Revisión sistemática de la literatura sobre mejoramiento de las propiedades mecánicas del concreto adicionando fibras artificiales y naturales

Aplicación de fibras artificiales para la mejora de las propiedades mecánicas del hormigón

En el marco de definir ensayos para el estudio de las propiedades del hormigón, Alberti et al. ³² propusieron un enfoque metodológico para la caracterización del concreto armado con fibras estructurales mediante procedimientos de ensayos mecánicos como ensayos de flexión de probetas con ranuras prismáticas, ensayos de tracción y ensayos de corte puro. En esa línea, Awoyera et al. ³³ estudiaron propiedades como el estado fresco y la absorción de agua de un concreto elaborado con desechos de baldosas cerámicas como áridos finos y botellas de tereftalato de polietileno (PET) como fibras. Los residuos cerámicos (RC) los emplearon como reemplazo del agregado fino en proporciones del 50 % y 100 % (en peso del agregado fino), y las fibras plásticas las adicionaron en proporciones de 1,5 % y 2,5 % (en peso de mezcla de hormigón). Sus resultados obtenidos indicaron que la incorporación de fibras plásticas y residuos cerámicos resultó en una disminución del valor de asentamiento; por tanto, una reducción en la trabajabilidad del concreto fresco. La muestra de hormigón con un 100 % de áridos cerámicos finos y un 2,5 % de fibras plásticas alcanzó la mayor capacidad de resistencia a la compresión, así como la capacidad de resistencia a la tracción incrementó con un mayor tiempo de curado. En general, la resistencia a la tracción del hormigón se incrementó hasta en un 45 % mediante la inclusión de un 100 % de agregados de cerámica (como reemplazo en peso del agregado fino) y un 2,5 % de fibras plásticas (en peso de mezcla de hormigón); no obstante, la absorción de agua del hormigón disminuyó al aumentar el contenido de cerámica y fibra plástica.

En esa misma línea, Lima et al. ³⁴ analizaron las características físicas y mecánicas de elementos de hormigón prensado con incorporación de tereftalato de polietileno (PET) reciclado. Para ello realizaron un análisis experimental reemplazando, en volumen, agregado fino (piedra fina triturada) por fracciones de PET triturado en contenidos de 15 %, 30 % y 45 %. En función a sus resultados, concluyeron que el contenido que presentó mejores valores fue el que tuvo 15 % de PET, debido a que su resistencia a la compresión mostró un valor superior a los demás, destacando una absorción aún menor, resultado de su mayor homogeneidad y mejor envoltura del compuesto obtenido.

Entre las fibras artificiales más utilizadas por los investigadores destacan las fibras metálicas; en esa línea, Generosi et al. ³⁵ analizaron el desempeño a tracción de un hormigón de ultra alto rendimiento reforzado con fibras de acero (UHPFRC, por sus iniciales en inglés, ultra high performance fiber reinforced concrete), a partir de ensayos de tracción directa en muestras de hueso de perro, utilizando para ello un sistema con condiciones de contorno rotativas, así como pruebas para el control de desplazamientos. Del mismo modo, emplearon la correlación de imágenes digitales (CID) para medir desplazamientos, deformaciones, número y ancho de grietas, e investigaron el efecto de las fibras de acero (tipo gancho con un diámetro de 0,38 mm y una longitud de 30 mm), sobre el comportamiento de tracción del UHPFRC, variando la cantidad de fibras desde 0 % hasta 2,6 % en volumen. Así obtuvieron que una parte de volumen de la fibra influyó significativamente en la capacidad de resistencia a la tracción del material, la deformación en la resistencia máxima y en el desempeño posterior al agrietamiento.

