Encontrar uma forma de tornar o cimento mais forte e reduzir as emissões de gases com efeito de estufa

Após analisar a estrutura molecular do material, os especialistas podem derivar uma nova fórmula que ajudará a mudar as qualidades do material, bem como afetar a quantidade de gases de efeito estufa emitidos na atmosfera.

Na construção, o material mais comum é o concreto, que também é um dos principais contribuintes para o aquecimento global, produzindo 1/10 dos gases de efeito estufa emitidos na atmosfera.

Um estudo recente realizado por especialistas permitiu que cientistas desenvolvessem uma nova técnica que reduzirá significativamente as emissões de gases de efeito estufa (cerca de metade).

Além disso, após realizar uma análise molecular complexa da estrutura do concreto, os especialistas concluíram que ele pode ser tornado mais durável e resistente a danos. O concreto é feito de areia, água e cimento; para a produção de cimento, utiliza-se uma mistura de dois tipos de materiais: um enriquecido com cálcio (geralmente calcário) e o segundo com silício (geralmente argila). Quando a mistura é aquecida a 1500 °C, obtém-se uma massa sólida, chamada clínquer. É durante a produção de materiais de construção (aquecimento e descarbonização) que ocorre a maior parte das emissões de gases de efeito estufa na atmosfera.

Ao analisar a estrutura, os cientistas chegaram à conclusão de que, ao reduzir a quantidade de cálcio no material, é possível não apenas reduzir as emissões, mas também torná-lo mais resistente.

O cimento é amplamente utilizado no planeta e, como mostram estudos, é usado três vezes mais do que o aço. No cimento comum, a proporção de cálcio para silício pode variar de cerca de 1:1 a 2:1, sendo 1,7:1 considerado o padrão. No entanto, uma comparação detalhada do material com diferentes proporções de estruturas moleculares nunca havia sido realizada antes. Como observa o autor do estudo, ele e sua equipe criaram um banco de dados que incluía todas as composições químicas, e foi possível estabelecer que a proporção ideal, atualmente utilizada, é de 1,5:1.

Como explicou o especialista, se a proporção for alterada, a estrutura molecular do material começa a melhorar (de uma estrutura cristalina fortemente ordenada para uma estrutura vítrea caótica). Além disso, os especialistas descobriram que, com uma proporção de 1,5 partes de cálcio e 1 parte de silício, a mistura se torna duas vezes mais forte e adquire maior resistência a danos.

Todas as conclusões feitas pelos especialistas foram confirmadas por um grande número de experimentos.

Durante a produção de cimento, até 10% das emissões de gases de efeito estufa são liberadas na atmosfera e, segundo especialistas, a redução da quantidade de cálcio no material reduz significativamente as emissões de CO2 na atmosfera. Cientistas afirmam que as emissões de carbono serão reduzidas em 60% ao produzir cimento com menor teor de cálcio.

Este trabalho dos especialistas representa o fim de cinco anos de trabalho conjunto de especialistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS), com Roland Peleng como chefe do projeto científico.

Especialistas sugerem que a nova fórmula para produção de cimento, graças à sua alta resistência e resistência a vários tipos de danos mecânicos, pode ser de interesse de empresas de gás e petróleo, onde o cimento evita vazamentos e rompimentos de tubulações.

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