Cenizas y fibras utilizadas en la elaboración de concreto ecológico: una revisión de la literatura

Abstract

Nuevas tecnologías constructivas y materiales son aplicados actualmente con más frecuencia en la búsqueda de mejoras de calidad, considerando el medio ambiente y la parte económica en la construcción. El objetivo del artículo es realizar una revisión sistemática sobre la utilización de las cenizas y fibras para la elaboración de concreto ecológico. Se revisaron 56 artículos indexados con una antigüedad de publicación de 7 años, desde el 2015 hasta el 2021, los cuales están distribuidos en las siguientes bases de datos 23 artículos en Scopus, 4 en EBSCO host, 9 en Scielo, 6 en Proquest, y 16 ScienceDirect, en los cuales se identificaron el uso de las cenizas como la cáscara de arroz, bagazo de caña de azúcar, cenizas volantes; y fibras como las de corteza de plátano, aserrín, acero, vidrio, polipropileno, caucho, y caucho granulado. En conclusión, se pudo verificar que son alternativas que permiten producir materiales y/o productos sostenibles empleando cenizas y fibras, las cuales son de suma importancia, ya que tienen características destacables como ser fuertes, livianas, económicas y ecológicas, en tanto se evidencio que las cenizas como las fibras influyen en la resistencia del concreto que van desde 231 hasta 700 kg/cm2.

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© Los autores. Este artículo es publicado por la Revista del Instituto de investigación de la Facultad de minas, metalurgia y ciencias
geográcas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Este es un artículo de acceso abierto, distribuido bajo los términos de la
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Rev. Inst. InvestIg. Fac. mInas metal. cIenc. geogR. vol 25 n° 49, 2022: 321 - 330 Issn-l:1561-0888
Cenizas y bras utilizadas en la elaboración de concreto
ecológico: una revisión de la literatura
Ashes and bers used in the elaboration of ecological concrete: a literary
review
Yan Carlos Coronel Sánchez1, Luis Fernando Altamirano Tocto2, Sócrates Pedro Muñoz Pérez3
Recibido: 19/07/2021 - Aprobado: 09/12/2021 – Publicado: 30/06/2022
RESUMEN
Nuevas tecnologías constructivas y materiales son aplicados actualmente con más frecuencia en la búsqueda de mejoras de calidad, considerando
el medio ambiente y la parte económica en la construcción. El objetivo del artículo es realizar una revisión sistemática sobre la utilización de las
cenizas y bras para la elaboración de concreto ecológico. Se revisaron 56 artículos indexados con una antigüedad de publicación de 7 años, desde
el 2015 hasta el 2021, los cuales están distribuidos en las siguientes bases de datos 23 artículos en Scopus, 4 en EBSCO host, 9 en Scielo, 6 en
Proquest, y 16 ScienceDirect, en los cuales se identicaron el uso de las cenizas como la cáscara de arroz, bagazo de caña de azúcar, cenizas
volantes; y bras como las de corteza de plátano, aserrín, acero, vidrio, polipropileno, caucho, y caucho granulado. En conclusión, se pudo vericar
que son alternativas que permiten producir materiales y/o productos sostenibles empleando cenizas y bras, las cuales son de suma importancia,
ya que tienen características destacables como ser fuertes, livianas, económicas y ecológicas, en tanto se evidencio que las cenizas como las bras
inuyen en la resistencia del concreto que van desde 231 hasta 700 kg/cm2.
Palabras claves: cemento; cenizas; concreto ecológico; bras; medio ambiente.
ABSTRACT
New construction technologies and materials are currently applied more frequently in the search for quality improvements, considering the
environmental and economic aspects of construction. The objective of the article is to carry out a systematic review on the use of ashes and bers for
the elaboration of ecological concrete. 56 indexed articles were reviewed with a publication age of 7 years, from 2015 to 2021, which are distributed
in the following databases 21 articles in Scopus, 4 in EBSCO host, 9 in Scielo, 6 in Proquest, and 16 ScienceDirect, in which the use of ashes such
as rice husk, sugar cane bagasse, y ash, and bers such as banana bark, sawdust, steel, glass, polypropylene, rubber, and granulated rubber. In
conclusion, it was possible to verify that there are alternatives that allow the production of sustainable materials and/or products using ashes and
bers, which are of great importance, since they have outstanding characteristics, such as being strong, light, economic and ecological, while it was
evidenced that ashes and bers inuence the strength of concrete ranging from 231 to 700 kg/cm2.
