Los investigadores han desarrollado una técnica óptica no destructiva y no invasiva que puede determinar los tiempos de fraguado de varios tipos de pasta de cemento, que se utiliza para unir superficies de hormigón nuevas y viejas. El nuevo método podría ayudar en el desarrollo de tipos optimizados de cemento con menosimpacto en el medio ambiente.
"Nuestro método óptico no invasivo caracteriza y determina el tiempo de fraguado del cemento, que es un parámetro muy importante para la industria de la construcción", dijo José Ortiz-Lozano, miembro del equipo de investigación de la Universidad Autónoma de Aguascalientes, Tecnológico Nacional de México.y Centro de Investigaciones en Óptica, en México. "También puede evaluar con precisión el proceso de hidratación del cemento en tiempo real. Esta información es crucial tanto para el estudio de la química física como para la caracterización cuantitativa de las propiedades nanomecánicas de los materiales cementosos."
En la revista de la Optical Society OSA Óptica aplicada , los investigadores describen el nuevo método, que combina la tecnología basada en láser con un modelo óptico para calcular el comportamiento dinámico de la pasta de cemento. Los investigadores muestran que su enfoque puede calcular con precisión tanto el tiempo de fraguado inicial como el tiempo disponible paramezclar el cemento y colocarlo en su lugar, y el tiempo de fraguado final, cuando el cemento alcanza su máxima resistencia.
"Nuestro grupo está tratando de mejorar el desempeño de materiales a base de cemento, como pastas de cemento, morteros y concreto", dijo Ortiz-Lozano. "Nuevos métodos de caracterización de materiales, como el que informamos aquí, se pueden utilizar paraMejorar el comportamiento y desempeño del cemento optimizando sus componentes. Esto podría conducir a nuevos tipos de cemento que utilicen menos agua y materias primas como piedra caliza y arcilla, lo que los haría más amigables con el medio ambiente ".
Estudiar cemento con luz
Aunque existe una variedad de técnicas para estudiar la dinámica de fraguado del cemento, estas tienen varios inconvenientes, como ser destructivas, invasivas o influenciadas por factores humanos. El nuevo método utiliza las propiedades ópticas de la pasta de cemento para calcular directamente las propiedades iniciales y finales.tiempo de fraguado del cemento midiendo la luz difusa que se refleja en el cemento.
A medida que fragua el cemento, la reflexión de la luz difusa cambia a medida que reacciona con el agua y los espacios entre las partículas de cemento cambian. La cantidad de agua presente y la capa superficial protectora en cada etapa de fraguado también influyen en las propiedades de reflexión difusa. Los investigadores combinaronlas mediciones de reflexión difusa con el modelo de Kubelka-Munk, que se utiliza para describir la reflexión difusa de muestras opacas.
“Este nuevo método óptico fue desarrollado utilizando herramientas, componentes y materiales comunes en la industria óptica”, dijo Ortiz-Lozano. “Sería, por lo tanto, bastante simple y económico de implementar en los laboratorios de control de calidad del cemento. Se puede aplicara cualquier tipo de cemento una vez realizada la calibración adecuada con el modelo Kubelka-Munk. "
Los investigadores aplicaron la nueva técnica a seis muestras de cemento y descubrieron que los resultados de todas las muestras eran repetibles y coincidían bien con las técnicas de medición que se utilizan comúnmente en la actualidad.
"Esta técnica basada en láser brinda una evaluación continua y precisa del proceso de hidratación del cemento con alta repetibilidad y reproducibilidad, lo que demuestra su potencial para estudiar las propiedades físico-químicas del cemento", dijo Ortiz-Lozano.
A continuación, los investigadores planean adquirir más datos utilizando más tipos de cemento, morteros, hormigones, así como proporciones adicionales de agua a cemento y pastas de cemento que contienen aditivos químicos y / o minerales. También planean realizar el trabajo requerido paranormalizar el método como estándar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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