Mejoramiento del desempeño y la durabilidad del concreto f’c 210 kgf/cm2 para veredas del Centro Histórico de Lima mediante la incorporación de fibras de coco

Abstract

Esta investigación evalúa el comportamiento mecánico del concreto reforzado con fibra de coco como material sostenible para la construcción de veredas en el Centro Histórico de Lima, donde el desgaste superficial, la fisuración y la exposición ambiental comprometen la vida útil del pavimento. Por tal razón, el estudio busca determinar el efecto de la incorporación de fibra de coco en proporciones de 0%, 0.5% y 1.0% sobre la resistencia mecánica y la trabajabilidad del concreto, realizando ensayos en estado fresco y endurecido. Además, se caracterizaron los agregados y se elaboraron mezclas con una resistencia objetivo de 210 kg/cm², sometidas a ensayos de slump, temperatura, compresión y flexión. Los resultados muestran que la adición de fibra de coco reduce el asentamiento del slump debido al aumento de la fricción interna y a la capacidad de absorción de agua de las fibras, lo cual afecta la trabajabilidad. Sin embargo, esta reducción no impide obtener mejoras mecánicas cuando se emplea un porcentaje adecuado de fibra. La mezcla con 0.5% alcanzó los mejores valores de resistencia a la compresión y flexión, evidenciando un adecuado control de microfisuras y una distribución uniforme dentro de la mezcla. En contraste, la mezcla con 1.0% presentó disminución de resistencias, asociada al “balling”, aumento de vacíos y pérdida de uniformidad durante el mezclado. Se concluye que la fibra de coco es una alternativa viable, ecológica y de bajo costo para mejorar el desempeño del concreto, siendo 0.5% el porcentaje óptimo en este estudio para aplicaciones en veredas urbanas.

This research evaluates the mechanical behavior of coconut fiber–reinforced concrete as a sustainable material for constructing sidewalks in the Historic Center of Lima, where surface wear, cracking, and environmental exposure compromise pavement durability. The study aims to determine the effect of incorporating coconut fiber in proportions of 0%, 0.5%, and 1.0% on the mechanical strength and workability of concrete, through tests performed in both fresh and hardened states. Additionally, the aggregates were characterized, and mixtures with a target strength of 210 kg/cm² were prepared and subjected to slump, temperature, compressive strength, and flexural strength tests. The results show that the addition of coconut fiber reduces slump due to increased internal friction and the fibers’ water absorption capacity, which affects workability. However, this reduction does not prevent mechanical improvements when an appropriate fiber dosage is used. The mixture containing 0.5% fiber achieved the highest compressive and flexural strength values, demonstrating effective microcrack control and uniform fiber distribution. In contrast, the 1.0% mixture showed decreased strength, associated with fiber balling, increased voids, and loss of uniformity during mixing. The study concludes that coconut fiber is a viable, eco-friendly, and low-cost alternative for improving concrete performance, with 0.5% identified as the optimal dosage for urban sidewalk applications.