Keywords: cement; ashes; ecological concrete; bers; environment.
1 Estudiante de Ingeniería Civil de la Universidad Señor de Sipán, Chiclayo-Lambayeque, Perú.
E-mail: csanchezyancarl@crece.uss.edu.pe - ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7521-7672
2 Estudiante de Ingeniería Civil de la Universidad Señor de Sipán, Chiclayo-Lambayeque, Perú.
E-mail: atoctoluisferna@crece.uss.edu.pe - ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9126-8787
3 Maestro en Ciencias de la Tierra con mención en Geotecnia, Universidad Señor de Sipán, Chiclayo-Lambayeque, Perú.
E-mail: msocrates@crece.uss.edu.pe - ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3182-8735
https://doi.org/10.15381/iigeo.v25i49.20814
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Artículos: IngenIería cIvIl

Cenizas y fibras utilizadas en la elaboraCión de ConCreto eCológiCo: una revisión de la literatura
rev. inst. investig. faC. minas metal. CienC. geogr. 25(49) 2022
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I. INTRODUCCIÓN
El problema de la acumulación de desechos se produce a
nivel mundial y se ha vuelto en una preocupación en la
sociedad actual originando enormes daños ambientales,
así se tiene que para producir cemento como compuesto
químico se genera CO2 altamente contaminante (Kothari et
al., 2020). Una de las posibilidades para reducir su impacto
ambiental es la reutilización de estos residuos en nuevos
materiales (Ozdemir & Kocak, 2020).
Actualmente el sector construcción está enfrentando
una grave crisis de consumo de recursos naturales y energía,
mientras que el costo del cemento sigue aumentando
(Macanjo Ferreira et al., 2020). La producción de cemento
implica la emisión de grandes cantidades de CO2 (Amran
et al., 2021). Por ello, se está pensando en reemplazar el
cemento por residuos para reducir el consumo de energía,
de manera que esta sea amigable con el medio ambiente
(Campos Teixeira et al., 2020). Es necesario reducir los
impactos ambientales provocados por la producción de
concreto para convertirlo en un material más sostenible
(Xiao Sun, 2021). El uso de cenizas y bras recicladas para
reemplazar parcialmente el cemento son alternativas que
pueden hacer del concreto un material con menor carga
contaminante, económica y social asociada a su producción
(Kristiawan et al., 2019). En esa misma línea, el alto costo y
el suministro limitado de la arena de sílice especial utilizada
como único agregado en mezclas de concreto han limitado
su uso generalizado (Wang et al., 2019), ante ello, estudios
recientes han demostrado que se puede utilizar las cenizas
volantes como reemplazo del componente cementante en
mezclas, sin causar ningún efecto perjudicial, sino que
por el contrario se observó que mejoró sus propiedades
mecánicas (Uysal et al., 2018). De esta manera se busca
ahorrar los recursos naturales, reducir la contaminación y
aumentar la eciencia energética, por lo que las cenizas son
una buena alternativa (Premkumar et al., 2020), (Yuan Li
et al., 2018).
Últimamente se ha incrementado el empleo de bras
para reforzar los materiales de construcción, porque tienen
muchas características favorables tales como ser fuertes,
livianas, económicas y ecológicas (Ortega Sánchez & Gil,
2019), (Cardinale et al., 2021). En las últimas décadas
la ingeniería ha iniciado con el tratamiento y estudio de
compuestos orgánicos como las bras naturales disponibles
en diferentes lugares del planeta, extraídas de plantas como
el bambú, algodón, la cabuya, plátano, caña de azúcar,
balsa, abacá, caucho, entre otros (Fernández-Cortés et al.,
2020), (Li et al., 2018), (Henao-Santa & Ibarra-Vargas,
2020). Así se han obtenido resultados que presentaron
buenas correlaciones entre las diferentes investigaciones
experimentales y los previstos.
