RESISTENCIA A CLORUROS EN CONCRETO CON
SUSTITUCIÓN PARCIAL DE AGREGADO FINO POR
ARENA SÍLICA
CHLORIDE RESISTANCE IN CONCRETE WITH PARTIAL
REPLACEMENT OF FINE AGGREGATE BY SILICA SAND
Sara Elsy Vital Hernández
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo – México
Luis Ángel Hernández Acosta
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo – México
Luis Daimir López León
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo - México
pág. 5129
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i2.23542
Resistencia a cloruros en concreto con sustitución parcial de agregado fino
por arena sílica
Sara Elsy Vital Hernández1
vi351973@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0005-0383-7820
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
México
Luis Ángel Hernández Acosta
he358055@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0002-9707-1587
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
México
Luis Daimir López León
luis_lope@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-5871-7707
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
México
RESUMEN
La corrosión del acero de refuerzo inducida por la penetración de iones cloruro es una de las principales
causas de deterioro en estructuras de concreto armado expuestas a ambientes agresivos. En este estudio
se evalúa la influencia de la sustitución parcial del agregado fino por arena sílica (AS) en la resistencia
a la penetración de cloruros del concreto hidráulico. Se diseñaron mezclas con contenidos de AS del 5
%, 10 % y 15 %, con el objetivo de analizar su efecto en la compacidad de la matriz cementante y la
durabilidad del material. La caracterización de materiales se realizó mediante análisis físico y
granulométrico, y el diseño de mezclas conforme a ACI 211.1. La elaboración y curado de especímenes
se efectuó según NMX-C-156-ONNCCE/2010, mientras que la resistencia a la compresión se evaluó
conforme a NMX-C-155-ONNCCE/2014. La resistencia a la penetración de cloruros se determinó
mediante exposición acelerada en cámara de niebla salina conforme a ASTM B117.Los resultados
indican que la incorporación de arena sílica mejora la densificación de la matriz cementante, reduciendo
la permeabilidad y la difusión de cloruros. La mezcla con 10 % de AS presentó el mejor desempeño en
términos de resistencia mecánica y durabilidad.
Palabras Clave: concreto armado, resistencia a la corrosión, arena de sílica, cloruros, durabilidad
1 Autor Principal
Correspondencia: vi351973@uaeh.edu.mx
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i2.23542
Resistencia a cloruros en concreto con sustitución parcial de agregado fino
por arena sílica
Sara Elsy Vital Hernández1
vi351973@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0005-0383-7820
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
México
Luis Ángel Hernández Acosta
he358055@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0002-9707-1587
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
México
Luis Daimir López León
luis_lope@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-5871-7707
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
México
RESUMEN
La corrosión del acero de refuerzo inducida por la penetración de iones cloruro es una de las principales
causas de deterioro en estructuras de concreto armado expuestas a ambientes agresivos. En este estudio
se evalúa la influencia de la sustitución parcial del agregado fino por arena sílica (AS) en la resistencia
a la penetración de cloruros del concreto hidráulico. Se diseñaron mezclas con contenidos de AS del 5
%, 10 % y 15 %, con el objetivo de analizar su efecto en la compacidad de la matriz cementante y la
durabilidad del material. La caracterización de materiales se realizó mediante análisis físico y
granulométrico, y el diseño de mezclas conforme a ACI 211.1. La elaboración y curado de especímenes
se efectuó según NMX-C-156-ONNCCE/2010, mientras que la resistencia a la compresión se evaluó
conforme a NMX-C-155-ONNCCE/2014. La resistencia a la penetración de cloruros se determinó
mediante exposición acelerada en cámara de niebla salina conforme a ASTM B117.Los resultados
indican que la incorporación de arena sílica mejora la densificación de la matriz cementante, reduciendo
la permeabilidad y la difusión de cloruros. La mezcla con 10 % de AS presentó el mejor desempeño en
términos de resistencia mecánica y durabilidad.
Palabras Clave: concreto armado, resistencia a la corrosión, arena de sílica, cloruros, durabilidad
1 Autor Principal
Correspondencia: vi351973@uaeh.edu.mx
pág. 5130
Chloride resistance in concrete with partial replacement of fine aggregate by
silica sand
ABSTRACT
Corrosion of reinforcing steel induced by chloride ion penetration is one of the main causes of
deterioration in reinforced concrete structures exposed to aggressive environments. This study evaluates
the influence of partial replacement of fine aggregate with silica sand (SS) on the resistance to chloride
penetration of hydraulic concrete. Concrete mixtures were designed with 5%, 10%, and 15% silica sand
to analyze their effect on the compactness of the cementitious matrix and material durability. Materials
were characterized through physical and granulometric analysis, and mix design was carried out
according to ACI 211.1. Specimen preparation and curing followed NMX-C-156-ONNCCE/2010,
while compressive strength was evaluated in accordance with NMX-C-155-ONNCCE/2014. Resistance
to chloride penetration was assessed through accelerated exposure in a salt spray chamber following
ASTM B117. Results indicate that silica sand incorporation enhances matrix densification, reducing
permeability and chloride diffusion. The mixture with 10% silica sand showed the best overall
performance in terms of mechanical strength and durability.
Keywords: Reinforced concrete, corrosion resistance, silica sand, chlorides, durability
Artículo recibido: 15 febrero 2025
Aceptado para publicación: 15 marzo 2026
Chloride resistance in concrete with partial replacement of fine aggregate by
silica sand
ABSTRACT
Corrosion of reinforcing steel induced by chloride ion penetration is one of the main causes of
deterioration in reinforced concrete structures exposed to aggressive environments. This study evaluates
the influence of partial replacement of fine aggregate with silica sand (SS) on the resistance to chloride
penetration of hydraulic concrete. Concrete mixtures were designed with 5%, 10%, and 15% silica sand
to analyze their effect on the compactness of the cementitious matrix and material durability. Materials
were characterized through physical and granulometric analysis, and mix design was carried out
according to ACI 211.1. Specimen preparation and curing followed NMX-C-156-ONNCCE/2010,
while compressive strength was evaluated in accordance with NMX-C-155-ONNCCE/2014. Resistance
to chloride penetration was assessed through accelerated exposure in a salt spray chamber following
ASTM B117. Results indicate that silica sand incorporation enhances matrix densification, reducing
permeability and chloride diffusion. The mixture with 10% silica sand showed the best overall
performance in terms of mechanical strength and durability.
Keywords: Reinforced concrete, corrosion resistance, silica sand, chlorides, durability
Artículo recibido: 15 febrero 2025
Aceptado para publicación: 15 marzo 2026
pág. 5131
INTRODUCCIÓN
El concreto hidráulico es uno de los materiales más utilizados en la construcción moderna debido a su
elevada resistencia mecánica, durabilidad y capacidad de adaptarse a diversas configuraciones
estructurales. (Sánchez de Guzmán, 2001). Estas características han favorecido su aplicación en
infraestructura vial, edificaciones y obras civiles de gran escala. En muchas aplicaciones estructurales,
el concreto se emplea en conjunto con acero de refuerzo para conformar el concreto armado, material
compuesto en el que el concreto resiste principalmente esfuerzos de compresión mientras que el acero
absorbe las tensiones, generando un sistema estructural eficiente. Sin embargo, el desempeño a largo
plazo de estas estructuras depende en gran medida de su durabilidad y de la capacidad del concreto para
limitar la penetración de agentes agresivos presentes en el ambiente (Villao Vera, 2021).
