PROPIEDADES MECÁNICAS DE
CONCRETO LIGERO CON OBSIDIANA
COMO AGREGADO GRUESO
MECHANICAL PROPERTIES OF LIGHTWEIGHT
CONCRETE WITH OBSIDIAN AS COARSE AGGREGATE
Axel Israel Becerra Trejo
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, México
José Carlos Hernández Castelán
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, México
Luis Daimir López Leon
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, México
pág. 6269
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i2.23643
Propiedades Mecánicas de Concreto Ligero con Obsidiana como
Agregado Grueso
Axel Israel Becerra Trejo1
be375818@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0004-6630-2519
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
México
José Carlos Hernández Castelán
he38032@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0007-1677-4368
Universidad Autonoma del Estado de Hidalgo
México
Luis Daimir López Leon
luis_lopez@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-5871-7707
Universidad Autonoma del Estado de Hidalgo
México
RESUMEN
El presente estudio evalúa el comportamiento del concreto ligero al incorporar obsidiana en distintos
porcentajes como sustituto parcial del agregado grueso convencional, comparándolo con una mezcla de
concreto ligero tradicional, con especial énfasis en su resistencia a la compresión. Para ello, se diseñaron
y elaboraron mezclas con proporciones de obsidiana del 25%, 50% y 75%, las cuales fueron
contrastadas con un concreto ligero convencional utilizado como referencia. Los ensayos
experimentales realizados incluyeron pruebas de resistencia a la compresión conforme a la norma
ASTM C39, así como la determinación de la densidad y la absorción de agua de cada mezcla. Los
resultados obtenidos muestran que la incorporación de obsidiana genera una reducción significativa en
el peso del concreto, lo cual representa una ventaja importante en aplicaciones donde se busca disminuir
cargas estructurales. Sin embargo, también se observó una disminución moderada en la resistencia
mecánica en comparación con la mezcla convencional. A pesar de esta reducción, los valores de
resistencia obtenidos se mantienen dentro de rangos aceptables para ciertos usos estructurales y no
estructurales. En este sentido, el uso de obsidiana como agregado grueso alternativo se presenta como
una opción viable, especialmente en proyectos que priorizan la ligereza del material. En general, los
resultados fueron satisfactorios en todas las dosificaciones evaluadas, ya que las propiedades mecánicas
obtenidas muestran un comportamiento similar al del concreto ligero convencional.
Palabras clave: concreto ligero, sustituto, obsidiana, resistencia, agregados.
1 Autor principal.
Correspondencia: he38032@uaeh.edu.mx
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i2.23643
Propiedades Mecánicas de Concreto Ligero con Obsidiana como
Agregado Grueso
Axel Israel Becerra Trejo1
be375818@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0004-6630-2519
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
México
José Carlos Hernández Castelán
he38032@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0009-0007-1677-4368
Universidad Autonoma del Estado de Hidalgo
México
Luis Daimir López Leon
luis_lopez@uaeh.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-5871-7707
Universidad Autonoma del Estado de Hidalgo
México
RESUMEN
El presente estudio evalúa el comportamiento del concreto ligero al incorporar obsidiana en distintos
porcentajes como sustituto parcial del agregado grueso convencional, comparándolo con una mezcla de
concreto ligero tradicional, con especial énfasis en su resistencia a la compresión. Para ello, se diseñaron
y elaboraron mezclas con proporciones de obsidiana del 25%, 50% y 75%, las cuales fueron
contrastadas con un concreto ligero convencional utilizado como referencia. Los ensayos
experimentales realizados incluyeron pruebas de resistencia a la compresión conforme a la norma
ASTM C39, así como la determinación de la densidad y la absorción de agua de cada mezcla. Los
resultados obtenidos muestran que la incorporación de obsidiana genera una reducción significativa en
el peso del concreto, lo cual representa una ventaja importante en aplicaciones donde se busca disminuir
cargas estructurales. Sin embargo, también se observó una disminución moderada en la resistencia
mecánica en comparación con la mezcla convencional. A pesar de esta reducción, los valores de
resistencia obtenidos se mantienen dentro de rangos aceptables para ciertos usos estructurales y no
estructurales. En este sentido, el uso de obsidiana como agregado grueso alternativo se presenta como
una opción viable, especialmente en proyectos que priorizan la ligereza del material. En general, los
resultados fueron satisfactorios en todas las dosificaciones evaluadas, ya que las propiedades mecánicas
obtenidas muestran un comportamiento similar al del concreto ligero convencional.
Palabras clave: concreto ligero, sustituto, obsidiana, resistencia, agregados.
1 Autor principal.
Correspondencia: he38032@uaeh.edu.mx
pág. 6270
Mechanical Properties of Lightweight Concrete with Obsidian as Coarse
Aggregate
ABSTRACT
The present study evaluates the behavior of lightweight concrete when obsidian is incorporated in
different percentages as a partial replacement for conventional coarse aggregate, comparing it with a
traditional lightweight concrete mix, with a particular focus on its compressive strength. To achieve
this, mixtures were designed and prepared with obsidian proportions of 25%, 50%, and 75%, which
were compared against a conventional lightweight concrete used as a reference. The experimental tests
conducted included compressive strength tests in accordance with ASTM C39, as well as the
determination of density and water absorption for each mixture. The results obtained show that the
incorporation of obsidian leads to a significant reduction in the weight of the concrete, representing an
important advantage in applications where the reduction of structural loads is required. However, a
moderate decrease in mechanical strength was also observed in comparison to the conventional mix.
Despite this reduction, the strength values obtained remain within acceptable ranges for certain
structural and non-structural applications. In this regard, the use of obsidian as an alternative coarse
aggregate is presented as a viable option, especially in projects that prioritize material lightness. Overall,
satisfactory results were obtained for all evaluated proportions, as the mechanical properties show
behavior similar to that of conventional lightweight concrete.
Keywords: lightweight concrete, substitute, obsidian, strength, aggregates.
Artículo recibido 20 marzo 2026
Aceptado para publicación: 15 abril 2026
Mechanical Properties of Lightweight Concrete with Obsidian as Coarse
Aggregate
ABSTRACT
The present study evaluates the behavior of lightweight concrete when obsidian is incorporated in
different percentages as a partial replacement for conventional coarse aggregate, comparing it with a
traditional lightweight concrete mix, with a particular focus on its compressive strength. To achieve
this, mixtures were designed and prepared with obsidian proportions of 25%, 50%, and 75%, which
were compared against a conventional lightweight concrete used as a reference. The experimental tests
conducted included compressive strength tests in accordance with ASTM C39, as well as the
determination of density and water absorption for each mixture. The results obtained show that the
incorporation of obsidian leads to a significant reduction in the weight of the concrete, representing an
important advantage in applications where the reduction of structural loads is required. However, a
moderate decrease in mechanical strength was also observed in comparison to the conventional mix.
Despite this reduction, the strength values obtained remain within acceptable ranges for certain
structural and non-structural applications. In this regard, the use of obsidian as an alternative coarse
aggregate is presented as a viable option, especially in projects that prioritize material lightness. Overall,
satisfactory results were obtained for all evaluated proportions, as the mechanical properties show
behavior similar to that of conventional lightweight concrete.
Keywords: lightweight concrete, substitute, obsidian, strength, aggregates.