Mejorar la sustentabilidad de las estructuras de
concreto a partir del uso de bras es vital, a la misma
vez que se busca reducir los costes de construcción y el
impacto ambiental tales como CO2 y consumo de energía
(Muthusamy Kavitha et al., 2020). Las nuevas tecnologías
constructivas y materiales son aplicados actualmente con
más frecuencia en la búsqueda de mejoras de calidad,
considerando siempre la parte ecológica y económica en
la construcción (Camargo et al., 2020). La utilización de
materiales naturales en general para la elaboración del
concreto es una alternativa positiva para la optimización y
disminución considerable de los recursos (Praveenkumar
& Sankarasubramanian, 2020), durante el proceso de
fabricación de materiales comúnmente utilizados como el
cemento (Grădinaru et al., 2019), (Ashour et al., 2021).
El objeto de esta indagación es revisar sistemáticamente
en la literatura sobre cenizas y bras utilizadas en la
elaboración de concreto ecológico. Para ello, se efectuó
una búsqueda de artículos de revisión y cientícos tal como
se detalla en el apartado siguiente.
II. MÉTODOS
Se llevó a cabo una búsqueda de artículos para el
período comprendido entre 2015-2021 en diferentes
bases de datos tales como: Scopus, EBSCOhost, Scielo,
ProQuest y ScienceDirect; de esta manera se recopilaron
55 investigaciones que emplearon cenizas y bras para
la elaboración de concreto. Para esta investigación se
emplearon palabras claves como: cemento concreto
ecológico cement ecological concrete, concreto ecológico
ecological concrete, uso de las cenizas en el concreto
use of ash in concrete, uso de las bras en el concreto
ecológico use of bers in ecological concrete. En la fuente
de Scopus se realizó la búsqueda con las palabras claves
cement ecological concrete encontrándose alrededor de
367 artículos, luego se ltró la información quedando
88 artículos, de los cuales se utilizaron 21. También en
EBSCO host se realizó la búsqueda con las palabras claves
ecological concretes se obtuvieron 150 artículos, luego se
ltró la información reduciéndose a 35 artículos, de los
cuales se utilizaron 4. A demás en Scielo se buscó con la
siguiente palabra clave use of ash in concrete, se obtuvo
34 artículos, luego se ltró la información quedando 31
artículos, de los cuales se utilizaron 9 artículos. ProQuest
es una base de datos en donde se buscó con las palabras
claves ecological concrete se obtuvo 54 453 artículos,
pero al aplicar el ltro se redujo a 12 artículos, de los
cuales se utilizaron 6 artículos. Y en ScienceDirect se
buscó con las palabras claves use of bers in ecological
concrete apareciendo 3051 artículos, y al pasar el ltro se
redujo a 291 artículos, donde se escogieron 16 artículos.
En las tablas 1-2 se presenta la distribución de artículos
referenciados de acuerdo con las bases de datos, año de
publicación y ltros aplicados:
III. RESULTADOS
3.1 Cenizas naturales e industriales utilizadas para
la elaboración de concreto ecológico
En el contexto del uso de cenizas naturales para producir
un concreto ecológico (Shanmuga Priya et al., 2020)
analizaron los efectos de refuerzo del óxido de grafeno GO,
en un concreto de alta resistencia HSC elaborado con y sin
cenizas de cascara de arroz RHA, para ello reemplazaron
el cemento con 10% de RHA en peso y agregado GO
en proporciones de 0.025, 0.050, 0.075 y 0.1% del peso
de cemento; logrando obtener el rendimiento óptimo en
términos de propiedades mecánicas y de durabilidad,
mediante una combinación del 10% de RHA y 0.075% de

Coronel Sánchez et al.
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GO. (Vidaud Quintana, 2016), empleó bras de acero con
un 20% de cenizas de cascara de arroz (RHA), habiendo
reemplazado parcialmente agregados y el cemento tipo I
que utilizaron, para determinar sus propiedades mecánicas
de un concreto uido. Mounika et al. (2019) adicionaron
RHA en reemplazo parcial del cemento en el concreto
evidenciándose un impacto en la trabajabilidad, para un
5% de RHA y 25% GGBS (molido granulado de escoria
de alto horno) por lo que es recomendable emplearlo de
manera controlada para lograr su viabilidad (Ashour et
al., 2021) en su estudio experimental del uso de la paja de
arroz y escoria granulada de alto horno (GBFS) en un 30%
de OPC por GBFS, con la nalidad de emplear GBFS lo
máximo posible para mermar el impacto ambiental, si se
hubiera utilizado un menor contenido de GBFS resultaría
en aumento en la resistencia a la compresión (F´c) del
concreto.
