Variación del peso volumétrico y resistencia a la compresión en un concreto de f'c = 210 kg/cm² al reemplazar el agregado grueso por poliestireno en diferentes porcentajes

Abstract

El uso convencional del concreto representa un desafío en la construcción debido a su elevada densidad, lo que genera cargas muertas significativas y sobredimensión de elementos estructurales. Ante esta problemática, surge la necesidad de desarrollar concretos estructurales livianos que optimicen las secciones de soporte sin comprometer la seguridad. La presente investigación evalúa los efectos del remplazo parcial del agregado grueso por esferas de poliestireno expandido (EPS) en porcentajes de 5%, 7.5% y 10% para un concreto de f'c = 210 kg/cm² de diseño. Se analizaron comparativamente las variaciones en el peso volumétrico y la resistencia mecánica a la compresión a las edades de curado de 7 y 28 días frente a una mezcla patrón. Los resultados demuestran que la incorporación de EPS reduce eficazmente la densidad del material, logrando disminuciones del peso unitario superiores al 3% para los reemplazos de 7.5% y 10% (El concreto patrón alcanzó valores de 2358.39 kg/m³ en estado fresco y 2352.20 kg/m³ en estado endurecido). Sin embargo, esta reducción de peso conlleva una pérdida progresiva de la capacidad resistente: el reemplazo del 5% redujo la resistencia en -13.91% el 7.5% en -23.87% y el 10% en -43.69%, respecto al patrón (210.28 kg/cm²). Se concluye que, aunque el poliestireno expandido es una alternativa viable para obtener concretos ligeros, el incremento en el porcentaje de sustitución afecta drásticamente la resistencia mecánica, limitando su aplicación según las exigencias estructurales del proyecto.