Exploring the impact of graphene oxide on mechanical and durability properties of mortars incorporating demolition waste: micro and nano-pore structure effects

Abstract

In this study is explored the use of construction and demolition waste as fine aggregate in mortars. The addition of nano-graphene oxide (0.1%wt) has also been evaluated. Tests were conducted to determine their density, humidity content, water absorption capacity and open void porosity (using water absorption) and the micro and nano-porosity using Hg intrusion and N2absorption techniques, as well as their flexural and compressive strength and resistance to acid attacks. The mechanical properties of mortars manufactured with standard sand were better (30%) than made with waste aggregate. Mortars with both aggregates can be classified as M20. Nano-Graphene oxide acts as a filler, reducing the volume of macro and micro pores, thereby increasing the mechanical performance, especially when recycled aggregates are used (30% the flexural strength for recycled aggregates and 4% for standard sand). The addition of nano-graphene oxide reduces the transmission channels of acid within mortar.

Este estudio explora el uso de residuos de construcción y demolición como árido fino en morteros. Se ha evaluado la adición de nano-óxido de grafeno (0.1%p). Se ha analizado la porosidad abierta usando absorción de agua, micro-porosidad con intrusión de Hg y nano-porosidad por absorción de N2, así como su resistencia a la flexión, compresión y resistencia al ataque ácido. Las propiedades mecánicas con arena estándar fueron mejores (30%) que, con árido reciclado, aunque los dos morteros pueden ser clasificados como M20. El volumen de macro y micro-poros disminuyó con nano-oxido de grafeno, lo que aumentó las propiedades mecánicas, especialmente cuando se utilizan agregados reciclados (30 % de la resistencia a la flexión para áridos reciclados y 4 % para áridos estándar). La adición de nano-oxido grafeno reduce los canales de transmisión de ácido dentro del mortero aumentando la resistencia a compresión tras el ataque ácido.