Graphene oxide as an additive to enhance the performance of cement mortars

• L. Djenaoucine ^[1] ; Á. Picazo ^[1] ; M.Á. de la Rubia ^[1] ; J.C. Gálvez ^[1] ; A. Moragues ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Madrid

     Universidad Politécnica de Madrid

     Madrid, España

     
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 4 (comunicaciones 5th Iberian Conference on Structural Integrity), 2022, págs. 165-170
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    La incorporación de nanomateriales en el campo de la ingeniería civil ha supuesto una importante mejora de las propiedades mecánicas y el rendimiento de los materiales cementicios. El óxido de grafeno (GO) ha demostrado ser un material que mejora la microestructura de los compuestos con cemento mejorando sus propiedades mecánicas, su durabilidad y otras capacidades multifuncionales. El presente trabajo tiene como objetivo combinar nanopartículas de GO con mortero de cemento Portland ordinario (OPC), analizando las posibles mejoras en sus propiedades mecánicas, de durabilidad y optimizando la dosificación de GO. Para ello, se emplearon diferentes contenidos de GO (0,0005%, 0,005%, 0,05%), junto con el uso de superplastificante. Los resultados revelaron que se produjeron mejoras significativas en las propiedades mecánicas y de durabilidad. La resistencia a compresión y flexión de las mezclas con 0,0005% y 0,05% de GO han mostrado un mejor comportamiento en comparación con el resto de las mezclas. El uso de GO en las dosificaciones de los morteros ha mostrado una mejora significativa en los ensayos de penetración de cloruros. A través de las pruebas de análisis termogravimétrico (TGA), se encontró que el GO mejoró la reacción de hidratación, lo que propició una mejora de las propiedades mecánicas.

  • English

    The incorporation of nanomaterials into the field of civil engineering has led to a significant improvement in the mechanical properties and performance of cement-based materials. Graphene oxide (GO) has been shown to be a material of high interest that improves the microstructure of cementitious composites by increasing their mechanical properties, durability and other multifunctional performances. The present work aims to combine GO nanoparticles with ordinary Portland cement (OPC) mortar, assessing potential improvements on their mechanical properties, durability and optimising the dosage of GO. With the incorporation of various GO contents (0.0005%, 0.005%, 0.05%), with the use of superplasticizer. Results revealed that significant improvements in both side mechanical and durability properties were provided. The compressive and the flexural strength of the mixes with 0.0005% and 0.05% respectively have shown better behaviour compared with the rest of the mixes. The use of GO in the dosages of the mortars has shown a significate improvement in the chloride penetration profile tests. Through thermogravimetric analysis testing (TGA), it was found that GO improved the hydration reaction, resulting in enhanced mechanical properties.