Publicado: sábado, 22 abril 2023
Modificado: viernes, 22 septiembre 2023
Nanoburbujas y sus efectos positivos sobre la resistencia mecánica del hormigón
Introducción
El hormigón es uno de los principales materiales de construcción utilizados, y es casi imposible sustituirlo por otros materiales naturales. El cemento es la parte principal de la preparación del hormigón. Sin embargo, el consumo de energía de la industria del cemento consume grandes cantidades de combustibles fósiles y crea serios problemas ambientales que incluyen la contaminación del aire, el cambio climático y el calentamiento global al emitir continuamente dióxido de carbono (CO2). Por ejemplo, se emiten alrededor de 900 kg de CO2 cuando se produce una tonelada de cemento, lo que significa que casi dos tercios de las emisiones globales de CO2 son generadas por las industrias del cemento. Por lo tanto, se deben desarrollar y evaluar materiales y sistemas alternativos ecológicos para disminuir el calentamiento global y otros problemas ambientales.
Por primera vez, Richard Feynman introdujo la nanotecnología. En diciembre de 1959, dio una charla llamada "Hay mucho espacio en el fondo" e introdujo la nanotecnología.
Las nanoburbujas son burbujas muy pequeñas con un diámetro de menos de 200 nm y pueden permanecer en el agua durante mucho tiempo. La tecnología de nanoburbujas se usa ampliamente en varios campos, como el revestimiento y la limpieza de superficies, la eliminación de contaminantes, el tratamiento del agua, la ingeniería biomédica y de contracción, la mejora de la flotación de minerales ultrafinos y la liberación de energía cuando las burbujas colapsan y se destruyen.
La importancia de las nanoburbujas en la resistencia de la mezcla de cemento
Como se mencionó anteriormente, la nanotecnología es una rama emergente de la ciencia relacionada con la comprensión y el control de la fabricación de materiales en nanodimensiones. El estudio del hormigón y la pasta de cemento en escalas microscópicas y macroscópicas es importante para el desarrollo de nuevos materiales de construcción y su aplicación.
La resistencia de una mezcla de cemento se puede mejorar mediante la adición de nanomateriales como fibra de acero, fibra de vidrio, fibra polimérica, fibra de carbono y nanotubos de carbono (CNT) y óxido de grafeno (GO). Sin embargo, cada una de estas tecnologías tiene sus puntos fuertes y débiles.
Uno de los métodos utilizados recientemente para fortalecer la mezcla de cemento y activar la reacción de hidratación del cemento es la aplicación de microburbujas al agua de mezcla. Las nanoburbujas aumentan el pH, el oxígeno disuelto (OD), la conductividad eléctrica (EC), la turbidez y el contenido de nitrógeno en el agua, lo que resulta en una mejora de la resistencia a la compresión del cemento en comparación con el uso de agua. Las características más importantes de las nanoburbujas son los costos de producción muy bajos, la producción de alta velocidad y su disponibilidad en cualquier lugar y momento.
Según varios estudios, la aplicación de nanoburbujas mejoró las propiedades mecánicas del hormigón, como la resistencia a la compresión y la tracción. Uno de los estudios muestra que la aplicación de nanoburbujas aumenta la resistencia a la compresión ya la tracción del hormigón hasta un 16 % y un 19 % respectivamente. Otra investigación relacionada muestra que el uso de nanoburbujas de oxígeno aumenta la resistencia mecánica de los hormigones hasta en un 61 % en comparación con el hormigón elaborado con agua del grifo (Fig. 1, 2).
Acniti ofrece los mejores instrumentos de nanoburbujas de oxígeno para producir suficientes nanoburbujas de oxígeno para diferentes industrias y campos, incluidas las empresas de construcción.
Otro punto importante es la aplicación de nanoburbujas y algunos otros materiales como zeolita y puzolana Chekneh en el concreto en lugar de cemento y agua en general. Una investigación reciente muestra que la mezcla de zeolita, puzolana chekneh y agua con nanoburbujas mejoró significativamente la resistencia y la durabilidad del concreto, que es una alternativa significativa al cemento y al agua de mezcla para reducir la contaminación del aire, aumentar el rendimiento del concreto y reducir los costos de producción del concreto. .