Artículo recibido 20 marzo 2026
Aceptado para publicación: 15 abril 2026
pág. 6271
INTRODUCCIÓN
La industria de la construcción es uno de los sectores con mayor impacto ambiental a nivel global,
debido a su alto consumo de recursos naturales y la generación de emisiones de CO₂ asociadas a la
producción de cemento y la extracción de agregados pétreos (Scrivener, John, & Gartner, 2018). En los
últimos años, la búsqueda de materiales alternativos y estrategias de diseño sustentables ha cobrado
relevancia para reducir la huella ambiental de las edificaciones. En este contexto, el concreto ligero ha
emergido como una solución viable para disminuir el peso estructural de las construcciones, mejorar su
eficiencia energética y facilitar la optimización de materiales en la industria de la construcción (Bogas,
Nogueira, & Guedes, 2021).
El concreto ligero se caracteriza por tener una menor densidad en comparación con el concreto
convencional, lo que lo hace ideal para diversas aplicaciones, tales como elementos prefabricados,
estructuras de baja carga (Neville, 2011). Para lograr esta reducción de peso, se han empleado diferentes
tipos de agregados ligeros, incluyendo materiales naturales y sintéticos. Entre los agregados naturales
más utilizados se encuentran la piedra pómez, la perlita y la vermiculita, los cuales presentan estructuras
porosas que favorecen la reducción de peso y mejoran el aislamiento térmico del concreto (Domínguez
et al., 2022).
A pesar del amplio estudio sobre concretos ligeros con estos materiales, existe una brecha en la
investigación sobre el uso de obsidiana, una roca volcánica vítrea de origen natural, como agregado
grueso en concreto ligero. La obsidiana es un material abundante en regiones volcánicas y presenta
propiedades físicas que podrían ser favorables en la construcción. Estudios recientes han analizado su
aplicación en la fabricación de materiales cerámicos y en mezclas de mortero, pero aún son limitados
los trabajos que exploran su comportamiento en concretos ligeros (Martínez-Ruiz et al., 2023).
Desde el punto de vista ambiental y económico, la utilización de obsidiana como agregado grueso en
concreto podría representar múltiples beneficios. Su empleo permitiría disminuir la explotación de
agregados pétreos convencionales, lo que ayudaría a reducir el impacto ambiental derivado de la
extracción minera y el transporte de materiales (Jiménez-Millán et al., 2021). Además, debido a su
estructura amorfa, la obsidiana podría contribuir a mejorar la trabajabilidad del concreto, favoreciendo
la reducción del consumo de agua en la mezcla (Yang et al., 2020).
INTRODUCCIÓN
La industria de la construcción es uno de los sectores con mayor impacto ambiental a nivel global,
debido a su alto consumo de recursos naturales y la generación de emisiones de CO₂ asociadas a la
producción de cemento y la extracción de agregados pétreos (Scrivener, John, & Gartner, 2018). En los
últimos años, la búsqueda de materiales alternativos y estrategias de diseño sustentables ha cobrado
relevancia para reducir la huella ambiental de las edificaciones. En este contexto, el concreto ligero ha
emergido como una solución viable para disminuir el peso estructural de las construcciones, mejorar su
eficiencia energética y facilitar la optimización de materiales en la industria de la construcción (Bogas,
Nogueira, & Guedes, 2021).
El concreto ligero se caracteriza por tener una menor densidad en comparación con el concreto
convencional, lo que lo hace ideal para diversas aplicaciones, tales como elementos prefabricados,
estructuras de baja carga (Neville, 2011). Para lograr esta reducción de peso, se han empleado diferentes
tipos de agregados ligeros, incluyendo materiales naturales y sintéticos. Entre los agregados naturales
más utilizados se encuentran la piedra pómez, la perlita y la vermiculita, los cuales presentan estructuras
porosas que favorecen la reducción de peso y mejoran el aislamiento térmico del concreto (Domínguez
et al., 2022).
A pesar del amplio estudio sobre concretos ligeros con estos materiales, existe una brecha en la
investigación sobre el uso de obsidiana, una roca volcánica vítrea de origen natural, como agregado
grueso en concreto ligero. La obsidiana es un material abundante en regiones volcánicas y presenta
propiedades físicas que podrían ser favorables en la construcción. Estudios recientes han analizado su
aplicación en la fabricación de materiales cerámicos y en mezclas de mortero, pero aún son limitados
los trabajos que exploran su comportamiento en concretos ligeros (Martínez-Ruiz et al., 2023).
Desde el punto de vista ambiental y económico, la utilización de obsidiana como agregado grueso en
concreto podría representar múltiples beneficios. Su empleo permitiría disminuir la explotación de
agregados pétreos convencionales, lo que ayudaría a reducir el impacto ambiental derivado de la
extracción minera y el transporte de materiales (Jiménez-Millán et al., 2021). Además, debido a su
estructura amorfa, la obsidiana podría contribuir a mejorar la trabajabilidad del concreto, favoreciendo
la reducción del consumo de agua en la mezcla (Yang et al., 2020).
pág. 6272
No obstante, antes de proponer su aplicación generalizada en la construcción, es necesario evaluar su
impacto en las propiedades mecánicas del concreto. La resistencia a compresión es un parámetro
fundamental para garantizar la seguridad y funcionalidad del material en distintas aplicaciones
constructivas (Domone, 2010). Por lo tanto, es imprescindible realizar estudios experimentales que
permitan comparar el desempeño mecánico del concreto ligero con obsidiana frente a concretos
convencionales.
El concreto ligero ha sido estudiado como una alternativa para disminuir la carga estructural en
edificaciones, facilitando su aplicación en elementos prefabricados y sistemas constructivos eficientes
(Neville, 2011). Sin embargo, la mayoría de los concretos ligeros se obtienen a partir de materiales
sintéticos o costosos, lo que limita su implementación a gran escala (Chandra & Berntsson, 2003). En
este contexto, la obsidiana, una roca volcánica de origen natural y abundante en diversas regiones,
podría representar una solución viable al sustituir el agregado grueso tradicional en la mezcla de
concreto. A pesar de su disponibilidad y bajo costo, la obsidiana no ha sido ampliamente estudiada
como agregado grueso en concreto ligero, por lo que es necesario evaluar su impacto en las propiedades
mecánicas (resistencia a compresión). Según estudios previos, los materiales volcánicos pueden mejorar
la relación peso-resistencia del concreto (Mindess, Young, & Darwin, 2003).
La obsidiana, una roca volcánica ampliamente disponible en diversas regiones, presenta propiedades
físicas que podrían favorecer la reducción del peso del concreto sin comprometer significativamente su
resistencia mecánica. Según Delgado Gonzáles (2024) los agregados de origen volcánico y textura
vítrea cumplen con algunas características físicas para ser utilizados como agregados para la fabricación
de mezclas de concreto utilizando en proporciones menores, sin omitir al 100% el agregado grueso
convencional.
Además, al utilizar un material natural y de fácil acceso, se podría disminuir la demanda de agregados
pétreos tradicionales, reduciendo el impacto ambiental asociado a su extracción.
Por otro lado, la evaluación de la resistencia mecánica del concreto ligero con obsidiana es fundamental
para determinar su viabilidad estructural y sus posibles aplicaciones en la industria de la construcción.
Mediante pruebas de compresión, se podrá conocer su desempeño y establecer su aplicabilidad en
elementos como muros, losas o prefabricados.
