Los científicos crean un cemento más duradero mediante la incorporación de nanopartículas

Los científicos crean un cemento más duradero mediante la incorporación de nanopartículas

Los científicos crean un cemento más duradero mediante la incorporación de nanopartículas

El cemento es uno de los materiales de construcción más utilizados en todo el mundo. Solía ​​construir de todo, desde casas y oficinas hasta carreteras que recorrimos todos los días. El desafío con el cemento es que, a pesar de su resistencia, el hielo y la nieve pueden convertirlo en un desastre lleno de baches y, a menudo, su mantenimiento requiere cantidades significativas de dinero cada año. De hecho, se estima que el mantenimiento de cada carril-milla de carretera en los EE. UU. Cuesta alrededor de $ 24,000 por año.

Ingenieros ha desarrollado cemento más robusto al aumentar la cantidad de carbono en el material, pero la adición de carbono hace que el material pierda algunas de sus propiedades mecánicas deseables. Sin embargo, los investigadores de la Universidad Northwestern han descubierto que al introducir nanopartículas en el cemento ordinario, han formado un producto más inteligente, más duradero y altamente funcional.

Con el uso mundial de cemento, la industria que lo produce representa alrededor del ocho por ciento de todas las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por el hombre. Los científicos están ansiosos por hacer que el material dure más para ayudar a reducir parte de la emisión de gases de efecto invernadero. Según los investigadores del nuevo estudio, los nanomateriales podrían reducir la huella de carbono de los compuestos de cemento, pero se sabía poco sobre el impacto de la introducción de nanomateriales en el comportamiento de las fracturas.

La profesora de ingeniería civil y ambiental de la Universidad Northwestern, Ange-Therese Akono, y su equipo utilizaron un método de prueba innovador conocido como prueba de rayado. Los investigadores formaron predicciones de las propiedades del material en una fracción del tiempo utilizando el método de prueba de rayado. Ese método prueba la respuesta a la fractura aplicando una sonda cónica con una fuerza vertical creciente contra la superficie de trozos microscópicos de cemento.

El método fue desarrollado por Akono durante su doctorado. trabajo y requirió menos material al tiempo que permite la aceleración del descubrimiento de nuevos materiales. Akono dice que pudo mirar diferentes materiales al mismo tiempo. El método se aplica directamente a escala micrométrica y nanométrica ahorrando tiempo. La información recopilada del método de prueba permite a los investigadores comprender cómo se comportan los materiales, cómo se agrietan y predecir su resistencia a la fractura.

Utilizando el proceso, el equipo pudo demostrar que al incorporar una pequeña cantidad del nanomaterial, las propiedades de transporte de agua del cemento, incluida la estructura de los poros y la resistencia a la penetración del agua, experimentaron disminuciones relativas del 76 por ciento y 78 por ciento, respectivamente. Los resultados del estudio tienen implicaciones en una variedad de campos, incluida la construcción y el mantenimiento de carreteras.

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