Por su parte, Karimipour y Ghalehnovi ² compararon el producto de las fibras de acero y polipropileno sobre su comportamiento ante la flexión de vigas de hormigón con áridos reciclados. Inicialmente estudiaron el desempeño en flexión de vigas de hormigón fabricadas con agregado grueso reciclado (AGR), fibras de acero (FA) y fibras de polipropileno (FPP). Ensayaron un total de 54 vigas de 150 mm de ancho, 200 mm de alto y 1500 mm de longitud, con diferente distanciamiento entre armaduras transversales. Utilizaron el AGR de la demolición de un edificio como reemplazo del agregado grueso natural al 0 %, 50 % y 100 % (en términos de masa). Para mejorar el comportamiento en flexión de las vigas, adicionaron FA y FPP al 0 %, 1 % y 2 % (en términos de volumen), y las muestras se probaron bajo una configuración de flexión. Con estos ensayos, midieron la capacidad máxima de flexión, la deformación máxima en la mitad de la luz de las vigas, la ductilidad y la rigidez de las probetas; encontrándose que la influencia de las fibras de polipropileno (FPP) mejoró significativamente la capacidad de flexión de las vigas, siendo mayor que la obtenida con fibras de acero (FA); no obstante, la adición de fibras de acero (FA) sobre la deformación fue más significativa.

Tawfeeq et al. ³⁶ analizaron la flexión de vigas de hormigón conformada por áridos como escoria granulada de alto horno (GBFS, del inglés granulated blast furnace slag ) en reemplazo del cemento, agregados de bloques reciclados (ABR) en reemplazo del agregado grueso ordinario, fibra de acero, fibras de polipropileno y grapadoras. Diseñaron y ensayaron 10 vigas de hormigón armado de sección transversal de 90 mm de ancho, 150 mm de alto y 1.000 mm de longitud. Para ello prepararon un total de 10 mezclas con diferentes sustitutos (en términos de peso), a saber: ABR (0 %, 25 %, 50 % y 100 %), GBFS (0 %, 25 %, 50 % y 70 %), fibras de acero (0 %, 0,5 %, 1 % y 1,5 %); 0,5 % de fibra de acero de grapadora y 0,5 % de fibras de polipropileno (en términos de volumen). Para cada mezcla de hormigón analizaron la capacidad de resistencia a la compresión y la capacidad de resistencia a la tracción, los mismos que se redujeron al usar GBFS, ABR y fibras; así la reducción extrema de la capacidad de resistencia a la compresión y la capacidad de resistencia a la tracción por flexión fueron del 50 % y 55 %, respectivamente, para el 70 % de GBFS, el 25 % de ABR y el 0,5 % de fibra de acero. La menor disminución en la capacidad de resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción por flexión fue para una mezcla de 25 % de GBFS, 25 % de ABR y 0,5 % de fibra de acero con clavijas de grapadora. El rol de GBFS y ABR fue más eficiente en el desempeño de las vigas de hormigón armado, de ahí que hubo una mejora en la capacidad de flexión para todas las vigas que alcanzaron el 27,7 %, más aún cuando se hizo mediante el uso del 25 % de GBFS, el 25 % de ABR y el 1,5 % de fibra de acero. En suma, de acuerdo con los ensayos realizados y los resultados obtenidos, la utilización de GBFS, ABR y fibras hizo que las vigas de hormigón armado fueran más dúctiles, a partir de la mejora de sus propiedades mecánicas y de durabilidad.

En la misma línea, Carrillo et al. ³⁷ realizaron una investigación cuyo objetivo fue determinar la cantidad necesaria de fibras de acero para alcanzar un rendimiento en flexión parigual que el de una losa de concreto en un terreno reforzado con malla electrosoldada, y con la cantidad de acero necesaria por contracción y temperatura. Para ello ensayaron en flexión 10 losas cuadradas cuyo lado fue de 600 mm, 100 mm de espesor y variado tipo de refuerzo, empezando por losas de concreto simple, losas con variadas proporciones de fibra de acero, a saber: 5,9 y 18 kg/m3, losas con malla electrosoldada de 5 mm de diámetro y espacios cuadrados de 150 mm x 150 mm. Emplearon curvas “carga-deflexión” para estimar la capacidad de absorción de energía vinculada a variados resultados para la flecha en el centro de la luz de la losa. Asimismo, realizaron un análisis de regresión lineal, cuyos resultados se emplearon para estimar la cantidad proporcional de fibras de acero por sustituir, y de acuerdo con un valor específico de deflexión, determinar el esfuerzo normal de la losa de concreto.

