Nanotechnology for architecture : innovation and eco-efficiency of nanostructured cement-based materials

Nanotecnología para arquitectura : innovación y ecoeficiencia de materiales nanoestructurados basados en cemento

Este artículo explora las innovaciones recientes en materiales de arquitectura desarrollados a través de la nanotecnología con base en el diseńo de propiedades del material para obtener desempeńos específicos. En particular, los materiales cementicios nanoestructurados representan una interesante aplicación de la nanotecnología en la industria de la construcción, considerando las significativas ventajas de funcionamiento comparado con los productos convencionales y el potencial en la reducción de consumo de recursos y de energía a través del ciclo de vida relacionado con su uso.

Evaluación de las propiedades físicas y fotocatalíticas de cemento adicionado con nanopartículas de dióxido de titanio

Evaluation of physical and photocatalytic properties of cement added with titanium dioxide nanoparticles

En esta investigación se estudió la actividad fotocatalítica en pastas de cemento Portland adicionado con nanopartículas de dióxido de titanio (TiO₂) en fase anatasa y rutilo. Se analizaron diferentes porcentajes de adición de TiO₂ (0,5%, 1,0%, 3,0%, 5,0%), así como diferentes relaciones anatasa:rutilo (100:0, 85:15, 50:50). Las propiedades fotocatalíticas se evaluaron a dos edades de curado de las pastas (65 horas y 28 días) mediante la medición de la degradación del colorante orgánico rodamina B y la degradación de óxidos de nitrógeno (NO_x).

Los resultados mostraron una disminución de la actividad fotocatalítica con el aumento del tiempo de curado de las probetas. Igualmente se comprobó que la degradación fotocatalítica es dependiente del tamaño de la molécula a degradar ya que, a edades tempranas, se demostró que la mayor eficiencia fotocatalítica en la degradación de la rodamina B es una combinación anatasa:rutilo de 100:0 mientras que, para la degradación de NO_x, es mejor una relación 85:15. A edades tardías es más eficiente una relación anatasa:rutilo de 50:50 para la degradación de la rodamina B y una relación 100:0 para la degradación de NO_x.

Nano-modified cement composites and its applicability as concrete repair material

Compositos de cemento nanomodificados y su aplicabilidad como material de reparación de concreto

Los compositos tales como materiales del concreto poseen una resistencia a la compresión y módulo de Young muy altos y una dureza y ductilidad relativamente bajas por los enlaces covalentes de sus átomos y la carencia de sistemas de deslizamiento en las estructuras cristalinas. Sin embargo, la resistencia y la vida de las estructuras de concreto están determinadas por la microestructura y la transferencia de masa a nanoescala.

Los compuestos cementicios son susceptibles a la manipulación mediante nanotecnología por el comportamiento físico y el tamańo de los productos de hidratación. Los nanotubos de carbono son un excelente agente reforzante debido a su altísima dureza.

En este estudio se condujo un amplio análisis paramétrico sobre compositos cementicios reforzados con distintos tipos de nanotubos de multipared (MWNT) tratados y sin tratar y diferentes proporciones de mezcla. Se encontró que la mezcla de nanotubos dentro de la matriz de cemento es la clave para desarrollar materiales compuestos con propiedades mecánicas deseables. Se propuso una técnica de mezclado para abordar lo relativo a la dispersión de los nanotubos dentro de la matriz de cemento y el uso de un superplastificante con base en policarboxilato como surfactante. Es evidente que existe una concentración de MWNT y una proporción de mezcla óptimas para lograr un comportamiento de refuerzo y propiedades de dureza apropiados.