Best practices for pervious concrete mix design and laboratory tests

Pervious concrete may be used for stormwater management since it allows the water to pass through its interconnected macropores into stormwater systems or soils below. However, there is a need for additional standards related to pervious concrete prior to its widespread use, and there are many aspects related to mix design for desired properties, compaction methods, and test procedures that are not yet completely understood. These variables may significantly affect the functional and mechanical performance of the material. In this paper, mix designs and test specimen preparation techniques were evaluated. The IBRACON method for mixture design was used to obtain the mixture proportions and the calculated density for the desired porosity of 25%. In addition, two different types of specimens (cast or cored) and compaction methods (roller or Proctor hammer compacted) were performed. The density of each specimen was controlled to obtain the same calculated density. Several tests were conducted to compare the following variables: density, porosity, surface infiltration rate, permeability and compressive strength. Additionally, the effects of mortar capping versus neoprene-rubber caps on compressive strength measurements of pervious concrete were evaluated. The experimental results showed that cast specimens have more consistent results than cores. The design method studied with strict control of density was efficient to obtain the desired porosity mainly for cast specimens. The roller leads to a more compacted top surface resulting in a decrease in the infiltration rate and permeability of the cores. The mortar capping method is more consistent than the other. Resumo O concreto permeável é um material de potencial para ser utilizado no gerenciamento de águas pluviais, uma vez que permite a percolação da água através de seus macroporos interconectados, seja para sistemas de águas pluviais ou para o próprio solo. No entanto, há uma necessidade de normas adicionais relacionadas ao material para seu uso difundido e, ainda, há muitos aspectos relacionados aos parâmetros de dosagem para propriedades desejadas/projetadas, método de compactação e procedimentos laboratoriais, que ainda não foram completamente compreendidos. Tais variáveis podem afetar significativamente o desempenho funcional em termos hidráulicos e mecânicos do material. Neste trabalho, o método do IPT/EPUSP para dosagem foi utilizado para obter as proporções de mistura e a densidade calculada, para uma porosidade desejada de 25%. Além disso, dois tipos diferentes de amostras (moldadas e extraídas) e métodos de compactação (Proctor e rolo) foram realizados. A densidade de cada amostra foi controlada para obter a mesma densidade calculada. Diversos testes foram realizados para comparar as seguintes variáveis: densidade, porosidade, taxa de infiltração, permeabilidade e resistência à compressão. Além disso, foram avaliados os efeitos do tipo de capeamento (com argamassa e com borracha de Neoprene) nos corpos de prova submetidos ao ensaio de compressão. Os resultados experimentais mostram que os corpos de prova moldados apresentam resultados mais consistentes que as amostras extraídas. O método de dosagem, com controle rigoroso da densidade, foi eficiente para obtenção da porosidade desejada, principalmente para os corpos de prova moldados. O rolo conduz a uma superfície superior mais compacta, o que resulta na diminuição da taxa de infiltração e permeabilidade para as amostras extraídas. O capeamento dos corpos de prova com argamassa apresenta resultados mais consistentes.