8/18/2019 éptima Conferencia Científico

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éptima Conferencia Cientíco-Técnica Material de Problemas en Ingeniería Civil( MATBU!"#$% &'l efecto de nanosílice en las propiedades mecnicas de pol)mercementcomposites (PCC &Pa*e+ ,ioraa . /. Pa*e+ 01o*sia. 2r3)s3tof Cendro*sib. 'l4bieta 5ors3c3ar1b.'*a Mi6o*sabla Universidad Tecnol7gica de 8arsovia . Al9 Armii :1do*e6 $; . ##-;ccidental Universidad de Tecnología en ,3c3ecin . Al9 Piasto* %# . =# a

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partíc1las de n,i>" parecen ser ms eca3 ) ca1sar menos problemas con laconsistencia de morteros frescos9

$9 Introd1cci7n

A pesar de mortero de cemento ) el ormig7n son los materiales mspop1lares de constr1cci7n. ) la prod1cci7n est a1mentando

día a día. todavía a) alg1nas desventa6as ca1sadas por la nat1rale3a delmaterial ba6a resistencia a la tracci7n. ba6as

f1er3a de 1ni7n en la solicit1d de reparaci7n. ) resistencia @1ímica ba6a9Aditivos modernos ) aditivos son los

sol1ci7n para me6orar 1na variedad de propiedades ) s1perar alg1nas de lasdesventa6as9 Materiales @1e atraen la

atenci7n de los investigadores son los @1e. debido a s1s propiedades físicas )@1ímicas ?nicas. @1e p1edan

fabricar n1evos materiales con n1evas f1nciones. tales como polímeros )nanomateriales9 :a incorporaci7n de polímeros

p1ede contrib1ir a me6orar la d1rabilidad ) propiedades mecnicas

(especialmente a la eEi7n )a la tracci7n& demateriales comp1estos cementosos9 ,in embargo. C3arneci ) 01o*si J$K )Gamacandran J"K Informe de @1e el efecto de

polímeros en la resistencia a la compresi7n es a men1do mediocre o incl1sonegativo9 ecremento del compresiva

la f1er3a est asociado con el retraso de la idrataci7n del cemento ca1sadapor polímero ) tensioactivos presencia en el

me3clar - 8an Lemert J"&9 5ors3c3ar1 et al9

JK inform7 de @1e la adici7n nanosílice a1menta la resistencia a la compresi7n) red1ce la permeabilidad global de

ormig7n end1recido debido a las propiedades p13olnicas. res1ltando enfases ms na de gel idratado (C,5& ) densicado

microestr1ct1ra - 5ors3c3ar1 et al9 J%K ) N1ercia et al9 J;K9

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'st1dios previos en poder de 5ors3c3ar1 et al9 JK ) 5ors3c3ar1 et al9 J%K andemostrado @1e la presencia de

nanosílice contrib1)7 a la densicaci7n de la 3ona de transici7n interfacial (ITO&) la me6ora de la

resistencia a la compresi7n )a la eEi7n en 1n "=D ) D respectivamente9A pesar de la alta propiedades interesantes ) aplicaci7n potencial. laincorporaci7n de nanosílice deteriore

la consistencia de los materiales comp1estos cementosos como res1ltado de laalta demanda de ag1a de las nanopartíc1las (efecto de la alta s1percie

rea en relaci7n al vol1men de n,i>"&9 C3arneci ) 01o*si J$K inform7 de@1e el 1so de polímeros incl1so en pe@1eas

cantidades tienen 1n efecto positivo en las propiedades reol7gicas de losmateriales comp1estos de cemento. )a s1 ve3. dismin1)en

el impacto negativo n,i>" tiene la consistencia9

A1n@1e el n?mero de p1blicaciones dedicadas a la in1encia de nanosílice enlas propiedades del cemento

materiales comp1estos se a incrementado en el transc1rso de la ?ltimadécada. el campo de los materiales comp1estos polímero-cemento (PCC& tiene

permanecido ba6o-est1dio9 Por lo tanto. en este traba6o se oc1par de laaplicaci7n potencial ) la in1encia de

nanosílice (n,i>"& sobre las propiedades mecnicas del PCC9

'n este est1dio la in1encia de dimetro ($## nm ) "%# nm& ) la cantidad ($D." de la consistencia ) las propiedades mecnicas de los morteros decemento de polímero (PCC& se an eEaminado9

Por otra parte. la idrataci7n de comp1estos de cemento f1e seg1ido pordifracci7n de ra)os F (FG&9

