Influencia de fibras de coco en la fisuración asociada a la retracción plástica del concreto de mediana resistencia

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo determinar la influencia de las fibras de coco para controlar la fisuración ocasionada por la retracción plástica en los concretos de mediana resistencia f'c = 210 kg/cm² y f’c = 280 kg/cm² y slump = 4”. Para ello, se diseñaron mezclas con tres dosificaciones de fibra de coco (0,25 %, 0,50 % y 1,00 %) en concretos de mediana resistencia (210 kg/cm² y 280 kg/cm²). La experimentación se desarrolló en laboratorio bajo condiciones controladas, lo que permitió analizar el desempeño del concreto en estado fresco y endurecido. El estudio se inició con la caracterización de los agregados, determinando sus propiedades físicas y mecánicas con el fin de garantizar un diseño adecuado de mezcla. Posteriormente, se empleó la metodología de diseño de mezclas de concreto según la norma ACI 211 para la dosificación del concreto patrón en ambas resistencias. A partir de estas dosificaciones, se prepararon mezclas de concreto tanto convencionales como con adición de fibra de coco en proporciones de 0,25 %, 0,50 % y 1,00 %. Dichas mezclas fueron evaluadas en estado fresco conforme a la normativa técnica peruana. Luego, se elaboraron probetas y se realizaron ensayos a los 7, 14 y 28 días con el propósito de analizar la influencia de las fibras en la resistencia mecánica del concreto. Para evaluar el impacto de la fibra de coco en el fisuramiento por retracción plástica, se aplicó el ensayo ASTM C1579, registrando el tiempo de afloramiento, así como el ancho y la longitud de las fisuras mediante mediciones con fisurómetro y fichas observacionales. Los resultados fueron comparados con un grupo control de concreto sin fibra, lo que permitió identificar los efectos del refuerzo natural en la mitigación de fisuras. Los resultados obtenidos evidencian que, desde la dosificación más baja (0,25 %), se logra una reducción en la fisuración. Se concluye que la fibra de coco constituye una alternativa viable y sostenible para mejorar el comportamiento del concreto frente a la retracción plástica, contribuyendo a la durabilidad estructural y fomentando el uso de materiales naturales en la construcción.

The objective of this research was to determine the influence of coconut fibers in controlling cracking caused by plastic shrinkage in medium–strength concretes with f'c = 210 kg/cm² and f'c = 280 kg/cm² and slump = 4". To this end, mixtures were designed with three coconut fiber dosages (0,25 %, 0,.50 %, and 1,00 %) in medium–strength concretes (210 kg/cm² and 280 kg/cm²). The experimentation was carried out in a laboratory under controlled conditions, which allowed for the analysis of the concrete's performance in its fresh and hardened states. The study began with the characterization of the aggregates, determining their physical and mechanical properties to ensure adequate mix design. Subsequently, the concrete mix design methodology according to ACI 211 was used for the proportioning of the standard concrete in both strengths. From these dosages, both conventional and hardened concrete mixtures were prepared. with the addition of coconut fiber in proportions of 0,25 %, 0,50 %, and 1,00 %. These mixtures were evaluated in their fresh state in accordance with Peruvian technical regulations. Test specimens were then prepared and tests were conducted at 7, 14, and 28 days to analyze the fibers' influence on the concrete's mechanical strength. To evaluate the impact of coconut fiber on plastic shrinkage cracking, the ASTM C1579 test was applied, recording the emergence time, as well as the width and length of the cracks using a crack meter and observation sheets. The results were compared with a control group of concrete without fiber, which allowed the effects of natural reinforcement on crack mitigation to be identified. The results obtained show that, from the lowest dosage (0,25 %), a reduction in cracking is achieved. It is concluded that coconut fiber constitutes a viable and sustainable alternative to improve concrete's behavior against plastic shrinkage, contributing to the Structural durability and promoting the use of natural materials in construction.