Entre los principales mecanismos de deterioro del concreto armado destaca la penetración de iones de
cloruro, especialmente en estructuras expuestas a aerosoles salinos (Guerra Mera, Puig Martínez,
Castañeda Valdés, & Banque Campozano, 2023). Estos iones pueden difundirse a través de la red porosa
del concreto hasta alcanzar el acero de refuerzo, provocando la desestabilización de la capa pasiva que
lo protege e iniciando el proceso de corrosión (Villao Vera, 2021). Como consecuencia de este proceso
electroquímico, se generan compuestos de óxido que inducen presiones internas en el concreto
circundante, lo que favorece la aparición de fisuras, el desprendimiento del recubrimiento y el deterioro
progresivo del elemento estructural (Garcés Terradillos, Climent, Ángel, Carmona, & Sánchez Rojas,
2021). Este fenómeno representa uno de los problemas más relevantes para la durabilidad de la
infraestructura, debido a que incrementa significativamente los costos de mantenimiento y
rehabilitación.
Por otro lado, la velocidad de penetración de los cloruros se encuentra estrechamente relacionada con la
microestructura del concreto, particularmente con la porosidad, la conectividad de los poros capilares y
la relación agua-cemento utilizada en el diseño de la mezcla. Una matriz más densa reduce la difusión
de agentes agresivos y mejora la durabilidad del material (Flores Huamán & Noriega Guzmán, 2024).
Por esta razón, la incorporación de adiciones minerales se ha consolidado como una estrategia para
optimizar las propiedades del concreto y disminuir su permeabilidad (Omen-Bolaños, 2021).
Dentro de estas alternativas, la arena sílica destaca por su elevada pureza de dióxido de silicio (SiO₂) y
INTRODUCCIÓN
El concreto hidráulico es uno de los materiales más utilizados en la construcción moderna debido a su
elevada resistencia mecánica, durabilidad y capacidad de adaptarse a diversas configuraciones
estructurales. (Sánchez de Guzmán, 2001). Estas características han favorecido su aplicación en
infraestructura vial, edificaciones y obras civiles de gran escala. En muchas aplicaciones estructurales,
el concreto se emplea en conjunto con acero de refuerzo para conformar el concreto armado, material
compuesto en el que el concreto resiste principalmente esfuerzos de compresión mientras que el acero
absorbe las tensiones, generando un sistema estructural eficiente. Sin embargo, el desempeño a largo
plazo de estas estructuras depende en gran medida de su durabilidad y de la capacidad del concreto para
limitar la penetración de agentes agresivos presentes en el ambiente (Villao Vera, 2021).
Entre los principales mecanismos de deterioro del concreto armado destaca la penetración de iones de
cloruro, especialmente en estructuras expuestas a aerosoles salinos (Guerra Mera, Puig Martínez,
Castañeda Valdés, & Banque Campozano, 2023). Estos iones pueden difundirse a través de la red porosa
del concreto hasta alcanzar el acero de refuerzo, provocando la desestabilización de la capa pasiva que
lo protege e iniciando el proceso de corrosión (Villao Vera, 2021). Como consecuencia de este proceso
electroquímico, se generan compuestos de óxido que inducen presiones internas en el concreto
circundante, lo que favorece la aparición de fisuras, el desprendimiento del recubrimiento y el deterioro
progresivo del elemento estructural (Garcés Terradillos, Climent, Ángel, Carmona, & Sánchez Rojas,
2021). Este fenómeno representa uno de los problemas más relevantes para la durabilidad de la
infraestructura, debido a que incrementa significativamente los costos de mantenimiento y
rehabilitación.
Por otro lado, la velocidad de penetración de los cloruros se encuentra estrechamente relacionada con la
microestructura del concreto, particularmente con la porosidad, la conectividad de los poros capilares y
la relación agua-cemento utilizada en el diseño de la mezcla. Una matriz más densa reduce la difusión
de agentes agresivos y mejora la durabilidad del material (Flores Huamán & Noriega Guzmán, 2024).
Por esta razón, la incorporación de adiciones minerales se ha consolidado como una estrategia para
optimizar las propiedades del concreto y disminuir su permeabilidad (Omen-Bolaños, 2021).
Dentro de estas alternativas, la arena sílica destaca por su elevada pureza de dióxido de silicio (SiO₂) y
pág. 5132
su granulometría fina, características que permiten que actúe como un relleno microestructural dentro
de la matriz cementicia, contribuyendo a reducir la conectividad de los poros capilares y limitar la
difusión de iones cloruro (Castañeda, y otros, 2021). No obstante, aún existe la necesidad de evaluar de
manera sistemática la influencia de la incorporación de arena sílica sobre la permeabilidad del concreto
bajo condiciones que simulen ambientes agresivos reales.
En este contexto, la presente investigación tiene como objetivo evaluar la influencia de la incorporación
de arena sílica en proporciones de 5%, 10% y 15% en la mezcla de concreto hidráulico, analizando los
cambios que dicha adición genera en su permeabilidad cuando el material es expuesto a un ambiente
salino mediante aspersión controlada, con el fin de determinar su influencia en la resistencia a la
penetración de cloruros y aportar información técnica para el diseño de mezclas de concreto con mayor
durabilidad en ambientes corrosivos.
METODOLOGÍA
Caracterización Físico-Química de los Materiales
Arena Sílica (AS) como Refinador Microestructural
La arena sílica (AS) empleada en este estudio se define como un compuesto inorgánico derivado de la
combinación de silicio y oxígeno, cristalizado predominantemente en forma de cuarzo. Este material es
producto de procesos geológicos de intemperismo y erosión, seguidos de técnicas industriales de
refinación que garantizan una alta pureza química (Moraño Rodríguez, Guillén Viñas, Martínez
Alarcón, Martínez Alarcón, & Díaz Hospital, 2011). Su constitución principal es el dióxido de silicio
(SiO2), un mineral cuya dureza y estabilidad térmica resultan fundamentales en aplicaciones que
enfrentan esfuerzos de abrasión y ciclos térmicos severos (Giménez & Diaz, 2024).
Desde una perspectiva reológica, la AS destaca por su distribución granulométrica uniforme. Esta
característica es crítica para la optimización del empaquetamiento granular en la matriz cementicia,
permitiendo que las partículas más finas ocupen los vacíos intersticiales entre los agregados
convencionales, actuando, así como un filler físico que mejora la densidad del material (Lora-Urías,
Alvarado-Fierro, Soto-Grijalva, & Hernández-Zamora, 2025).
su granulometría fina, características que permiten que actúe como un relleno microestructural dentro
de la matriz cementicia, contribuyendo a reducir la conectividad de los poros capilares y limitar la
difusión de iones cloruro (Castañeda, y otros, 2021). No obstante, aún existe la necesidad de evaluar de
manera sistemática la influencia de la incorporación de arena sílica sobre la permeabilidad del concreto
bajo condiciones que simulen ambientes agresivos reales.