2. Materiales y métodos

2.1. Síntesis de esferas nanosílice (nSiO2)

Qanosílice esferas s7lidas (n,i>"& f1eron sinteti3ados por el método de ,tRbermodicado con el 1so de prec1rsor de

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nanosílice - ortosilicato de tetraetilo (T'>,&. el amoníaco act?a como 1ncatali3ador. ag1a ) etanol9 Mediante el control de la

el p5 ) la temperat1ra de la sol1ci7n. era posible obtener dimetro deseado deesferas nanosílice9 en el

est1dio presentado. dos estr1ct1ras nanosílice con dimetro de $## nm ) "%#nm se an sinteti3ado9 :os escripci7n detallada de la síntesis de nanoesferasde sílice f1e reportado por Cendro*si et al9 J=K ) ,tober et al9

JK9

"9"9 Composici7n de morteros de cemento

,e 1tili37 rpido end1recimiento Cemento Portland (r5PC& tipo I ".%G seg?n'Q $S=-$ seg?n lo recibido9 los

agregado no de arena de c1ar3o con granos ms nos de " mm conformescon 'Q $S;-$ se 1tili37 para este est1dio9 Acrílico

,e 1s7 dispersi7n de polímero @1e contiene

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Una gama de materiales comp1estos se prepararon basa en variaciones de lacomposici7n de la sig1iente manera

E G m1estra de referencia.

E Q-$-$##. Q-$-"%# m1estras @1e contienen $D en peso de n,i>" de dimetro

de $## nm ) "%# nm.E Q-" dedimetro de $## nm ) "%# nm9

'l ag1a a cemento (* c& relaci7n se 67 a #.% para permitir morteros

ra3onables traba6abilidad9 Con el n de probar lapropiedades del material en sí. estr1ct1ras nanosílice se aplicaron sin a)1da dening?n agente de dispersi7n9 los

composici7n de los morteros de cemento se m1estra en la Tabla $9

"&9

imetro designaci7n de la m1estra JnmK P1re3a JDK

Q,$## $## $#V SS9S

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Q,"%# "%# "%V SS9S

'spectro ', de esferas nanosílice dem1estra la ecacia del método desíntesis presentado en la Hig1ra $9

,eal débil de ní@1el ) cobre proviene de re6illa T'M9

Hig9 $9 micrografías T'M de sinteti3ado n,i>" - $## nm de dimetro (a&. "%# nmde dimetro (b& ) el diagrama de ', (c& de nanoesferas sílice s7lida

(n,i>"&9

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notable deterioro de la resistencia a la eEi7n se observ7 c1ando 1n ma)orcontenido de nanosílice ( ("W&) el pico de C,5 en "S9"o ("W&

seg?n lo s1gerido por Al) et al9 J$#K ) 2im et al9 J$$K an sido seleccionados9Como se presenta en la Hig1ra %. 1n f1erte C5

pico se observ7 @1e se libera de la idrataci7n del cemento9 ,e p1ede observar@1e la intensidad del pico de C5

se dismin1)e mediante la adici7n de nanosílice. @1e ree6a el cons1mo de C5por reacci7n p13olnica9 Al mismo tiempo.

la intensidad del pico C,5 a1ment7 en las m1estras @1e contienen nanosílice9e los sig1ientes res1ltados en p1ede ser

concl1)7 @1e nanosílice (independientemente de dimetro& presenta ciertaactividad p13olnica ) acelera el

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proceso de idrataci7n9

9 Concl1siones

e los est1dios preliminares sobre el efecto de nanosílice en las propiedadesmecnicas del polímero de cemento

composites (PCC& a las sig1ientes concl1siones se p1eden eEtraer

E A pesar de relativamente b1ena consistencia inicial. @1e se atrib1)e a lapresencia de polímero en los morteros. nanosílice debido a s1

propiedades p1eden altamente dismin1ir la consistencia de los morteros decemento. lo @1e lleva a la red1cci7n de los p1ntos f1ertes del PCC9

partíc1las E Hiner nanosílice debido a s1 ma)or actividad p13olnica parecenser ms ecaces ) tienen 1n positivo

impacto en el rendimiento del PCC9

E Para optimi3ar el rendimiento de nanosílice en PCC. el 1so de agentesdispersantes parece ser necesario9

E Con base en el anlisis de difracci7n de ra)os F ) las propiedades mecnicasres1ltados se p1ede concl1ir @1e nanosílice p1ede encontrar

aplicaci7n potencial en PCC para me6orar s1s propiedades mecnicas ) deproceso de idrataci7n9 :a s1ma de

nanosílice tiene 1n gran potencial para acelerar la reacci7n p13olnica.reaccionando así ms con el C5 )

el a1mento de la conversi7n de C-,-59