Published January 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Effect of nanosized titanium dioxide and zinc oxide as antimicrobial agents on early compressive strength of high-performance concrete

Creators

  • 1. Osun State University
  • 2. Universiti Teknologi Petronas
  • 3. Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion
  • 4. Arts et Metiers Institute of Technology

Description

Incorporation of antimicrobial agents in concrete can enhance the resistance of the concrete to biodeterioration. However, there is lack of adequate knowledge on the effect of antimicrobial agents on performance measures of high-performance concrete (HPC), particularly during early strength development, when the hydration reaction is ongoing, is not well understood. Therefore, the effect of antimicrobial agents on early compressive strength (CS) of HPC was investigated. The cement in HPC samples was partially replaced with nanosized titanium dioxide (TiO 2 ) and zinc oxide (ZnO) by up to 2% by weight of the cement. Using response surface methodology, 21 combinations of TiO2 and ZnO contents were generated. The combinations were adopted for preparation of the samples. Individual and combined effects of TiO2 and ZnO on 7-day CS of the samples were evaluated. The standard form of the second-order response surface model is adopted to develop a model to fit the strength data. Statistics of the data verify that the model can be employed to predict the 7-day CS of HPC that employs nanosized TiO2 and ZnO as antimicrobial agents.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يمكن أن يؤدي دمج العوامل المضادة للميكروبات في الخرسانة إلى تعزيز مقاومة الخرسانة للتلف البيولوجي. ومع ذلك، هناك نقص في المعرفة الكافية حول تأثير العوامل المضادة للميكروبات على مقاييس أداء الخرسانة عالية الأداء، خاصة أثناء التطور المبكر للقوة، عندما يكون تفاعل الترطيب مستمرًا، وهو أمر غير مفهوم جيدًا. لذلك، تم التحقيق في تأثير العوامل المضادة للميكروبات على مقاومة الانضغاط المبكرة (CS) لـ HPC. تم استبدال الأسمنت في عينات HPC جزئيًا بثاني أكسيد التيتانيوم النانوي (TIO 2 ) وأكسيد الزنك (ZNO) بنسبة تصل إلى 2 ٪ بالوزن من الأسمنت. باستخدام منهجية سطح الاستجابة، تم إنشاء 21 مجموعة من محتويات TiO2 و ZnO. تم اعتماد التوليفات لإعداد العينات. تم تقييم التأثيرات الفردية والمشتركة لـ TiO2 و ZnO على CS لمدة 7 أيام من العينات. يتم اعتماد النموذج القياسي للنموذج السطحي للاستجابة من الدرجة الثانية لتطوير نموذج يناسب بيانات القوة. تؤكد إحصائيات البيانات أنه يمكن استخدام النموذج للتنبؤ بـ CS لمدة 7 أيام من HPC التي تستخدم TiO2 و ZnO النانويين كعوامل مضادة للميكروبات.

Translated Description (French)

L'incorporation d'agents antimicrobiens dans le béton peut améliorer la résistance du béton à la biodétérioration. Cependant, il existe un manque de connaissances adéquates sur l'effet des agents antimicrobiens sur les mesures de performance du béton haute performance (HPC), en particulier au début du développement de la force, lorsque la réaction d'hydratation est en cours, n'est pas bien comprise. Par conséquent, l'effet des agents antimicrobiens sur la résistance à la compression précoce (CS) du HPC a été étudié. Le ciment dans les échantillons HPC a été partiellement remplacé par du dioxyde de titane (TiO 2 ) et de l'oxyde de zinc (ZnO) de taille nanométrique jusqu'à 2 % en poids du ciment. En utilisant la méthodologie de la surface de réponse, 21 combinaisons de teneurs en TiO2 et ZnO ont été générées. Les combinaisons ont été adoptées pour la préparation des échantillons. Les effets individuels et combinés du TiO2 et du ZnO sur les CS de 7 jours des échantillons ont été évalués. La forme standard du modèle de surface de réponse du deuxième ordre est adoptée pour développer un modèle pour s'adapter aux données de résistance. Les statistiques des données vérifient que le modèle peut être utilisé pour prédire la CS sur 7 jours du HPC qui utilise du TiO2 et du ZnO de taille nanométrique comme agents antimicrobiens.

Translated Description (Spanish)

La incorporación de agentes antimicrobianos en el hormigón puede mejorar la resistencia del hormigón al biodeterioro. Sin embargo, no se comprende bien el conocimiento adecuado sobre el efecto de los agentes antimicrobianos en las medidas de rendimiento del hormigón de alto rendimiento (HPC), particularmente durante el desarrollo temprano de la resistencia, cuando la reacción de hidratación está en curso. Por lo tanto, se investigó el efecto de los agentes antimicrobianos sobre la resistencia a la compresión (CS) temprana de la HPC. El cemento en las muestras de HPC se reemplazó parcialmente con dióxido de titanio nanométrico (Tío 2 ) y óxido de zinc (ZnO) hasta en un 2% en peso del cemento. Utilizando la metodología de superficie de respuesta, se generaron 21 combinaciones de contenidos de Tío2 y ZnO. Las combinaciones se adoptaron para la preparación de las muestras. Se evaluaron los efectos individuales y combinados de TiO2 y ZnO en el CS de 7 días de las muestras. Se adopta la forma estándar del modelo de superficie de respuesta de segundo orden para desarrollar un modelo que se ajuste a los datos de resistencia. Las estadísticas de los datos verifican que el modelo se puede emplear para predecir el CS de 7 días de HPC que emplea TiO2 y ZnO nanométricos como agentes antimicrobianos.

Files

e3sconf_amset2024_03003.pdf.pdf

Files (24 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
24 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي وأكسيد الزنك كعوامل مضادة للميكروبات على مقاومة الانضغاط المبكرة للخرسانة عالية الأداء
Translated title (French)
Effet du dioxyde de titane et de l'oxyde de zinc de taille nanométrique en tant qu'agents antimicrobiens sur la résistance à la compression précoce du béton haute performance
Translated title (Spanish)
Efecto del dióxido de titanio nanométrico y el óxido de zinc como agentes antimicrobianos en la resistencia a la compresión temprana del hormigón de alto rendimiento

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391581166
DOI
10.1051/e3sconf/202448803003

Is supplement to
https://openalex.org/W2417131764 (Other)
https://openalex.org/W2358136759 (Other)
https://openalex.org/W2085980434 (Other)
https://openalex.org/W2072035168 (Other)
https://openalex.org/W2070652985 (Other)
https://openalex.org/W2007094274 (Other)
https://openalex.org/W1982725499 (Other)
https://openalex.org/W171658490 (Other)
https://openalex.org/W1632137160 (Other)
https://openalex.org/W1509942693 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W2089160945
  • https://openalex.org/W2549889581
  • https://openalex.org/W2561128378
  • https://openalex.org/W2591266236
  • https://openalex.org/W2875399967
  • https://openalex.org/W2980211837
  • https://openalex.org/W2982458691
  • https://openalex.org/W3005580420
  • https://openalex.org/W3081677201
  • https://openalex.org/W3088957540
  • https://openalex.org/W3112344723
  • https://openalex.org/W3136744075
  • https://openalex.org/W3161092097
  • https://openalex.org/W3168250536
  • https://openalex.org/W4212960774
  • https://openalex.org/W4220919884
  • https://openalex.org/W4281253497
  • https://openalex.org/W4281263004
  • https://openalex.org/W4308492032
  • https://openalex.org/W4310861462
  • https://openalex.org/W4327920712
  • https://openalex.org/W4389042095
  • https://openalex.org/W4390146520