Nanotechnology in concrete – A review

TL;DR: In this paper, the state of the field of nanotechnology in concrete is reviewed and the impact of recent advances in instrumentation and computational materials science and their use in concrete research is discussed.

About: This article is published in Construction and Building Materials.The article was published on 2010-11-01 and is currently open access. It has received 1385 citations till now.

Summary

Introduction

• MA RISOL NEMOCÓN ALTERNATIVA : TRA BA JO DE INVESTIGA CIÓN TECNOLÓGICA USO DE MORTEROS CATALÍTICOS SOBRE PANELES, PARA EL ANÁLISIS DE LA REDUCCIÓN DE PARTÍCULAS CONTAMINANTES EN EL AIRE IVONNE MELISA GONZÁLEZ CASTAÑO.
• A mi Madre por ser mi mayor ejemplo de valentía y esfuerzo, por ser un pilar en mi vida e inspirarme a ser mejor cada día.
• La nanotecnología, es una rama que se desprende de las nuevas tecnologías y que se ha abierto paso en la industria de la construcción, por medio de la implementación de materiales y aditivos te tamaño nanométrico que mejoran y generan nuevas propiedades en los materiales comunes de construcción como el acero, concretos, morteros, pinturas, etc.
• En este proyecto se elaboró un concreto y mortero adicionando el Dióxido de titanio (TiO2), el cual actúa como un catalizador al combinarse con el cemento y los rayos ultra violeta, y su función principal es oxidar las partículas contaminantes suspendidas en el aire, por lo cual se categoriza como un descontaminante.

3.2 Formulación del problema.

• La elaboración de concretos catalíticos requiere una serie de procedimientos diferentes a las de un concreto común.
• Por su composición que adiciona fotocatalizadores en forma de nanopartículas de Dióxido de Titanio, el diseño de un concreto catalítico requiere tener en cuenta las reacciones que genera el dióxido de titanio con el agua y los rayos UV.
• Sin embargo, las propiedades que produce este fotocatalizador al concreto reflejan que son mucho más favorables para cualquier estructura, así como en los gastos futuros en los que comúnmente se incurren, pues al ser más resistentes, flexibles y autolimpiantes, disminuyen los costos de mantenimientos y reparaciones, así como sus periodos.
• Al hablar de nanotecnología aplicada en la construcción, se habla de una nueva alternativa que abre un camino lleno de ventajas; ventajas que se reflejan casi de forma inmediata en esta industria, pues permite optimizar materiales, gastos, procesos y, sobre todo, tiempo; y ventajas que a futuro se reflejarán en el mejoramiento de la calidad de vida.
• MA RISOL NEMOCÓN ALTERNATIVA : TRA BA JO DE INVESTIGA CIÓN TECNOLÓGICA 4 OBJETIVOS.

4.2 Objetivos específicos:

• - Comparar las mediciones de NOx, SOx y CO2 de la estación de monitoreo del aire de Las Ferias (Secretaría Distrital de Ambiente), antes y después de la aplicación del mortero catalítico.
• Sin importar la fuente que la genere, esta contaminación está causando efectos contraproducentes para la población humana.
• La principal responsabilidad que reposa sobre el Ingeniero Civil, es velar y trabajar por el buen desarrollo de un lugar para el bienestar de la población; por lo tanto, no puede ignorar este problema que aumenta proporcionalmente con el avance de la industria.
• Teniendo en cuenta que ahora la tecnología permite crear soluciones a este grave problema por medio de la nanotecnología, el Ingeniero Civil debe hacer uso de ella incluyéndola en su ejercicio profesional.
• MA RISOL NEMOCÓN ALTERNATIVA : TRA BA JO DE INVESTIGA CIÓN TECNOLÓGICA 6 DELIMITACIONES.

6.4 Alcance:

• El alcance de este proyecto de investigación es realizar pruebas para la comprobación de la teoría de morteros catalíticos que se relacionan con la Nanotecnología aplicada a la construcción, que contribuyen a la descontaminación del aire.
• MA RISOL NEMOCÓN ALTERNATIVA : TRA BA JO DE INVESTIGA CIÓN TECNOLÓGICA los componentes del aire, poder realizar una comparación de la mismas para determinar si funciona el mortero catalítico.

