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22 de abril de 2021
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Concreto sem cimento revoluciona construção civil e protege o ambiente

A nova técnica une diretamente as partículas de areia, sem precisar de cimento.
Fonte: Assessoria de Imprensa

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.

Se puder ser escalonada economicamente do laboratório para a indústria, a descoberta tem potencial para mudar não apenas todo o setor de construção civil, mas também reduzir drasticamente as emissões de carbono originadas da produção de cimento.

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 mat...


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.

Se puder ser escalonada economicamente do laboratório para a indústria, a descoberta tem potencial para mudar não apenas todo o setor de construção civil, mas também reduzir drasticamente as emissões de carbono originadas da produção de cimento.

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. Outra inovação recente na área envolveu a fabricação de cimento inspirado na madeira.

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

Como a nova técnica não depende do formato das partículas de areia, ela pode permitir construir edifícios e estruturas em regiões desérticas.

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.

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