Evaluación del comportamiento de las propiedades físico-mecánicas de concreto de alta resistencia F’c = 500 kg/cm2, incorporando nanoplaquetas de grafeno con aplicación de ondas ultrasónicas

Abstract

El crecimiento poblacional ha generado necesidades en infraestructura, como vivienda y transporte. Para satisfacer la demanda y requerimientos técnicos, se necesita colocar concreto de alta resistencia y a edades menores. La calidad del concreto depende de varias variables que están en función de los materiales que lo componen. En el mercado existen opciones como aditivos, fibras y materiales con actividad puzolánica para mejorar sus propiedades. No obstante, su uso puede tener consecuencias negativas como pérdidas económicas, controles de calidad exhaustivos y explotación de recursos naturales. Esta investigación busca determinar si la adición de nanoplaquetas de grafeno en porcentajes de 0.27% y 0.33% mejora las propiedades físico-mecánicas y facilita la elaboración del concreto de alta resistencia mediante la aplicación de ondas ultrasónicas. Con ello, se busca aportar al campo de los nanomateriales y la innovación de los materiales de construcción, abriendo nuevas puertas para los investigadores interesados en este ámbito. La dosificación más efectiva obtenida fue la adición del 0.27% de nanoplaquetas de grafeno, tanto para las propiedades físicas como mecánicas. Además, se llevó a cabo un ensayo de durabilidad que permitió terminar de concluir que la adición de nanoplaquetas de grafeno al concreto F'c=500 kg/cm2, con la aplicación de ondas ultrasónicas, no produce cambios significativos en sus propiedades. Por lo tanto, esta solución no es viable debido a los altos costos de importación de la máquina de ultrasonidos y las nanoplaquetas de grafeno.

The population growth has generated infrastructure needs such as housing and transportation. To meet the demand and technical requirements, high-strength concrete needs to be placed at younger ages. The quality of concrete depends on various variables that are influenced by its constituent materials. In the market, there are options such as additives, fibers, and materials with pozzolanic activity to improve its properties. However, their use can have negative consequences such as economic losses, rigorous quality controls, and exploitation of natural resources. This research aims to determine whether the addition of graphene nanoplatelets at percentages f 0.27% and 0.33% enhances the physico-mechanical properties and facilitates the production of high-strength concrete using ultrasonic waves. It seeks to contribute to the field of nanomaterials and innovation in construction materials, opening new avenues for researchers interested in this area. The most effective dosage obtained was the addition of 0.27% of graphene nanoplatelets for both physical and mechanical properties. Furthermore, a durability test was conducted, which concluded that the addition of graphene nanoplatelets to concrete with a strength of F'c=500 kg/cm2, using ultrasonic waves, does not produce significant changes in its properties. Therefore, this solution is not viable due to the high costs of importing the ultrasound machine and graphene nanoplatelets.