No obstante, antes de proponer su aplicación generalizada en la construcción, es necesario evaluar su
impacto en las propiedades mecánicas del concreto. La resistencia a compresión es un parámetro
fundamental para garantizar la seguridad y funcionalidad del material en distintas aplicaciones
constructivas (Domone, 2010). Por lo tanto, es imprescindible realizar estudios experimentales que
permitan comparar el desempeño mecánico del concreto ligero con obsidiana frente a concretos
convencionales.
El concreto ligero ha sido estudiado como una alternativa para disminuir la carga estructural en
edificaciones, facilitando su aplicación en elementos prefabricados y sistemas constructivos eficientes
(Neville, 2011). Sin embargo, la mayoría de los concretos ligeros se obtienen a partir de materiales
sintéticos o costosos, lo que limita su implementación a gran escala (Chandra & Berntsson, 2003). En
este contexto, la obsidiana, una roca volcánica de origen natural y abundante en diversas regiones,
podría representar una solución viable al sustituir el agregado grueso tradicional en la mezcla de
concreto. A pesar de su disponibilidad y bajo costo, la obsidiana no ha sido ampliamente estudiada
como agregado grueso en concreto ligero, por lo que es necesario evaluar su impacto en las propiedades
mecánicas (resistencia a compresión). Según estudios previos, los materiales volcánicos pueden mejorar
la relación peso-resistencia del concreto (Mindess, Young, & Darwin, 2003).
La obsidiana, una roca volcánica ampliamente disponible en diversas regiones, presenta propiedades
físicas que podrían favorecer la reducción del peso del concreto sin comprometer significativamente su
resistencia mecánica. Según Delgado Gonzáles (2024) los agregados de origen volcánico y textura
vítrea cumplen con algunas características físicas para ser utilizados como agregados para la fabricación
de mezclas de concreto utilizando en proporciones menores, sin omitir al 100% el agregado grueso
convencional.
Además, al utilizar un material natural y de fácil acceso, se podría disminuir la demanda de agregados
pétreos tradicionales, reduciendo el impacto ambiental asociado a su extracción.
Por otro lado, la evaluación de la resistencia mecánica del concreto ligero con obsidiana es fundamental
para determinar su viabilidad estructural y sus posibles aplicaciones en la industria de la construcción.
Mediante pruebas de compresión, se podrá conocer su desempeño y establecer su aplicabilidad en
elementos como muros, losas o prefabricados.
pág. 6273
A partir de esta necesidad, la presente investigación se centra en analizar las propiedades mecánicas del
concreto ligero elaborado con obsidiana como agregado grueso, con el propósito de determinar su
viabilidad en el ámbito de la construcción sostenible.
Para ello, se diseñarán mezclas de concreto con diferentes proporciones de obsidiana de 0%, 25%, 50%
y 75%, a las cuales se les realizarán ensayos de resistencia a compresión conforme a las normas técnicas
vigentes. Los resultados obtenidos servirán como base para establecer posibles aplicaciones del
concreto ligero con obsidiana en edificaciones y estructuras de bajo impacto ambiental.
METODOLOGÍA
Materiales necesarios
Para la ejecución de esta investigación se utilizaron todos los materiales básicos para cualquier concreto
convencional, los cuales fueron: cemento Portland Gris de cincuenta kilogramos marca HOLCIM
APASCO, el cemento que se eligió para la realización de las muestras es de la línea EcoPlanet de la
marca Holcim, el cual es un cemento sustentable, para el agregado fino (arena) y agregado grueso
(grava) fueron obtenidos de una casa de materiales ubicada en el Bulevar del Minero, Venustiano
Carranza #400, Código postal 42030 (Figura 1), el agua se obtuvo de la red hidráulica de la Universidad
Autónoma del Estado de Hidalgo.
Figura 1: Casa de materiales. Obtenida de Google Maps.
El único material adicional que se utilizo es la obsidiana, el cual es el más importante para esta
investigación, se obtuvo de del Cerro de las Navajas, el cual consideramos como banco de material. El
cerro de Las Navajas está ubicado en el ejido del Nopalillo, municipio de Epazoyucan, en Hidalgo,
México, a unos 20 km al este de la ciudad de Pachuca (Figura 2).
A partir de esta necesidad, la presente investigación se centra en analizar las propiedades mecánicas del
concreto ligero elaborado con obsidiana como agregado grueso, con el propósito de determinar su
viabilidad en el ámbito de la construcción sostenible.
Para ello, se diseñarán mezclas de concreto con diferentes proporciones de obsidiana de 0%, 25%, 50%
y 75%, a las cuales se les realizarán ensayos de resistencia a compresión conforme a las normas técnicas
vigentes. Los resultados obtenidos servirán como base para establecer posibles aplicaciones del
concreto ligero con obsidiana en edificaciones y estructuras de bajo impacto ambiental.
METODOLOGÍA
Materiales necesarios
Para la ejecución de esta investigación se utilizaron todos los materiales básicos para cualquier concreto
convencional, los cuales fueron: cemento Portland Gris de cincuenta kilogramos marca HOLCIM
APASCO, el cemento que se eligió para la realización de las muestras es de la línea EcoPlanet de la
marca Holcim, el cual es un cemento sustentable, para el agregado fino (arena) y agregado grueso
(grava) fueron obtenidos de una casa de materiales ubicada en el Bulevar del Minero, Venustiano
Carranza #400, Código postal 42030 (Figura 1), el agua se obtuvo de la red hidráulica de la Universidad
Autónoma del Estado de Hidalgo.
Figura 1: Casa de materiales. Obtenida de Google Maps.
El único material adicional que se utilizo es la obsidiana, el cual es el más importante para esta
investigación, se obtuvo de del Cerro de las Navajas, el cual consideramos como banco de material. El
cerro de Las Navajas está ubicado en el ejido del Nopalillo, municipio de Epazoyucan, en Hidalgo,
México, a unos 20 km al este de la ciudad de Pachuca (Figura 2).
pág. 6274
Figura 2: Cerro de las Navajas. Obtenida de Google Maps.
Diseño de la mezcla
Para el diseño de las mezclas con diferentes proporciones de sustitución de agregado grueso por
obsidiana (0%, 25%, 50% y 75%), se utilizó el software Concrete Mix Design, el cual permitió realizar
una dosificación precisa de los componentes del concreto, considerando las propiedades deseadas para
un concreto ligero, ver Tabla 1.
Tabla 1: Dosificación de concreto con obsidiana como agregado grueso.
Sistema con obsidiana 0% 25% 50% 75%
Agua kg/cm³ 260.26 260.26 260.26 260.26
Cemento kg/cm³ 297.1 297.1 297.1 297.1
Agregado Grueso kg/cm³ 1054 790.5 527 263.5
Agregado Fino kg/cm³ 788.9 788.9 788.9 788.9
Obsidiana kg/cm³ 0 263.5 527 790.5
Relación A/C 0.69 0.69 0.69 0.69
Para el diseño de la mezcla con una resistencia a la compresión especificada de f'c=200 kg/cm², y
considerando los parámetros, ver Tabla 2. Con base en estos datos, el programa generó la siguiente
dosificación de materiales:
Tabla 2: Parámetros para la mezcla de concreto.
