Influencia del óxido de grafeno en las propiedades mecánicas y características microestructurales del concreto f’c 280 kg/cm2, Ica

Abstract

Esta investigación evaluó si las características fisicoquímicas del óxido de grafeno (GO) son adecuadas para adicionarlo al concreto y cómo influyen las adiciones de 0.05%, 0.10%, 0.15% y 0.20% de GO en la resistencia a la compresión, tracción, flexión y módulo de elasticidad, determinando el porcentaje óptimo. Mediante un enfoque cuantitativo y diseño experimental, se determinó que el GO con superficie de 20μm y composición de 63.40% carbono, 35.49% oxígeno y 1.11% azufre, es adecuado para adicionarlo. Se obtuvo mejores resultados con 0.05% de GO, incrementando las resistencias en 14.61% en compresión, 12.33% en tracción, 6.09% en flexión y 27.33% en módulo de elasticidad tras 28 días de curado. El FTIR mostró aumentos en la intensidad de los picos a 1415 cm⁻¹, 968 cm⁻¹ y 875 cm⁻¹. Las imágenes SEM revelaron productos de hidratación más definidos y una reducción del tamaño de grietas y poros en 16.27%. EDS indicó un incremento en la relación Ca/Si de 2.27 a 3.28. DRX confirmó un aumento del 26.31% en CSH y una disminución del 2.06% en portlandita. TGA mostró una mayor pérdida de masa de agua (6.8% vs. 6.2%), de materiales orgánicos (4.8% vs. 3.9%) y una masa residual (85.5% vs. 87.1%), respecto a la muestra patrón. DTG de la muestra con GO, libera masa de agua a 101°C, masa orgánica a 150°C, descomposición de portlandita a 443°C y descarbonatación del carbonato de calcio a 723°C. Se concluyó que las características fisicoquímicas del GO son adecuadas para el concreto, y un 0.05% de GO mejora las propiedades mecánicas, pero no son significativas en todas, y las características microestructurales también mejoran, evidenciadas por la composición química y la morfología del concreto.