Carrillo et al. ³⁸ evaluaron la reacción del ion de cloruro en la compresión del hormigón reforzado con fibras de acero RC-65/35-BN (CRFA), para lo cual ensayaron 54 muestras de CRFA en forma de probetas, identificadas con una relación longitud/diámetro = 65, con combinaciones de 27,50 y 60 kg/m3 Estudiaron la influencia de dos lugares corrosivos en los que ensayaron 18 probetas que fueron expuestas a la acción de un medio acuoso, 18 en ion cloruro (Cl-) al 3,5 % y 18 se mantuvieron sin alterar, durante 60 días. Así evidenciaron que la corrosión afectó en un 2 % la resistencia a la compresión, y hubo un incremento del 13 % en la relación de Poisson del CFRA y un descenso del 6 % del módulo de elasticidad. En suma, ambientes corrosivos a corto plazo no alteraron considerablemente las características mecánicas del hormigón añadiendo fibras de acero (CRFA); sin embargo, los autores consideran que a largo plazo sí se verían afectadas por la corrosión propiedades del hormigón como la resistencia a la compresión.

Asimismo, Akbari y Abed ³⁹, empleando fibras de acero y vidrio, evaluaron las propiedades de hormigón, al cual adicionaron 0,3 %, 0,6 % y 0,9 % en volumen de fracción de acero y fibras de vidrio, combinadas con concreto con relaciones de agua/cemento (a/c) de 0,35 y 0,45 respectivamente. Para cada relación de agua/cemento prepararon 21 muestras de las que analizaron su resistencia a la compresión, 14 muestras cilíndricas de las que evaluaron su resistencia a la tracción y 14 muestras de las que analizaron su resistencia a la flexión. Sus productos experimentales demostraron que la adición de 0,3 % a 0,9 % de fibras de acero al concreto sumó constantemente la capacidad de resistencia a la flexión, a la compresión y a la tensión, respecto al concreto simple; sin embargo, el aumento de fibras de vidrio solo entre el 0,3 % y 0,6 % aumentó la resistencia a la compresión. En suma, sus resultados demostraron que el mejor rango para mejorar la resistencia del hormigón con fibra de acero fue el de 0,3 % a 0,9 %; mientras que para la fibra de vidrio fue de 0,3 % a 0,6 % por fracción de volumen de fibra.

Por su parte, Ortega et al. ⁴⁰ evaluaron la viabilidad de hacer un hormigón reforzado con fibras y de muy buena trabajabilidad, así mismo propusieron utilizar escoria de acero de horno de arco (EAF) y escoria de alto horno granulada (GGBFS); realizaron pruebas creando mezclas de hormigón reforzadas con 0.5 % (volumen de fibras) tanto en su estado fresco como en estado endurecido, y finalmente los resultados revelaron que al diseñar este hormigón con fibra artificial brindó resistencias adecuadas, así como mejor ductilidad, tenacidad, entre otras propiedades. También demostraron la excelente adherencia entre las fibras y el material cementoso; es decir, el uso de este hormigón sería viable y factible desde el punto de vista mecánico.

Otras de las fibras artificiales utilizadas por los autores referenciados en el presente artículo de revisión para la mejora de las propiedades mecánicas del hormigón son las fibras de caucho; al respecto, Shahjalal et al. ⁴¹ estudiaron la respuesta a la flexión de vigas de concreto reforzado con fibras de caucho reciclado (CR), combinado con agregado grueso reciclado (AGR) y fibras de polipropileno (FPP). Para ello ensayaron 14 vigas de concreto reforzado, cuyas medidas fueron 150 mm de ancho, 200 mm de alto y 1.500 mm de largo. Diseñaron varias combinaciones conteniendo caucho granulado en 5 % y 10 % (en volumen, como reemplazo de la arena), fibras de acero en 0,59 % y 1,60 % (en peso de la mezcla), agregado grueso reciclado en 30 % (en volumen de la mezcla) y fibra de polipropileno en 0,5 % (en peso de la mezcla). Sus resultados evidenciaron una mejora de las características mecánicas del concreto a corto y largo plazo tras la introducción de fibra de caucho reciclado y fibras de polipropileno. Las vigas de hormigón con 30 % de AGR, 5 % de CR y 0,5 % de FPP presentaron una mejor capacidad de flexión, ductilidad y tenacidad. En suma, esta investigación demostró un nuevo camino hacia la producción más ecológica de mezclas de concreto sostenible, que podría ser replicada en estudios futuros.

