Comparative study on high-strength structural elements and CNT additions

Abstract

Carbon Nanotubes (CNT) show extraordinary properties such as high strength and stiffness, the highest among known materials. This is what makes them potential candidates for concrete reinforcement. This paper explores the applicability of CNT in cementitious matrices comparing results derived from high-strength concrete and conventional concrete, as well as conventional concrete. For the execution of this research, and in order to analyze cement mortars with additions when compared to high-strength concrete, different types of CNT have been depicted and selected. After the characterization of different cement pastes obtained, structural elements have been measured. This analysis leads us to the conclusion that the most suitable mechanical strengthening agent for laboratory scale small samples is the use of CNT, since we do not detect significant differences between the structural elements dimensions and high-strength concrete regarding pastes with CNT.Keywords: nanotubes, carbon, concrete strength, additions, structures. ResumenLos nanotubos de carbono (CNT) poseen propiedades extraordinarias como su elevada resistencia y rigidez, las más elevadas de los materiales conocidos. Estas les hacen candidatos potenciales como material de refuerzo de hormigón. Este trabajo profundiza en la aplicabilidad de los CNT en matrices cementantes comparando los resultados con hormigones de alta resistencia, así como con hormigones convencionales. Para la realización de este trabajo, se han seleccionado y caracterizado diferentes tipos de CNT con el fin de estudiar morteros de cemento con adiciones comparándolos con hormigones de alta resistencia. Tras la caracterización de las diferentes pastas de cemento obtenidas, se han dimensionado elementos estructurales. Con estos estudios se concluye que, sólo se considera apropiada la utilización de los CNT como agentes de refuerzo mecánico, para muestras pequeñas a escala de laboratorio, ya que no se aprecian diferencias notables entre las dimensiones de los elementos estructurales con hormigones de alta resistencia respecto a los hormigones con CNT.Palabras clave: nanotubos, carbono, resistencia del hormigón, adiciones, estructuras.