Resumen

La mezcla de cemento de diseño de grado 350 se creó de acuerdo con las normas egipcias sustituyendo parcialmente el agregado fino con residuos de tuberías de PVC (WPVC) en varios porcentajes de peso (10, 20, 30, 40, 50, 75 y 100%). También se preparó una mezcla de control con 0% de reemplazo. La relación W/C fue de aproximadamente 0,5 para todas las mezclas. Se estudiaron ensayos de compresión, resistencia a la flexión, densidad aparente y absorción. Para el reemplazo de WPVC, hasta el 30%, la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión son aceptables con respecto a los estándares. El tratamiento térmico a 200 °C mejora la resistencia a la compresión, la resistencia a la flexión y la absorción de agua solo para un 20% de WPVC. Las propiedades dieléctricas de todas las mezclas de pasta de cemento antes y después del tratamiento térmico, en un rango de frecuencia (0,1-106 Hz), se midieron en función de la frecuencia. Para las propiedades dieléctricas y la conductividad, se obtuvo una mejora hasta el 30% de WPVC. Después de este porcentaje, las propiedades dieléctricas y la conductividad empeoraron. Por lo tanto, la pasta de cemento con 30% de WPVC como reemplazo de la arena es la relación óptima con conductividad en el rango de 10−12 S/cm, que es una buena opción para aplicaciones de pasta de cemento antiestática (10−10–10−12 S/cm). Se estudió la eficacia antimicrobiana de las muestras de cemento preparadas con concentraciones de WPVC (0, 20 y 30) %, el número de colonias microbianas cultivadas disminuyó para todas las muestras en comparación con el agua del grifo de control y disminuyó al introducir WPVC en la muestra de pasta de cemento. Por lo tanto, se recomienda utilizar estas muestras en lugares que deben protegerse cuidadosamente de infecciones bacterianas y peligros de carga eléctrica estática.

Conclusión

Este estudio analizó cómo el WPVC afectaba la microestructura, la densidad, la resistencia a la compresión, las características dieléctricas y la conductividad de las mezclas de pasta de cemento. Se utilizó WPVC en la mezcla en porcentajes variables para reemplazar parcialmente el agregado fino. Este artículo también investigó la influencia de una temperatura más alta en la resistencia a la compresión y las propiedades dieléctricas de las pastas de cemento que contienen WPVC. De los resultados del estudio se extraen las siguientes conclusiones y recomendaciones.

• A partir de las fotos SEM, el número y el tamaño de los poros / vacíos de aire disminuyen a medida que aumentan las concentraciones de WPVC hasta el 30%, después de esta concentración, el número y el tamaño de los poros / vacíos de aire aumentaron con el aumento de la relación WPVC. Después del tratamiento térmico, está claro que el número y el tamaño de los poros / huecos de aire disminuyen y la superficie de las muestras de cemento es medianamente lisa.
• A temperatura ambiente, ε′ y ε” aumentaron con el aumento en el porcentaje de WPVC hasta una concentración del 30%. Debido al aumento en el contenido de aire evitado, ε′ y ε” son inversamente proporcionales al contenido de WPVC después del 30%.
• El tiempo de relajación (τ) del proceso de relajación atribuido al agua ligada aumenta con el contenido de WPVC hasta el (30%), esto implica que el agua ligada sea más restringida, enlace de hidrógeno más fuerte. También la(s) intensidad(es) de este proceso de relajación aumenta(n) con el contenido de WPVC hasta (30%), mostrando un mayor aporte de agua aglomerada, lo que puede ser evidencia de un aumento en el número de moléculas de agua unidas.
• Después de la exposición de las muestras al tratamiento térmico a t = 200 °C, por encima del punto de fusión del PVC, la relación decreciente en (ε′ y ε”) disminuye a medida que aumenta la proporción de WPVC, esto puede ser evidencia de que la cantidad de agua libre disminuye a medida que aumenta el contenido de WPVC.
• Antes del tratamiento térmico, la conductividad de CC oscilaba entre 10−13 hasta 10−12 (hasta el 30%) que se encuentra en el rango antiestático. Después del tratamiento térmico, la conductividad de CC osciló entre 10−14 hasta 10−13 (para 20 y 30%) que se encuentra en el rango de aislamiento.
• El efecto de la adición de WPVC sobre el agua libre, el agua ligada y los vacíos de aire se explicó en términos de comportamiento dieléctrico. Por lo tanto, las mediciones dieléctricas pueden considerarse como un método de prueba no destructivo para diferentes mezclas de pasta de cemento.
• Se estudió la eficacia antimicrobiana de las muestras preparadas de cemento no tratado térmicamente y con tratamiento térmico de concentraciones de WPVC (0, 20 y 30%) mediante la determinación del número de UFC formadoras de colonias bacterianas y la tasa de crecimiento de reducción R% cuando las muestras se remojaron en agua del grifo. Una muestra de cemento con una concentración de 0 podría reducir el número de colonias bacterianas en el agua de la pestaña de control en un 79%. Además, el número de colonias cultivadas disminuyó en aproximadamente un 92% cuando se agregó WPVC a la muestra de cemento. Es un buen resultado que el número de colonias disminuyó para todas las muestras en comparación con el agua de la tableta y disminuyó al introducir WPVC en la muestra de pasta de cemento.
• El valor de la reducción de UFC R% aumentó para todas las muestras de cemento. Para la muestra de concentración 0%, este valor aumentó para la muestra no tratada térmicamente. Además, el valor aumentó por la adición de WPVC a la pasta de cemento a concentraciones de concentración de WPVC de 20 y 30% en comparación con la de 0%, pero las muestras tratadas térmicamente se vieron ligeramente afectadas. Por lo tanto, es un buen resultado que las propiedades antimicrobianas se mejoren con la adición de WPVC a la pasta de cemento, y todas las concentraciones de las muestras que contienen WPVC tienen el mejor porcentaje de reducción de UFC R% en comparación con el cemento en blanco. Por lo tanto, se recomienda utilizar estas muestras en lugares que deben estar muy limpios, como cocinas, hospitales e instalaciones de procesamiento de alimentos, ya que el crecimiento microbiano será limitado.

Tomado y traducido de la Revista Nature.