En esa misma línea, Groli y Pérez ⁴² emplearon fibras metálicas de neumáticos reciclados con el objeto de mejorar el comportamiento en servicio del concreto, para ello realizaron tres series de ensayos, a saber: sobre vigas sujetas a dos cargas puntuales, sobre componentes de tamaño reducido y sobre vigas con amplio momento constante. Finalmente, sus resultados evidenciaron el producto efectivo de añadir fibras metálicas en el comportamiento estructural del concreto, mejorando sus condiciones de trabajabilidad, servicio y resistencia.

Por su parte, Farfán y Leonardo ¹⁷ evaluaron la resistencia a la flexión y la compresión de una mezcla de hormigón de 21 MPa adicionando aditivo plastificante a los 7, 14 y 28 días, utilizando además en su estructura caucho reciclado en 5 %, 10 % y 15 % (respecto al peso de la mezcla). Analizaron tres especímenes, adicionando aditivo plastificante y caucho reciclado, y dos especímenes de control, con y sin aditivo plastificante. Las muestras en las que se utilizó 10 % y 5 % de caucho reciclado alcanzaron valores de resistencia a la compresión de 21 MPa y 22 MPa respectivamente. Respecto a la capacidad de resistencia a la flexión, se alcanzó un valor pico de 82 MPa para la muestra conformada con un 10 % de caucho reciclado. Si bien se perdió resistencia mecánica a partir de una mayor adición de caucho reciclado, esta se mejoró a partir de la incorporación de aditivo plastificante. En suma, se obtuvo una mejora considerable en la capacidad de resistencia a flexión y compresión del hormigón, adicionando fibras de caucho reciclado y aditivos plastificantes.

Asimismo, Köroglu ⁴³ analizó el desenvolvimiento de un hormigón compuesto autocompactante (SCC, del inglés self-compacting concrete) reforzado con cables de acero de neumáticos reciclados. Primero indagó sobre las características frescas y fraguadas de las mezclas habituales y las reforzadas con fibras de acero, y luego analizó 16 vigas de diferentes capas con una prueba de flexión de cuatro puntos, teniendo en cuenta variados espesores de capas y fracciones de fibras. En suma, como una de sus conclusiones, refiere que aparte de darle utilidad a desechos que afectan el medio ambiente, como es el caso de neumáticos reciclados, estos se pueden reutilizar y extraer algunos componentes como sus fibras de acero y emplearlas para mejorar el comportamiento en compresión y flexión de elementos estructurales que están constituidos por mezclas de hormigón.

A continuación, de manera complementaria a las investigaciones líneas arriba descritas, en la Tabla III se muestra un resumen de las referencias utilizadas en la presente revisión, aquí se especifica el tipo de fibra artificial utilizada, el tipo de cemento, la relación agua/cemento y la resistencia alcanzada en MPa por los especímenes ensayados. Vale precisar que algunas referencias se mencionan en las Tablas III, IV y V porque no realizaron directamente ensayos ni obtuvieron resultados de laboratorio; sin embargo, presentan definiciones y el estado de arte sobre fibras utilizadas en la mejora de las propiedades del concreto.

Aplicación de fibras naturales para la mejorara de las propiedades mecánicas del hormigón

Elbehiry et al. ¹, ¹⁵ refieren que últimamente se ha incrementado el uso de fibras naturales como refuerzo en materiales de construcción, toda vez que tienen muchas características favorables, como ser fuertes, livianas, económicas y ecológicas. Es así que realizaron un análisis de elementos finitos de vigas reforzadas con barras de fibra de banano (BFB), para ello diseñaron vigas compuestas de estas fibras naturales, y bajo una carga puntual llevaron a cabo varios análisis mediante el programa de elementos finitos no lineal ANSYS. Sus estudios experimentales se realizaron sobre un grupo de siete de vigas de hormigón con el objeto de: ¹ definir los valores más críticos del comportamiento en flexión de vigas de hormigón reforzado con fibra de banano, ² estudiar los aspectos de las barras de fibra de banano, ³ estudiar el comportamiento de las barras de fibra de banano en las mezclas de hormigón, y ⁴ estudiar el efecto de las fibras de banano con diferentes calidades de hormigón. Sus resultados mostraron que el uso de fibras de banano como material de refuerzo aumentó significativamente la capacidad de resistir el agrietamiento y el descascarado en las vigas de hormigón, por lo que el uso de estas fibras como refuerzo proporcionó una mayor resistencia a la flexión con un 25 % en relación con el hormigón simple convencional.

