Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Рік 2025 Том 23, Випуск 3
Завантажити повну версію статті (PDF, Англійською / In English) Open Access

Andrie HARMAJI1, Soleh WAHYUDI2, and Rizky Febrian SUTRISNO2

1Advanced Materials Processing Laboratory, Institut Teknologi Bandung, Bandung, Indonesia
2Department of Metallurgical Engineering, Institut Teknologi Sains Bandung, Cikarang, Indonesia

Effect of Copper-Oxide-Nanoparticles'-Modified Paints to Properties of Cement-Based Mortar Exposed to Seawaters

895–903 (2025)

PACS numbers: 61.43.Gt, 62.23.St, 68.37.Hk, 77.84.Bw, 77.84.Lf, 81.05.Rm, 83.80.Fg

Надійшла 16 травня 2024 р.

Забруднення бетону — це накопичення небажаного матеріялу на твердих поверхнях, спричинене впливом морської води. Для захисту бетонного шару можна додавати наночастинки оксиду Купруму (CuO). У цьому дослідженні аналізується ефективність фарби, змішаної з різною кількістю наночастинок оксиду Купруму, та плівки на основі міді, нанесених на цементний розчин, занурений у морську воду. Потім розчин замочували в морській воді впродовж 7 і 28 днів. Для міряння ефективности захисного шару було проведено випробування на стиск і характеризацію за допомогою сканувального електронного мікроскопа (СЕМ) на вибраних зразках. Результати випробувань на стиск показують, що морська вода понижує міцність зразка на стиск. Розчин із захисним шаром з 7,5% наночастинок CuO демонструє, що міцність на стиск через 28 днів була більшою, ніж через 7 днів. СЕМ-зображення показують, що у зразку без захисту більше непрореаґованого гідроксиду Кальцію порівняно з розчином із захисним шаром з наночастинок CuO; водночас може бути діягностовано більше гідрату силікату Кальцію.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: бетон, покриття, наночастинки оксиду Купруму, міцність на стиск, обростання черепашками та водоростями (підводної частини судна), еттринґіт