Por su parte, (Juárez-Alvarado et al., 2017), analizaron
el comportamiento mecánico de mezclas cementantes
reforzadas con cenizas volantes (CV) en reemplazo del
20%, 40% y 60% del cemento; donde para muestras
cuya relación a/c fue de 0.60 y 20% de cenizas volantes,
indicando que se mejoró las propiedades del concreto como
la resistencia a la compresión, exión (post agrietamiento)
y el módulo de elasticidad. Côrtes Pires et al. (2017)
al sustituir el metacaolín, el cual es un componente
cementante, con cenizas volantes y cenizas de cascara de
arroz en un 20% del volumen de las dos cenizas, medro
aún más el desempeño del concreto. De manera unánime,
diferentes investigaciones recomiendan emplear este tipo
de materiales cementantes, como una opción, además, para
la producción de mezclas acordes con el cuidado del medio
ambiente (Xiong et al., 2021).
En los últimos años se han venido empleando
cenizas articiales, como las producidas por la Central
Termoeléctrica de Ilo (departamento de Moquegua-Perú), la
misma que genera energía eléctrica a base de carbón, cuyos
restos son las cenizas volantes, compuestos perjudiciales
del ambiente; ante ello (Huaquisto Cáceres & Belizario
Quispe, 2018), realizaron estudios experimentales donde
adicionaron estas cenizas al cemento en proporciones del
15%, 10%, 5% y 2.5%, para roturas a los 90, 28, 14 y 7 días,
así obtuvieron que la resistencia a compresión promedio
del concreto fue de 221 kg/cm2 a los 28 días, para la que
se adicionó 5% se alcanzó 231 kg/cm2, sin embargo, para
la que se adicionó 15% se alcanzó 192 kg/cm2. (Wojciech
Kubissa et al., 2017), recomienda emplear cenizas volantes
hasta un 10%, y en el caso de que sobrepase ese porcentaje,
produciría una disminución en el F´c resultando no ser
favorable si se requiere obtener concretos con mejor
resistencia.
Muchas de las veces las estructuras o elementos
elaborados a base de concreto están expuestos a sustancias
químicas, razón por la cual se los debe medrar. (Valencia-
Saavedra et al., 2018), mejoraron la resistencia química de
concretos de activación alcalina a partir de la incorporación
de escorias de alto horno y cenizas volantes en proporción
80/20; habiéndose obtenido una mejor resistencia química
del concreto y por consiguiente su mayor utilidad en
zonas agresivas. (Raposeiro Da Silva & de Brito, 2015)
al reemplazar el componente cementante en un 30%, 60%
Tabla 1. Distribución de artículos referenciados de acuerdo con el año y base de datos
Fuente Año de publicación
2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Total
Scopus -- -- 4 2 3 10 4 23
EBSCOhost -- -- -- 1 2 -- 1 4
Scielo 1 1 1 1 -- 3 2 9
ProQuest 1 -- -- 2 1 1 1 6
ScienceDirect 1 -- 2 3 3 5 2 16
Total 3 1 7 9 9 19 10 58
Fuente: Elaboración propia
Tabla 2. Resultados de la búsqueda de artículos aplicando ltros
Base de
datos Año de
publicación Palabras claves Resultados de
la búsqueda Filtros aplicados Resultados
después de
aplicar ltros
Artículos
seleccionados
Scopus 2015-2021 Cement ecological
concrete. 367 Engineering,
Materials Science, All Open Access 88 23
EBSCO host 2015-2021 Ecological concrete. 150 Texto completo 35 4
Scielo 2015-2021 use of ash in concrete 34 Engineering, Materials 31 9
ProQuest 2015-2021 Ecological concrete 54 453 Revistas cientícas, sustainability, sustainable
development, environmental impact, Artículo
principal, Sustainability, construction
12 6
ScienceDirect 2015-2020 use of bers in
ecological concrete 3 051 Review articles,
Environmental Science
Engineering, Materials Science
291 16
Fuente: Elaboración propia

Cenizas y fibras utilizadas en la elaboraCión de ConCreto eCológiCo: una revisión de la literatura
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y 70% por cenizas, contribuyo a retardar el avance de la
resistencia a la compresión del concreto autocompactante
para edades tempranas, siendo por el contrario que a mayor
edad esta mezcla logro resistencias superiores.