8.2 Fuentes de información:

• Las fuentes principales de información con las que se desarrolló este proyecto de grado son: - Datos de monitoreo del aire.
• Estación “Las Ferias” – SDA, División calidad del aire.
• - Evaluación de las propiedades físicas y fotocatalíticas de cemento adicionado con nanopartículas de dióxido de titanio.
• La primera es la elaboración de ocho cilindros de concreto, cuatro convencionales y cuatro adicionados con TiO2 con el fin de comprobar si este aditivo mejora la resistencia del concreto a la compresión; y la segunda, es la producción del mortero catalítico con el cual se evaluará su funcionalidad con relación a la descontaminación del aire.

9.1 Cilindros:

• Teniendo en cuenta que el TiO2 no altera las propiedades del concreto, la cantidad de aditivo requerida corresponde al 5% del peso total del cilindro.
• (Laboratorios de Ingeniería Civil, Universidad de los Andes).
• El diseño del concreto se determinó de 4000 psi, por lo cual se emplearon las siguientes cantidades de materiales para cada tipo de concreto: Tabla 3. Dosificación concreto convencional.
• Para poder realizar una comparación gráfica, se realizó una interpolación para así poder obtener un valor medio aproximado con base a los resultados obtenidos de los días 14 y 28.
• El concreto catalítico presenta una resistencia inferior al concreto convencional ; adicionalmente, la resistencia que teóricamente debe alcanzar en siete días, la alcanza en catorce días y no logra superar la resistencia del concreto convencional en ninguna de las edades del mismo.

9.2 Mortero Catalítico:

• La finalidad de producir un mortero con adición de TiO2, se debe a que son estos los que generalmente están expuestos a la contaminación de partículas suspendida en el aire.
• Instalación panel 5 Fuente: Propia FACULT AD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL USO DE MORTEROS CA TA LÍTICOS SOBRE PA NELES, PA RA EL A NÁ LISIS DE LA REDUCCIÓN DE PA RTÍCULA S CONTA MINA NTES EN EL A IRE PERIODO: 2017-I PROGRAMA ACADÉMICO: INGENIERIA CIVIL ELABORÓ: IVONNE MELISA GONZÁ LEZ - 503616 DIRECTOR TRABAJO DE GRADO: ING.
• La estación de las ferias presentaba fallas en varios de sus sensores, por lo cual solo se pudo comparar: PM10, OZONO, NO, NO2, NOx, Temperatura y PM2.5 MA RISOL NEMOCÓN ALTERNATIVA : TRA BA JO DE INVESTIGA CIÓN TECNOLÓGICA - Día 3: Tabla 10.
• MA RISOL NEMOCÓN ALTERNATIVA : TRA BA JO DE INVESTIGA CIÓN TECNOLÓGICA Gráfica 36.

10.1 Análisis de resultados mediciones del aire:

• - Según las gráficas obtenidas, se puede evidenciar que en general, la disminución de los componentes NO, NOx y NO2, principalmente se presenta en las horas cercanas al medio día (9 am – 12 m), cuando más exposición solar hay.
• - Cuando se presenta lluvia, el agua puede arrastrar los radicales libres situados sobre el panel.

10.2 Análisis de resultados del concreto y mortero:

• - El concreto catalítico muestra una disminución de resistencia considerable (33%), en comparación al concreto convencional.
• Por esto, el proceso de curado para el concreto catalítico debe contar simultáneamente con los dos factores que necesita para desarrollar su resistencia, que son el agua y luz solar.
• Se recomienda realizar mediciones del aire en lugares que presenten una alta exposición a la contaminación ambiental, como avenidas, zonas industriales, fabricas, talleres automotrices, etc.; y en periodos más prolongados (por lo menos un mes).
• LA REVOLUCIÓN NANOTECNOLÓGICA EN LOS NUEVOS MATERIALES.
• APPLICATION OF TIO2 PHOTOCATALYSIS FOR AIR TREATMENT: PATENTS’ OVERVIEW.APPLIED CATALYSIS BIOCIDAL EFFECTS OF PHOTOCATALYTIC SEMICONDUCTOR TIO2.

Frequently asked questions

Q1. What are the contributions mentioned in the paper "Uso de morteros catalíticos sobre paneles, para el análisis de la reducción de partículas contaminantes en el aire ivonne melisa gonzález castaño universidad católica de colombia facultad de ingeniería programa de ingeniería civil" ?

In this paper, análisis de resultados mediciones del aire, concreto y mortero: