Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, por primera vez, utilizaron una técnica de "compresión micropilar" para caracterizar la resistencia a microescala del cemento, permitiendo el desarrollo de cemento con propiedades de resistencia deseables para aplicaciones de ingeniería civil.
"La información recopilada usando esta técnica se puede usar para comprender mejor el comportamiento del concreto cuando falla, así como también para proporcionar datos clave para modelos 'constitutivos' que se utilizan para diseñar y determinar la seguridad de estructuras de ingeniería civil a gran escala", dice Rahnuma Shahrin, estudiante de doctorado en ingeniería civil en NC State y autor principal de un artículo sobre el trabajo.
"Los resultados de la investigación conducirán a impactos significativos en el estudio de fallas de materiales que contienen cemento", dice Shahrin. "La producción, el transporte y el uso de concreto representan entre el 5 y el 9 por ciento de las emisiones totales de dióxido de carbono en todo el mundo. El conocimientode este estudio se puede aplicar al desarrollo de materiales más fuertes y más sostenibles para la infraestructura civil, reduciendo el consumo de recursos naturales y la producción de CO2 ".
El cemento se usa para fabricar concreto, uno de los materiales de construcción más utilizados en el mundo. La resistencia a la compresión del cemento es un factor principal para determinar la carga que puede soportar el concreto, una consideración crítica para los proyectos de ingeniería civil. Los ingenieros tienenHace tiempo que se sabe que el cemento deriva su resistencia de un ingrediente llamado silicato de calcio hidratado CSH, el producto primario que se forma cuando el cemento en polvo se mezcla con agua. Sin embargo, los investigadores no han podido medir la resistencia a la compresión de la CSH en un cementomuestra: los tamaños de muestra necesarios para aislar y probar los componentes CSH son demasiado pequeños para fabricarlos mediante métodos convencionales de preparación de muestras.
Para abordar este desafío, los investigadores recurrieron a una técnica utilizada en la ciencia de los materiales llamada compresión micropilar. Normalmente utilizada en materiales cristalinos, la compresión micropilar utiliza muestras muy pequeñas para determinar la resistencia a la compresión de un material.
Debido a que el cemento es un material heterogéneo, compuesto de múltiples componentes, Shahrin utilizó una técnica de microscopía electrónica de barrido / rayos X para encontrar las áreas en las muestras de cemento que tenían la proporción más alta de CSH en relación con otros materiales constituyentes.
Una vez que se identificaron los sitios CSH, se molieron en cilindros de 2 micrómetros de ancho y 4 micrómetros de altura. Estas muestras podrían someterse a compresión micropilar.
"Hay muchas maneras de hacer cemento, y se puede hacer con diferentes componentes en diferentes proporciones", dice Shahrin. "Hemos demostrado que la técnica de micropilar puede usarse para darnos medidas precisas de resistencia a la compresión CSH eneste tipo diferente de mezclas. Esta información puede usarse para ayudarnos a comprender cómo varios procesos y los componentes agregados durante la producción de cemento pueden afectar la resistencia del cemento. Básicamente es una herramienta que puede usarse para desarrollar cemento mejor y más fuerte ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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