Abstract:
This project comparatively analyzes the technical and economic performance of
concretes reinforced with steel and polypropylene fibers in different proportions, using
fracture toughness tests under the EFNARC. The objective is to determine the
viability of these mixtures in civil engineering projects, considering both their strength
and energy absorption capacity, as well as the cost per cubic meter. The hypothesis
is that the appropriate combination of fibers can significantly improve the mechanical
behavior of concrete and prove economically competitive. The justification is based
on the need to provide technical and economic guidelines that promote innovation
and resource optimization in the Ecuadorian construction sector.
For the development of the project, concrete mixtures with different proportions of
steel and polypropylene fibers were prepared and fracture toughness tests were
performed, following the guidelines of the EFNARC regulations. The equipment used
allowed for the recording of load-deflection curves, while the economic analysis was
carried out based on local material prices, allowing for a comparison of production
costs between the proposed mixtures. The results showed differences in energy
absorption capacity and toughness between the dosages evaluated. The combination
of steel fibers and polypropylene was found to offer better mechanical performance
compared to mixtures using a single fiber, although the cost varies depending on the
proportion used.
It is concluded that fiber-reinforced concrete is a viable technical alternative with
potential application in local construction, provided that clear dosage criteria are
defined that balance performance and cost.
Keywords: Reinforced Concrete, Steel Fibers, Polypropylene Fibers, EFNARC,
Technical-Economic Analysis.
Description:
El presente proyecto analiza comparativamente el desempeño técnico y económico
de hormigones reforzados con fibras de acero y polipropileno en diferentes
proporciones, mediante ensayos de tenacidad a la fractura bajo la normativa
EFNARC. El objetivo es determinar la viabilidad de estas mezclas en obras de
ingeniería civil, considerando tanto su resistencia y capacidad de absorción de
energía como el costo por metro cúbico. La hipótesis plantea que la combinación
adecuada de fibras puede mejorar significativamente el comportamiento mecánico
del hormigón y resultar económicamente competitiva. Y cuya justificación se sustenta
en la necesidad de aportar lineamientos técnicos y económicos que favorezcan la
innovación y optimización de recursos en el sector constructivo ecuatoriano.
Para el desarrollo del proyecto se elaboraron mezclas de hormigón con distintas
proporciones de fibras de acero y polipropileno. Se prepararon probetas y se
aplicaron ensayos de tenacidad a la fractura, siguiendo las directrices de la EFNARC.
Los equipos empleados permitieron registrar curvas carga-deflexión, mientras que el
análisis económico se efectuó con base en los precios locales de materiales, lo que
permitió comparar costos de producción entre las mezclas propuestas.
Los resultados obtenidos evidenciaron diferencias en la capacidad de absorción de
energía y en la tenacidad entre las dosificaciones evaluadas. Se identificó que la
combinación de fibras de acero y polipropileno ofrece un mejor desempeño mecánico
en comparación con mezclas que emplean una sola fibra, aunque el costo varía
según la proporción utilizada.
Se concluye que el hormigón reforzado con fibras constituye una alternativa técnica
viable y con potencial de aplicación en el ámbito constructivo local, siempre que se
definan criterios claros de dosificación que equilibren rendimiento y costo.