En este contexto, la presente investigación tiene como objetivo evaluar la influencia de la incorporación
de arena sílica en proporciones de 5%, 10% y 15% en la mezcla de concreto hidráulico, analizando los
cambios que dicha adición genera en su permeabilidad cuando el material es expuesto a un ambiente
salino mediante aspersión controlada, con el fin de determinar su influencia en la resistencia a la
penetración de cloruros y aportar información técnica para el diseño de mezclas de concreto con mayor
durabilidad en ambientes corrosivos.
METODOLOGÍA
Caracterización Físico-Química de los Materiales
Arena Sílica (AS) como Refinador Microestructural
La arena sílica (AS) empleada en este estudio se define como un compuesto inorgánico derivado de la
combinación de silicio y oxígeno, cristalizado predominantemente en forma de cuarzo. Este material es
producto de procesos geológicos de intemperismo y erosión, seguidos de técnicas industriales de
refinación que garantizan una alta pureza química (Moraño Rodríguez, Guillén Viñas, Martínez
Alarcón, Martínez Alarcón, & Díaz Hospital, 2011). Su constitución principal es el dióxido de silicio
(SiO2), un mineral cuya dureza y estabilidad térmica resultan fundamentales en aplicaciones que
enfrentan esfuerzos de abrasión y ciclos térmicos severos (Giménez & Diaz, 2024).
Desde una perspectiva reológica, la AS destaca por su distribución granulométrica uniforme. Esta
característica es crítica para la optimización del empaquetamiento granular en la matriz cementicia,
permitiendo que las partículas más finas ocupen los vacíos intersticiales entre los agregados
convencionales, actuando, así como un filler físico que mejora la densidad del material (Lora-Urías,
Alvarado-Fierro, Soto-Grijalva, & Hernández-Zamora, 2025).
pág. 5133
Figura 1. Arena sílica utilizada como aditivo en la mezcla de concreto hidráulico
Concreto Hidráulico y Criterios de Durabilidad
El concreto hidráulico se concibió como un sistema compuesto multifásico (aglomerante, agregados y
agua). La elección de un pavimento rígido sobre alternativas flexibles se fundamenta en su módulo de
elasticidad superior, lo que garantiza una distribución de presiones más eficiente hacia las capas
inferiores de la estructura vial. Esta capacidad de disipación de carga minimiza la dependencia del
sistema respecto a la calidad de las terracerías y previene deformaciones permanentes por efectos de
tráfico pesado, frenado y circulación constante (Loza Delgado & Machacca Ccalloquispe, 2022).
Asimismo, la baja permeabilidad intrínseca de estas mezclas resulta vital para resistir la degradación
por derrames de hidrocarburos y la exposición a gradientes térmicos elevados (Ortiz Lozano, Aguado
de Cea, Zermeño de León, & Alonso Farrera, 2007).
Análisis granulométrico de los agregados
Previo a la preparación de la mezcla, los materiales pétreos finos y gruesos se clasificaron mediante
análisis granulométrico por cribado, de acuerdo con los lineamientos establecidos en la norma N-CMT-
4-06-0001/19, de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, con el propósito de determinar la
distribución del tamaño de las partículas presentes en los materiales y verificar su idoneidad para su
utilización en la mezcla de concreto. Para el agregado fino se utilizaron los tamices No. 4, 8, 16, 30, 50,
100 y 200 (Figura 2 y 3), mediante los cuales se determinó el porcentaje del material retenido en cada
uno de ellos (Tabla 1).
Figura 1. Arena sílica utilizada como aditivo en la mezcla de concreto hidráulico
Concreto Hidráulico y Criterios de Durabilidad
El concreto hidráulico se concibió como un sistema compuesto multifásico (aglomerante, agregados y
agua). La elección de un pavimento rígido sobre alternativas flexibles se fundamenta en su módulo de
elasticidad superior, lo que garantiza una distribución de presiones más eficiente hacia las capas
inferiores de la estructura vial. Esta capacidad de disipación de carga minimiza la dependencia del
sistema respecto a la calidad de las terracerías y previene deformaciones permanentes por efectos de
tráfico pesado, frenado y circulación constante (Loza Delgado & Machacca Ccalloquispe, 2022).
Asimismo, la baja permeabilidad intrínseca de estas mezclas resulta vital para resistir la degradación
por derrames de hidrocarburos y la exposición a gradientes térmicos elevados (Ortiz Lozano, Aguado
de Cea, Zermeño de León, & Alonso Farrera, 2007).
Análisis granulométrico de los agregados
Previo a la preparación de la mezcla, los materiales pétreos finos y gruesos se clasificaron mediante
análisis granulométrico por cribado, de acuerdo con los lineamientos establecidos en la norma N-CMT-
4-06-0001/19, de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, con el propósito de determinar la
distribución del tamaño de las partículas presentes en los materiales y verificar su idoneidad para su
utilización en la mezcla de concreto. Para el agregado fino se utilizaron los tamices No. 4, 8, 16, 30, 50,
100 y 200 (Figura 2 y 3), mediante los cuales se determinó el porcentaje del material retenido en cada
uno de ellos (Tabla 1).
pág. 5134
Este procedimiento permitió evaluar la distribución de tamaños de partículas y asegurar que el agregado
presentara una gradación adecuada para contribuir a la compacidad y estabilidad de la mezcla de
concreto.
Tabla 1. Resultados del análisis granulométrico del agregado fino
Agregados Finos
Tamiz
1° Muestra 2° Muestra 3° Muestra Suma
Porcentaje
de
retención
total
(Kg)
> 200 0.001 0.001 0.001 0.003 0.037
#200 0.001 0.001 0.001 0.003 0.037
#100 0.021 0.430 0.390 0.841 10.489
#50 0.228 0.233 0.229 0.690 8.606
#30 0.325 0.351 0.377 1.053 13.133
#16 0.497 0.502 0.511 1.510 18.833
Figura 2. Proceso de tamizado para el análisis
granulométrico de agregados finos.
Fuente: elaboración propia.
Figura 3. Tamices utilizados para la
clasificación de agregados finos.
Fuente: elaboración propia.
Este procedimiento permitió evaluar la distribución de tamaños de partículas y asegurar que el agregado
presentara una gradación adecuada para contribuir a la compacidad y estabilidad de la mezcla de
concreto.
Tabla 1. Resultados del análisis granulométrico del agregado fino
Agregados Finos
Tamiz
1° Muestra 2° Muestra 3° Muestra Suma
Porcentaje
de
retención
total
(Kg)
> 200 0.001 0.001 0.001 0.003 0.037
#200 0.001 0.001 0.001 0.003 0.037
#100 0.021 0.430 0.390 0.841 10.489
#50 0.228 0.233 0.229 0.690 8.606
#30 0.325 0.351 0.377 1.053 13.133
#16 0.497 0.502 0.511 1.510 18.833
Figura 2. Proceso de tamizado para el análisis
granulométrico de agregados finos.
Fuente: elaboración propia.
Figura 3. Tamices utilizados para la
clasificación de agregados finos.