Parámetro
Revenimiento (mm) 75 máximo
Tamaño máximo del agregado (mm) 25 mínimo 19
Cantidad de agua de mezcla (kg/cm3) de acuerdo con el tamaño máximo de agregado 205
Porcentaje de aire en mezcla sin entada de aire 2
Relación agua cemento de acuerdo con la resistencia a compresión 0.69
Módulo de finura agregado fino 2.8
Porcentaje de absorción de agregado grueso 1.5
Porcentaje de absorción de agregado fino 5
Figura 2: Cerro de las Navajas. Obtenida de Google Maps.
Diseño de la mezcla
Para el diseño de las mezclas con diferentes proporciones de sustitución de agregado grueso por
obsidiana (0%, 25%, 50% y 75%), se utilizó el software Concrete Mix Design, el cual permitió realizar
una dosificación precisa de los componentes del concreto, considerando las propiedades deseadas para
un concreto ligero, ver Tabla 1.
Tabla 1: Dosificación de concreto con obsidiana como agregado grueso.
Sistema con obsidiana 0% 25% 50% 75%
Agua kg/cm³ 260.26 260.26 260.26 260.26
Cemento kg/cm³ 297.1 297.1 297.1 297.1
Agregado Grueso kg/cm³ 1054 790.5 527 263.5
Agregado Fino kg/cm³ 788.9 788.9 788.9 788.9
Obsidiana kg/cm³ 0 263.5 527 790.5
Relación A/C 0.69 0.69 0.69 0.69
Para el diseño de la mezcla con una resistencia a la compresión especificada de f'c=200 kg/cm², y
considerando los parámetros, ver Tabla 2. Con base en estos datos, el programa generó la siguiente
dosificación de materiales:
Tabla 2: Parámetros para la mezcla de concreto.
Parámetro
Revenimiento (mm) 75 máximo
Tamaño máximo del agregado (mm) 25 mínimo 19
Cantidad de agua de mezcla (kg/cm3) de acuerdo con el tamaño máximo de agregado 205
Porcentaje de aire en mezcla sin entada de aire 2
Relación agua cemento de acuerdo con la resistencia a compresión 0.69
Módulo de finura agregado fino 2.8
Porcentaje de absorción de agregado grueso 1.5
Porcentaje de absorción de agregado fino 5
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Para la elaboración de los especímenes se realizó con base lo dictado por la norma NMX-C-159-
ONNCCE-2016 (ONNCCE, 2017):
▪ Se elaboraron especímenes cilíndricos de 10 cm de diámetro y 20 cm de altura para la prueba de
compresión (mínimo 3 cilindros por cada sistema).
▪ Se elaboraron especímenes cilíndricos de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura para el ensayo de
tracción indirecta (mínimo 3 cilindros por cada sistema).
▪ Debido a limitaciones de tiempo en la obtención de obsidiana, se optó por considerar un único
tiempo de fraguado de 28 días para todos los especímenes, descartando la elaboración de cilindros
para distintos tiempos de fraguado.
Considerando las dosificaciones de cada sistema y las medidas de los moldes cilíndricos, se hizo el
cálculo de proporciones de material, en el caso de los cilindros pequeños ver Tabla 3 y en el caso de los
cilindros grandes ver Tabla 4.
Tabla 3: Proporciones para cilindros pequeños.
Porcentaje Agua
(lt)
Cemento
(kg)
Agregado fino
(kg)
Agregado grueso
(kg)
Obsidiana
(kg)
0% 0.41 0.47 1.24 1.66 0
25% 0.41 0.47 1.24 1.24 0.42
50% 0.41 0.47 1.24 0.83 0.83
75% 0.41 0.47 1.24 0.42 1.24
Tabla 4: Proporciones para cilindros grandes.
Porcentaje Agua
(lt)
Cemento
(kg)
Agregado fino
(kg)
Agregado grueso
(kg)
Obsidiana
(kg)
0% 1.38 1.6 4.2 5.6 0
25% 1.38 1.6 4.2 4.2 1.4
50% 1.38 1.6 4.2 2.8 2.8
75% 1.38 1.6 4.2 1.4 4.2
Preparación de los materiales
Antes de realizar la mezcla es importante la correcta preparación de nuestros materiales, esto porque el
agregado fino y el agregado grueso se encuentran contaminados, contienen basura o materia orgánica,
las cuales no tienen que formar parte de la mezcla, ya que podrían afectar las características del concreto.
Para la elaboración de los especímenes se realizó con base lo dictado por la norma NMX-C-159-
ONNCCE-2016 (ONNCCE, 2017):
▪ Se elaboraron especímenes cilíndricos de 10 cm de diámetro y 20 cm de altura para la prueba de
compresión (mínimo 3 cilindros por cada sistema).
▪ Se elaboraron especímenes cilíndricos de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura para el ensayo de
tracción indirecta (mínimo 3 cilindros por cada sistema).
▪ Debido a limitaciones de tiempo en la obtención de obsidiana, se optó por considerar un único
tiempo de fraguado de 28 días para todos los especímenes, descartando la elaboración de cilindros
para distintos tiempos de fraguado.
Considerando las dosificaciones de cada sistema y las medidas de los moldes cilíndricos, se hizo el
cálculo de proporciones de material, en el caso de los cilindros pequeños ver Tabla 3 y en el caso de los
cilindros grandes ver Tabla 4.
Tabla 3: Proporciones para cilindros pequeños.
Porcentaje Agua
(lt)
Cemento
(kg)
Agregado fino
(kg)
Agregado grueso
(kg)
Obsidiana
(kg)
0% 0.41 0.47 1.24 1.66 0
25% 0.41 0.47 1.24 1.24 0.42
50% 0.41 0.47 1.24 0.83 0.83
75% 0.41 0.47 1.24 0.42 1.24
Tabla 4: Proporciones para cilindros grandes.
Porcentaje Agua
(lt)
Cemento
(kg)
Agregado fino
(kg)
Agregado grueso
(kg)
Obsidiana
(kg)
0% 1.38 1.6 4.2 5.6 0
25% 1.38 1.6 4.2 4.2 1.4
50% 1.38 1.6 4.2 2.8 2.8
75% 1.38 1.6 4.2 1.4 4.2
Preparación de los materiales
Antes de realizar la mezcla es importante la correcta preparación de nuestros materiales, esto porque el
agregado fino y el agregado grueso se encuentran contaminados, contienen basura o materia orgánica,
las cuales no tienen que formar parte de la mezcla, ya que podrían afectar las características del concreto.
pág. 6276
Para el proceso de limpieza y selección del material, en el caso del agregado grueso se utilizaron un
tamiz de ¾”, un fondo de tamices, recipientes plásticos (botes) y agua. El tamiz de ¾” se empleó con
el fin de garantizar que el tamaño máximo del agregado grueso cumpliera con los requisitos establecidos
en el diseño de mezcla y se basó en las normas NMX-C-077-ONNCCE-2019 (ONNCCE, 2020), NMX-
C-164-ONNCCE-2014 (ONNCCE, 2019) y NMX-C165-ONNCCE-2020 (ONNCCE, 2021), ya que se
buscaba una granulometría adecuada para la elaboración de concreto ligero a través del análisis
granulométrico, selección y determinación de propiedades.
La limpieza del material se llevó a cabo mediante un procedimiento de triple enjuague (Figura 3). Se
llenaron tres botes con agua limpia y se sumergieron los agregados de forma secuencial con ayuda del
fondo de tamiz.
