Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos con adición de fibras naturales: Una revisión sistemática
DOI:
https://doi.org/10.37787/x0a85c67Palabras clave:
Fibras naturales, pavimento rígido, concreto reforzado, tracción, sostenibilidadResumen
Este trabajo revisa el uso de fibras naturales como refuerzo en el concreto para pavimentos rígidos, con énfasis en el desempeño físico-mecánico y en los criterios de dosificación. Se realizó una revisión sistemática de 45 estudios publicados entre 2016 y 2025 en Scopus y SciELO, registrando tipo de fibra, tratamiento, longitud, porcentaje en mezcla, matriz y aplicación. Los resultados evidencian mejoras consistentes en resistencia a flexión y tracción, tenacidad y control de fisuras, especialmente con fibras cortas medias (20 – 50 mm) y dosificaciones bajas intermedias (0.3 – 1.5 % en volumen o 0.5 – 2.0 % en masa). El pretratamiento mediante procesos alcalinos o recubrimientos fortalece la adherencia fibra matriz, reduce la absorción y estabiliza la respuesta posfisura. Entre las fibras más destacadas se encuentran el plátano, yute, coco y sisal por su comportamiento estructural confiable; cáñamo, lino, piña, palma datilera y fibras amazónicas muestran viabilidad en sistemas de recubrimiento o matrices compatibles, siempre que se controle la trabajabilidad y la permeabilidad. En general, las fibras naturales ofrecen ventajas técnicas y ambientales, con potencial para optimizar el diseño de losas y reducir el impacto ambiental del concreto, aunque persisten retos de variabilidad y estandarización.
Referencias
Abbas, A. G. N., et al. (2022). Kenaf Fibre Reinforced Cementitious Composites. Fibers, 10(1), 3. https://doi.org/10.3390/fib10010003
Adamu, M., et al. (2023). Modeling and Optimization of Date Palm Fiber Reinforced Concrete Modified with Powdered Activated Carbon under Elevated Temperature, 15(8), 6369. https://doi.org/10.3390/su15086369
Ahmad, J., Zaid, O., Farooq, F., & Ostrowski, K. (2022). Mechanical and Durability Performance of Coconut Fiber Reinforced Concrete: A State-of-the-Art Review. Materials, 15(10), 3601. https://doi.org/10.3390/ma15103601
Althoey, F., et al. (2022). Behavior of Concrete Reinforced with Date Palm Fibers. Materials, 15(22), 7923. https://doi.org/10.3390/ma15227923
Amin, M. N., Ahmad, W., Khan, K., & Ahmad, A. (2022). A Comprehensive Review of Types, Properties, Treatment Methods and Application of Plant Fibers in Construction and Building Materials. Materials, 15(12), 4362. https://doi.org/10.3390/ma15124362
Azevedo, A. R. G., Marvila, M. T., Zanelato, E. B., Alexandre, J., Xavier, G. C., & Cecchin, D. (2020). Development of mortar for laying and coating with pineapple fibers. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 24(3), 187–193. https://www.scielo.br/j/rbeaa/a/j8czBWQQYxTsgrJgtwtqXQz/
Bahmani, H., & Mostafaei, H. (2025). Impact of Fibers on the Mechanical and Environmental Properties of High-Performance Concrete Incorporating Zeolite. Journal of Composites Science, 9(5), 222. https://doi.org/10.3390/jcs9050222
Bamaga, S. O., et al. (2022). A Review on the Utilization of Date Palm Fibers as Inclusion in Concrete and Mortar, 10(4), 35. https://doi.org/10.3390/fib10040035
Beskopylny, A. N., et al. (2022). Enhanced Performance of Concrete Dispersedly Reinforced with Sisal Fibers. Applied Sciences, 12(18), 9102. https://doi.org/10.3390/app12189102
Borges, A. P. S. N., Motta, L. A. C., & Franco, L. S. (2019). Study of concrete properties with vegetal and polypropylene fibers for use in structural walls. Matéria. https://www.scielo.br/j/rmat/a/LprhPDswVZzMg6ZkydLbh7f/
da Costa Santos, A. C., et al. (2022). Suitability of Surface-Treated Flax and Hemp Fibers for Concrete Reinforcement. Fibers, 10(11), 101. https://doi.org/10.3390/fib10110101
Dias, L. S., et al. (2021). Incorporation of waste from the production of sisal fibers into mortar: Effects on physical and mechanical properties. Matéria. https://www.scielo.br/j/rmat/a/5RMw95bJyVMjf846VCbjpTw/
Farias, L. N., Lam, S. S., Bettencourt Ribeiro, M. C., Franceschini, L. H., Nunes, V. N., & Mota, G. F. T. (2024). Short Jute Fiber Reinforced Cement Mortar for Out-of-Plane Strengthening of Masonry Prisms. Sustainability, 16(13), 5675. https://doi.org/10.3390/su16135675
