Cientistas inventam nanoconcretos para fundição sob condições de temperatura negativa
p Vista de perto do enorme andaime do canteiro de obras da nova Biblioteca Municipal. À esquerda, as camadas espessas de andaimes são necessárias para apoiar a fachada frontal frontal horizontal. Crédito:Fons Heijnsbroek (@ fonsheijnsbroek51), Unsplash
p Engenheiros do Centro de Treinamento Militar da Far Eastern Federal University (FEFU, Vladivostok, Rússia) juntamente com colegas da Universidade RUDN desenvolveram uma mistura de concreto com nanoaditivos para construções monolíticas de até dez andares de altura. A moldagem do concreto é possível em um clima muito úmido e temperatura negativa de até 5 graus centígrados negativos. Dado que, os prédios construídos não precisarão de grandes renovações por 50 anos. O artigo relacionado foi publicado em
Construção e materiais de construção . p A moldagem de concreto em condições de baixa temperatura é um sério desafio para a indústria da construção. Se a água no concreto congelar, a fluidez do concreto dá errado, o que prejudicará sua cura e promoverá a formação de grumos na placa. Fundir em temperaturas abaixo de mais de cinco graus já requer tecnologia especial. A quebra de um deles leva a características reduzidas de estruturas monolíticas que se deterioram prematuramente.
p Engenheiros do Centro de Treinamento Militar FEFU (MTC), junto com colegas da RUDN University, sugeriu introduzir na mistura de concreto aditivos especiais (superplastificantes) cujas propriedades são aprimoradas por meio da nanotecnologia. O desenvolvimento ajuda a manter a resistência e durabilidade das estruturas de concreto erguidas durante a estação fria, para não tornar o processo de construção mais caro.
p "As características da nova mistura nano atendem às necessidades da engenharia civil e geralmente excedem os requisitos regulamentares. A mistura é adequada para fundição de estruturas civis de até 10 andares em condições úmidas. Isso a torna relevante para construção em continentes úmidos, monção, e climas moderadamente frios. A cura da mistura é rápida e a laje de concreto produzida tem estrutura densa, sem grumos e com poros menores que o concreto convencional. Assim, umidade, que destrói o concreto comum, não é capaz de penetrar no novo. As propriedades da laje de concreto permanecem inalteradas por 50 anos. "Explicou um dos autores da pesquisa Roman Fediuk, Tenente Coronel, professor da FEFU MTC, o vencedor do XIII concurso russo "Engenheiro do Ano 2018".
p O cientista passou a dizer que a nova mistura de concreto, como desenvolvimentos anteriores, contém menos cimento, substituída por cinzas de produção de energia e peneiras de areia de trituração que tornam o concreto ecologicamente correto. Dentro disso, as propriedades tecnológicas da nova mistura são as mesmas das misturas contendo cimento de alta qualidade, o que torna o desenvolvimento mais econômico.
p Os engenheiros descobriram as proporções dos aditivos modificados empiricamente; depois disso, modelos matemáticos refinaram os cálculos. A mistura com tal composição verificada resiste ao congelamento e não tem fluidez aumentada, causando a baixas temperaturas o aglomerado de concreto em laje (segregação) e uma diminuição da resistência da estrutura fundida. Além disso, engenheiros usaram até 40 por cento menos água na mistura, e aumentou a resistência e densidade da laje de concreto. Alta densidade e tamanho de poro de gel foram alcançados não apenas por causa dos nanoaditivos, mas também devido à tecnologia de moagem adicional de partículas de concreto. Um moedor também foi desenvolvido na FEFU.
p A nova mistura já passou por um test drive. Como pesquisa de campo, engenheiros construíram um estacionamento de cinco andares. O concreto foi curado por 28 dias em condições naturais com diferenças de temperatura de mais cinco a menos seis graus, e os resultados estavam de acordo com os padrões declarados.
p Como aditivos, cientistas usaram componentes já bem conhecidos na indústria da construção, cujas propriedades melhoraram com nanopartículas. Assim, eles fortaleceram a resina de naftaleno formaldeído pelas propriedades do dióxido de silício, e o concreto resultante mostrou-se mais resistente, mantendo as características operacionais por mais tempo. Resina de madeira saponificada e nitrato de sódio também são componentes da mistura.
p Uma escola científica para o desenvolvimento de compósitos inteligentes para engenharia especial e civil acontece no FEFU MTC. A ideia principal da escola é projetar materiais artificiais semelhantes aos naturais. Por exemplo, o concreto deve ter a resistência da pedra natural. Esta teoria está se consolidando na ciência moderna como geônica (geomimética) estabelecida pelo professor Valery Lesovik de V.G. Shukhov Belgorod State Technological University, um membro correspondente da Academia Russa de Arquitetura e Ciências da Construção. Engenheiros de Moscou, Kazan, e o Extremo Oriente russo estão trabalhando no desenvolvimento do método. O novo projeto de concreto está de acordo com os princípios da geomimetis, o objetivo final é projetar novos materiais para um ambiente humano confortável.
p Na próxima etapa da pesquisa, os cientistas planejam desenvolver uma mistura de concreto para moldar sob temperaturas negativas de até quinze graus centígrados negativos.