Evaluación de las propiedades físico-mecánicas y fotocatalíticas del mortero patrón de cemento respecto al mortero de cemento adicionado con dióxido de titanio al 3%, 5% y 7% – Cusco 2020

Abstract

La presente investigación, estudió las propiedades físico-mecánicas (fluidez, resistencia a la compresión, absorción y adherencia) y fotocatalíticas (autolimpieza y degradación de dióxido de nitrógeno) que brinda el dióxido de titanio (TiO2) al mortero, agregándolo como aditivo en la mezcla, en un 3%, 5% y 7% del peso del cemento. Se realizó el diseño de mezcla del mortero patrón, es decir sin adición de TiO2, el cual se comparó con el mortero adicionado con TiO2 a los porcentajes mencionados. La relación de agua/cemento elegida fue de 0.85. El primer ensayo al que el mortero fue sometido, fue el de fluidez, el cual influye en su trabajabilidad y fue realizado en estado plástico. De acuerdo a los resultados obtenidos la fluidez del mortero baja al incrementar el porcentaje de TiO2, para el 3% de TiO2, el mortero aún tiene una consistencia plástica, y para el 5% y 7% tiene una consistencia seca. El segundo ensayo al que fue sometido el mortero fue en estado endurecido, siendo éste el de resistencia a la compresión, según la NTP 334.051, en el cual las muestras son sometidas a fuerza de compresión. La resistencia del mortero modificado con el 3% de TiO2 sube muy poco en comparación con el mortero patrón, sin embargo, al modificarlo con el 5% y 7% esta resistencia baja mucho más. El tercer ensayo fue el de absorción, que se realizó según la NTP 339.631, disminuyendo la absorción al incrementar los porcentajes de TiO2. En cuanto al ensayo de adherencia, éste se realizó según la Norma Chilena (NCh) 167, la adherencia aumentó al incrementar los porcentajes de TiO2. Para el estudio de las propiedades fotocatalíticas (autolimpieza y degradación de dióxido de nitrógeno) que brinda el TiO2 al mortero, se realizaron mediante la prueba del factor de fotodegradación R, para las 4 y 26 horas. Para la autolimpieza se utilizó un colorante violeta, llamado rodamina B en cubos de mortero, aumentando considerable del factor de degradación para los porcentajes adicionados con TiO2. Para la degradación de gases se utilizó el dióxido de nitrógeno, siendo uno de los gases más contaminantes para el medio ambiente hoy en día, sometiendo cubos de morteros adicionados y sin adición este gas nocivo, resultando también un incremento considerable del factor de degradación para los porcentajes adicionados con TiO2.

The present investigation studied the physical-mechanical (fluidity, resistance to compression, absorption and adherence) and photocatalytic (self-cleaning and degradation of nitrogen dioxide) properties that titanium dioxide (TiO2) provides to mortar, adding it as an additive in the mix, in 3%, 5% and 7% of the weight of the cement. The mixture design of the standard mortar was carried out, that is, without the addition of TiO2, which was compared with the mortar added with TiO2 at the percentages mentioned. The water / cement ratio chosen was 0.85. The first test to which the mortar was subjected was the fluidity test, which influences its workability and was carried out in a plastic state. According to the results obtained, the fluidity of the mortar decreases by increasing the percentage of TiO2, for 3% of TiO2, the mortar still has a plastic consistency, and for 5% and 7% it has a dry consistency. The second test to which the mortar was subjected was in the hardened state, this being compressive strength, according to NTP 334.051, in which the samples are subjected to compression force. The resistance of the mortar modified with 3% of TiO2 rises very little compared to the standard mortar, however, when modifying it with 5% and 7% this resistance drops much more. The third test was the absorption test, which was carried out according to NTP 339,631, decreasing absorption by increasing the percentages of TiO2. Regarding the adherence test, it was carried out according to the Chilean Standard (NCh) 167, the adherence increased by increasing the percentages of TiO2. For the study of the photocatalytic properties (self-cleaning and degradation of nitrogen dioxide) that TiO2 provides to the mortar, they were carried out through the test of the photodegradation factor R, for 4 and 26 hours. For self-cleaning, a violet dye, called rhodamine B, was used in mortar cubes, considerably increasing the degradation factor for the percentages added with TiO2. Nitrogen dioxide was used for the degradation of gases, being one of the most polluting gases for the environment today, subjecting buckets of mortars added and without adding this harmful gas, also resulting in a considerable increase in the degradation factor for the percentages added with TiO2.