Concreto de endurecimento rápido diminui tempo de construção em quatro vezes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/09/2019

As inovações em cimento e concreto têm-se multiplicado nos anos recentes.
[Imagem: TU Vienna]

Concreto de endurecimento rápido

Um novo tipo concreto de endurecimento rápido promete reduzir o tempo de construção de estruturas de engenharia em três a quatro vezes.

O concreto é resistente a rachaduras, à água, ao gelo e, por isso, adequado para construção nas mais variadas condições ambientais. E a tecnologia para sua fabricação pode ser implementada nas fábricas atuais com gastos mínimos, garantem Ruslan Ibragimov e Roman Fediuk, da Universidade Estadual de Kazan, na Rússia.

A resistência à compressão do novo concreto - alcançada 28 dias após o vazamento - aumentou de 2,7 a 3,3 vezes (B60) em comparação com as misturas tradicionais de concreto de componentes similares. A resistência ao gelo aumentou três vezes, saindo de F200 e chegando a F600, e resistência à água (a pressão sob a qual a água permeia um concreto) aumentou mais de quatro vezes - W18 em vez de W4.

Geônica

Para melhorar os materiais de construção, os engenheiros se baseiam na natureza, mas ainda não conseguiram obter a mesma resistência que os conglomerados e arenitos das montanhas. A força dessas pedras naturais é 10 vezes maior, ainda que elas tenham quase a mesma composição e a estrutura que o concreto.

Para tentar diminuir esse hiato, surgiu um novo campo da ciência, a geônica, ou geomimética, que tenta imitar as rochas, assim como a biomimética tenta imitar os seres vivos.

"Nossa tarefa é melhorar a força dos novos materiais de construção, aproximando suas características das características naturais através do uso de novas tecnologias. No momento, somos capazes de criar concreto várias vezes mais forte do que o obtido com tecnologias antigas," disse Fediuk.

Equipamento de pulsação rotativa, em escala de laboratório, para a fabricação do novo concreto.
[Imagem: Ibragimov/Fediuk]

Materiais da mesma origem

Além de mudanças no processo de fabricação, as melhorias foram obtidas selecionando as matérias-primas do concreto em termos de similaridade de sua composição química, características físicas e mecânicas. De acordo com os princípios da geônica, essa similaridade pode ser alcançada se a brita, a areia, o cimento e a água - todos os componentes tradicionais do concreto - forem obtidos na mesma área geográfica. Portanto, é mais rentável produzir os componentes na região onde o concreto será produzido.

Uma das mudanças no processo, que também o tornam mais ambientalmente amigável, foi a redução no uso de água, que normalmente controla a fluidez da mistura de concreto. No entanto, quando seca, a água provoca rachaduras, diminuindo a resistência da estrutura. Na nova composição, toda a água não essencial é substituída por superplastificantes de última geração. Essas substâncias fazem com que as moléculas da mistura de concreto se afastem umas das outras, o que resulta em aumento da fluidez, trabalhabilidade e outras qualidades do concreto úteis para a engenharia de construção.

Outro passo importante é a ativação mecânico-química, ou seja, os componentes do concreto são misturados e triturados em alta velocidade em um aparelho de rotação pulsante - um misturador de concreto especial.

Velocidade na construção

A característica de endurecimento rápido do novo concreto - a redução da água utilizada é uma das principais responsáveis por esta melhoria - permite remover a cofragem das estruturas em três a sete dias, em vez de 28 dias, como normalmente é necessário. Contudo, ainda são necessários 28 dias para que o novo concreto atinja sua resistência final.

Os dois engenheiros afirmam que é possível fabricar concreto de resistência rápida semelhante ao novo usando métodos tradicionais, mas haverá inconvenientes, como ineficiência de custo e danos ao meio ambiente. Para obter o mesmo endurecimento rápido seria necessário usar uma quantidade maior de cimento de alta qualidade. E a fabricação de cimento ocupa a posição número dois no mundo em termos de liberação de gases de efeito estufa, defende ele.

Bibliografia:

Artigo: Improving the early strength of concrete: Effect of mechanochemical activation of the cementitious suspension and using of various superplasticizers
Autores: Ruslan Ibragimov, Roman Fediuk
Revista: Construction and Building Materials
Vol.: 226, Pages 839-848
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.313