Fuente: elaboración propia.
pág. 5135
#8 1.155 1.186 1.174 3.515 43.839
#4 0.113 0.140 0.150 0.403 5.026
Total 2.341 2.844 2.833 8.018 100
De manera similar, el agregado grueso fue sometido al mismo procedimiento de tamizado, utilizando
los tamices No. 1”, ¾”, ½”, 3/8” y ¼” (Figura 4), con el objetivo de determinar la distribución de
tamaños de partícula del material (Tabla 2).
Tabla 2. Resultados del análisis granulométrico del agregado grueso
Agregados Gruesos
Tamiz
1° Muestra 2° Muestra 3° Muestra Suma
Porcentaje
de
retención
total
(Kg)
1" 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
3/4" 0.780 0.811 0.796 2.387 22.290
Figura 4. Proceso de tamizado para el análisis
granulométrico de agregados gruesos.
Fuente: elaboración propia.
#8 1.155 1.186 1.174 3.515 43.839
#4 0.113 0.140 0.150 0.403 5.026
Total 2.341 2.844 2.833 8.018 100
De manera similar, el agregado grueso fue sometido al mismo procedimiento de tamizado, utilizando
los tamices No. 1”, ¾”, ½”, 3/8” y ¼” (Figura 4), con el objetivo de determinar la distribución de
tamaños de partícula del material (Tabla 2).
Tabla 2. Resultados del análisis granulométrico del agregado grueso
Agregados Gruesos
Tamiz
1° Muestra 2° Muestra 3° Muestra Suma
Porcentaje
de
retención
total
(Kg)
1" 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
3/4" 0.780 0.811 0.796 2.387 22.290
Figura 4. Proceso de tamizado para el análisis
granulométrico de agregados gruesos.
Fuente: elaboración propia.
pág. 5136
1/2" 0.358 0.330 0.345 1.033 9.646
3/8" 0.315 0.318 0.300 0.933 8.712
1/4" 1.279 1.357 1.290 3.926 36.661
<1/4" 0.843 0.840 0.747 2.430 22.691
Total 3.575 3.656 3.478 10.709 100
Diseño de la Mezcla de Concreto
Se realizó el diseñó de una mezcla de concreto convencional con una resistencia a la compresión
especifica de un f’c = 250 kg/cm2, empleando cemento Portland Tipo I, material de uso común para la
construcción de pavimentos y elementos estructurales de concreto hidráulico. La dosificación de la
mezcla se determinó conforme a los lineamientos establecidos en la norma NMX-C-155-
ONNCCE/2014, considerando las características de los agregados y la resistencia de diseño requerida.
Como parte de la metodología experimental, se incorporó arena sílica como adición al agregado fino,
evaluando contenidos del 5%, 10% y 15% en proporción al peso del agregado fino. Esta adición se
implementó con el propósito de analizar su influencia en el comportamiento del concreto hidráulico,
particularmente en su resistencia a la compresión y en la penetración de agentes salinos.
Con base en estos criterios se establecieron las proporciones correspondientes de cemento, agregado
fino, agregado grueso y agua para la preparación del concreto (Tabla 3). Dicha mezcla fue elaborada
con el propósito de obtener 24 especímenes cilíndricos de concreto, distribuidos en cuatro grupos: 8
especímenes correspondientes a la mezcla control (0 % de adición de arena sílica), 8 con 5 %, 8 con 10
% y 8 con 15 % de adición de arena sílica, porcentajes calculados con respecto al peso del agregado
fino. De los cuales, 12 especímenes fueron destinados a la prueba de resistencia a la compresión,
mientras que los 12 restantes se utilizaron para evaluar el comportamiento del acero de refuerzo en
concreto expuesto a ambientes salinos mediante aspersión.
Tabla 3. Proporciones de materiales para la elaboración de cilindros de concreto
Dosificaciones de concreto hidráulico
Cantidad
1/2" 0.358 0.330 0.345 1.033 9.646
3/8" 0.315 0.318 0.300 0.933 8.712
1/4" 1.279 1.357 1.290 3.926 36.661
<1/4" 0.843 0.840 0.747 2.430 22.691
Total 3.575 3.656 3.478 10.709 100
Diseño de la Mezcla de Concreto
Se realizó el diseñó de una mezcla de concreto convencional con una resistencia a la compresión
especifica de un f’c = 250 kg/cm2, empleando cemento Portland Tipo I, material de uso común para la
construcción de pavimentos y elementos estructurales de concreto hidráulico. La dosificación de la
mezcla se determinó conforme a los lineamientos establecidos en la norma NMX-C-155-
ONNCCE/2014, considerando las características de los agregados y la resistencia de diseño requerida.
Como parte de la metodología experimental, se incorporó arena sílica como adición al agregado fino,
evaluando contenidos del 5%, 10% y 15% en proporción al peso del agregado fino. Esta adición se
implementó con el propósito de analizar su influencia en el comportamiento del concreto hidráulico,
particularmente en su resistencia a la compresión y en la penetración de agentes salinos.
Con base en estos criterios se establecieron las proporciones correspondientes de cemento, agregado
fino, agregado grueso y agua para la preparación del concreto (Tabla 3). Dicha mezcla fue elaborada
con el propósito de obtener 24 especímenes cilíndricos de concreto, distribuidos en cuatro grupos: 8
especímenes correspondientes a la mezcla control (0 % de adición de arena sílica), 8 con 5 %, 8 con 10
% y 8 con 15 % de adición de arena sílica, porcentajes calculados con respecto al peso del agregado
fino. De los cuales, 12 especímenes fueron destinados a la prueba de resistencia a la compresión,
mientras que los 12 restantes se utilizaron para evaluar el comportamiento del acero de refuerzo en
concreto expuesto a ambientes salinos mediante aspersión.
Tabla 3. Proporciones de materiales para la elaboración de cilindros de concreto
Dosificaciones de concreto hidráulico
Cantidad
pág. 5137
Materiales 1 cilindro
Resistencia a la compresión
(12 cilindros)
Penetración
de agentes
salinos
(12
cilindros)
Cemento
(kg)
0.847 10.164 10.164
Agregado
fino (kg)
0.535 6.420 6.420
Agregado
grueso (kg)
0.360 4.320 4.320
Agua (lts) 0.312 3.744 3.744
Pruebas de calidad del concreto fresco
Se realizó el ensayo de revenimiento conforme a lo establecido en la norma N-CMT.2-02-005/04,
emitida por la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes, la cual define el
procedimiento para determinar la consistencia del concreto en estado fresco mediante el Cono de
Abrahams, así como los criterios para su evaluación. La prueba se ejecutó inmediatamente después del
mezclado, a fin de asegurar que las mediciones correspondieran a condiciones representativas del
material (Figura 5).
Figura 5. Proceso de prueba de revenimiento
Fuente: elaboración propia.
