MIT filma hidratação do cimento e antevê futuro do concreto

Aplicação prática da pesquisa levará a aditivos mais eficazes, assim como concretos que emitam menos CO₂
14 de julho de 2021

MIT filma hidratação do cimento e antevê futuro do concreto

MIT filma hidratação do cimento e antevê futuro do concreto 1024 683 Cimento Itambé
Imagem colorida de alta resolução divulgada pelo CSHub mostra a hidratação de alita (branco) formando CSH (azul) e portlandita (vermelho). Outros componentes são belite (verde) e calcita (amarelo) Crédito: CSHub

Imagem colorida de alta resolução divulgada pelo CSHub mostra a hidratação de alita (branco) formando CSH (azul) e portlandita (vermelho). Outros componentes são belite (verde) e calcita (amarelo)
Crédito: CSHub

Pesquisadores do MIT Concrete Sustainability Hub – o braço do Massachusetts Institute of Tecnology que estuda a sustentabilidade do concreto -, conseguiram um avanço que, segundo o líder do estudo, o professor-doutor Franz-Josef Ulm, pode mudar a forma como se faz concreto. Usando a tecnologia conhecida como microespectroscopia Raman, a equipe filmou as reações moleculares que ocorrem durante a fase de hidratação do Cimento Portland, quando o material se junta a outros agregados para dar origem ao concreto 

Até então, o que as pesquisas haviam conseguido eram fotografias em preto e branco de momentos das reações moleculares. A tecnologia aplicada permite não apenas filmar toda a fase de hidratação como obter imagens coloridas. Segundo Franz-Josef Ulm, na prática a pesquisa levará a aditivos mais eficazes, assim como concretos que emitam menor volume de CO₂. “Também poderemos saber com precisão o tempo de cura de um concreto e seu grau de confiabilidade para determinada obra. Enfim, deixamos de pescar no escuro”, diz. 

Franz-Josef Ulm, que é professor de engenharia civil e ambiental e diretor do MIT Concrete Sustainability Hub, define o estudo como um “momento Irmãos Lumière para a ciência do concreto”. Ele se refere aos dois irmãos que inauguraram a era da projeção de filmes no final do século 19. Da mesma forma, diz Ulm, a equipe do MIT conseguiu vislumbrar a hidratação do cimento em estágio inicial, o que também pode ser equiparado ao surgimento do cinema em Technicolor, em comparação com as fotos em preto e branco de pesquisas anteriores. 

Com melhor compreensão da química do cimento, os pesquisadores avaliam os próximos passos. “Poderemos saber com maior precisão em que grau os componentes do material podem ser alterados, a fim de que ele gere concretos com menor impacto nas emissões ou adicionar ingredientes que serão capazes de absorver ativamente o dióxido de carbono“, diz Admir Masic, professor-associado que integra a equipe de pesquisa do MIT Concrete Sustainability Hub. 

Indústria de impressão 3D em concreto pode ser a mais beneficiada 

De acordo com os pesquisadores, tecnologias de última geração usadas na construção civil, como a impressão 3D em concreto, devem ser as mais beneficiadas pelo estudo do MIT. “A impressão 3D em concreto depende da extrusão de camadas de concreto em um processo precisamente medido e coordenado, durante o qual a lama líquida se transforma em concreto sólido. Saber quando o concreto vai endurecer é a questão mais crítica da impressão 3D. Até chegar à composição ideal do material há muitas tentativas e erros. Esse estudo permitirá definir a especificação do concreto que será usado na impressora”, afirma a pós-doutora Hee-Jeong Rachel Kim, que também atua na pesquisa. 

Os cientistas explicam o porquê do entusiasmo com o estudo. “Antes, a hidratação do cimento só podia ser observada como um ponto no tempo. Agora conseguimos observar continuamente o que acontece no período de hidratação. Por exemplo, o silicato de cálcio hidratado (CSH) é o principal ingrediente de ligação do cimento. Porém, ele tem uma natureza amorfa. Com a tecnologia que estamos aplicando, verificar sua estrutura, distribuição e como se desenvolve durante o processo de cura é algo incrível de se observar”, finaliza Hee-Jeong Rachel Kim. 

Entrevistado
Concrete Sustainability Hub, do Massachusetts Institute of Tecnology (via departamento de comunicação) 

Contato
cshub@mit.edu 

Jornalista responsável:
Altair Santos MTB 2330
 

14 de julho de 2021

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