Cimento e concreto ficam mais verdes e mais fortes

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Na construção civil os materiais mais utilizados em todo mundo são o cimento e o concreto. Apesar desses materiais serem eficientes e baratos, as cimenteiras são atualmente responsáveis por quase 10% das emissões de gases de efeito estufa geradas por toda a indústria.

Diante disso, uma nova técnica de fabricação do cimento foi idealizada por Abdolhosseini Qomi e seus colegas do Massachusetts Institute of Technology  (MIT), nos Estados Unidos, quando estes debruçaram-se sobre uma análise detalhada, em nível molecular, da complexa estrutura do concreto, que é uma mistura de areia, brita, água e cimento.

Essa novidade permite não apenas reduzir essas emissões a menos da metade, como também produzir um cimento mais forte e mais durável.

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A análise do concreto em nível atômico permitiu aumentar sua resistência e reduzir a emissão de CO2 a menos da metade. [Imagem: M.J. Abdolhosseini Qomi et al. – 10.1038/ncomms5960]

Como o cimento é fabricado

Para melhor compreensão das alterações que serão realizadas na fabricação do cimento, é necessário conhecer primeiramente como o cimento é fabricado atualmente.

O cimento é fabricado cozinhando um material rico em cálcio – geralmente calcário – misturado a um material rico em sílica – geralmente argila – a temperaturas de 1.500ºC, produzindo uma massa dura denominada clínquer.

Depois de sair do forno e esfriar, esse clínquer é moído até se transformar em pó – o cimento.

No cimento comum, a proporção  entre o cálcio e a sílica varia entre 1,2 e 2,2, com 1,7 sendo aceito como o padrão da indústria. Mas as estruturas moleculares resultantes de cada proporção nunca haviam sido comparadas detalhadamente.

O novo estudo sugere uma redução na proporção de cálcio em relação à sílica, produzindo assim um concreto mais forte e reduzindo muito as emissões de CO2 durante todo o processo, já que essas emissões são geradas sobretudo pela descarbonatação do calcário.

Como o cimento deverá ser produzido

De acordo com Abdolhosseini Qomi e seus colegas, a mistura ideal de cálcio e sílica deve ficar em uma relação de 1,5 já que, nesse ponto, o material pode atingir “duas vezes a resistência do cimento normal em termos de resistência mecânica à fratura”.

Conforme a proporção dos dois materiais varia, a estrutura molecular do clínquer passa de uma estrutura cristalina altamente ordenada para uma estrutura desordenada, do tipo vítrea.

Assim, o material produzido na relação 1,5 tende a possuir uma estrutura mais vítrea do que cristalina, os  pesquisadores afirmam então, que o concreto será mais resistente a fraturas porque “não há tensões residuais no material”.

Fonte: MITNews, USConcrete, NatureCommunications

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