Materiales 1 cilindro
Resistencia a la compresión
(12 cilindros)
Penetración
de agentes
salinos
(12
cilindros)
Cemento
(kg)
0.847 10.164 10.164
Agregado
fino (kg)
0.535 6.420 6.420
Agregado
grueso (kg)
0.360 4.320 4.320
Agua (lts) 0.312 3.744 3.744
Pruebas de calidad del concreto fresco
Se realizó el ensayo de revenimiento conforme a lo establecido en la norma N-CMT.2-02-005/04,
emitida por la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes, la cual define el
procedimiento para determinar la consistencia del concreto en estado fresco mediante el Cono de
Abrahams, así como los criterios para su evaluación. La prueba se ejecutó inmediatamente después del
mezclado, a fin de asegurar que las mediciones correspondieran a condiciones representativas del
material (Figura 5).
Figura 5. Proceso de prueba de revenimiento
Fuente: elaboración propia.
pág. 5138
Como procedimiento, se colocó el molde troncocónico sobre una superficie rígida, nivelada y no
absorbente, procedimiento a su llenado en tres capas de igual volumen, de las cuales, cada capa fue
consolidada mediante 25 penetraciones uniformemente distribuidas en la sección transversal. Una vez
enrasada la superficie superior, el molde se retiró verticalmente, evitando alteraciones en el asentamiento
natural del espécimen.
El revenimiento registrado fue de 9.1 cm, de acuerdo con la tabla de valores nominales establecida con
norma, este resultado corresponde a una consistencia media, compatible con el diseño de mezcla
propuesto, y evidencia una adecuada relación entre fluidez y cohesión, sin indicios de segregación o
exudación durante el ensayo.
Prueba de Resistencia a la Compresión
La validación mecánica de los especímenes se realizó mediante la prueba de resistencia a la compresión
axial siguiendo la norma N-CMT-2-02-005/04. El procedimiento incluyó un periodo de curado bajo
condiciones higrotérmicas controladas para maximizar la hidratación de los especímenes. Tras
completar el periodo de curado estándar de 7, 15 y 28 días respectivamente, los especímenes fueron
retirados para su preparación superficial. Con el fin de garantizar una distribución de carga uniforme y
evitar fluctuaciones de los resultados, se procedió al encabezado o nivelación de las caras paralelas
mediante almohadillas de neopreno siguiendo los lineamientos de la norma ASTM C617. Este paso es
crítico para asegurar que el esfuerzo de compresión se aplique de manera perpendicular al eje
longitudinal del cilindro. Posteriormente, los cilindros fueron ensayados en una prensa hidráulica
universal aplicando una carga constante.
La medición de la carga máxima antes de la falla estructural proporcionó el dato de esfuerzo último,
permitiendo comparar la eficiencia mecánica de la arena sílica frente al concreto convencional. Este
ensayo es el indicador principal de la idoneidad del material para resistir las solicitaciones mecánicas
reales en infraestructura civil y vial.
Configuración de los Especímenes de Concreto Armado
Con el fin de reproducir el comportamiento de un elemento de concreto armado en condiciones reales
de servicio, se fabricaron 12 especímenes cilíndricos con una barra de acero de refuerzo embebida de
3/4" (19.1 mm) de diámetro (Figura 6, 7, 8 y 9). La barra fue colocada longitudinalmente de manera
Como procedimiento, se colocó el molde troncocónico sobre una superficie rígida, nivelada y no
absorbente, procedimiento a su llenado en tres capas de igual volumen, de las cuales, cada capa fue
consolidada mediante 25 penetraciones uniformemente distribuidas en la sección transversal. Una vez
enrasada la superficie superior, el molde se retiró verticalmente, evitando alteraciones en el asentamiento
natural del espécimen.
El revenimiento registrado fue de 9.1 cm, de acuerdo con la tabla de valores nominales establecida con
norma, este resultado corresponde a una consistencia media, compatible con el diseño de mezcla
propuesto, y evidencia una adecuada relación entre fluidez y cohesión, sin indicios de segregación o
exudación durante el ensayo.
Prueba de Resistencia a la Compresión
La validación mecánica de los especímenes se realizó mediante la prueba de resistencia a la compresión
axial siguiendo la norma N-CMT-2-02-005/04. El procedimiento incluyó un periodo de curado bajo
condiciones higrotérmicas controladas para maximizar la hidratación de los especímenes. Tras
completar el periodo de curado estándar de 7, 15 y 28 días respectivamente, los especímenes fueron
retirados para su preparación superficial. Con el fin de garantizar una distribución de carga uniforme y
evitar fluctuaciones de los resultados, se procedió al encabezado o nivelación de las caras paralelas
mediante almohadillas de neopreno siguiendo los lineamientos de la norma ASTM C617. Este paso es
crítico para asegurar que el esfuerzo de compresión se aplique de manera perpendicular al eje
longitudinal del cilindro. Posteriormente, los cilindros fueron ensayados en una prensa hidráulica
universal aplicando una carga constante.
La medición de la carga máxima antes de la falla estructural proporcionó el dato de esfuerzo último,
permitiendo comparar la eficiencia mecánica de la arena sílica frente al concreto convencional. Este
ensayo es el indicador principal de la idoneidad del material para resistir las solicitaciones mecánicas
reales en infraestructura civil y vial.
Configuración de los Especímenes de Concreto Armado
Con el fin de reproducir el comportamiento de un elemento de concreto armado en condiciones reales
de servicio, se fabricaron 12 especímenes cilíndricos con una barra de acero de refuerzo embebida de
3/4" (19.1 mm) de diámetro (Figura 6, 7, 8 y 9). La barra fue colocada longitudinalmente de manera
pág. 5139
concéntrica respecto al eje del cilindro, garantizando un recubrimiento uniforme en todo su perímetro.
Los especímenes se distribuyeron en cuatro grupos experimentales correspondientes a sustituciones
parciales de arena natural por arena sílica en proporciones de 0%, 5%, 10% y 15%, con tres especímenes
por cada dosificación. Esta configuración permitió evaluar comparativamente la influencia del
contenido de arena sílica en el comportamiento electroquímico del acero embebido bajo condiciones de
exposición a cloruros.
Ensayo de exposición acelerada a ambientes salinos por aspersión
Los especímenes fueron sometidos a un proceso de exposición acelerada bajo los lineamientos de la
norma ASTM B117 de ASTM Internacional, la cual establece el método para la generación controlada
de niebla salina con fines de corrosión en materiales metálicos (Figura 10), la exposición se realizó
Figura 6. Espécimen de concreto armado (0% de
arena sílica). Fuente: elaboración propia.
Figura 7. Espécimen de concreto armado (5% de
arena sílica). Fuente: elaboración propia.
Figura 8. Espécimen de concreto armado (10% de
arena sílica). Fuente: elaboración propia.
Figura 9. Espécimen de concreto armado (15% de
arena sílica). Fuente: elaboración propia.
concéntrica respecto al eje del cilindro, garantizando un recubrimiento uniforme en todo su perímetro.
Los especímenes se distribuyeron en cuatro grupos experimentales correspondientes a sustituciones
parciales de arena natural por arena sílica en proporciones de 0%, 5%, 10% y 15%, con tres especímenes
por cada dosificación. Esta configuración permitió evaluar comparativamente la influencia del
contenido de arena sílica en el comportamiento electroquímico del acero embebido bajo condiciones de
exposición a cloruros.
