p O concreto é o material feito pelo homem mais amplamente utilizado, comumente usado em edifícios, estradas, pontes e plantas industriais. Mas a produção do cimento Portland necessário para fazer concreto é responsável por 5 a 8% de todas as emissões globais de gases do efeito estufa. Existe um cimento mais ecológico conhecido como MOC (cimento de oxicloreto de magnésio), mas sua fraca resistência à água limitou seu uso - até agora. Desenvolvemos um MOC resistente à água, um cimento "verde" que poderia percorrer um longo caminho para reduzir as emissões da indústria da construção e torná-la mais sustentável. p A produção de uma tonelada de cimento convencional na Austrália emite cerca de 0,82 toneladas de dióxido de carbono (CO ₂ ) Porque a maior parte do CO ₂ é liberado como resultado da reação química que produz cimento, as emissões não são facilmente reduzidas. Em contraste, O MOC é uma forma diferente de cimento neutro em carbono.

p O que exatamente é MOC?

p O MOC é produzido pela mistura de dois ingredientes principais, óxido de magnésio (MgO) em pó e uma solução concentrada de cloreto de magnésio (MgCl ₂ ) Esses são subprodutos da mineração de magnésio.

p Muitos países, incluindo China e Austrália, tem muitos recursos de magnesita, bem como a água do mar, a partir do qual tanto MgO quanto MgCl ₂ poderia ser obtido.

p Além disso, MgO pode absorver CO ₂ da atmosfera. Isso torna o MOC um verdadeiro verde, cimento neutro em carbono.

p O MOC também tem muitas propriedades de material superiores em comparação com o cimento convencional.

p A resistência à compressão (capacidade de resistir à compressão) é a propriedade mais importante dos materiais de construção cimentícia, como o cimento. O MOC tem uma resistência à compressão muito maior do que o cimento convencional e essa resistência impressionante pode ser alcançada muito rapidamente. O ajuste rápido do MOC e o ganho de força inicial são muito vantajosos para a construção.

p Embora o MOC tenha muitos méritos, até agora, a resistência à água era fraca. O contato prolongado com água ou umidade degrada gravemente sua resistência. Esta fraqueza crítica restringiu seu uso a aplicações internas, como ladrilhos, painéis de decoração, placas de isolamento acústico e térmico.

p Como foi desenvolvida a resistência à água?

p Uma equipe de pesquisadores, liderado por Yixia (Sarah) Zhang, tem trabalhado para desenvolver um MOC resistente à água desde 2017 (quando ela estava na UNSW Canberra).

p Para melhorar a resistência à água, a equipe adicionou subprodutos industriais, como cinzas volantes e fumaça de sílica ao MOC, bem como aditivos químicos.

p A cinza volante é um subproduto da indústria do carvão - há muito na Austrália. A adição de cinzas volantes melhorou significativamente a resistência à água do MOC. A resistência à flexão (capacidade de resistir à flexão) foi totalmente retida após imersão em água por 28 dias.

p Para reter ainda mais a resistência à compressão sob ataque de água, a equipe adicionou sílica ativa. A sílica ativa é um subproduto da produção de silício metálico ou ligas de ferrossilício. Quando as cinzas volantes e a sílica ativa foram combinadas com a pasta MOC (15% de cada aditivo), a resistência à compressão total foi retida em água por 28 dias.

p Tanto a cinza volante quanto a sílica ativa têm um efeito semelhante de preencher a estrutura dos poros em MOC, tornando o cimento mais denso. As reações com a matriz MOC formam uma fase semelhante a gel, o que contribui para a repelência à água. As partículas extremamente finas, grande área de superfície e sílica altamente reativa (SiO ₂ ) O conteúdo de sílica ativa torna-a uma substância aglutinante eficaz, conhecida como pozolana. Isso ajuda a dar ao concreto alta resistência e durabilidade.

p Embora o MOC desenvolvido até agora tenha excelente resistência à água em temperatura ambiente, enfraqueceu rapidamente quando embebido em água morna. A equipe trabalhou para superar isso usando aditivos químicos orgânicos e inorgânicos. A adição de ácido fosfórico e fosfatos solúveis melhorou muito a resistência à água quente.

p Mais de três anos, a equipe fez uma descoberta no desenvolvimento do MOC como um cimento verde. A resistência do concreto é avaliada em megapascais (MPa). O MOC atingiu resistência à compressão de 110 MPa e resistência à flexão de 17 MPa. Esses valores são algumas vezes maiores que os do cimento convencional.

p O MOC pode reter totalmente essas forças após ser mergulhado em água por 28 dias em temperatura ambiente. Mesmo em água quente (60˚C), o MOC pode reter até 90% de sua resistência à compressão e flexão após 28 dias. Os valores permanecem tão altos quanto 100 MPa e 15 MPa, respectivamente - ainda muito maiores do que para o cimento convencional.

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p O MOC substituirá o cimento convencional?

p Então, o MOC poderia substituir o cimento convencional algum dia? Parece muito promissor. Mais pesquisas são necessárias para demonstrar a praticabilidade dos usos deste cimento verde e de alto desempenho em, por exemplo, concreto.

p Quando o concreto é o principal componente estrutural, reforço de aço deve ser usado. A corrosão do aço no MOC é um problema crítico e um grande obstáculo a ser superado. A equipe de pesquisa já começou a trabalhar nessa questão.

p Se este problema puder ser resolvido, O MOC pode ser um divisor de águas para a indústria da construção. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.