nou.”

* Fisher folosește un Bunyan Striker.

Profilul suprafeței nu este critic în cazul betonului permeabil – nu veți avea băi pentru păsări – și o specificație tipică va solicita o abatere de maxim 3/8 de inch în 10 picioare. „Planeitatea este mai importantă pentru partea inferioară a subsolului decât pentru pavaj”, subliniază Fisher. „Cu cât terenul este mai plat, cu atât mai multă apă va reține pavajul și sub-bază. Chiar și o pantă de 2% ar permite apei să se scurgă destul de repede și ar anula o parte din scop.” Pe terenurile în pantă, suprafața solului este uneori terasată pentru a ajuta sistemul să rețină apa. La un proiect recent de parcare din Atlanta pentru biblioteca orașului, PCI a instalat un „iaz” de 4000 de metri cubi în subsol (un sistem de țevi din PVC cu fante și solide). Apa înmagazinată în acest sistem va fi folosită pentru irigarea amenajărilor peisagistice ale bibliotecii.

Din cauza raportului apă-ciment foarte scăzut și a matricei deschise care permite circulația aerului prin matricea de beton, betonul permeabil se poate usca foarte repede. Prin urmare, întărirea este critică. „Am văzut beton permeabil slab vindecat pe care îl puteai scoate cu mâinile”, spune Fisher. Curățarea necorespunzătoare poate fi cea mai frecventă cauză a eșecurilor betonului permeabil. Charger recomandă ca întărirea să înceapă în termen de 20 de minute de la punerea în operă a betonului. Cu toate acestea, întărirea umedă standard, cum ar fi cea cu aspersoare, nu este o opțiune, deoarece orice exces de apă s-ar scurge prin ea, spălând pasta până la partea inferioară a pavajului și distrugând permeabilitatea. Prin urmare, pavajul este pur și simplu acoperit cu o folie de polietilenă de 6 milimetri care este sigilată bine, uneori precedată de o ușoară aburire în condiții uscate.

Durabilitate în exploatare

Au existat instalații permeabile care nu au funcționat conform așteptărilor din cauza lipsei de experiență în proiectare, materiale sau construcție. În cazul în care există prea multe finețe și prea multă apă, pasta se poate depune și poate forma un strat impermeabil la baza pavajului. Dacă amestecul este prea uscat, poate fi impracticabil. Dacă antreprenorul finisează prea mult suprafața, se poate forma un strat impermeabil. Dacă întărirea nu se face în mod corespunzător, betonul nu va căpăta rezistență. Dar toate aceste probleme sunt ușor de depășit cu ajutorul experienței.

Obiectele ridicate în mod obișnuit cu privire la betonul permeabil în exploatare sunt că va fi distrus de acțiunea de îngheț/dezgheț sau că se va colmata cu murdărie. Asociația Națională a Betonului Pregătit (www.nrmca.org) a produs o broșură excelentă privind betonul permeabil care răspunde la aceste acuzații. Concluzia cu privire la îngheț/dezgheț este că au existat multe pavaje permeabile realizate cu succes în climatele reci. NRMCA afirmă că aceste pavaje „au două caracteristici comune de proiectare – pasta de ciment este antrenată de aer, iar betonul permeabil este așezat pe o bază de agregate drenabile cu o grosime de 6 până la 12 inci.”

De asemenea, înfundarea nu este cu adevărat o problemă, atâta timp cât solul nu se erodează efectiv pe suprafața pavajului. „Înfundarea nu ar trebui să fie o problemă cu un pavaj permeabil bun”, spune Fisher. „Puteți să îl spălați cu putere și să îl aspirați dacă este nevoie, iar acest lucru va restabili 90% din drenajul original. Dacă nu se va scurge, este mai probabil că este un pavaj prost decât că este înfundat.”

Pavajul din beton permeabil este pe cale să ajungă într-o parcare de lângă dumneavoastră. „Nu există prea mulți antreprenori pervazivi buni în acest moment”, spune Fisher, „pur și simplu pentru că nu au experiența necesară. Aceasta va veni pe măsură ce se va amplasa mai mult. NRMCA este în curs de a crea o certificare de meșteșugar pentru pervaziv, care ar trebui să ajute foarte mult.”