Цитування:
Andrie Harmaji, Soleh Wahyudi, and Rizky Febrian Sutrisno, Effect of Copper-Oxide-Nanoparticles'-Modified Paints to Properties of Cement-Based Mortar Exposed to Seawaters, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 23, No. 3: 895–903 (2025); https://doi.org/10.15407/nnn.23.03.0895
ЛІТЕРАТУРА
  1. Sun, D., Cao, Z., Huang, C., Wu, K., De Schutter, G., & Zhang, L. (2022). Degradation of concrete in marine environment: Case studies. Case Studies in Construction Materials, 17, e01218. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01218
  2. Qu, F., Li, W., Dong, W., Tam, V. W. Y., & Yu, T. (2021). Durability of recycled aggregate concrete under coupling mechanical loading and freeze-thaw cycle in seawater environment. Journal of Building Engineering, 35, 102074. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.102074
  3. Pratiwi, W. D., Putra, F. D. D., Triwulan, Tajunnisa, Y., Husin, N. A., & Wulandari, K. D. (2021). The effect of addition of banana midrib fiber to the compressive strength and split tensile strength of concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1175(1), 012018. https://doi.org/10.1088/1757-899x/1175/1/012018
  4. Ferrario, J., Gestoso, I., Ramalhosa, P., Cacabelos, E., Duarte, B., Caçador, I., & Canning-Clode, J. (2020). Fouling in the marina of Funchal (Madeira Island, NE Atlantic): a stepping stone for non-indigenous species. Aquatic Invasions, 15(2), 196–216. https://doi.org/10.3391/ai.2020.15.2.01
  5. Antoniadou, C., Voultsiadou, E., Rayann, A., & Chintiroglou, C. (2013). Biota associated with the massive coral Cladocora caespitosa (Anthozoa, Scleractinia) in the Aegean Sea. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 93(6), 1593–1606. https://doi.org/10.1017/S0025315412001932
  6. Alwi, D., Nur, R. M., Nurafni, K. K., Wahab, I., Sofiati, T., Asy'ari, M. S., & Hakim, R. A. (2021). Characteristics of concrete with partial replacement of fine aggregate using waste broken glass against sea water. Journal of Southwest Jiaotong University, 56(2), 375–385. https://doi.org/10.35741/issn.0258-2724.56.2.30
  7. Fjendbo, S., Sørensen, H. E., De Weerdt, K., Jakobsen, U. H., & Geiker, M. R. (2022). Evidence of coarse aggregate settling and bleeding in flowable concrete. Cement and Concrete Composites, 131, 104590. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2022.104590
  8. Barbhuiya, S., & Kumala, D. (2017). Usage of recycled concrete aggregates in the production of sustainability concrete. Sustainability, 9(9), 1556. https://doi.org/10.3390/su9091556
  9. Zivica, V., & Bajza, A. (2001). Acidic attack of cement based materials—A review. Part 1. Principle of acidic attack. Construction and Building Materials, 15(8), 331–340. https://doi.org/10.1016/S0950-0618(01)00012-5
  10. Abduh, M. N., Pertiwi, N., & Taufieq, N. A. S. (2019). The effect of immersion in sea water to the characteristic of concrete with additional melon shell ash. Journal of Physics: Conference Series, 1244(1), 012046. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1244/1/012046
  11. Priyotomo, G., Nuraini, L., Prifiharni, S., & Sundjono. (2018). Corrosion behavior of carbon steel in seawater with aleurites moluccana extract as a green inhibitor. Research & Development in Material Science, 8(4), 938. https://doi.org/10.31031/RDMS.2018.08.000695
  12. Ciriminna, R., Scurria, A., & Pagliaro, M. (2022). Polysilazane coatings for marine fouling protection: A review. Coatings, 12(7), 1034. https://doi.org/10.3390/coatings12071034
  13. Kiil, S., Dam-Johansen, K., Weinell, C. E., Pedersen, M. S., & Codolar, S. A. (2002). Seawater-soluble pigments and their potential use in self-polishing antifouling coatings: Simulation and experiments. Journal of Coatings Technology, 74, 45. https://doi.org/10.1007/BF02698368
  14. Xie, Q., Pan, J., Ma, C., & Zhang, G. (2019). Dynamic surface antifouling: The mechanism and performance. Soft Matter, 15(6), 1087–1097. https://doi.org/10.1039/c8sm01853g
  15. Sha, J., Chen, R., Yu, J., Liu, Q., Liu, J., Zhu, J., Liu, P., Li, R., & Wang, J. (2023). Biomass-derived porous carbon for high-performance supercapacitors. Carbon, 201, 1038–1048. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.10.016
  16. Clare, K. E., & Sherwood, P. T. (1954). The effect of organic matter on the setting of soil-cement mixtures. Journal of Applied Chemistry, 4(11), 625–630. https://doi.org/10.1002/jctb.5010041107
  17. Rampazzi, L., Colombini, M. P., Conti, C., Corti, C., Lluveras-Tenorio, A., Sansonetti, A., & Zanaboni, M. (2016). The stuccos of the 'Cantine del Bramante' in Loreto (Italy): Materials and techniques. Archaeometry, 58(1), 115–130. https://doi.org/10.1111/arcm.12155
  18. Yusuf, M. O., Mohammed, Z. M. A., Adewumi, A. A., Shaban, M. T., AlBaqawi, M. O. M., & Mohamed, H. D. (2022). Recycling of marble waste powder in concrete production: A systematic review. Recycling, 7(4), 59. https://doi.org/10.3390/recycling7040059
  19. Ming, J., Wu, M., & Shi, J. (2021). Chloride permeability and microstructure of concrete with recycled aggregate and recycled powder. Cement and Concrete Composites, 123, 104178. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104178
  20. Alshaeer, H. A. Y., Irwan, J. M., Alshalif, A. F., Al-Fakih, A., Ewais, D. Y. Z., Salmi, A., & Alhokabi, A. A. (2022). Experimental investigation of the effect of sea water and freshwater on the mechanical properties of rubberized concrete. Materials, 15(16), 5543. https://doi.org/10.3390/ma15165543
  21. Morandeau, A., Thiéry, M., & Dangla, P. (2014). Investigation of the carbonation mechanism of CH and C-S-H in terms of kinetics, microstructure changes and moisture properties. Cement and Concrete Research, 56, 153–170. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2013.11.015
  22. Lu, X., Wang, S., Ye, Z., Li, C., & Cheng, X. (2020). J. Therm. Anal. Calorim., 139, 1007–1015. https://doi.org/10.1007/s10973-019-08537-6