Evaluación de la resiliencia ante desastres del hormigón con nanopartículas de dióxido de titanio

Para empezar, preparar cuatro grupos de muestras utilizando una mezcla de hormigón de cemento Portland CPII, piedra triturada, arena de río lavada a medio nivel y agua, manteniendo una proporción agua-cemento de 0,5. Para cada ejemplar de 3,63 kilogramos, pesa las cantidades adecuadas de cemento, arena, grava y añade agua. Homogeneizar todos los componentes a fondo para obtener la masa más uniforme posible.

Vierte el hormigón mezclado en los moldes e inspecciona la mezcla en busca de signos de segregación de áridos, acumulación libre de agua o tintes de material no mezclado para asegurar una consistencia uniforme y obtener resultados representativos. Ahora, moldea las muestras de prueba en formas metálicas cilíndricas de 10 centímetros de diámetro y 20 centímetros de alto. Rellena cada molde para que el hormigón alcance el nivel designado con una distribución uniforme.

Producir la muestra A y designarla como control negativo sin aditivos que sirvan de referencia para la comparación con los demás especímenes. Produce la muestra B incorporando dióxido de nanotitanio al 1%, aproximadamente 36,3 gramos, en la mezcla de hormigón. Distribuye las nanopartículas de forma uniforme a lo largo de la masa para evitar la aglomeración.

De manera similar, preparar las muestras C y D, asegurando la homogeneidad entre los conjuntos muestrales. Ahora, preparar la muestra E incorporando un aditivo plastificante al 3% de cobre, aproximadamente 108,9 gramos, en la mezcla de hormigón, y designar esta muestra como control positivo para comparar el efecto del plastificante con las demás muestras. Almacena todas las muestras en un área con condiciones controladas protegidas de las influencias ambientales para esperar el tiempo de curado.

Aquí están los ejemplares en un área controlada por humedad mantenida a una temperatura de alrededor de 23 grados Celsius y una humedad relativa de al menos 95% durante 24 horas. Tras este periodo inicial, sumergir los ejemplares en agua saturada de cal, manteniéndose a la misma temperatura de 23 grados Celsius para continuar curando durante el periodo designado. Tras el curado, retira las muestras y mide el peso de cada una para confirmar que cada una tiene una masa media de 3,63 kilogramos.

Condicionar los especímenes a temperatura ambiente de alrededor de 23 grados Celsius, según el siguiente calendario. Someter cada muestra a una prueba de compresión axial utilizando una máquina universal de prueba de tracción y compresión. Asegúrese de que la capacidad de la celda de carga de la máquina de ensayo sea compatible con las dimensiones de la muestra y verifique que haya un sistema de control digital habilitado para la monitorización y registro en tiempo real de la carga aplicada.

Continúa aplicando la carga de compresión hasta que la muestra falle y registra la carga máxima soportada en el momento de la ruptura. Calcula la resistencia a la compresión de cada muestra usando la fórmula. Después, realiza la prueba de resistencia a la compresión posicionando cada muestra cilíndrica de 100 milímetros de diámetro y 200 milímetros de altura verticalmente en el centro de la prensa hidráulica.

Asegúrate de que el espécimen tenga un contacto adecuado entre la muestra y las placas de carga. Aplicar la carga axial de forma continua y sin impacto a una tasa de aproximadamente 0,45 megapascales por segundo. Repite este procedimiento para los tres juegos de muestras.

Control, muestras aditivas dopadas con dióxido de titanio y a base de cobre. Registrar todos los valores sistemáticamente para compararlos posteriormente entre los diferentes conjuntos muestrales. Finalmente, comparar los valores registrados de resistencia a la compresión para evaluar el comportamiento mecánico y las diferencias de rendimiento entre las muestras de control, dopadas con dióxido de titanio y aditivas a base de cobre.

Las pruebas de compresión mostraron que las muestras de hormigón que contenían 1% de dióxido de titanio en masa tenían una resistencia a la compresión superior tanto al hormigón de control como a las que tenían plastificante a base de cobre al 3%. Entre las muestras sometidas a 28 días de curado durante pruebas de resistencia a compresión, las muestras B3, C3 y D3 mostraron un color visiblemente más claro que las etiquetadas como A3 y E3. El espécimen etiquetado como B tenía la mayor resistencia a la compresión tras 28 días de curado, con 17.379 megapascales. Los ejemplares etiquetados como A y E mostraron valores de resistencia a la compresión más bajos tras 28 días de curado, con valores de 13.018 y 9.725 megapascales respectivamente.