Figura 3: Lavado del material.
Elaboración de los especímenes
El primer paso es integrar los agregados pétreos a nuestro cemento (Figura 4. a), este proceso puede
variar dependiendo de que porcentaje de agregado grueso de obsidiana se necesite, a excepción del caso
del sistema con 0% de agregado de obsidiana donde la incorporación del material volcánico vitreo será
omitido. Una vez que los agregados están integrados con el cemento se procede a agregar la cantidad
de agua antes estipulada (las proporciones de cada material se encuentran en las Tablas 3 y 4).
Posteriormente a la incorporación de los materiales pétreos y el agua, se revuelve correctamente para
obtener una mezcla homogénea (Figura 4. b).
Para el proceso de limpieza y selección del material, en el caso del agregado grueso se utilizaron un
tamiz de ¾”, un fondo de tamices, recipientes plásticos (botes) y agua. El tamiz de ¾” se empleó con
el fin de garantizar que el tamaño máximo del agregado grueso cumpliera con los requisitos establecidos
en el diseño de mezcla y se basó en las normas NMX-C-077-ONNCCE-2019 (ONNCCE, 2020), NMX-
C-164-ONNCCE-2014 (ONNCCE, 2019) y NMX-C165-ONNCCE-2020 (ONNCCE, 2021), ya que se
buscaba una granulometría adecuada para la elaboración de concreto ligero a través del análisis
granulométrico, selección y determinación de propiedades.
La limpieza del material se llevó a cabo mediante un procedimiento de triple enjuague (Figura 3). Se
llenaron tres botes con agua limpia y se sumergieron los agregados de forma secuencial con ayuda del
fondo de tamiz.
Figura 3: Lavado del material.
Elaboración de los especímenes
El primer paso es integrar los agregados pétreos a nuestro cemento (Figura 4. a), este proceso puede
variar dependiendo de que porcentaje de agregado grueso de obsidiana se necesite, a excepción del caso
del sistema con 0% de agregado de obsidiana donde la incorporación del material volcánico vitreo será
omitido. Una vez que los agregados están integrados con el cemento se procede a agregar la cantidad
de agua antes estipulada (las proporciones de cada material se encuentran en las Tablas 3 y 4).
Posteriormente a la incorporación de los materiales pétreos y el agua, se revuelve correctamente para
obtener una mezcla homogénea (Figura 4. b).
pág. 6277
Figura 4: a) Mezcla de agregados pétreos y cemento b) Mezcla homogénea.
Una vez fabricada la mezcla con las propiedades necesarias, se procede a colocarla dentro de moldes
y esperar 24 horas para poder desmoldar, inmediatamente después que se desmolden los cilindros se
deben meter estos moldes en un bote que lo cubra con agua en un 100% de su totalidad, para que se
realice el proceso de curado por inmersión, el cual durara exactamente 28 días de acuerdo al
procedimiento y fórmulas que establece la norma NMX-C-159-ONNCCE-2016. El fraguado es
importante ya que es el proceso necesario para que el concreto logre alcanzar su capacidad de resistencia
máxima.
En el caso de esta investigación se realizaron un total de 28 cilindros, 12 cilindros grandes y 12 cilindros
pequeños, de cada tamaño se cuentan con 3 cilindros de cada uno de los porcentajes de agregado grueso
de obsidiana (0%, 25%, 50% y 75%) (Figura 5).
Figura 5: Cilindros en el proceso de fraguado.
Figura 4: a) Mezcla de agregados pétreos y cemento b) Mezcla homogénea.
Una vez fabricada la mezcla con las propiedades necesarias, se procede a colocarla dentro de moldes
y esperar 24 horas para poder desmoldar, inmediatamente después que se desmolden los cilindros se
deben meter estos moldes en un bote que lo cubra con agua en un 100% de su totalidad, para que se
realice el proceso de curado por inmersión, el cual durara exactamente 28 días de acuerdo al
procedimiento y fórmulas que establece la norma NMX-C-159-ONNCCE-2016. El fraguado es
importante ya que es el proceso necesario para que el concreto logre alcanzar su capacidad de resistencia
máxima.
En el caso de esta investigación se realizaron un total de 28 cilindros, 12 cilindros grandes y 12 cilindros
pequeños, de cada tamaño se cuentan con 3 cilindros de cada uno de los porcentajes de agregado grueso
de obsidiana (0%, 25%, 50% y 75%) (Figura 5).
Figura 5: Cilindros en el proceso de fraguado.
pág. 6278
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Resistencia a la compresión
La resistencia a la compresión se determinó con base en el procedimiento de ensayo dictado por la
norma NMX-C83-ONNCCE-2014 (ONNCCE, 2015) y las pruebas se realizaron con la máquina de
tronado de cilindros ubicado en el laboratorio de ingeniería civil, del área académica de ingeniería y
arquitectura, en Ciudad del Conocimiento de la UAEH (ver Figura 6). Los resultados pueden
visualizarse en la Tabla 5.
Figura 6: Tronado de cilindros.
Con el objetivo de evaluar el comportamiento mecánico del concreto ligero elaborado con obsidiana
como agregado grueso, se llevaron a cabo ensayos de resistencia a la compresión en especímenes
cilíndricos a los 28 días de curado, resultados desglosados en la Tabla 5.
Esta propiedad es fundamental para determinar la viabilidad estructural del material y su posible
aplicación en elementos constructivos, ya que representa la capacidad del concreto para soportar cargas
de compresión sin fallar.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Resistencia a la compresión
La resistencia a la compresión se determinó con base en el procedimiento de ensayo dictado por la
norma NMX-C83-ONNCCE-2014 (ONNCCE, 2015) y las pruebas se realizaron con la máquina de
tronado de cilindros ubicado en el laboratorio de ingeniería civil, del área académica de ingeniería y
arquitectura, en Ciudad del Conocimiento de la UAEH (ver Figura 6). Los resultados pueden
visualizarse en la Tabla 5.
Figura 6: Tronado de cilindros.
Con el objetivo de evaluar el comportamiento mecánico del concreto ligero elaborado con obsidiana
como agregado grueso, se llevaron a cabo ensayos de resistencia a la compresión en especímenes
cilíndricos a los 28 días de curado, resultados desglosados en la Tabla 5.
Esta propiedad es fundamental para determinar la viabilidad estructural del material y su posible
aplicación en elementos constructivos, ya que representa la capacidad del concreto para soportar cargas
de compresión sin fallar.
pág. 6279
Tabla 5: Resultados de pruebas de resistencia a compresión en especímenes con 0%, 25%, 50% y 75%.
Especímenes con 0% de sustitución del agregado grueso
Espécimen Clave Resistencia (kg/cm²)
100% PCLO-C1-0% 206.32
200% PCLO-C2-0% 201.2
300% PCLO-C3-0% 198.6
Especímenes con 25% de sustitución del agregado grueso
Espécimen Clave Resistencia (kg/cm²)
100% PCLO-C1-25% 197.37
200% PCLO-C2-25% 195.46
300% PCLO-C3-25% 193.6
Especímenes con 50% de sustitución del agregado grueso
Espécimen Clave Resistencia (kg/cm²)
100% PCLO-C1-50% 182.15
200% PCLO-C2-50% 177.56
300% PCLO-C3-50% 173.19
Especímenes con 75% de sustitución del agregado grueso
Espécimen Clave Resistencia (kg/cm²)
100% PCLO-C1-75% 160.45
200% PCLO-C2-75% 155.37
300% PCLO-C3-75% 145.21
Figura 7: Gráfica de especímenes con 0% de sustitución del agregado grueso.