En esa misma línea de emplear fibras de banano, Loganathan y Thirugnanam ⁶ realizaron un estudio experimental en el que indagaron sobre las propiedades mecánicas de un concreto híbrido añadiendo fibras de acero y fibras de banano. Para ello realizaron ensayos de laboratorio con un hormigón en condiciones normales y un hormigón fibroso, de los cuales analizaron propiedades mecánicas como capacidad de resistencia a la compresión, capacidad de resistencia a la tracción y módulo de elasticidad, y propiedades de durabilidad como resistencia al ataque químico. Diseñaron mezclas de hormigón preparadas con contenidos óptimos de fibra y también sin añadir fibras (hormigón normal), a saber: vigas de concreto armado con hormigón grado M30, reforzadas con acero grado Fe415 como refuerzo principal y fibras de banano como refuerzo secundario. Estos elementos estructurales se sometieron a cargas cíclicas para evaluar su comportamiento en condiciones de carga sísmica simulada, a partir de lo cual se obtuvo que el desempeño de vigas de hormigón armado con fibra híbrida es relativamente mejor que el de las vigas de hormigón convencional. En lugar de considerar un solo tipo de fibra, la combinación de dos tipos (acero y banano) aumentó sustancialmente la ductilidad y el grado de absorción de energía; además, el fenómeno representa y es particularmente adecuado para estructuras ubicadas en áreas sísmicas.

Otro de los componentes naturales utilizados hoy en día para la mejora de las propiedades del concreto son las cenizas, en ese contexto, Bheel et al. ⁴⁵ analizaron las propiedades mecánicas del hormigón después de combinar cenizas de fibra de caña de azúcar con piedra caliza. Para ello evaluaron las propiedades del hormigón fresco y endurecido mediante la sustitución del cemento por cenizas de caña de azúcar (SCBA, del inglés sugarcane bagasse ash) y finos de piedra caliza (LSF, del inglés lime stone fines). El cemento fue reemplazado por cenizas y finos de piedra caliza en 0 % (0 % SCBA + 0 % LSF), 5 % (2,5 % SCBA + 2,5 % LSF), 10 % (5 % SCBA + 5 % LSF), 15 % (7,5 % SCBA + 7,5 % LSF) y 20 % (10 % SCBA + 10 % LSF), respecto al peso del cemento.

Para ello utilizaron un total de 60 probetas de hormigón con proporción de mezcla de 1:1.5:3 y una relación a/c de 0,56, las mismas que se ensayaron para determinar la capacidad de resistencia a la compresión y resistencia a la tracción por rotura a los 7 y 28 días respectivamente. Sus resultados demostraron que la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción aumentaron en un 10,33 % y 10,10 %, para la proporción de 5 % de cenizas de caña de azúcar + 5 % de finos de piedra caliza, como reemplazo del cemento, después del día 28; sin embargo, la resistencia a la compresión del hormigón disminuyó a medida que aumentaba el contenido de cenizas de fibra de caña de azúcar y finos de piedra caliza.

