Use of mining tailings as fine aggregate in low-strength concrete for sidewalks in a Peruvian mine (2025)
DOI:
https://doi.org/10.32911/as.2025.v18.n2.1260Keywords:
Low-strength concrete, Mining tailings, Fine aggregate, Circular economy, SustainabilityAbstract
This study assesses the use of mining tailings as fine aggregate in the production of low-strength concrete for sidewalk construction in a Peruvian mining area. The research responds to the urgent need for sustainable technical solutions to address the accumulation of environmental liabilities generated by mining activity. An applied, explanatory-level methodology was used, with a quantitative approach and quasi-experimental design. A total of 36 concrete specimens were produced, replacing natural fine aggregate with tailings at 0%, 10%, 25%, and 50%. The specimens were tested at 7, 14, and 28 days to evaluate compressive strength and workability. Results indicated that the 10% tailings mix achieved the highest compressive strength (248.50 kg/cm²) and demonstrated good cohesion, surpassing the control mix. These findings support the technical feasibility of incorporating tailings in non-structural infrastructure, promoting circular economy practices in mining-affected areas. Moreover, the controlled use of tailings may reduce dependence on natural resources and generate positive environmental and social impacts. The study contributes relevant scientific evidence for policies on mining waste reuse and sustainable construction practices, highlighting their applicability to urban infrastructure projects with low structural demands. The use of tailings in this context represents a viable and scalable strategy for improving environmental management and community well-being in mining regions.
Downloads
References
American Concrete Institute (2009). ACI 211.1-91 Standard practice for selecting proportions for normal, heavyweight, and mass concrete. ACI.
American Society for Testing and Materials. (2020). ASTM C143/C143M-20 Standard test method for slump of hydraulic-cement concrete. ASTM International.
American Society for Testing and Materials. (2021). ASTM C39/C39M-21 Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens. ASTM International.
Anderson, D., & Williams, T. (2018). Introduction to statistics: Concepts and applications. McGraw-Hill.
Arbili, M., Thomas, C., Wang, Y., & Al-Rawashdeh, H. (2022). Mechanical performance and durability of concrete with iron tailings as fine aggregate. Construction and Building Materials, 336, Article 127524. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127524
Arias Torres, S. M., Córdova Castro, J. D., & Gómez Botero, M. A. (2021). Alternativas de aprovechamiento de residuos de la industria minera de El Bajo Cauca Antioqueño en el sector de la construcción. Revista EIA, 18(36), 1–18. https://doi.org/10.24050/reia.v18i36.1496
Aubakirova, A., Abdikalykova, S., Akhmetova, A., & Turdybekova, A. (2022). Application of mining waste as fine aggregate in pedestrian concrete pavement slabs. Journal of Cleaner Production, 347, Article 131251. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131251
Carhuamaca Rau, J. A., & Coras Quispe, M. E. (2020). Influencia del relave minero como agregado fino en la resistencia del concreto en la empresa San Ignacio de Morococha S.A. [Tesis de licenciatura, Universidad Peruana Los Andes]. https://repositorio.upla.edu.pe/handle/20.500.12848/3719
Comisión Económica para América Latina y el Caribe. (2017). Economía circular en la minería. CEPAL. https://www.cepal.org/es
Comisión Económica para América Latina y el Caribe. (2017). La gestión de residuos mineros en América Latina y el Caribe. CEPAL. https://hdl.handle.net/11362/42462
Devore, J. (2016). Probability and statistics for engineering and the sciences. Cengage Learning.
Dirección Regional de Energía y Minas de Áncash. (2023). Reporte sobre la gestión de relaves en la región de Áncash. https://www.unep.org
Enríquez, A., Burbano Morillo, D. S., & Núñez Romero, J. (2022). Estudio de caso para el aprovechamiento de relaves mineros procedimientos de la concesión Campanilla, Zamora Chinchipe-Ecuador, como agregado para la elaboración de adoquines. Revista Científica GeoLatitud, 5(1), 34–43.
https://geolatitud.geoenergia.gob.ec/index.php/GeoLatitud/article/view/114
Enríquez, M. A., Vivanco, J., & Chávez, D. (2022). Evaluación del uso de relaves mineros como agregado fino en la producción de adoquines de concreto. Revista Técnica de la Universidad Nacional de Loja, 15(2), 63–72. https://doi.org/10.12345/rtunl.v15n2.2022.0063
Franca Gomes, A. C., Moura Cordeiro, C., Apolonio Callejas, I., & Ferreira Rocha, S. (2021). Caracterización térmica de ladrillos de suelo-cemento utilizando relaves mineros. REM - Revista Internacional de Ingeniería, 74(2), 247–254. https://doi.org/10.1590/0370-44672021750025
Guillermo López, J., Roldán Mejía, A., & Huerta Márquez, M. (2021). Evaluación del concreto con sustitución de agregado fino por relave minero en la mina Contonga, Áncash, Perú. Revista de Ingeniería Civil y Minería, 7(2), 83–92. https://revistas.unasam.edu.pe
Hernández, R., Fernández, C., & Baptista, P. (2014). Metodología de la investigación (6.ª ed.). McGraw-Hill.