Cabe señalar que el F´c es la resistencia a la compresión
en kg/cm2 y Ff es la resistencia a la exión en kg/cm2
del concreto, por ende, estos parámetros de medición
que nos permiten comparar sus resistencias, con el de un
concreto convencional en especial su F´c, que demandan
las diferentes normativas para poder ser utilizados en
elementos estructurales (ver Tabla 3).
3.2 Fibras naturales utilizadas para la elaboración
de concreto ecológico
La utilización de bras naturales para mejorar los materiales
de construcción puede ser económicas y ecológicas, en
ese sentido (Armas Ruiz et al., 2016), emplearon bras
de plátano reforzado con resina poliéster, en donde se
realizaron ensayos de exión y tracción, para los ensayos
de exión, se determinó la resistencia de exión (Ff) que es
de 597.55 kg/cm2 y se llegó a considerar sus condiciones
ideales de trabajabilidad. Ortega Sánchez et al. (2019), en la
incorporación de bras de aserrín en morteros sometidos a
esfuerzos de compresión, para la cual se aplicaron porciones
de aserrín en peso con 0.5%, 1.0% y 3.0%, así obtuvieron
su densidad, resistencia y módulo de elasticidad, por lo
que sugirieron emplear 1% de bras de aserrín en morteros
para equilibrar sus propiedades físicas y mecánicas de las
mezclas. Loganathan & Thirugnanam (2018), en su estudio
experimental se diseñaron mezclas de hormigón preparadas
con un contenido óptimo de bra y sin bras se analizó
parámetros mecánicos y durabilidad del concreto hibrido
(CA) mejorado con bras de acero y bras de banano, así
mismo se obtuvo un aumento sustancial en la ductilidad
y la absorción de energía. Asimismo, en el contexto de
emplear bras naturales para elaborar concreto ecológico,
Paricaguán Morales & Muñoz Cuevas (2019), usaron bras
de bagazo de caña como sustituto del agregado no a una
proporción de 2.5% y una proporción a/c 0.48; empleando
bras largas de (5 a 6 cm) se obtuvo que la resistencia de la
compresión es de 348.23 kg/cm2.
3.3 Fibras articiales utilizadas para la elaboración
de concreto ecológico
Tal vez las más utilizadas de las bras articiales son
importantes cuando estas son recicladas, en ese contexto
(Farfán et al., 2018), en la reutilización de caucho
reciclado analizaron la resistencia a exión y compresión
de una mezcla de concreto de 210 kg/cm2, con muestras
de 10% y 5% de caucho se alcanzó valores de resistencia
de compresión 212 kg/cm2 y 218.4 kg/cm2, así mismo su
resistencia a exión alcanzo el máximo de 81.86 kg/cm2
de la mezcla. Peláez Arroyave et al. (2017) realizaron
una revisión literaria sobre la utilidad que se le puede dar
al caucho reciclado, así reeren que las bras de estos
materiales que muchas de las veces son desechadas,
pudiendo ser reutilizados en la elaboración de concretos,
asfaltos y materiales aislantes para edicaciones livianas.
Respecto al impacto de los materiales, la dosicación
y el curado en las propiedades mecánicas y térmicas del
concreto, Carey et al. (2020) evaluaron los agregados nos
y las bras de acero en diferentes proporciones por lo cual
Tabla 3. Cenizas naturales e industriales utilizadas en la elaboración de concreto ecológico
Tipo de ceniza Tipo de
cemento Relación agua/
cemento (a/c)
Porcentaje
de cenizas
en peso y/o
volumen
Temperatura de
quemado ºC
Edad de
curado
(días)
F´c (kg/
cm2)Referencia
Bagazo de caña de azúcar
y piedra caliza
Cemento
Portland
Ordinario. 0.56 5% c/u No tiene 28 303.87 (Bheel, Memon, et al., 2020)
Cáscara de arroz y ceniza
volante
Cemento
Portland
Ordinario. 0.55 5% c/u No tiene 28 321.21 (Bheel, Ali Jokhio, et al., 2020)
Cáscara de arroz. Cemento
Portland. 0.45 10% No tiene 28 577.16 (Shanmuga Priya et al., 2020)
Cáscara de arroz. Cemento
Portland tipo I. 0.5 20% No tiene 28 285.52 (Vidaud Quintana, 2016)
Ceniza volante. Cemento
Portland. 0.56 5% No tiene 28 231.00 (Huaquisto Cáceres & Belizario
Quispe, 2018)
Ceniza volante. Cemento
Portland. 0.6 20% No tiene 28 305.915 (Juárez-Alvarado et al., 2017)
Ceniza volante. Cemento
Portland
Ordinario. 0.33 15% No tiene 28 256.97 (Shariful Islam et al., 2020)
Cenizas volantes y escoria
de alto horno.
