Concreto sem cimento revoluciona construção civil e protege o ambiente
May 03, 2021 | Categoria: Engineering
Pesquisadores japoneses desenvolveram um novo método de produção de concreto - sem usar cimento.
Eles ligaram diretamente as partículas de areia por meio de uma reação simples em álcool, na presença de um catalisador.
O material de construção mais utilizado hoje no mundo é o concreto, que é uma mistura de agregados (areia e brita), água e cimento. E a produção de cimento responde por 95% da pegada de CO2 do concreto - para cada quilograma de cimento produzido, 0,7 kg de CO2 são liberados para a atmosfera.
Além disso, apesar de haver uma grande quantidade de areia no mundo, a disponibilidade de areia para a produção de concreto é bastante limitada porque as partículas de areia devem ter uma distribuição de tamanho específica para fornecer fluidez ao concreto - não dá para usar a areia do Saara para fazer concreto usando cimento, por exemplo.
Assim, uma nova abordagem para produzir concreto, sem usar cimento, e a partir de materiais inesgotáveis, pode ser revolucionária.
Substituto do cimento
Yuya Sakai e Ahmad Farahani, da Universidade de Tóquio, fizeram um paciente trabalho de alquimia para encontrar um composto que conseguisse unir os grãos de areia sem precisar do cimento.
Eles acharam o candidato ideal no tetraalcoxissilano, um composto capaz de induzir um processo conhecido como transição sol-gel - o resultado final é um gel.
"Os pesquisadores podem produzir tetraalcoxissilano a partir da areia por meio de uma reação com álcool e um catalisador por meio da remoção da água, que é um subproduto da reação. Nossa ideia era deixar a água para fazer a reação alternar reversivelmente de areia para tetraalcoxissilano, para unir as partículas de areia entre si," explicou Sakai.
Parece simples, mas a ideia foi apenas o primeiro passo da alquimia.
Os pesquisadores colocaram um copo feito de folha de cobre dentro de um reator com areia, álcool e os silanos, e então variaram paciente e sistematicamente as condições de reação: Quantidades de areia, de álcool, do catalisador e dos agentes de desidratação, além da temperatura de aquecimento e do tempo de reação.
Segundo eles, obter um produto com resistência suficiente para funcionar como concreto envolveu principalmente encontrar a proporção certa de areia, silanos e álcool.
"Nós obtivemos produtos suficientemente fortes com, por exemplo, areia de sílica, contas de vidro, areia do deserto e areia da Lua simulada," contou Farahani. "Essas descobertas podem promover um movimento em direção a uma indústria de construção mais verde e econômica em todos os lugares da Terra. Nossa técnica não requer partículas de areia específicas usadas na construção convencional. Isso também ajudará a resolver as questões de mudança climática e desenvolvimento espacial."
Construções mais duráveis, aqui e no espaço
Como a nova técnica não depende do formato das partículas de areia, ela pode permitir construir edifícios e estruturas em regiões desérticas - até mesmo na Lua ou em Marte.
Além disso, embora a equipe não tenha realizado testes de resistência, eles acreditam que o concreto sem cimento pode ter uma durabilidade melhor do que o concreto convencional porque a pasta de cimento comum é relativamente fraca contra o ataque químico e apresenta grandes variações de volume devido à temperatura e umidade, o que faz o concreto trincar e rachar com facilidade.