Influencia de fibras de polipropileno en la absorción de energía y el desempeño mecánico de hormigón de 34,3 MPa

Autores/as

  • Xavier Emmanuel Mármol Acosta Magister en Ingeniería Civil, mención Construcción y Saneamiento. Máster Universitario en Dirección y Organización de Proyectos. Ingeniero Civil. Docente de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas. Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador. https://orcid.org/0000-0001-9738-2276
  • Israel Santiago Bermeo Tigrero Magister en Geotecnia. Ingeniero Civil. Docente Ocasional en la carrera Ingeniería Civil. Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas. Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador. https://orcid.org/0009-0006-5301-0861
  • Alfonso Vicente Ordoñez Zuñiga Docente Investigador. Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas. Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador. https://orcid.org/0009-0000-7937-9436
  • Karina Matilde Guerrero Antepara Docente Investigador. Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas. Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador. https://orcid.org/0009-0003-0046-4817
  • Lixson Elías Mora Fernández Docente Investigador. Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas. Universidad de Guayaquil. Guayaquil, Ecuador. https://orcid.org/0009-0005-4574-9124

Palabras clave:

hormigón reforzado con fibras, polipropileno, absorción de energía, tenacidad, resistencia residual

Resumen

El hormigón simple presenta una respuesta frágil después de la fisuración, lo que limita su capacidad para disipar energía. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de macrofibras de polipropileno en un hormigón con resistencia de diseño f'c = 34,3 MPa. Para ello se fabricaron cuatro mezclas con 0; 1,8; 4,55 y 10 kg/m³ de fibra. Se determinaron asentamiento, densidad y contenido de aire en estado fresco; resistencia a compresión a 3, 7, 14 y 28 días (n = 2 por dosificación y edad); módulo de rotura a 28 días (n = 2); y energía absorbida hasta una deflexión de 25 mm mediante paneles UNE-EN 14488-5 (n = 1 por dosificación). Como principales resultados se obtuvo que el asentamiento disminuyó de 23 a 18 cm al aumentar la fibra, mientras la densidad y el aire permanecieron prácticamente constantes. La energía E₂₅ pasó de 291,41 J en el control a aproximadamente 900, 1.900 y 3.600 J, equivalentes a 3,1; 6,5 y 12,4 veces el valor de referencia. A 28 días, la resistencia a compresión fue 35,62; 37,42; 37,42 y 34,35 MPa, y el módulo de rotura 4,54; 5,09; 5,35 y 6,41 MPa, respectivamente. Las fibras modificaron principalmente la respuesta posfisuración y elevaron la resistencia a flexión, pero las dosis altas redujeron la trabajabilidad y aumentaron el costo. Las dosificaciones intermedias ofrecieron el equilibrio más favorable entre desempeño mecánico, absorción de energía y viabilidad de producción.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Abousnina, R., Premasiri, S., Anise, V., Lokuge, W., Vimonsatit, V., Ferdous, W. & AlAjarmeh, O. (2021). Mechanical properties of macro polypropylene fibre-reinforced concrete. Polymers, 13(23), 4112. https://doi.org/10.3390/polym13234112

ACI Committee 544. (2018). ACI 544.4R-18: Guide to design with fiber-reinforced concrete. American Concrete Institute.

ASTM International (2017). ASTM C138/C138M-17a: Standard test method for density (unit weight), yield, and air content (gravimetric) of concrete. https://doi.org/10.1520/C0138_C0138M-17A

ASTM International (2020). ASTM C143/C143M-20: Standard test method for slump of hydraulic-cement concrete. https://doi.org/10.1520/C0143_C0143M-20

ASTM International (2022). ASTM C78/C78M-22: Standard test method for flexural strength of concrete (using simple beam with third-point loading). https://doi.org/10.1520/C0078_C0078M-22

ASTM International (2024a). ASTM C39/C39M-24: Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens. https://doi.org/10.1520/C0039_C0039M-24

Bentur, A. & Mindess, S. (2007). Fibre reinforced cementitious composites (2nd ed.). CRC Press.

Del Savio, A. A., La Torre Esquivel, D. & García Landeo, J. M. (2023). Post-cracking properties of concrete reinforced with polypropylene fibers through the Barcelona test. Polymers, 15(18), 3718. https://doi.org/10.3390/polym15183718

European Committee for Standardization (2006). EN 14488-5: Testing sprayed concrete—Part 5: Determination of energy absorption capacity of fibre reinforced slab specimens.

Hosseinzadeh, H., Salehi, A. M., Mehraein, M. & Asadollahfardi, G. (2023). The effects of steel, polypropylene, and high-performance macro polypropylene fibers on mechanical properties and durability of high-strength concrete.

Construction and Building Materials, 386, 131589. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131589

Najaf, E. & Abbasi, H. (2023). Impact resistance and mechanical properties of fiber-reinforced concrete using string and fibrillated polypropylene fibers in a hybrid form. Structural Concrete, 24(1), 1282–1295. https://doi.org/10.1002/suco.202200019

Shi, F., Pham, T. M., Hao, H., & Hao, Y. (2020). Post-cracking behaviour of basalt and macro polypropylene hybrid fibre reinforced concrete with different compressive strengths. Construction and Building Materials, 262, 120108. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120108

Smarzewski, P. & Jancy, A. (2025). Comparative study on mechanical performance and toughness of high-performance self-compacting concrete with polypropylene and basalt fibres. Materials, 18(16), 3833. https://doi.org/10.3390/ma18163833

Wei, Y., Qin, Y., Chai, J., Xu, C., Zhang, Y. & Zhang, X. (2022). Experimental study on compressive and flexural performances of polypropylene fiber-reinforced concrete. Geofluids, 4168918. https://doi.org/10.1155/2022/4168918

Publicado

04-10-2026

Cómo citar

Mármol Acosta, X. E., Bermeo Tigrero, I. S., Ordoñez Zuñiga, A. V., Guerrero Antepara, K. M., & Mora Fernández, L. E. (2026). Influencia de fibras de polipropileno en la absorción de energía y el desempeño mecánico de hormigón de 34,3 MPa. Opuntia Brava, 18(4), 27–39. Recuperado a partir de https://opuntiabrava.ult.edu.cu/index.php/opuntiabrava/article/view/3002

ARK