En base a los resultados obtenidos de resistencia a la compresión, presentados en una gráfica, de lo que
en este caso se considera un concreto convencional, con el 0% de agregado de obsidiana, se puede
observar lo siguiente:
194
196
198
200
202
204
206
208
PCLO-C1-0% PCLO-C2-0% PCLO-C3-0%
Especímenes con 0% de sustitución del agregado grueso
Tabla 5: Resultados de pruebas de resistencia a compresión en especímenes con 0%, 25%, 50% y 75%.
Especímenes con 0% de sustitución del agregado grueso
Espécimen Clave Resistencia (kg/cm²)
100% PCLO-C1-0% 206.32
200% PCLO-C2-0% 201.2
300% PCLO-C3-0% 198.6
Especímenes con 25% de sustitución del agregado grueso
Espécimen Clave Resistencia (kg/cm²)
100% PCLO-C1-25% 197.37
200% PCLO-C2-25% 195.46
300% PCLO-C3-25% 193.6
Especímenes con 50% de sustitución del agregado grueso
Espécimen Clave Resistencia (kg/cm²)
100% PCLO-C1-50% 182.15
200% PCLO-C2-50% 177.56
300% PCLO-C3-50% 173.19
Especímenes con 75% de sustitución del agregado grueso
Espécimen Clave Resistencia (kg/cm²)
100% PCLO-C1-75% 160.45
200% PCLO-C2-75% 155.37
300% PCLO-C3-75% 145.21
Figura 7: Gráfica de especímenes con 0% de sustitución del agregado grueso.
En base a los resultados obtenidos de resistencia a la compresión, presentados en una gráfica, de lo que
en este caso se considera un concreto convencional, con el 0% de agregado de obsidiana, se puede
observar lo siguiente:
194
196
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200
202
204
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208
PCLO-C1-0% PCLO-C2-0% PCLO-C3-0%
Especímenes con 0% de sustitución del agregado grueso
pág. 6280
Estos resultados sirven como referencia base para comparar el efecto de la sustitución progresiva del
agregado grueso por obsidiana. La resistencia promedio de este grupo establecerá el punto de partida
para evaluar si la inclusión del agregado volcánico compromete o conserva la capacidad estructural del
concreto.
Figura 8: Gráfica de especímenes con 25% de sustitución del agregado grueso.
Con los resultados obtenidos de los especímenes de 25% de agregado grueso, representados en una
gráfica, se puede observar lo siguiente:
La sustitución del 25% del agregado grueso por obsidiana muestra una leve reducción en la resistencia
a la compresión en comparación con la mezcla de referencia. Sin embargo, los valores obtenidos siguen
siendo adecuados para aplicaciones estructurales moderadas o elementos secundarios, manteniendo
además el beneficio del menor peso unitario que caracteriza a los concretos ligeros.
Figura 9: Gráfica de especímenes con 50% de sustitución del agregado grueso.
191
192
193
194
195
196
197
198
PCLO-C1-25% PCLO-C2-25% PCLO-C3-25%
Especímenes con 25% de sustitución del agregado grueso
168
170
172
174
176
178
180
182
184
PCLO-C1-50% PCLO-C2-50% PCLO-C3-50%
Especímenes con 50% de sustitución del agregado grueso
Estos resultados sirven como referencia base para comparar el efecto de la sustitución progresiva del
agregado grueso por obsidiana. La resistencia promedio de este grupo establecerá el punto de partida
para evaluar si la inclusión del agregado volcánico compromete o conserva la capacidad estructural del
concreto.
Figura 8: Gráfica de especímenes con 25% de sustitución del agregado grueso.
Con los resultados obtenidos de los especímenes de 25% de agregado grueso, representados en una
gráfica, se puede observar lo siguiente:
La sustitución del 25% del agregado grueso por obsidiana muestra una leve reducción en la resistencia
a la compresión en comparación con la mezcla de referencia. Sin embargo, los valores obtenidos siguen
siendo adecuados para aplicaciones estructurales moderadas o elementos secundarios, manteniendo
además el beneficio del menor peso unitario que caracteriza a los concretos ligeros.
Figura 9: Gráfica de especímenes con 50% de sustitución del agregado grueso.
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PCLO-C1-25% PCLO-C2-25% PCLO-C3-25%
Especímenes con 25% de sustitución del agregado grueso
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PCLO-C1-50% PCLO-C2-50% PCLO-C3-50%
Especímenes con 50% de sustitución del agregado grueso
pág. 6281
Con los resultados obtenidos de los especímenes de 50% de agregado grueso, representados en una
gráfica, se puede observar lo siguiente:
El concreto con un 50% de sustitución por obsidiana presenta una disminución significativa en
resistencia a la compresión, aunque aún dentro de un rango viable para elementos con demandas
estructurales moderadas. Esta mezcla representa un equilibrio interesante entre aligeramiento del
material y conservación de propiedades mecánicas aceptables, especialmente en edificaciones
sostenibles donde la eficiencia térmica y la reducción de peso estructural también son prioritarias.
Figura 10: Gráfica de especímenes con 75% de sustitución del agregado grueso.
Con los resultados obtenidos de los especímenes de 50% de agregado grueso, representados en la gráfica
anterior, se puede observar lo siguiente:
Con un 75% de sustitución del agregado grueso por obsidiana, el concreto muestra una reducción
considerable en su resistencia a la compresión, aunque se mantiene dentro de un rango utilizable para
elementos no estructurales, paneles divisorios, o aplicaciones que no estén sometidas a grandes cargas.
Esta mezcla puede ser de especial interés en edificaciones sostenibles donde el aislamiento térmico y la
ligereza estructural son más prioritarios que la resistencia mecánica.
En la Figura 11 se observa una tendencia descendente en la resistencia a medida que aumenta el
porcentaje de obsidiana, lo cual es común al utilizar agregados más ligeros y porosos. Sin embargo,
incluso con 50% y 75% de sustitución, los valores obtenidos podrían ser adecuados para aplicaciones
no estructurales o elementos secundarios, dependiendo del diseño estructural.
135
140
145
150
155
160
165
PCLO-C1-75% PCLO-C2-75% PCLO-C3-75%
Especímenes con 75% de sustitución del agregado grueso
Con los resultados obtenidos de los especímenes de 50% de agregado grueso, representados en una
gráfica, se puede observar lo siguiente:
El concreto con un 50% de sustitución por obsidiana presenta una disminución significativa en
resistencia a la compresión, aunque aún dentro de un rango viable para elementos con demandas
estructurales moderadas. Esta mezcla representa un equilibrio interesante entre aligeramiento del
material y conservación de propiedades mecánicas aceptables, especialmente en edificaciones
sostenibles donde la eficiencia térmica y la reducción de peso estructural también son prioritarias.
Figura 10: Gráfica de especímenes con 75% de sustitución del agregado grueso.