Fonseca, R. P., et al. (2021). Influence of Different Types of Treatments on Amazonian Vegetable Fibers on the Performance of Mortars Based on Portland Cement, Metakaolin and Fly Ash. Materials Research. https://www.scielo.br/j/mr/a/ftqPhCtwzYZqSTd8qsgMYzt/
Geremew, A., Outtier, A., De Winne, P., Demissie, T. A., & De Backer, H. (2025). An Experimental Investigation on the Effect of Incorporating Natural Fibers on the Mechanical and Durability Properties of Concrete by Using Treated Hybrid Fiber-Reinforced Concrete Application. Fibers, 13(3), Art. 26. https://doi.org/10.3390/fib13030026
Hasan, M., Saidi, T., Jamil, M., Amalia, Z., & Mubarak, A. (2022). Mechanical Properties and Absorption of High-Strength Fiber-Reinforced Concrete (HSFRC) with Sustainable Natural Fibers. Buildings, 12(12), 2262. https://doi.org/10.3390/buildings12122262
Jamshaid, H., Mishra, P., Hussain, U., & Hussain, M. (2022 Natural Cellulosic Fiber Reinforced Concrete: Influence of Fiber Type and Loading Percentage on Mechanical and Water Absorption Performance. Materials, 15(3), 874. https://doi.org/10.3390/ma15030874
Jiang, Z., et al. (2021). Effect of Coconut Fiber Dosage on Flexural Performances of Magnesium Phosphate Cement. Frontiers in Materials, 8, 557355. https://doi.org/10.3389/fmats.2021.557355
Joachim, L., Le, V. N., & Holschemacher, K. (2024). Experimental Investigations on the Application of Natural Plant Fibers in Ultra-High-Performance Concrete. Materials, 17(14), 3519. https://doi.org/10.3390/ma17143519
Khan, M. B., Khan, M. U., & Ali, S. (2023). Effects of Jute Fiber on Fresh and Hardened Characteristics of Concrete with Environmental Assessment. Buildings, 13(7), 1691. https://doi.org/10.3390/buildings13071691
Martinelli, F. R. B., et al. (2023). A Review of the Use of Coconut Fiber in Cement Composites. Polymers, 15(5), 1309. https://doi.org/10.3390/polym15051309
Mohammed, A. D. A. A., et al. (2024). Mechanical Properties of Natural Jute Fiber-Reinforced Geopolymer Concrete: Effects of Various Lengths and Volume Fractions. Journal of Composites Science, 8(11), 450. https://doi.org/10.3390/jcs8110450
Okeola, A. A., et al. (2018). Experimental Investigation of the Physical and Mechanical Properties of Sisal Fiber-Reinforced Concrete. Fibers, 6(3), 53. https://doi.org/10.3390/fib6030053
Shcherban’, E. M., et al. (2022). Normal-Weight Concrete with Improved Stress–Strain Characteristics Reinforced with Dispersed Coconut Fibers. Applied Sciences, 12(22), 11734. https://doi.org/10.3390/app122211734
Silva, F. A., Mobasher, B., & Toledo Filho, R. D. (2017). Cracking mechanisms in durable sisal fiber reinforced cement composites, 89, 150–161. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2009.07.004
Siouta, L., Apostolopoulou, M., & Bakolas, A. (2024). Natural Fibers in Composite Materials for Sustainable Building: A State-of-the-Art Review on Treated Hemp Fibers and Hurds in Mortars. Sustainability, 16(23), 10368. https://doi.org/10.3390/su162310368
Soares, E. N. C., et al. (2025). Effect of combining surfactant additives in extruded fiber cement reinforced with sisal fiber natura, 25(1), e20531. https://www.scielo.br/j/ac/a/HwghRRXnG4HJ7yLRrNNHYMx/
Wang, X., Chang, L., Shi, X., & Wang, L. (2019). Effect of Hot-Alkali Treatment on the Structure Composition of Jute Fabrics and Mechanical Properties of Laminated Composites. Materials, 12(9), 1386. https://doi.org/10.3390/ma12091386
Zhou, X., Zheng, F., Li, H., & Bian, Y. (2017). Engineering Properties of Treated Natural Hemp Fiber-Reinforced Concrete. Frontiers in Built Environment, 3, 33. https://doi.org/10.3389/fbuil.2017.00033
Publicado
Declaración de disponibilidad de datos
Los datos empleados en este artículo de revisión fueron obtenidos de fuentes académicas y científicas disponibles públicamente, como Scopus, SciELO, ResearchGate y repositorios universitarios del Perú y del extranjero. Toda la información ha sido citada correctamente según las normas APA séptima edición.
Dado que se trata de un trabajo de revisión bibliográfica, no se realizaron experimentos ni se generaron nuevos datos. Por ello, no existen conjuntos de datos adicionales aparte de los que se mencionan en las referencias.
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Revista Científica Pakamuros

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.







