<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">

<p>The hydrophobic behaviour of carbon nanotubes (CNTs) is a main challenge for the incorporation in Portland cement (PC) composites. In this paper, multi-wallet carbon nanotubes (MWCNTs) at proportions of 0%, 0.05% and 0.10% of cement weigh, without any surface treatment, were mixed in a non-aqueous isopropanol media and unhydrated PC and were sonicated for 2 hours. Thereafter isopropanol was evaporated, water was added to the mixture of cement and carbon nanotubes, and pastes were prepared and moulded. After 28 days, the cement pastes were subjected to compressive and splitting tensile tests. Results indicated better performance of PC nanocomposites. Incorporation of 0.05 % of CNTs resulted in gains of approximately 50% in both compressive and splitting tensile strengths. The results suggest that reinforcement due to the presence of carbon nanotubes and/or the nanomaterial acted as nucleation sites for cement hydration product formation leading to a matrix densification.</p>
<sec>
<h3>Streszczenie</h3>
<p>Hydrofobowe zachowanie się nanorurek węglowych (CNT) jest głównym problemem dla ich zastosowania w materiałach kompozytowych na bazie cementu portlandzkiego (PC). W tym artykule przedstawiono wyniki badań wielowarstwowych nanorurek węglowych (MWCNT), które w proporcji 0%, 0.05 % i 0.10 % masy cementu, bez żadnej obróbki powierzchniowej, mieszano w niewodnym medium izopropanolowym i bezwodnym cemencie portlandzkim, i sonikowano przez 2 godziny. Następnie odparowano izopropanol; do mieszaniny cementu i nanorurek węglowych dodawano wodę; przygotowywano zaczyny i uformowano próbki. Po upływie 28 dni, zaczyny cementowe poddano badaniom na ściskanie i rozciąganie przez rozłupanie. Wyniki badań wskazują na lepsze zachowanie nanokompozytów z cementu portlandzkiego. Dodatek w postaci 0.05% CNT przyniósł zysk w przybliżeniu 50% zarówno dla wytrzymałości na ściskanie jak i rozciąganie prze rozłupanie. Wyniki badań wskazują, że zbrojenie w postaci nanorurek węglowych i/lub nanomateriałów działało jako miejsca zarodkowania do tworzenia produktu hydratacji cementu, prowadząc do zagęszczenia matrycy cementowej.</p>
</sec>
</abstract>

The hydrophobic behaviour of carbon nanotubes (CNTs) is a main challenge for the incorporation in Portland cement (PC) composites. In this paper, multi-wallet carbon nanotubes (MWCNTs) at proportions of 0%, 0.05% and 0.10% of cement weigh, without any surface treatment, were mixed in a non-aqueous isopropanol media and unhydrated PC and were sonicated for 2 hours. Thereafter isopropanol was evaporated, water was added to the mixture of cement and carbon nanotubes, and pastes were prepared and moulded. After 28 days, the cement pastes were subjected to compressive and splitting tensile tests. Results indicated better performance of PC nanocomposites. Incorporation of 0.05 % of CNTs resulted in gains of approximately 50% in both compressive and splitting tensile strengths. The results suggest that reinforcement due to the presence of carbon nanotubes and/or the nanomaterial acted as nucleation sites for cement hydration product formation leading to a matrix densification.

Streszczenie
Hydrofobowe zachowanie się nanorurek węglowych (CNT) jest głównym problemem dla ich zastosowania w materiałach kompozytowych na bazie cementu portlandzkiego (PC). W tym artykule przedstawiono wyniki badań wielowarstwowych nanorurek węglowych (MWCNT), które w proporcji 0%, 0.05 % i 0.10 % masy cementu, bez żadnej obróbki powierzchniowej, mieszano w niewodnym medium izopropanolowym i bezwodnym cemencie portlandzkim, i sonikowano przez 2 godziny. Następnie odparowano izopropanol; do mieszaniny cementu i nanorurek węglowych dodawano wodę; przygotowywano zaczyny i uformowano próbki. Po upływie 28 dni, zaczyny cementowe poddano badaniom na ściskanie i rozciąganie przez rozłupanie. Wyniki badań wskazują na lepsze zachowanie nanokompozytów z cementu portlandzkiego. Dodatek w postaci 0.05% CNT przyniósł zysk w przybliżeniu 50% zarówno dla wytrzymałości na ściskanie jak i rozciąganie prze rozłupanie. Wyniki badań wskazują, że zbrojenie w postaci nanorurek węglowych i/lub nanomateriałów działało jako miejsca zarodkowania do tworzenia produktu hydratacji cementu, prowadząc do zagęszczenia matrycy cementowej.

Nanocomposites Prepared by a Dispersion of CNTS on Cement Particles

Architecture, Civil Engineering, Environment

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

{"article-title":"Nanocomposites Prepared by a Dispersion of CNTS on Cement Particles"}

The hydrophobic behaviour of carbon nanotubes (CNTs) is a main challenge for the incorporation in Portland cement (PC) composites. In this paper, multi-wallet...

	Compressive strength			Splitting tensile strength
Identification	Average	Standard	Strength	Average	Standard	Strength
	strength	deviation	gain	strength	deviation	gain
	(MPa)	(MPa)		(MPa)	(MPa)
REF - ISO - P	38.24	6.84	-	2.13	0.18	-
0.05 - ISO - P	55.44	9.27	45%	3.17	0.47	49%
0.10 - ISO - P	51.74	5.91	35%	2.55	0.09	20%

Identification	Materials	Weight Composition (g)
REF-ISO-P	CP-V Cement	3 000.00
REF-ISO-P	Water	990
0.05%-ISO-P	CP-V Cement	3 000.00
	Water	990
	CNTs	1.5
0.10%-ISO-P	CP-V Cement	3 000.00
	Water	990
	CNTs	3

Nanocomposites Prepared by a Dispersion of CNTS on Cement Particles

Pubblicato online: 04 apr 2019

Pagine: 73 - 77

Ricevuto: 25 giu 2017

Accettato: 19 mar 2018

DOI: https://doi.org/10.21307/acee-2018-024

Parole chiave
Cement paste, Carbon nanotubes, Dispersion, Isopropanol, Mechanical Properties

© 2018 Vanessa Vilela rocha et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Figure 1.

Figure 2.

Figure 3.

Figure 4.

Results obtained in the compressive and splitting tensile strength tests

Proportions of materials used to prepare cement pastes with CNTs dispersed on cement particles

Nanocomposites Prepared by a Dispersion of CNTS on Cement Particles

Pubblicato online: 04 apr 2019

Pagine: 73 - 77

Ricevuto: 25 giu 2017

Accettato: 19 mar 2018

DOI: https://doi.org/10.21307/acee-2018-024

Parole chiaveCement paste, Carbon nanotubes, Dispersion, Isopropanol, Mechanical Properties

© 2018 Vanessa Vilela rocha et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Figure 1.

Figure 2.

Figure 3.

Figure 4.

Results obtained in the compressive and splitting tensile strength tests

Proportions of materials used to prepare cement pastes with CNTs dispersed on cement particles

Parole chiave
Cement paste, Carbon nanotubes, Dispersion, Isopropanol, Mechanical Properties