Con los resultados obtenidos de los especímenes de 50% de agregado grueso, representados en la gráfica
anterior, se puede observar lo siguiente:
Con un 75% de sustitución del agregado grueso por obsidiana, el concreto muestra una reducción
considerable en su resistencia a la compresión, aunque se mantiene dentro de un rango utilizable para
elementos no estructurales, paneles divisorios, o aplicaciones que no estén sometidas a grandes cargas.
Esta mezcla puede ser de especial interés en edificaciones sostenibles donde el aislamiento térmico y la
ligereza estructural son más prioritarios que la resistencia mecánica.
En la Figura 11 se observa una tendencia descendente en la resistencia a medida que aumenta el
porcentaje de obsidiana, lo cual es común al utilizar agregados más ligeros y porosos. Sin embargo,
incluso con 50% y 75% de sustitución, los valores obtenidos podrían ser adecuados para aplicaciones
no estructurales o elementos secundarios, dependiendo del diseño estructural.
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PCLO-C1-75% PCLO-C2-75% PCLO-C3-75%
Especímenes con 75% de sustitución del agregado grueso
pág. 6282
Figura 11: Gráfica de comparativa de la resistencia a la compresión entre especímenes de 0%, 25%,
50% y 75%.
Los resultados de esta investigación, demestran que el concreto con agregado grueso de obsidiana en
cuanto a sus propiedades mecánicas están a la par de un concreto convencional, por lo tanto, es viable
para el uso en elementos estructurales con concreto ligero,
Después de realizar nuestras pruebas de laboratorio se obtuvo que el concreto convencional y nuestro
concreto con obsidiana como sustituto de agregado grueso, los cuales en condiciones óptimas ambos
deben de tener una resistencia de 200 kg/cm2, en cuanto a nuestras pruebas de compresión, nosotros
obtuvimos que nuestro concreto con obsidiana como sustituto de agregado grueso si encontramos una
diferencia en cuanto a la resistencia pero no es relevante, ya que la diferencia máxima que obtuvimos
fue de 6.4 kg/cm2. Por lo cual podemos concluir que en cuanto a compresión nuestro concreto con
obsidiana como sustituto de agregado grueso es prácticamente igual que un concreto ligero
convencional, por lo cual es se puede utilizar en elementos de construcción de concreto ligero.
Se comprobó que nuestro concreto cumple con las características mecánicas que requiere un concreto
ligero, es importante resaltar la importancia de tener una fuente de obsidiana bastante abundante, tener
un buen medio de transporte para cargar con toda la obsidiana, ya que, si se necesita una cantidad
considerable, en nuestro caso para los 24 cilindros utilizamos alrededor de 32 kilogramos de obsidiana.
Igualmente se debe de considerar el tamaño de la obsidiana porque en nuestro caso para este proyecto
140
150
160
170
180
190
200
210
1 2 3
Resistencia a la
compresión (kg/cm2 )
Especímenes
Especímenes con 0% de sustitución del agregado grueso
Especímenes con 25% de sustitución del agregado grueso
Especímenes con 50% de sustitución del agregado grueso
Especímenes con 75% de sustitución del agregado grueso
Figura 11: Gráfica de comparativa de la resistencia a la compresión entre especímenes de 0%, 25%,
50% y 75%.
Los resultados de esta investigación, demestran que el concreto con agregado grueso de obsidiana en
cuanto a sus propiedades mecánicas están a la par de un concreto convencional, por lo tanto, es viable
para el uso en elementos estructurales con concreto ligero,
Después de realizar nuestras pruebas de laboratorio se obtuvo que el concreto convencional y nuestro
concreto con obsidiana como sustituto de agregado grueso, los cuales en condiciones óptimas ambos
deben de tener una resistencia de 200 kg/cm2, en cuanto a nuestras pruebas de compresión, nosotros
obtuvimos que nuestro concreto con obsidiana como sustituto de agregado grueso si encontramos una
diferencia en cuanto a la resistencia pero no es relevante, ya que la diferencia máxima que obtuvimos
fue de 6.4 kg/cm2. Por lo cual podemos concluir que en cuanto a compresión nuestro concreto con
obsidiana como sustituto de agregado grueso es prácticamente igual que un concreto ligero
convencional, por lo cual es se puede utilizar en elementos de construcción de concreto ligero.
Se comprobó que nuestro concreto cumple con las características mecánicas que requiere un concreto
ligero, es importante resaltar la importancia de tener una fuente de obsidiana bastante abundante, tener
un buen medio de transporte para cargar con toda la obsidiana, ya que, si se necesita una cantidad
considerable, en nuestro caso para los 24 cilindros utilizamos alrededor de 32 kilogramos de obsidiana.
Igualmente se debe de considerar el tamaño de la obsidiana porque en nuestro caso para este proyecto
140
150
160
170
180
190
200
210
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Resistencia a la
compresión (kg/cm2 )
Especímenes
Especímenes con 0% de sustitución del agregado grueso
Especímenes con 25% de sustitución del agregado grueso
Especímenes con 50% de sustitución del agregado grueso
Especímenes con 75% de sustitución del agregado grueso
pág. 6283
cada roca de obsidiana debe de ser menor a ¾ de pulgada, en caso de no conseguir rocas de ese tamaño
y solo lograr conseguir rocas mucho más grandes, es muy importante considerar un buen método para
triturarlas, que sea rápido, eficiente y preciso, ya que realizarlo a mano es bastante tardado y cansado,
por lo cual se deberá de considerar una cantidad de tiempo considerable para este paso.
En cuanto a la practicidad de realizar este tipo de mezcla, ya estando en una situación real en el campo
laboral, nosotros llegamos a la conclusión que es factible el uso del concreto con obsidiana como
sustituto de agregado grueso, siempre y cuando se consideren estos dos factores:
▪ Se debe de considerar que cerca de la ubicación de la obra se ubique una gran fuente de obsidiana,
esto para la facilidad de obtención del material y que el flete no tenga un precio elevado.
▪ Igualmente elaborar un método eficiente en cuanto a la trituración de la obsidiana, esto porque gran
parte de la obsidiana que se logra obtener son rocas con un tamaño mayor al que nosotros
requerimos para que logre pasar las pruebas de granulometría, por lo tanto se requiere un método
que rea rápido y preciso, esto para no tener retrasos y para deshacer la obsidiana en el tamaño
solicitado, porque es importante recordar que la obsidiana es una roca volcánica vítrea, por lo tanto
si aplicamos demasiada fuerza se triturara por completo.
Recomendaciones para futuras investigaciones
Nuestras recomendaciones es que si alguien tiene planeado continuar con nuestra investigación es
contemplar el tema de la obsidiana, proponiendo alguna estrategia de para triturar la obsidiana más
eficientemente.
Tener en cuenta la gran cantidad de obsidiana que se requiere para este tipo de proyecto, esto para evitar
pérdidas de tiempo en el periodo en el que se te termina la obsidiana y debes de ir a buscar más.
La mejor recomendación es que desde un inicio se recolecten obsidianas que logren pasar por el tamiz
de ¾ para que así te evites de problemas y logres ahorrarte mucho tiempo.