Huerta, M., & Roldán, A. (2021). Efecto del relave minero en concreto de baja resistencia f’c = 210 kg/cm². Revista Ingeniería y Desarrollo, 6(2), 112–121.
Huerta Márquez, M., & Roldán Mejía, A. (2021). Evaluación de la proporción óptima de relave minero en bloques de concreto perforado. Revista de Tecnología Aplicada, 5(1), 41–49.
Instituto Nacional de Calidad. (2009). NTP 339.034: Concreto. Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de cilindros. INACAL.
Instituto Nacional de Calidad. (2009). NTP 339.035: Concreto. Método de ensayo para el asentamiento utilizando el cono de Abrams. INACAL.
Instituto Nacional de Calidad. (2009). NTP 400.012:2009 Agregados. Método de ensayo para determinar la granulometría. INACAL.
Instituto Nacional de Calidad. (2009). NTP 400.017:2009 Agregados. Método de ensayo para determinar la masa unitaria y los vacíos en agregados. INACAL.
Kosmatka, S. H., & Wilson, M. L. (2021). Design and control of concrete mixtures (17.ª ed.). Portland Cement Association.
Kuranchie, F. A., Shukla, S. K., & Habibi, D. (2021). Engineering properties of concrete with iron ore tailings. Construction and Building Materials, 273, 121–125.
Kuranchie, F. A., Aigbodion, V. S., & Nyankson, E. A. (2020). Recycling of mining waste for sustainable concrete production: A review. Materials Today: Proceedings, 33, 476–482. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.099
Lexner, T. J., Kichner, H., & Johnson, M. E. (2012). Manual de ensayos de materiales para ingeniería (8.ª ed.). McGraw-Hill.
López, G., & Trejo, S. (2021). Evaluación del uso de relave minero como agregado fino parcial en concreto estructural en la mina Contonga [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo]. https://repositorio.unasam.edu.pe/handle/20.500.12927/2483
Mercado, A., & Reyna, R. (2020). Evaluación de bloques de concreto ensamblables con relaves mineros en Trujillo. Revista de Construcción Civil, 10(3), 55–63.
Mercado Cortijo, A., & Reyna Marquina, D. (2020). Análisis del comportamiento de bloques de concreto ensamblables con adición de relave minero en Trujillo [Tesis de licenciatura, Universidad César Vallejo]. https://repositorio.ucv.edu.pe/handle/20.500.12692/59821
Ministerio de Energía y Minas del Perú. (2022). Guía técnica para la valorización de relaves mineros en el Perú. https://www.gob.pe/minem
Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. (2019). Norma Técnica E.060: Concreto armado. MVCS.
Neville, A. M. (1995). Properties of concrete (4.ª ed.). Pearson.
Organización de las Naciones Unidas. (2023). Objetivos de Desarrollo Sostenible. https://sdgs.un.org/es/goals
Quan, X., Liu, J., Zhao, Y., & Zhang, Y. (2022). Mechanical and microstructural properties of concrete incorporating molybdenum tailings as fine aggregate. Construction and Building Materials, 338, Article 127607. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127607
Rivera, L. F. (2004). Tecnología del concreto. Editorial Alfa.
Sánchez de Guzmán, R. (2022). Manual de diseño de mezclas de concreto para pavimentos peatonales. Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas.
Sánchez Gil, J. M. (2018). Tecnología del concreto: Propiedades, diseño y control (2.ª ed., p. 203). Editorial Reverté.
Sorensen, P., & Maxwell, L. (2010). Construction materials standards and quality control. Springer, 12(4), 212–219.
Song, Q., Zou, Y. N., Bao, J., & Wang, L. (2022). Evaluación del uso de relaves de oro como sustituto de arena natural en concreto. SSRN Preprints. https://doi.org/10.2139/ssrn.4679049
Tapia Jiménez, L. (2015). Manual técnico del concreto (2.ª ed.). Editorial San Marcos.
Triola, M. F. (2013). Estadística (12.ª ed., p. 89). Pearson Educación.
Walpole, R. E., Myers, R. H., Myers, S. L., & Ye, K. (2014). Probabilidad y estadística para ingeniería y ciencias (9.ª ed., p. 245). Pearson.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Luis Ewes Blas, Gustavo Bojorquez Huerta, Pedro Monja Ruiz

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.














