Properties of ground waste concrete inorganic polymers containing CuO and ZnO nanoparticlesProperties of ground waste concrete inorganic polymers containing CuO and ZnO nanoparticlesΙδιότητες ανόργανων πολυμερών από απόβλητα σκυροδέματος με προσθήκη νανοσωματιδίων CuO και ZnO Μεταπτυχιακή Διατριβή Master Thesis 2022-02-152022enThe effect of copper oxide and zinc oxide nanoparticles (NPs) on the mechanical and thermal properties of ground waste concrete inorganic polymers (GWC IPs) has been investigated. NPs are added to GWC at loadings of 0.1, 0.5, 1, and 2% w/w. The phase composition and microstructure of NPs GWC IPs have also been examined using X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and scanning electron microscope (SEM/ EDS) techniques. Results show that the mechanical properties of GWC IPs are improved (23 MPa) due to addition of NPs (1% ZnO). In particular, GWC IPs in which 0.5% CuO and 1% ZnO NPs were embedded exhibited relatively improved compressive strength. The addition of NPs decreases the macroporosity and increases the mesoporosity of IPs matrix and decreases relatively the ability of IPs matrix to water absorption. The antimicrobial activity of GWC IPs doped with 0.5 and 1% CuO NPs against E. coli was also determined.Διερευνήθηκε η επίδραση των νανοσωματιδίων οξειδίου του χαλκού και οξειδίου του ψευδαργύρου (NPs) στις μηχανικές και θερμικές ιδιότητες των ανόργανων πολυμερών σκυροδέματος (GWC IPs). Τα NPs προστέθηκαν σε GWC ανόργαν απολυμερή με αναλογία 0.1, 0.5, 1 και 2% w/w. Εξετάστηκαν η σύσταση και η μικροδομή των NPs GWC IPs χρησιμοποιώντας τεχνικές περίθλασης ακτίνων Χ (XRD), φασματοσκοπίας Raman και ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM/ EDS). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μηχανικές ιδιότητες των GWC IPs βελτιώνονται (23 MPa) λόγω της προσθήκης NPs (1% ZnO). Συγκεκριμένα, τα GWC IPs στα οποία ενσωματώθηκαν 0.5% CuO και 1% ZnO NPs παρουσίασαν σχετικά βελτιωμένη αντοχή σε θλίψη. Η προσθήκη NPs μειώνει το μακροπορώδες και αυξάνει το μεσοπορώδες των IPs και μειώνει σχετικά την ικανότητα της μήτρας IPs στην απορρόφηση νερού. Τέλος προσδιορίστηκε η αντιμικροβιακή δράση των GWC IPs με 0.5 και 1% CuO NPs έναντι του E. coli.Νanoparticles in inorganic polymer preparation is very limited. To the best of our knowledge this is the first attempt to use synthesized CuO and ZnO NPs embedded in ground waste concrete-based IPs. The aim of this study was to determine the effect of both synthetic CuO and ZnO NPs on physicochemical and thermal properties of GWC IPs. In particular the structural, mechanical, and thermal behavior of GWC IPs admixed with different concentrations of CuO and ZnO NPs (0.1 to 2%) was examined. The mechanical properties and microstructure of the produced IPs were determined through XRD, Raman, SEM/EDS, and TG/DTA analyses. The antibacterial potential of NPs GWC IPs was also investigated against Gram-negative Escherichia coli bacteria. Toward a better green construction technology GWC IPs binders are considered eco-friendly, non-hazard, cost effective, and more durable building materials that could be used in constructions, repair, and restoration cases. Additionally, possible utilization of IPs embedded with NPs with antibacterial activity may be considered for functional surface applications such as floors and walls in houses and hospital facilities and/or marine concrete structures.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Ορυκτών ΠόρωνVavouraki_Aikaterini_MSc_2022.pdfChania [Greece]Library of TUC2022-02-15application/pdf2.2 MBfree Vavouraki Aikaterini Βαβουρακη Αικατερινη Komnitsas Konstantinos Κομνιτσας Κωνσταντινος Venieri Danai Βενιερη Δαναη Xekoukoulotakis Nikos Ξεκουκουλωτακης Νικος Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete Inorganic polymersy Ground waste concrete Nanoparticles Copper oxide Zinc oxide Antibacterial activity Ανόργανα πολυμερή Απόβλητα σκυροδέματος Νανοσωματίδια Οξείδια χαλκού οξείδια ψευδαργύρου Αντιμικροβιακή δράση