Cemento
Portland
Ordinario. 0.48 26% No tiene 28 437.46 (Valencia-Saavedra et al., 2018)
Escoria granulada de alto
horno.
Cemento
Portland
Ordinario. 0.3 25% no aplica 28 560.84 (Tawfeeq et al., 2020)
Fuente: Elaboración propia

Coronel Sánchez et al.
Rev. Inst. InvestIg. Fac. mInas metal. cIenc. geogR. 25(49) 2022
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se ensayaron 400 muestras en las que determinaron sus
propiedades mecánicas dentro de 4 regímenes de curado
y 22 mezclas diferentes, obteniendo un f’c de 232.50 kg/
cm2 luego de incorporar agregados nos y bra de acero.
Sanz-Díez de Ulzurrun Casals & Zanuy Sánchez (2017),
en su investigación se realizaron ensayos de mezclas
adicionando bras con proporciones de 0.5% y 1.0% en
donde se sometieron a ensayos de resistencia medias a
compresión y a tracción indirectas obteniendo la tensión
equivalente y energía de fractura.
Por su parte, Awoyera et al. (2021), estudiaron las
propiedades del concreto elaborado con desechos cerámicos
y bras plásticas donde se elaboró mezclas en la cual su
relación a/c oscilo entre 0.6 y 0.7 en la cual se obtuvo
un asentamiento 60 mm e incorporando bras plásticas
en 2.5% dio el valor de asentamiento bajo de 15mm se
puede observar que al incorporar bras plásticas y residuos
cerámicos presenta bajos asentamientos. Generosi et al.
(2020), en su investigación analizaron el comportamiento
a tracción de un concreto reforzado con bra metálicas
donde se variaron las cantidades de bra 0% a 2.6% en
volumen en la cual la bra inuyo en la resistencia a la
tracción del material. En esa misma línea de investigación,
Akbari & Abed (2020), adicionaron 0.3%, 0.6% y 0.9% en
volumen en fracción de acero y bra de vidrio en mezclas de
concreto con relación a/c de 0.35 y 0.45 demostrando que la
adición de 0.3% y 0.9% permitió aumentar constantemente
la resistencia a la exión, compresión y tensión respecto al
concreto simple.
Donde F´c es la resistencia a la compresión en kg/cm2
y Ff es la resistencia a la exión en kg/cm2 del concreto (ver
Tabla 4).
3.4 Otras alternativas utilizadas para la elaboración
de concreto ecológico
Los compuestos cementosos de ingeniería (CCI) tienen
excelentes propiedades mecánicas que pueden ser
aplicados en construcciones y en reparaciones, bajo esa
perspectiva, Adeyemi & Sreekanta (2020), evaluaron la
duración, la contracción y permeabilidad, cuyos resultados
demostraron que al usar concreto reciclado como agregado
hasta un 100% por reemplazo de la arena redujo hasta un
40% la contracción por secado, aumentando en 34% la
absorción del agua, en un 28% los huecos permeables, y
19% la penetración de iones de cloruro, además Rodríguez
Rubio et al. (2018) maniestan que las mezclas que
utilizan concreto reciclado como agregado son sostenibles
y económicos.