Cabe recalcar que en la dosificación claramente debes de calcular las cantidades que necesita cada
cilindro individualmente dependiendo del porcentaje de obsidiana que lleve, una vez teniendo las
cantidades, es mucho mejor hacer toda la mezcla necesaria para la cantidad de cilindros que debas
realizar.
cada roca de obsidiana debe de ser menor a ¾ de pulgada, en caso de no conseguir rocas de ese tamaño
y solo lograr conseguir rocas mucho más grandes, es muy importante considerar un buen método para
triturarlas, que sea rápido, eficiente y preciso, ya que realizarlo a mano es bastante tardado y cansado,
por lo cual se deberá de considerar una cantidad de tiempo considerable para este paso.
En cuanto a la practicidad de realizar este tipo de mezcla, ya estando en una situación real en el campo
laboral, nosotros llegamos a la conclusión que es factible el uso del concreto con obsidiana como
sustituto de agregado grueso, siempre y cuando se consideren estos dos factores:
▪ Se debe de considerar que cerca de la ubicación de la obra se ubique una gran fuente de obsidiana,
esto para la facilidad de obtención del material y que el flete no tenga un precio elevado.
▪ Igualmente elaborar un método eficiente en cuanto a la trituración de la obsidiana, esto porque gran
parte de la obsidiana que se logra obtener son rocas con un tamaño mayor al que nosotros
requerimos para que logre pasar las pruebas de granulometría, por lo tanto se requiere un método
que rea rápido y preciso, esto para no tener retrasos y para deshacer la obsidiana en el tamaño
solicitado, porque es importante recordar que la obsidiana es una roca volcánica vítrea, por lo tanto
si aplicamos demasiada fuerza se triturara por completo.
Recomendaciones para futuras investigaciones
Nuestras recomendaciones es que si alguien tiene planeado continuar con nuestra investigación es
contemplar el tema de la obsidiana, proponiendo alguna estrategia de para triturar la obsidiana más
eficientemente.
Tener en cuenta la gran cantidad de obsidiana que se requiere para este tipo de proyecto, esto para evitar
pérdidas de tiempo en el periodo en el que se te termina la obsidiana y debes de ir a buscar más.
La mejor recomendación es que desde un inicio se recolecten obsidianas que logren pasar por el tamiz
de ¾ para que así te evites de problemas y logres ahorrarte mucho tiempo.
Cabe recalcar que en la dosificación claramente debes de calcular las cantidades que necesita cada
cilindro individualmente dependiendo del porcentaje de obsidiana que lleve, una vez teniendo las
cantidades, es mucho mejor hacer toda la mezcla necesaria para la cantidad de cilindros que debas
realizar.
pág. 6284
En nuestro caso por cada porcentaje debíamos de realizar 3 cilindros, entonces es recomendable hacer
la mezcla para los tres cilindros, esto para que todos los cilindros tengan las características lo más
parecidas posibles.
Nuestra última recomendación es que por ejemplo en nuestro caso somos dos personas, entonces es
mejor que al momento de picar la mezcla con la varilla lo realice solo una persona, esto para todos los
cilindros, esto para que a todos los cilindros se piquen de la misma manera. Igualmente, esto aplica con
los golpes con el martillo de goma, es recomendable que la otra persona sea la única que golpee todos
los cilindros, para que sean golpeados con la misma fuerza.
CONCLUSIONES
Con el propósito de determinar la viabilidad del concreto ligero con obsidiana para su aplicación en
edificaciones sostenibles, considerando su desempeño mecánico en comparación con concretos
convencionales, se concluye que el uso de obsidiana como sustituto parcial del agregado grueso
representa una alternativa técnicamente factible y con beneficios relevantes. Entre las principales
ventajas identificadas destaca la reducción significativa de la densidad del material, lo cual contribuye
a disminuir las cargas muertas en las estructuras y, en consecuencia, optimizar el diseño estructural.
Estas propiedades hacen que el concreto con obsidiana sea especialmente adecuado para proyectos
enfocados en la eficiencia energética y la sostenibilidad, donde la reducción de peso y el uso de
materiales no convencionales juegan un papel fundamental. Si bien se observa una disminución en la
resistencia mecánica en comparación con el concreto convencional, los valores obtenidos se mantienen
dentro de rangos aceptables para aplicaciones no estructurales o de baja exigencia, como elementos
divisorios, recubrimientos o componentes prefabricados ligeros.
Asimismo, se destaca que el comportamiento del concreto puede ajustarse mediante la variación del
porcentaje de sustitución del agregado grueso, lo que permite adaptar sus propiedades físicas y
mecánicas según los requerimientos específicos de cada proyecto. En este sentido, el uso de obsidiana
amplía las posibilidades de innovación en el sector de la construcción sostenible, contribuyendo a la
reducción del impacto ambiental, al aprovechamiento de recursos naturales alternativos y al ahorro
energético a lo largo del ciclo de vida de las edificaciones.
En nuestro caso por cada porcentaje debíamos de realizar 3 cilindros, entonces es recomendable hacer
la mezcla para los tres cilindros, esto para que todos los cilindros tengan las características lo más
parecidas posibles.
Nuestra última recomendación es que por ejemplo en nuestro caso somos dos personas, entonces es
mejor que al momento de picar la mezcla con la varilla lo realice solo una persona, esto para todos los
cilindros, esto para que a todos los cilindros se piquen de la misma manera. Igualmente, esto aplica con
los golpes con el martillo de goma, es recomendable que la otra persona sea la única que golpee todos
los cilindros, para que sean golpeados con la misma fuerza.
CONCLUSIONES
Con el propósito de determinar la viabilidad del concreto ligero con obsidiana para su aplicación en
edificaciones sostenibles, considerando su desempeño mecánico en comparación con concretos
convencionales, se concluye que el uso de obsidiana como sustituto parcial del agregado grueso
representa una alternativa técnicamente factible y con beneficios relevantes. Entre las principales
ventajas identificadas destaca la reducción significativa de la densidad del material, lo cual contribuye
a disminuir las cargas muertas en las estructuras y, en consecuencia, optimizar el diseño estructural.
Estas propiedades hacen que el concreto con obsidiana sea especialmente adecuado para proyectos
enfocados en la eficiencia energética y la sostenibilidad, donde la reducción de peso y el uso de
materiales no convencionales juegan un papel fundamental. Si bien se observa una disminución en la
resistencia mecánica en comparación con el concreto convencional, los valores obtenidos se mantienen
dentro de rangos aceptables para aplicaciones no estructurales o de baja exigencia, como elementos
divisorios, recubrimientos o componentes prefabricados ligeros.
Asimismo, se destaca que el comportamiento del concreto puede ajustarse mediante la variación del
porcentaje de sustitución del agregado grueso, lo que permite adaptar sus propiedades físicas y
mecánicas según los requerimientos específicos de cada proyecto. En este sentido, el uso de obsidiana
amplía las posibilidades de innovación en el sector de la construcción sostenible, contribuyendo a la
reducción del impacto ambiental, al aprovechamiento de recursos naturales alternativos y al ahorro
energético a lo largo del ciclo de vida de las edificaciones.
pág. 6285
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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viable solutions for a low-CO₂ cement-based materials industry. Cement and Concrete Research,
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Bogas, J. A., Nogueira, R., & Guedes, M. (2021). Lightweight aggregate concrete: Performance and
applications. Construction and Building Materials, 273, 121693.
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applications. Elsevier.
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ONNCCE. (2015b). NMX-C-083-ONNCCE-2014. Industria de la Construcción – Concreto –
Determinación de la Resistencia a la Compresión de Especímenes – Método de Ensayo.
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