Ensayo de exposición acelerada a ambientes salinos por aspersión
Los especímenes fueron sometidos a un proceso de exposición acelerada bajo los lineamientos de la
norma ASTM B117 de ASTM Internacional, la cual establece el método para la generación controlada
de niebla salina con fines de corrosión en materiales metálicos (Figura 10), la exposición se realizó
Figura 6. Espécimen de concreto armado (0% de
arena sílica). Fuente: elaboración propia.
Figura 7. Espécimen de concreto armado (5% de
arena sílica). Fuente: elaboración propia.
Figura 8. Espécimen de concreto armado (10% de
arena sílica). Fuente: elaboración propia.
Figura 9. Espécimen de concreto armado (15% de
arena sílica). Fuente: elaboración propia.
pág. 5140
mediante aspersión periódica de solución salina sobre la superficie de los cilindros de concreto armado,
manteniendo condiciones constantes de humectación durante un período de 45 días. Este procedimiento
permitió simular un ambiente con presencia continua de cloruros, favoreciendo su ingreso a través del
recubrimiento de concreto hasta alcanzar la interfase acero-concreto.
La acción sostenida del agente agresivo promovió la acumulación progresiva de iones cloruro en la
matriz cementicia, generando condiciones propicias para la despasivación del acero de refuerzo. De esta
manera, se aceleró el proceso de corrosión y se hizo posible evaluar comparativamente el desempeño
de las mezclas con diferentes porcentajes de arena sílica bajo condiciones representativas de ambiente
marino.
Figura 10. Cámara de aspersión salina
Monitoreo de Potenciales de Media Celda
La probabilidad de corrosión del acero de refuerzo se evaluó mediante la técnica de Potencial de Media
Celda, siguiendo los lineamientos de la normativa ASTM C876. El sistema de medición consistió en un
electrodo de referencia de Cobre/Sulfato de Cobre (Cu/CuSO4) conectado a un voltímetro de alta
impedancia, cerrando el circuito eléctrico con el acero de refuerzo expuesto en un extremo del
espécimen.
Interpretación de la Termodinámica de Corrosión
El protocolo de medición se realizó de forma sistemática para registrar la evolución del potencial de
corrosión (Ecorr) a lo largo del tiempo de exposición (45 días). La importancia de este ensayo radica
en su capacidad para identificar el momento exacto en que la concentración de agentes agresivos en la
interfaz acero-concreto es suficiente para desestabilizar la capa protectora de óxido (capa pasivante).
mediante aspersión periódica de solución salina sobre la superficie de los cilindros de concreto armado,
manteniendo condiciones constantes de humectación durante un período de 45 días. Este procedimiento
permitió simular un ambiente con presencia continua de cloruros, favoreciendo su ingreso a través del
recubrimiento de concreto hasta alcanzar la interfase acero-concreto.
La acción sostenida del agente agresivo promovió la acumulación progresiva de iones cloruro en la
matriz cementicia, generando condiciones propicias para la despasivación del acero de refuerzo. De esta
manera, se aceleró el proceso de corrosión y se hizo posible evaluar comparativamente el desempeño
de las mezclas con diferentes porcentajes de arena sílica bajo condiciones representativas de ambiente
marino.
Figura 10. Cámara de aspersión salina
Monitoreo de Potenciales de Media Celda
La probabilidad de corrosión del acero de refuerzo se evaluó mediante la técnica de Potencial de Media
Celda, siguiendo los lineamientos de la normativa ASTM C876. El sistema de medición consistió en un
electrodo de referencia de Cobre/Sulfato de Cobre (Cu/CuSO4) conectado a un voltímetro de alta
impedancia, cerrando el circuito eléctrico con el acero de refuerzo expuesto en un extremo del
espécimen.
Interpretación de la Termodinámica de Corrosión
El protocolo de medición se realizó de forma sistemática para registrar la evolución del potencial de
corrosión (Ecorr) a lo largo del tiempo de exposición (45 días). La importancia de este ensayo radica
en su capacidad para identificar el momento exacto en que la concentración de agentes agresivos en la
interfaz acero-concreto es suficiente para desestabilizar la capa protectora de óxido (capa pasivante).
pág. 5141
Los datos obtenidos se categorizaron según los umbrales de la norma ASTM C876, donde los valores
más negativos que -350 mV (para electrodo Cu/CuSO4) indican una probabilidad de corrosión superior
al 90%. Al contrastar los potenciales entre los diferentes grupos (0%, 5%, 10% y 15% de AS), se pudo
determinar la eficacia de la arena de sílica como una barrera física que retrasa la transición del acero de
un estado pasivo a uno activo, prolongando así el periodo de iniciación de la corrosión.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La evaluación mecánica se realizó empleando una prensa hidráulica universal con capacidad de 2000
kN, calibrada bajo estándares internacionales. El procedimiento se rigió por la normativa N-CMT-2-02-
005/04. Cada espécimen se colocó concéntricamente en el bloque de carga inferior, aplicando una tasa
de carga continua y controlada hasta alcanzar la falla estructural.
El promedio de los resultados obtenidos de los tres cilindros por cada grupo (0%, 5%, 10% y 15% de
AS) constituyó el valor representativo para la discusión de la eficiencia mecánica de la arena sílica
(Tabla 4).
Tabla 4. Resistencia a la compresión de los cilindros
Datos
Adición
(AS)
Espécimen
Diámetro
promedio
(mm)
Altura
(mm)
Peso (gr)
Resistencia
a la
compresión
(kg/cm2)
AS-0
1 150.23 300.01 11690.80 204.32
2 150.06 301.56 11560.36 207.95
3 149.90 302.89 11652.14 210.80
AS-5
1 150.20 299.06 11250.63 228.10
2 150.92 300.01 11269.14 252.90
3 151.20 300.89 11356.12 241.62
AS-10
1 150.70 304.56 11560.41 280.12
2 149.60 302.45 11324.26 263.40
Los datos obtenidos se categorizaron según los umbrales de la norma ASTM C876, donde los valores
más negativos que -350 mV (para electrodo Cu/CuSO4) indican una probabilidad de corrosión superior
al 90%. Al contrastar los potenciales entre los diferentes grupos (0%, 5%, 10% y 15% de AS), se pudo
determinar la eficacia de la arena de sílica como una barrera física que retrasa la transición del acero de
un estado pasivo a uno activo, prolongando así el periodo de iniciación de la corrosión.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La evaluación mecánica se realizó empleando una prensa hidráulica universal con capacidad de 2000
kN, calibrada bajo estándares internacionales. El procedimiento se rigió por la normativa N-CMT-2-02-
005/04. Cada espécimen se colocó concéntricamente en el bloque de carga inferior, aplicando una tasa
de carga continua y controlada hasta alcanzar la falla estructural.
El promedio de los resultados obtenidos de los tres cilindros por cada grupo (0%, 5%, 10% y 15% de
AS) constituyó el valor representativo para la discusión de la eficiencia mecánica de la arena sílica
(Tabla 4).