Por otro lado, el concreto ecológico podría utilizarse
para la fabricación de bloques ecológicos, Ulloa-Mayorga
et al. (2018) evaluaron la inuencia de la adición de
agregados reciclados obtenidos de edicaciones demolidas,
empleándose agregados de ½” y 3/8” para la elaboración de
concreto, obteniéndose un módulo de rotura y resistencia a
compresión de 21.82 kg/cm2 y 59.05 kg/cm2. Finalmente,
Pajuelo Amez & Pómez Montiel (2015) realizaron un
análisis experimental a partir de la comparación de un
Tabla 4. Fibras naturales y articiales utilizadas en la elaboración de concreto ecológico
Tipo de bras Tipo de cemento Relación agua/
cemento (a/c)
Porcentaje de
bra en peso
y/o volumen F´c (kg/cm2)Ff (kg/
cm2)Referencia
Acero. Cemento Portland. 0.50 0.66% 375.00 (Alberti et al., 2020)
Acero. Cemento Portland. 0.55 15% 232.50 (Carey et al., 2020)
Acero. Cemento Portland. 0.20 2.6% 285.52 (Generosi et al., 2020)
Acero. Cemento Portland. 0.42 5.0% 446.13 (Köroğlu, 2018)
Acero y vidrio. Cemento Portland. 0.35 0.9% 542.79 (Akbari & Abed, 2020)
Aditivo + nanosílice. Cemento Portland. 0.20 3% 619.00 (Pajuelo Amez & Pómez Montiel,
2015)
Bagazo de caña de azúcar. Cemento Portland. 0.48 2.5% 348.23 (Paricaguán Morales & Muñoz
Cuevas, 2019)
Carbono reciclado y
caucho granulado. Cemento Portland
Ordinario. 0.40 1.5% 605.92 (Xiong et al., 2021)
Caucho. Cemento Portland
Tipo I. 0.48 20% 330.00 (Farfán et al., 2018)
Caucho y polipropileno. Cemento Portland. 0.50 0.5% 305.92 (Shahjalal et al., 2021)
Corteza de plátano. No se empleó. No aplica 10% ------ 597.55 (Armas Ruiz et al., 2016)
Corteza de plátano. Cemento Portland. 0.30 25.0% ------ 254.93 (Elbehiry et al., 2020)
Metales. Cemento Portland
Ordinario. 0.42 1.0% 560.84 (Sanz-Díez de Ulzurrun Casals &
Zanuy Sánchez, 2017)
Plástico. Cemento Portland. 0.30 20% 700.00 (Mejias Guevara & Águila Arboláez,
2018)
Polipropileno y polietileno. Cemento Portland. 0.50 5% ------ 223.45 (Alvarado Bawab et al., 2018)
Polietileno. Cemento Portland
Ordinario. 0.50 2.5% 253.91 (Awoyera et al., 2021)
Fuente: Elaboración propia

Cenizas y fibras utilizadas en la elaboraCión de ConCreto eCológiCo: una revisión de la literatura
rev. inst. investig. faC. minas metal. CienC. geogr. 25(49) 2022
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concreto de alta resistencia con uno convencional (en estado
fresco y endurecido), así adicionaron bras y cenizas con
el que obtuvieron un concreto de alto desempeño, en suma,
Karimipour & Ghalehnovi (2021) reeren que el concreto al
ser uno de los materiales más empleados requiere acoplarse
a las nuevas exigencias que hoy en día se solicitan, y a su
vez que vaya a la par con el cuidado medio ambiental.
IV. DISCUSIÓN
Al comparar el empleo de cada tipo de ceniza, se puede
discutir que para el caso de la ceniza de arroz según
Shanmuga Priya et al. (2020) obtuvieron una relación a/c
de 0.45, cuyo porcentaje utilizado fue 10% de ceniza de
arroz en reemplazo del cemento, se obtuvo un F´c 577.16
kg/cm2 mientras que Vidaud Quintana (2016) encontró
que con una relación a/c de 0.50 y un porcentaje del 20%
del cemento, resultando un F´c de 285.52 kg/cm2. Tanto
Huaquisto Cáceres & Belizario Quispe (2018), Juárez-
Alvarado et al. (2017), y Shariful Islam et al. (2020)
emplearon la ceniza volante, al contrastar la información
obtenida, resultó que a mayor porcentaje de uso de ceniza
volante mayor es la resistencia que se puede lograr.
Tawfeeq et al. (2020) emplearon escoria granulada de alto
horno en un porcentaje del 25%, con una relación a/c de 0.3
resultando un F´c 560.84 kg/cm2.
