Análisis del efecto de la adición de fibras de cabuya en la resistencia a compresión del hormigón f´c= 210 kg/cm2
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Date
2026-07-03
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
This experimental research evaluates the mechanical feasibility of incorporating raw cabuya fibers into a structural concrete matrix with a specified compressive strength of f'c = 210 kg/cm², conducted at the laboratories of the Universidad Técnica de Ambato. The methodology comprised two phases. In the first, aggregates from Mina Cristóbal were physically and mechanically characterized per NTE INEN standards 696, 856, 857, 858, and 860, yielding a fineness modulus of 3.00, nominal maximum size of ½", and abrasion loss of 21.32%. Type IP cement specific gravity was determined at 2.991 g/cm³ (NTE INEN 156). The control mix was proportioned using the ACI 211.1 method, establishing a water-to-cement ratio of 0.56. In the second phase, cylindrical specimens were cast with fiber mass additions of 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, and 2.5%, tested under uniaxial compression at 7, 14, 21, and 28 days per NTE INEN 1578. The control concrete achieved 250.17 kg/cm² at 28 days, exceeding the theoretical requirement by 19.1%. Fiber incorporation induced progressive strength reductions: 122.70 kg/cm² at 0.5% and 14.24 kg/cm² at 2.5%, representing decreases of 50.9% and 94.3% respectively. No modified specimen reached the required structural threshold. It is concluded that untreated cabuya fiber severely compromises concrete mechanical performance, precluding its direct structural application. Alkaline surface treatments and dosages below 0.5% are recommended for future research.
Description
La investigación experimental evalúa la viabilidad mecánica de incorporar fibras crudas de cabuya en hormigón estructural con resistencia de diseño f'c = 210 kg/cm², desarrollada en los laboratorios de la Universidad Técnica de Ambato. La metodología comprendió dos fases. En la primera, se caracterizaron los agregados pétreos de la Mina Cristóbal bajo normas NTE INEN 696, 856, 857, 858 y 860, obteniendo módulo de finura de 3,00, tamaño máximo nominal de ½" y abrasión de 21,32%. La densidad real del cemento Tipo IP resultó 2,991 g/cm³ (NTE INEN 156). La dosificación de control se diseñó mediante el método ACI 211.1 con relación agua/cemento de 0,56. En la segunda fase, se fabricaron especímenes cilíndricos con adiciones másicas de fibra de 0%, 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0% y 2,5%, ensayados a compresión simple a los 7, 14, 21 y 28 días conforme a NTE INEN 1578. El hormigón patrón alcanzó 250,17 kg/cm² a los 28 días, superando el requerimiento teórico en 19,1%. La adición de fibra generó reducciones progresivas: 122,70 kg/cm² al 0,5% y 14,24 kg/cm² al 2,5%, equivalentes a caídas de 50,9% y 94,3% respectivamente. Se concluye que la fibra de cabuya sin tratamiento superficial compromete severamente la resistencia del hormigón, descartándose su uso estructural directo. Se recomienda evaluar tratamientos alcalinos y dosificaciones inferiores al 0,5%.
Keywords
HORMIGÓN ESTRUCTURAL, RESISTENCIA A COMPRESIÓN, FIBRAS DE CABUYA, FIBRAS NATURALES, MÉTODO ACI, RELACIÓN AGUA/CEMENTO, AGREGADOS PÉTREOS.
Citation
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil