6 inovações e modernizações do concreto

Concreto refere-se a materiais de construção de pedra (artificiais) especialmente criados. Consiste em água, um adstringente (na maioria das vezes - cimento) e cargas de tamanhos diferentes. Betão é um dos materiais de construção mais utilizados no mundo. Esse é o material escolhido para a maioria das novas estradas, prédios, pontes e muitas outras estruturas, devido à sua durabilidade e relativa facilidade de uso. As tecnologias não param, as equipes de pesquisa realizam novas pesquisas com o material apresentado; como resultado de seu trabalho, novos desenvolvimentos aparecem.

Concreto de madeira: realidade ou mito?

Anteriormente, a madeira era um dos materiais de construção mais comuns, mas hoje foi substituída por misturas de concreto. O desenvolvimento ativo de tecnologias permitiu combinar 2 tipos de materiais, criando uma mistura combinada de madeira e concreto.

O Programa Nacional de Recursos Florestais Suíços (NRP 66) concentra-se na criação de uma mistura única. Pesquisadores suíços conseguiram desenvolver uma abordagem radical da combinação de madeira e concreto: fabricam concreto resistente, 50% do qual é feito de madeira. O alto teor de madeira na mistura de concreto contribuiu para um bom isolamento térmico do material, sem comprometer a resistência ao fogo.

A principal diferença entre a mistura descrita e o concreto clássico é a substituição do cascalho e areia madeira de grão fino.

Fazendo concreto flutuante

“Eles pesam não mais que a metade do que o concreto comum pesa - o mais leve deles até flutua!”, Diz o organizador da pesquisa. Além disso, após a desmontagem, os materiais podem ser reutilizados como combustível para aquecimento e eletricidade. Apesar da conformidade com os requisitos de segurança contra incêndio material de construção pode ser queimado em conjunto com outros resíduos.

Os resultados dos testes de estresse confirmaram que o novo concreto de madeira é adequado para a fabricação de lajes e painéis de parede e pode se tornar um material para estruturas de suporte de carga na construção. No decorrer dos próximos estudos, é necessário descobrir em quais áreas é melhor aplicar um certo tipo de compósito madeira-concreto e métodos eficazes de sua produção. Segundo Daya Zwiki (organizador), o nível de conhecimento necessário para o uso generalizado ainda é muito limitado.

Concreto revolucionário de grafeno

O grafeno é uma modificação do carbono que vem ganhando popularidade recentemente. Especialistas da Universidade de Exeter desenvolveram uma técnica inovadora usando a nanoengenharia para introduzir grafeno na produção clássica de misturas de concreto. Uma tecnologia exclusiva criou concreto durável, ecológico e durável. Além disso, a resistência à água aumentou significativamente. Os testes do material produzido demonstraram total conformidade com os padrões britânicos e europeus de construção.

É importante observar que o novo concentrado reforçado com grafeno reduziu significativamente a pegada de carbono dos métodos tradicionais de produção de concreto, tornando-o mais sustentável e ecológico. Ao mesmo tempo, as emissões de carbono foram significativamente reduzidas (em 446 kg / t), e a quantidade de materiais necessários para criar concreto foi reduzida em 50%.A maioria dos cientistas acredita que a nova técnica permitirá a introdução de novos nanomateriais no concreto, modernizando a indústria da construção global.

A busca por métodos de construção ecológica é um passo em direção à redução das emissões de carbono em todo o mundo e uma maneira de proteger o meio ambiente. Este é um investimento importante na criação de uma indústria de construção progressiva para o futuro.

Cinza de carvão em concreto

É difícil obter o conteúdo exato de umidade no interior do concreto, porque o pó e os agregados formam uma matriz cimentícia densa, o que cria dificuldades para o movimento da umidade após o início da secagem. Além disso, são necessárias condições atmosféricas especiais para a secagem. Se a superfície externa do concreto secar antes que a peça interna endureça, isso pode levar a uma estrutura mais fraca do produto.

O laboratório de Farnam queria desenvolver um produto agregado que tivesse ótimas características de mistura, resistência e porosidade e encontrasse uma maneira de produzi-lo a partir de uma grande quantidade de resíduos.

Cinza de carvão - um subproduto de usinas a carvão, obtido como resultado da queima de carvão. Todos os anos, centenas de toneladas de cinzas são enviadas para um aterro sanitário. Pesquisadores da Universidade de Drexel acreditam ter encontrado o uso de um resíduo em pó. Eles estão confiantes de que as cinzas podem tornar o concreto mais durável e livre de rachaduras.

Desenvolvimento da empresa Farnam

"A solução que encontramos foi o processamento de resíduos de cinzas de carvão em um agregado leve e poroso com desempenho superior que pode ser produzido a um custo menor do que as opções naturais e sintéticas existentes", disse Farnam (fundador da idéia).

Está cientificamente comprovado que o aditivo apresentado aumentará significativamente a vida útil do concreto, tornando-o muito mais forte. O conceito de endurecimento interno foi desenvolvido na última década; um agregado leve poroso é usado para facilitar o processo de cura. O aditivo pode manter um nível constante de umidade no interior do concreto para ajudá-lo a curar uniformemente por dentro.

Silicato de cálcio no concreto

Micro esferas feitos de silicato de cálcio foram desenvolvidos por cientistas da Universidade Rice. Está provado que a invenção ajudará a obter um concreto mais durável e ecológico, com propriedades mecânicas melhoradas (resistência, dureza, elasticidade e durabilidade) do que o cimento Portland, o ligante mais comum usado no concreto. O tamanho das esferas é de 100 a 500 nanômetros de diâmetro. Seu uso promete reduzir a intensidade energética da produção de cimento (um dos ligantes mais comuns no concreto). Shahsavardi afirma que as esferas são adequadas para engenharia de tecidos ósseos, isolamento, cerâmica e aplicações de compósitos, além de cimento.

Segundo Shahsavardi, um aumento na resistência do cimento contribuirá para:

• Reduza o peso do concreto.
• Menos consumo de material.
• Consumo reduzido de energia durante a produção de concreto.
• Redução de emissões de carbono durante o processo de fabricação.

O cientista disse que o tamanho e a forma das partículas como um todo têm um impacto significativo nas propriedades mecânicas e na durabilidade de materiais a granel, como concreto.

Betão reciclado para pneus

Os engenheiros da UBC desenvolveram um tipo de concreto mais resiliente usando pneus reciclados. A substância pode ser usada para estruturas de concreto, como edifícios, estradas, represas e pontes. Ao mesmo tempo, o volume de resíduos em aterros será reduzido significativamente.

Os pesquisadores experimentaram várias proporções de fibras de pneus reciclados e outros materiais usados ​​no concreto - cimento, areia e água - antes de encontrar a mistura perfeita. Consiste em 0,35% de fibras de pneus. Nos EUA, Alemanha, Espanha, Brasil e China já existem estradas de asfalto com borracha triturada de pneus triturados.Está provado que a presença dessas partículas contribuiu para melhorar a elasticidade do concreto e prolongar sua vida útil.

Resultados do teste de concreto de pneus

Testes de laboratório confirmaram que o concreto reforçado com fibra reduz as trincas em mais de 90% em comparação com a mistura clássica. Isso ocorre devido às fibras poliméricas que se sobrepõem às trincas à medida que se formam, ajudando a proteger a estrutura e prolongar sua vida útil.

“A maioria dos pneus usados ​​é para descarte. A adição de fibra ao concreto pode reduzir a pegada de carbono da indústria de pneus, bem como reduzir as emissões na indústria da construção, pois a produção de cimento é uma fonte significativa de emissão de gases de efeito estufa ”, disse Bantia, diretor de pesquisa da UBC.

Concreto novo foi usado parafrente para degraus em frente ao edifício Macmillan no campus da UBC. A equipe da Banthia monitora sua condição com sensores embutidos no concreto, monitorando o desenvolvimento de tensões, rachaduras e outros fatores. No momento, os resultados da observação confirmam os resultados dos testes de laboratório e indicam uma redução significativa no craqueamento.

Como evitar a destruição do concreto a partir do ácido sulfúrico?

Os efeitos atmosféricos e químicos no revestimento de concreto afetam negativamente sua condição. A destruição do concreto a partir do ácido sulfúrico pode ser evitada encontrando maneiras de impedir a adsorção de seu precursor de gás no concreto. No curso de sua pesquisa, Matthew Lasic descobriu que, para proteger a infraestrutura de concreto de influências corrosivas, é necessário um tratamento preliminar direcionado aos locais de adsorção no hidrato de cimento, onde a maioria das moléculas de sulfeto de hidrogênio está conectada. No entanto, essa abordagem pode ser difícil devido ao seu amplo uso.

A estrutura porosa torna o concreto vulnerável à adsorção de gás natural. Em seu estudo, os autores realizam análises em nanoescala com base em simulações de Monte Carlo para simular a migração de moléculas de gás para a estrutura do hidrato de cimento. Sua modelagem sugere que, para uma boa absorção do hidrato de cimento, é necessária uma certa combinação de tamanho molecular e área de superfície.