Por otro lado, Deep y Dulal ⁴⁶ realizaron un estudio de las propiedades de ingeniería de bloques de tierra apisonada reforzados con fibra no estabilizada y estabilizada con cemento. Investigaron el efecto de la cantidad de fibra de coco (bonote), la longitud y el contenido de cemento sobre las propiedades de bloques de tierra apisonada en términos de resistencia, densidad y durabilidad, seguido de la estimación de las propiedades mediante un análisis de regresión estadístico. Como refuerzo utilizaron bonote de 1 % a 5 % en peso, con longitudes de 25 mm a 50 mm, además de 10 % de cemento como estabilizador; así la resistencia a la compresión en seco aumentó, habiendo considerado 1 % de bonote de 25 mm de longitud. Disminuyó gradualmente con el aumento del porcentaje y la longitud de la fibra; no obstante, la resistencia a la tracción aumentó con el incremento del porcentaje y la longitud del bonote. Los bloques de tierra apisonada estabilizada con cemento (CSRE, del inglés cement stabilized rammed earth) reforzados con fibra de bonote al 1 % y 3 % con longitudes de 25 mm y 50 mm respectivamente cumplieron los criterios de durabilidad especificados por normas como la ASTM D-698-12. Las propiedades de resistencia y durabilidad se vieron mejoradas con la estabilización con cemento, toda vez que se redujo la porosidad de la microestructura del material, al igual que el refuerzo de bonote junto con el cemento, que aumentó la eficiencia de las muestras de tierra apisonada. Con base en el análisis estadístico realizado para predecir la resistencia a la compresión y la tracción, correlacionando el porcentaje de fibra de coco, la longitud, la densidad y el contenido de cemento, se elaboraron ecuaciones a partir del análisis de regresión, presentándose una fuerte correlación entre los valores reales y previstos, que se pueden utilizar para la predicción precisa de las propiedades de tierra apisonada.

Por su parte, Venites et al. ²¹ evaluaron las características mecánicas del hormigón elaborado con fibras de plástico marino desechado, para lo cual elaboraron dosificaciones de hormigón convencional y con sustitución del 2,5 %, 5 %, 7,5 % y 10 %, en masa de los agregados finos. Después de realizar las dosificaciones elaboraron muestras cilíndricas de diámetro 150 mm x 300 mm de altura y estudiaron el slump (asentamiento), la densidad, el módulo de elasticidad y la resistencia. Sus resultados evidenciaron que un incremento de la cantidad de plástico genera una reducción del slump, así como un incremento de la resistencia y del módulo de elasticidad. Las muestras con reemplazos del 7,5 % evidenciaron una mejora de la capacidad de resistencia a la compresión (18,19 MPa) similar al 90,5 % del convencional (20 MPa). En suma, sus resultados hallados representan información relevante que incentiva a la reutilización de residuos plásticos del mar para la producción de hormigón con resistencia moderada.

En la misma línea, Alvarado et al. ¹², reemplazando la arena por plástico reciclado, analizaron la capacidad de resistencia a la compresión de bloques de hormigón. Elaboraron para ello bloques con agregado de polvillo proveniente de industrias, polietileno de baja densidad (PEBD), polietileno de alta densidad (PEAD) y polipropileno (PP). Así adicionaron en peso de material de hormigón, 12 % de polvillo, 8 % de PEBD, 16 % de PEAD y 20 % de PP, habiéndose obtenido que con el PEBD y PP adicionados en un 5 % cada uno, se superó el fraguado del concreto a los 28 días, alcanzando la resistencia máxima a la compresión los 2 ± 0,3 MPa. En suma, es factible realizar bloques de hormigón con agregados plásticos reciclado. Se encontró que para el PP es posible realizar bloques entre 20 y 12 % de agregado, para el PEBD solo es posible con agregados de 5 %, mientras que para el polvillo y PEAD no es posible realizar bloques agregando entre 20 y 12 %. Vale indicar que la forma y granulometría en la que se encuentra el plástico reciclado puede ser un ruido no controlado en los ensayos, lo cual influye significativamente en la cantidad que se agrega al bloque a elaborar, y que podría ser estudiado en trabajos futuros.

A continuación, de manera complementaria a las investigaciones descritas, en la Tabla IV se muestra un resumen de las referencias utilizadas en la presente revisión, aquí se especifica el tipo de fibra natural utilizada, el tipo de cemento, la relación agua/cemento y la resistencia alcanzada en MPa por los especímenes ensayados. Vale precisar que algunas referencias se mencionan en la Tabla IV porque no realizaron directamente ensayos ni obtuvieron resultados de laboratorio; sin embargo, presentan definiciones y el estado de arte sobre fibras naturales utilizadas en la mejora de las propiedades del concreto.