Además, tenemos que cuando se utilizan dos tipos
de cenizas como las empleadas por Bheel, Ali Jokhio, et
al. (2020) con una relación a/c 0.55, con un porcentaje
del 5% de cada ceniza y un F´c de 321.21 kg/cm2. Bheel,
Memon, et al. (2020) utilizaron una relación a/c de 0.56 y
un porcentaje del 5% cada ceniza, para obtener un F´c de
303.87 kg/cm2. Valencia-Saavedra et al. (2018) utilizaron
una relación a/c de 0.48 y un porcentaje del 26%, para
obtener un F´c de 437.46 kg/cm2.
También se discute para el caso de bras de acero
en el concreto, que los resultados obtenidos por los
investigadores (Alberti et al., 2020), Generosi et al., 2020,
Köroğlu, 2018), indican que a menor uso de bras de acero
se logra una mayor resistencia, siempre y cuando se emplee
una correcta relación agua cemento de 0.42.
Tanto Armas Ruiz et al. (2016) como Elbehiry et al.
(2020) coincidieron en utilizar la corteza de plátano como
bra para la elaboración de concreto, pero el que mejor
resultado fue el de Armas Ruiz et al. (2016) al emplear el
10% de esta bra presentó un Ff de 597.55 kg/cm2.
Alvarado Bawab et al. (2018) emplearon polipropileno
y polietileno como bras, Shahjalal et al. (2021) hicieron
uso de caucho y polipropileno, mientras que Mejias Guevara
& Águila Arboláez (2018) utilizaron plásticos como bras,
por lo que, al comparar los resultados obtenidos por los
autores antes mencionados, podemos armar que el que
mejor resistencia presentó fue el que empleó bras de
plástico con un F´c de 700kg/cm2.
Diferentes investigaciones indican que, tanto las
cenizas como las bras utilizadas para el concreto son
materiales reciclados que pueden reemplazar parcialmente
al cemento o a los agregados nos y gruesos, minimizando
la utilización de materias primas, permitiendo la producción
de un concreto que sea sostenible en otras palabras
amigable con el medio ambiente, teniendo en cuenta
sus propiedades mecánicas tales como su resistencia a la
compresión y exión buscando que estas sean comparables
o mejores que las de un concreto convencional (Wojciech
Kubissa et al., 2017). Sobre el aspecto económico estas
mezclas elaboradas con cenizas y/o bras nos permiten
minimizar costos ya que al ser materiales de desecho no
generan gasto alguno en la adquisición de estos productos,
lo que involucra una menor utilización de materias primas
que se vienen utilizando para la elaboración de un concreto
convencional (Zieliński, 2017) .
V. CONCLUSIONES
Tanto las cenizas como las bras analizadas en las diferentes
investigaciones permitieron mejorar las propiedades
físico-mecánicas del concreto, como su resistencia a la
compresión, ello a la par con el cuidado medio ambiental
a partir del reciclaje y reutilización de estos materiales que
son empleados en diferentes actividades productivas.
En relación con el empleo de la ceniza de cascara de
arroz se identicó que para un porcentaje optimo del 10%
del cemento alcanzo un F´c de 577.16 kg/cm2, al reemplazar
el 5% del cemento por ceniza de bagazo de caña se obtuvo
un F´c de 303.87kg/cm2. Además, para las cenizas volantes
y escoria de alto horno su optimo porcentaje empleado es de
26% cuyo F´c fue de 437.46 kg/cm2 y por último tenemos
que el F´c para las escorias granuladas de alto horno fue de
560.84 kg/cm2 con un 25% del cemento.
Entre las bras utilizadas en la elaboración del
concreto se ha identicado que las que presentaron buenos
resultados son la corteza de plátano el cual al añadir un
10% del cemento se obtuvo una Ff de 597.55kg/cm2,
también tenemos a la bra de bagazo de caña cuyo F´c fue
de 348.23 kg/cm2 para un porcentaje de 2.5%, para las
bras de acero y de vidrio se obtuvo un F´c de 542.79 kg/
cm2 para un porcentaje de 0.9%, y para bras de plástico
se alcanzó un F´c igual a 700 kg/cm2 siendo el porcentaje
óptimo de 20%.
El empleo de una bra para reforzar un material
dependerá de los parámetros de diseño requeridos,
de acuerdo con la dosicación, longitud de bra y de
los parámetros de las mismas que brindan al concreto
propiedades particulares, así se evidencian más unas
propiedades sobre otras, de acuerdo a las diferentes
aplicaciones y usos del concreto reforzado.
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