Valutazione della resilienza ai disastri del calcestruzzo con nanoparticelle di biossido di titanio

Per cominciare, preparare quattro gruppi di campioni utilizzando una miscela di cemento Portland CPII, pietra frantumata, sabbia di fiume a lavaggio medio e acqua, mantenendo un rapporto acqua-cemento di 0,5. Per ogni campione da 3,63 chilogrammi, pesa le quantità appropriate di cemento, sabbia, ghiaia e aggiungi acqua. Omogeneizzare accuratamente tutti i componenti per ottenere la massa più uniforme possibile.

Fondi il calcestruzzo misto negli stampi e ispeziona la miscela per segni di segregazione degli aggregati, accumulo di acqua libera o macchie dal materiale non miscelato per garantire una consistenza uniforme e risultati rappresentativi. Ora, modella i campioni di prova in forme cilindriche metalliche di 10 centimetri di diametro e 20 centimetri di altezza. Riempire ogni stampo in modo che il calcestruzzo raggiunga il livello designato con una distribuzione uniforme.

Produrre il campione A e designarlo come controllo negativo senza alcun additivo a servire come base per il confronto con gli altri campioni. Produrre il campione B incorporando biossido di nanotitanio all'1%, circa 36,3 grammi, nella miscela di calcestruzzo. Distribuire le nanoparticelle in modo uniforme nella massa per prevenire l'agglomerazione.

Allo stesso modo, si preparano i campioni C e D, garantendo l'omogeneità tra gli insiemi di campioni. Ora, prepara il campione E incorporando un additivo plastificante al 3% a base di rame, circa 108,9 grammi, nella miscela per cemento, e designa questo campione come controllo positivo per confrontare l'effetto del plastificante rispetto agli altri campioni. Conserva tutti i campioni in un'area con condizioni controllate protette dalle influenze ambientali in attesa del tempo di stagionamento.

Ecco i campioni in un'area a controllo dell'umidità mantenuta a una temperatura di circa 23 gradi Celsius e con un'umidità relativa di almeno il 95% per 24 ore. Dopo questo periodo iniziale, immergere i campioni in acqua satura di calcare, mantenuta alla stessa temperatura di 23 gradi Celsius per una proseguire della stagione nel periodo designato. Dopo l'indurirezza, rimuovere i campioni e misurare il peso di ciascun per confermare che ciascuno abbia una massa media di 3,63 chilogrammi.

Condizionare gli esemplari a temperatura ambiente di circa 23 gradi Celsius, secondo il seguente schema. Sottoporre ogni campione a un test di compressione assiale utilizzando una macchina universale per il test di trazione e compressione. Assicurarsi che la capacità della cella di carico della macchina di prova sia compatibile con le dimensioni del campione e verificare che sia abilitato un sistema di controllo digitale per il monitoraggio e la registrazione in tempo reale del carico applicato.

Continuare ad applicare il carico compressivo fino a quando il campione non cede e registrare il carico massimo supportato al momento della rottura. Calcola la resistenza alla compressione di ciascun campione usando la formula. Successivamente esegui il test di resistenza alla compressione posizionando verticalmente ogni campione cilindrico di 100 millimetri di diametro e 200 millimetri di altezza al centro della pressa idraulica.

Assicurati un contatto corretto tra il campione e le piastre di carico. Applicare il carico assiale in modo continuo e senza impatti a una velocità di circa 0,45 megapascal al secondo. Ripeti questa procedura per tutti e tre i set di campioni.

Campioni di controllo, dopati con anidride di titanio e additivi a base di rame. Registra tutti i valori sistematicamente per confrontarli successivamente tra i diversi set campionari. Infine, confrontare i valori registrati della resistenza alla compressione per valutare il comportamento meccanico e le differenze di prestazioni tra i campioni di controllo, dopati con biossido di titanio e quelli a base di rame.

I test di compressione hanno mostrato che i campioni di calcestruzzo contenenti l'1% di anidride di titanio in massa avevano una resistenza alla compressione superiore sia rispetto al calcestruzzo di controllo sia a quelli con plastificante a base di rame al 3%. Tra i campioni sottoposti a 28 giorni di polimerizzazione durante i test di resistenza compressiva, i campioni B3, C3 e D3 sono apparsi visibilmente più chiari rispetto a quelli etichettati come A3 ed E3. L'esemplare etichettato con B presentava la massima resistenza alla compressione dopo 28 giorni di stagione, pari a 17.379 megapascali. I campioni etichettati A ed E mostravano valori di resistenza alla compressione inferiori dopo 28 giorni di indurircizia, con valori rispettivamente di 13.018 e 9.725 megapascal.