Pentru informații despre PCI Systems, accesați www.pervious.com: pentru informații despre Bunyan, accesați www.bunyanusa.com.

Avantajele betonului permeabil

• Reține apele pluviale, astfel încât nu sunt necesare iazuri de retenție pentru parcări.
• Permite apelor pluviale să se infiltreze în sol pentru a umple acviferele freatice.
• Menține suprafețele de pavaj uscate chiar și în situații umede, cum ar fi serele.
• Permite parcărilor să nu aibă gheață în zonele de îngheț/dezgheț, deoarece topirea zăpezii se scurge imediat pe suprafață.
• Permite apei și aerului să ajungă la rădăcinile copacilor dintr-o parcare.
• Bacteriile aerobe care se dezvoltă în matricea pavajului pot descompune uleiul și pot elimina alți poluanți din apa care se spală de pe suprafață.
• Reflectivitatea luminii mai mare decât în cazul suprafețelor de asfalt reduce efectul de insulă de căldură și economisește costurile de iluminat.
• Permite unui proiect să revendice puncte LEED.
• Poate colecta și reține apa pentru a fi folosită pentru irigații.

Parcare permeabilă

În decembrie 2004, PCI Systems a instalat o parcare din beton permeabil de referință la un magazin Safeway din Denver. „Parcarea a fost una de înlocuire, iar pervazul a fost folosit la încurajarea puternică a orașului pentru a compensa necesitatea unui sistem de retenție a apelor pluviale”, a declarat expertul în pervazări al NRMCA, Dan Huffman. Având în vedere vremea rece, a urmat o polimerizare cu pături izolatoare. Acest lot va fi testul suprem de durabilitate la îngheț-dezgheț, deoarece, având în vedere zilele însorite și nopțile reci din Denver, acesta va cicla frecvent în condiții de umezeală. Unul dintre primele teste majore ale acestui pavaj a fost o furtună de zăpadă la sfârșitul lunii aprilie. În după-amiaza următoare, avantajele betonului permeabil erau evidente.

Proiectarea pavajului permeabil

• În general, panta terenului nu trebuie să depășească 5%.
• Nu utilizați în zone cu potențial de contaminare (de exemplu, benzinării).
• Nivelul freatic trebuie să fie la cel puțin 1,5 m sub bază.
• Piatra de fund trebuie să fie la cel puțin 1,5 m sub bază.

Sol

• Solul trebuie să fie necompactat și nivelat.
• Permeabilitatea solului subiacent trebuie să fie testată și găsită acceptabilă.
• Nu trebuie să existe materiale organice care să se degradeze și să permită așezarea.
• Argilele expansive nu sunt adecvate.
• Cu soluri slab percolante, sistemul poate fi proiectat pentru a reține toată apa de ploaie.
• Cu soluri foarte nisipoase, betonul permeabil poate fi așezat direct peste nisip.

Tesatura geotextil

• Substratul și părțile laterale ale excavației trebuie acoperite cu o țesătură geotextil nețesută; Manualul de gestionare a apelor pluviale din Pennsylvania enumeră Mirafi 140N, Amoco 4547 și Geotex 451 ca tipuri acceptabile.

Substratul de agregate

• Adâncimea substratului depinde de volumul de scurgere necesar a fi reținut.
• Asigurați un spațiu gol de 40%.
• Sugerința de piatră este de 6 până la 12 inci de piatră #57.

Beton permeabil

• Se amestecă cu piatră spălată #89, 600 de livre de ciment portland pe metru cub, un raport w/c de 0,30, dar fără nisip.
• În mod normal, are spații goale de 20% până la 25%.
• Construit pentru a permite o rată de infiltrare a apei de 20 de centimetri pe oră.
• Are o adâncime de 15 cm sau mai mare.
• Este bătut cu o șapă vibratorie și rulat cu un cilindru cu țeavă de oțel, sau bătut grosier și compactat cu o șapă cu role.
• Acoperit cu plastic și întărit timp de cel puțin șapte zile.