Otras aplicaciones para mejorar las propiedades mecánicas del hormigón

Bheel et al. ⁴⁷ evaluaron los efectos de las cenizas de cáscara de arroz (CCA) y cenizas volantes (CV) sobre las propiedades mecánicas del hormigón, sustituyendo parcialmente al cemento. El cemento fue reemplazado en peso con CCA y CV en un 5 % (2,5 % CCA + 2,5 % CV), 10 % (5 % CCA + 5 % CV), 15 % (7,5 % CCA + 7,5 % CV) y 20 % (10 % CCA + 10 % CV). Ensayaron 90 muestras de hormigón con proporciones de mezcla de 1:2:4 y una relación a/c de 0,55. Emplearon probetas cúbicas y cilíndricas para medir la resistencia a la tracción y la compresión, respectivamente, después de 7 y 28 días. Sus resultados mostraron que después de 28 días la resistencia a la compresión de la muestra al 5 % de CCA + 5 % de CV mejoró en un 16.14 % y la resistencia a la tracción mejoró en un 15,20 % en comparación con la muestra de hormigón tradicional. Asimismo, el valor de asentamiento de la muestra disminuyó a medida que aumentaba el contenido de CCA y CV.

Mejias y Águila ¹¹ evaluaron la resistencia a la compresión de morteros elaborados con cemento, aditivo súper plastificante y puzolana, con el objeto de producir hormigón de alta resistencia. Microsílice fue la puzolana empleada y policarboxilato el súper plastificante, este último permitió reducir la relación agua/cemento. Desarrollaron dos fases en laboratorio, en la primera determinaron la proporción adecuada de cemento-microsílice en función de la resistencia a compresión, con variadas dosificaciones de estos componentes. En la segunda etapa definieron la proporción necesaria de aditivo súper plastificante para disminuir la relación a/c a valores entre 0,30 y 0,40; y con ello aumentar la resistencia a compresión, teniendo como objetivo sobrepasar los 70 MPa. En función de sus resultados, la mayor resistencia se alcanzó cuando se adicionó 20 % de microsílice respecto al material cementante y cuando se adicionaron 11,60 litros de policarboxilato por cada m3 de concreto. Con esta conjugación a los 28 días la resistencia a la compresión alcanzó los 79,3 MPa; no obstante, para la adición de 15 % de microsílice solo se necesitaron 10,2 litros de policarboxilato y se logró una resistencia de 74,3 MPa, valor óptimo y con virtudes económicas.

Shariful et al. ⁵⁰, en el marco de mejorar las propiedades de materiales adicionando componentes reciclados, evaluaron la capacidad de los residuos industriales tales como las cenizas volantes (CV), junto al cemento, como estabilizadores para la producción de bloques de tierra estabilizada comprimida (CSEB, del inglés compressed stabilized earth block). Para ello consideraron una combinación diferente de cemento y cenizas volantes para preparar CSEB (5 % a 10 % de cemento y 5 % a 25 % de CV, por peso de suelo seco), y para encontrar la composición de mezcla óptima en términos de resistencia, durabilidad y deformación. Es así que con el aumento del contenido de cemento, la resistencia de los bloques aumentó gradualmente; sin embargo, con la adición de cenizas volantes la resistencia se incrementó hasta un cierto límite y luego comenzó a disminuir. Se obtuvo que la inclusión de 7 % a 8 % de cemento y 15 % a 20 % de cenizas volantes proporcionó una resistencia a la compresión en seco adecuada (>5 MPa), una resistencia a la compresión de húmedo a seco (>0,33 MPa) y una durabilidad suficiente en términos de absorción de agua (<20 %), según lo recomendado por el British Standard and Standards Australia. Con un contenido de cemento definido y con el incremento de cenizas volantes, la deformación máxima y la deformación por falla aumentaron; lo que indicaba una capacidad de deformación mejorada de los bloques debido a la inclusión de cenizas volantes. Además, el módulo de elasticidad mejoró al aumentar la cantidad de cemento y cenizas volantes tanto en estado seco como húmedo. Finalmente se concuerda con lo referido por los autores, quienes indican que los CSEB preparados con cemento y cenizas volantes como estabilizadores pueden utilizarse como materiales de construcciones ecosostenibles; además, esto da paso a otras líneas de investigación para el estudio de materiales reciclados como plástico, vidrio y polímeros.