Tabla 4. Resistencia a la compresión de los cilindros
Datos
Adición
(AS)
Espécimen
Diámetro
promedio
(mm)
Altura
(mm)
Peso (gr)
Resistencia
a la
compresión
(kg/cm2)
AS-0
1 150.23 300.01 11690.80 204.32
2 150.06 301.56 11560.36 207.95
3 149.90 302.89 11652.14 210.80
AS-5
1 150.20 299.06 11250.63 228.10
2 150.92 300.01 11269.14 252.90
3 151.20 300.89 11356.12 241.62
AS-10
1 150.70 304.56 11560.41 280.12
2 149.60 302.45 11324.26 263.40
pág. 5142
3 149.80 300.05 11456.31 259.80
AS-15
1 149.90 300.04 11423.01 285.45
2 150.01 300.56 11352.09 293.87
3 150.02 300.46 11341.23 285.69
Como se observa en los datos recabados, la mayor parte de los tipos de mezclas modificadas superaron
la resistencia de diseño establecida (250 kg/cm²). El grupo AS-10 y AS-15 exhibieron los desempeños
más altos, alcanzando más de 280 kg/cm, lo que representa un aumento del 12% en comparación con la
mezcla convencional (Figura 11).
Figura 11. Representación de Resistencia a la compresión con la adición del porcentaje de AS
Fuente: elaboración propia.
Este incremento se atribuye a la optimización del empaquetamiento granular; las partículas finas de
sílice actúan como selladores en la matriz cementante, promoviendo una estructura más densa y
reduciendo la zona de transición interfacial entre el agregado y la pasta.
La inspección post-fractura de los especímenes indicó fallas predominantemente de Tipo 1 (Cono y
Partidura) y Tipo 3 (Cono y Corte) de acuerdo con la norma ASTM C39. La morfología de las fracturas
en todos los grupos de AS mostró superficies de ruptura muy uniformes y correcta (Figura 12), lo que
corrobora una mayor cohesión interna de la matriz gracias al refinamiento microestructural aportado por
3 149.80 300.05 11456.31 259.80
AS-15
1 149.90 300.04 11423.01 285.45
2 150.01 300.56 11352.09 293.87
3 150.02 300.46 11341.23 285.69
Como se observa en los datos recabados, la mayor parte de los tipos de mezclas modificadas superaron
la resistencia de diseño establecida (250 kg/cm²). El grupo AS-10 y AS-15 exhibieron los desempeños
más altos, alcanzando más de 280 kg/cm, lo que representa un aumento del 12% en comparación con la
mezcla convencional (Figura 11).
Figura 11. Representación de Resistencia a la compresión con la adición del porcentaje de AS
Fuente: elaboración propia.
Este incremento se atribuye a la optimización del empaquetamiento granular; las partículas finas de
sílice actúan como selladores en la matriz cementante, promoviendo una estructura más densa y
reduciendo la zona de transición interfacial entre el agregado y la pasta.
La inspección post-fractura de los especímenes indicó fallas predominantemente de Tipo 1 (Cono y
Partidura) y Tipo 3 (Cono y Corte) de acuerdo con la norma ASTM C39. La morfología de las fracturas
en todos los grupos de AS mostró superficies de ruptura muy uniformes y correcta (Figura 12), lo que
corrobora una mayor cohesión interna de la matriz gracias al refinamiento microestructural aportado por
pág. 5143
la sílice.
Figura 12. Comparativa de tronado entre especímenes AS-5, AS-10 y AS-15 a los 28 días
Fuente: elaboración propia.
En cuanto al desempeño mecánico, se observó que la sustitución del 10 % de arena sílica (AS) representa
el punto óptimo de comportamiento. Incrementar este porcentaje hasta 15 % no generó mejoras
adicionales; por el contrario, se evidenció una estabilización e incluso una ligera disminución en la
resistencia a la compresión en comparación con la dosificación al 10 %. Este comportamiento puede
atribuirse al incremento en la demanda de agua de la mezcla, asociado a la elevada superficie específica
de la arena sílica. Un exceso de finos, sin un ajuste adecuado de la relación agua/cemento, puede
favorecer el aumento de la porosidad o la formación de aglomeraciones, generando zonas de debilidad
estructural. Desde el punto de vista de la durabilidad, estos resultados sugieren que la incorporación de
AS en el diseño de mezclas para pavimentos rígidos puede contribuir a reducir los mecanismos de
deterioro, validando la optimización granulométrica como una estrategia clave para mejorar la vida útil
de la infraestructura.
Por otra parte, el comportamiento electroquímico del acero de refuerzo, evaluado mediante el potencial
de media celda (Ecorr), mostró variaciones significativas en función del porcentaje de sustitución con
arena sílica y del tiempo de exposición al ambiente salino. Durante los primeros días, todos los
especímenes presentaron una disminución progresiva del potencial, asociada al ingreso inicial de iones
cloruro a través del recubrimiento de concreto.
El espécimen sin adición de arena sílica (0 %) registró la caída más acelerada hacia valores negativos,
la sílice.
Figura 12. Comparativa de tronado entre especímenes AS-5, AS-10 y AS-15 a los 28 días
Fuente: elaboración propia.
En cuanto al desempeño mecánico, se observó que la sustitución del 10 % de arena sílica (AS) representa
el punto óptimo de comportamiento. Incrementar este porcentaje hasta 15 % no generó mejoras
adicionales; por el contrario, se evidenció una estabilización e incluso una ligera disminución en la
resistencia a la compresión en comparación con la dosificación al 10 %. Este comportamiento puede
atribuirse al incremento en la demanda de agua de la mezcla, asociado a la elevada superficie específica
de la arena sílica. Un exceso de finos, sin un ajuste adecuado de la relación agua/cemento, puede
favorecer el aumento de la porosidad o la formación de aglomeraciones, generando zonas de debilidad
estructural. Desde el punto de vista de la durabilidad, estos resultados sugieren que la incorporación de
AS en el diseño de mezclas para pavimentos rígidos puede contribuir a reducir los mecanismos de
deterioro, validando la optimización granulométrica como una estrategia clave para mejorar la vida útil
de la infraestructura.
Por otra parte, el comportamiento electroquímico del acero de refuerzo, evaluado mediante el potencial
de media celda (Ecorr), mostró variaciones significativas en función del porcentaje de sustitución con
arena sílica y del tiempo de exposición al ambiente salino. Durante los primeros días, todos los
especímenes presentaron una disminución progresiva del potencial, asociada al ingreso inicial de iones
cloruro a través del recubrimiento de concreto.
El espécimen sin adición de arena sílica (0 %) registró la caída más acelerada hacia valores negativos,
pág. 5144
alcanzando el rango de alta probabilidad de corrosión según ASTM C876, lo que evidencia una menor
capacidad de la matriz convencional para retardar la penetración de agentes agresivos.
En contraste, las mezclas con 5 %, 10 % y 15 % de AS presentaron una evolución más gradual del
potencial. En particular, los especímenes con mayores porcentajes de sustitución permanecieron durante
más tiempo en la zona de incertidumbre, indicando un retraso en la transición del acero desde un estado
pasivo hacia uno activo (Figura 13).
Figura 13. Potenciales de corrosión para las muestras al 0%, 5%, 10% y 15
Fuente: elaboración propia.
