Estudio teórico del efecto de la incorporación de óxido de grafeno sobre el cemento

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dc.contributor.advisorMejía Ospino, Enrique
dc.contributor.advisorMuñoz Rugeles, Leonardo
dc.contributor.advisorSantos Santos, Nicolás
dc.contributor.authorLópez Meza, Andrés Camilo
dc.contributor.evaluatorDoerr, Markus
dc.contributor.evaluatorBlanco Tirado, Cristian
dc.date.accessioned2022-09-26T14:52:44Z
dc.date.available2022-09-26T14:52:44Z
dc.date.created2022-09-16
dc.date.embargoEnd2023-09-16
dc.date.issued2022-09-16
dc.description.abstractEl hidrato de silicato de calcio (C-S-H) es el producto de hidratación más importante en el material cementante. Debido a su complejidad, la investigación sobre sus propiedades mecánicas está todavía en curso. De igual manera, la construcción de los modelos de gel C-S-H ha sido un problema de gran interés ya que no se cuenta con una estructura definida. Por lo tanto, en esta investigación se presenta la validación de distintos modelos de gel C-S-H con relaciones calcio-silicio (C/S) de 1.1, 1.3, 1.5, 1.7 y 1.9, y relaciones agua-silicio (W/S) de 1.3, 1.5, 1.7, 1.9 y 2.1, usando metodologías de recocido simulado en combinación con dinámica molecular, utilizando los campos de fuerza ClayFF y CSHFF. Se presentan, los resultados del cálculo de las propiedades mecánicas, porosidad, área superficial y área superficial específica, encontrando que el aumento de cada una de estas relaciones ocasiona una diminución de los módulos de Bulk, Shear y Young, y un aumento en la relación de Poisson, mientras que el aumento de estas relaciones ocasiona el incremento en el porcentaje de porosidad. Finalmente, se evaluó el efecto de la inclusión de láminas de óxido de grafeno con distintas relaciones carbono-oxígeno, determinando que para el módulo de Bulk, Shear y Young el incremento del grado de oxidación ocasiona un aumento que varía entre 4.9%-27.1%, 13.7%-36.7% y 7.2%-34.2% respectivamente. En el caso de la relación de Poisson el aumento de la relación C/O del óxido de grafeno ocasiona una disminución de este, variando entre el 3.8% y el 17.5%.
dc.description.abstractenglishThe calcium silicate hydrate (C-S-H) is the most important hydration product in cementitious material. Due to its complexity, research on its mechanical properties is still ongoing. Similarly, the construction of C-S-H gel models has been a problem of great interest since there is not a defined structure. Therefore, this research presents the validation of different C-S-H gel models with calcium-silicon (C/S) ratios of 1.1, 1.3, 1.5, 1.7 and 1.9, and water-silicon (W/S) ratios of 1.3, 1.5, 1.7, 1.9 and 2.1, using simulated annealing methodologies in combination with molecular dynamics, using the ClayFF and CSHFF force fields. The results of the calculation of the mechanical properties, porosity, surface area and specific surface area are presented, finding that the increase of each of these ratios causes a decrease in Bulk, Shear and Young's modulus, and an increase in Poisson's ratio, while the increase of these ratios causes an increase in the porosity percentage. Finally, the effect of the inclusion of graphene oxide sheets with different carbon-oxygen ratios was evaluated, determining that for Bulk, Shear and Young's modulus the increase in the degree of oxidation causes an increase that varies between 4.9%-27.1%, 13.7%-36.7% and 7.2%-34.2% respectively. In the case of Poisson's ratio the increase of the C/O ratio of graphene oxide causes a decrease of it, varying between 3.8% and 17.5%.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11820
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programMaestría en Química
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectGel C-S-H
dc.subjectpropiedades mecánicas
dc.subjectdinámica molecular
dc.subjectóxido de grafeno
dc.subject.keywordC-S-H gel
dc.subject.keywordmechanical properties
dc.subject.keywordmolecular dynamics
dc.subject.keywordgraphene oxide
dc.titleEstudio teórico del efecto de la incorporación de óxido de grafeno sobre el cemento
dc.title.englishTheoretical study of the effect of graphene oxide incorporation on cement
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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