CONCLUSIONES
Los resultados de la presente investigación demuestran que la sustitución parcial del agregado fino por
arena sílica (AS) constituye una estrategia viable para mejorar la durabilidad del concreto armado frente
a ambientes con presencia de cloruros. El monitoreo electroquímico mediante potenciales de media
celda (ASTM C876) evidenció que la incorporación de AS retrasa el proceso de despasivación del acero
de refuerzo, prolongando el periodo de iniciación de la corrosión en comparación con el concreto
convencional. Este comportamiento confirma que la arena sílica actúa como un refinador
microestructural que limita la penetración de agentes agresivos.
Desde el punto de vista mecánico, se identificó que un contenido del 10 % de AS representa la
dosificación óptima, al maximizar la resistencia a la compresión (f’c = 250 kg/cm²) y mejorar la
alcanzando el rango de alta probabilidad de corrosión según ASTM C876, lo que evidencia una menor
capacidad de la matriz convencional para retardar la penetración de agentes agresivos.
En contraste, las mezclas con 5 %, 10 % y 15 % de AS presentaron una evolución más gradual del
potencial. En particular, los especímenes con mayores porcentajes de sustitución permanecieron durante
más tiempo en la zona de incertidumbre, indicando un retraso en la transición del acero desde un estado
pasivo hacia uno activo (Figura 13).
Figura 13. Potenciales de corrosión para las muestras al 0%, 5%, 10% y 15
Fuente: elaboración propia.
CONCLUSIONES
Los resultados de la presente investigación demuestran que la sustitución parcial del agregado fino por
arena sílica (AS) constituye una estrategia viable para mejorar la durabilidad del concreto armado frente
a ambientes con presencia de cloruros. El monitoreo electroquímico mediante potenciales de media
celda (ASTM C876) evidenció que la incorporación de AS retrasa el proceso de despasivación del acero
de refuerzo, prolongando el periodo de iniciación de la corrosión en comparación con el concreto
convencional. Este comportamiento confirma que la arena sílica actúa como un refinador
microestructural que limita la penetración de agentes agresivos.
Desde el punto de vista mecánico, se identificó que un contenido del 10 % de AS representa la
dosificación óptima, al maximizar la resistencia a la compresión (f’c = 250 kg/cm²) y mejorar la
pág. 5145
compacidad de la matriz cementante. Este efecto se atribuye al mecanismo de relleno (filler) y a la
reducción de la conectividad de los poros capilares. En contraste, un contenido del 15 % no genera
beneficios proporcionales, lo que sugiere la existencia de un umbral asociado al exceso de finos y a la
demanda de agua de la mezcla.
En conjunto, los resultados confirman que la incorporación de arena sílica (AS) reduce la permeabilidad
y la difusión de cloruros, contribuyendo a prolongar la vida útil de los elementos de concreto. Su
aplicación en pavimentos rígidos representa una alternativa técnicamente eficiente para mejorar el
desempeño frente a ambientes salinos, disminuir costos de mantenimiento y avanzar hacia soluciones
constructivas más durables y sostenibles.
REFERENCIAS
American Society for Testing and Materials. (21 de 09 de 2022). ASTM C876-15. Método de prueba
estándar para el potencial de corrosión del acero de refuerzo sin recubrimiento en el hormigón.
Obtenido de https://store-astm-org.translate.goog/c0876-
15.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc
American Society for Testing and Materials. (22 de 12 de 2025). Procedimiento estándar para el
funcionamiento de aparatos de nebulización de sal. Obtenido de https://store-astm-
org.translate.goog/b0117-19.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc
Castañeda, A., Valdés, C., Viña, J., Verdecia, U., Corvo, F., & Marrero, R. (2021). Comparación de la
penetración de iones cloruro en los pilotes de hormigón armado de la Terminal de Cruceros en
la bahía de la Habana, Cuba. Obtenido de https://www.researchgate.net/profile/Abel-
Castaneda/publication/355333797_Comparacion_de_la_penetracion_de_iones_cloruro_en_los
_pilotes_de_hormigon_armado_de_la_Terminal_de_Cruceros_enla_bahia_de_la_Habana_Cu
ba/links/617ab08ca767a03c14c1f787/Comparacion-d
Catro, P., & Castro Borges, P. (1995). Corrosión del acero de refuerzo en estructuras de concreto. Revista
de la Facultad de Ingeniería de la UCV.
Corral, H. R., Arredondo, R. C., Almaral, S. J., & Gómez, S. P. (2013). Ingluencia de la relacción
agua/cemento en la resistencia a la compresión y la porosidad del concreto. Revista de
Ingeniería Civil.
compacidad de la matriz cementante. Este efecto se atribuye al mecanismo de relleno (filler) y a la
reducción de la conectividad de los poros capilares. En contraste, un contenido del 15 % no genera
beneficios proporcionales, lo que sugiere la existencia de un umbral asociado al exceso de finos y a la
demanda de agua de la mezcla.
En conjunto, los resultados confirman que la incorporación de arena sílica (AS) reduce la permeabilidad
y la difusión de cloruros, contribuyendo a prolongar la vida útil de los elementos de concreto. Su
aplicación en pavimentos rígidos representa una alternativa técnicamente eficiente para mejorar el
desempeño frente a ambientes salinos, disminuir costos de mantenimiento y avanzar hacia soluciones
constructivas más durables y sostenibles.
REFERENCIAS
American Society for Testing and Materials. (21 de 09 de 2022). ASTM C876-15. Método de prueba
estándar para el potencial de corrosión del acero de refuerzo sin recubrimiento en el hormigón.
Obtenido de https://store-astm-org.translate.goog/c0876-
15.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc
American Society for Testing and Materials. (22 de 12 de 2025). Procedimiento estándar para el
funcionamiento de aparatos de nebulización de sal. Obtenido de https://store-astm-
org.translate.goog/b0117-19.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc
Castañeda, A., Valdés, C., Viña, J., Verdecia, U., Corvo, F., & Marrero, R. (2021). Comparación de la
penetración de iones cloruro en los pilotes de hormigón armado de la Terminal de Cruceros en
la bahía de la Habana, Cuba. Obtenido de https://www.researchgate.net/profile/Abel-
Castaneda/publication/355333797_Comparacion_de_la_penetracion_de_iones_cloruro_en_los
_pilotes_de_hormigon_armado_de_la_Terminal_de_Cruceros_enla_bahia_de_la_Habana_Cu
ba/links/617ab08ca767a03c14c1f787/Comparacion-d
Catro, P., & Castro Borges, P. (1995). Corrosión del acero de refuerzo en estructuras de concreto. Revista
de la Facultad de Ingeniería de la UCV.
Corral, H. R., Arredondo, R. C., Almaral, S. J., & Gómez, S. P. (2013). Ingluencia de la relacción
agua/cemento en la resistencia a la compresión y la porosidad del concreto. Revista de
Ingeniería Civil.
pág. 5146
Flores Huamán, J., & Noriega Guzmán, G. (20 de 12 de 2024). INFLUENCIA DE LA RELACIÓN
AGUA / CEMENTO EN LA POROSIDAD, IQUITOS -2024. Iquitos, Perú. Obtenido de
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16762a81f231/content
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