p Um close-up de uma ponte, mostrando pavimento asfáltico e concreto deteriorados. Crédito:Akihiro Moriyoshi
p Os cientistas revelaram que a deterioração das estruturas modernas de concreto e asfalto se deve à presença de vestígios de matéria orgânica nessas estruturas. p O cimento e o asfalto são vitais para os materiais de construção modernos; o cimento é usado para a construção de vários edifícios e estruturas, enquanto o asfalto é usado principalmente para rodovias e pistas. Eles têm sido amplamente usados para esses fins desde o século XIX. Foi observado que as estruturas de concreto e as estruturas de asfalto modernas tendem a se deteriorar muito mais rápido do que as estruturas históricas, mas a razão para esse fenômeno era desconhecida.
p Uma equipe de cientistas de seis instituições, incluindo Akihiro Moriyoshi, Professor Emérito da Universidade Hokkaido, revelaram que a presença de quantidades residuais de matéria orgânica em modernas estruturas de concreto e pavimentos asfálticos impulsionam a deterioração dessas estruturas. Suas descobertas, que incluem novos métodos para avaliar a deterioração, foram publicados no jornal
PLOS ONE .
p A deterioração das modernas estruturas de concreto e pavimentos de asfalto é um grande problema. As características que levam à deterioração incluem rachaduras, desagregação (decomposição em pó branco fino) e delaminação (separação em camadas). Essas estruturas deterioradas não são seguras para os fins pretendidos; a rápida deterioração reduz a expectativa de vida das estruturas, aumentando assim os custos de manutenção ou substituição.
p Tomografias computadorizadas mostrando rachaduras no concreto danificado. A e B mostram rachaduras na primeira camada, enquanto C e D mostram rachaduras na segunda camada. GBS, GHY, TMS, MS TSS e GR referem-se a diferentes tipos de agregados na argamassa. Crédito:Akihiro Moriyoshi, et al. PLOS ONE. 13 de maio, 2021
p Os cientistas decidiram desenvolver um novo método para avaliar a taxa de deterioração do concreto. O método atual é baseado na largura das fissuras superficiais no concreto e um teste químico simples; Contudo, apenas fornece uma imagem incompleta do nível de dano. Durante seus experimentos, os cientistas perceberam que um odor estranho se desenvolveu quando o cimento comercial foi misturado com água. Eles levantaram a hipótese de que a matéria orgânica era responsável pelo odor, e investigou o efeito que tem na deterioração do concreto.
p Os cientistas desenvolveram o aparelho unidimensional de permeação transiente de umidade para reproduzir com precisão as condições ambientais do campo às quais as estruturas de concreto e pavimentos de asfalto são expostos, no laboratório, durante um período de 24 horas. Quando combinado com tomografias, este método pode ser usado para avaliar a extensão precisa do dano. Eles testaram uma variedade de amostras de asfalto do Japão que datam de 1960; várias amostras de concreto de todo o mundo também foram testadas, e uma amostra de concreto de 120 anos foi usada como referência.
p Os cientistas mostraram que existem várias moléculas orgânicas, de diversas fontes, presentes em modernas estruturas de concreto e pavimentos asfálticos:ftalatos, particulados de exaustão de diesel, surfactantes, e fluidos de lavagem de pára-brisa. Essas moléculas são introduzidas durante o processo de fabricação - o conteúdo de ftalatos, compostos de fosfato, e agentes redutores de água AE presentes em cimentos disponíveis comercialmente são 0,0012%, 0,12%, e 0,25%, respectivamente - ou absorvido do meio ambiente, e causam rápida deterioração de estruturas de concreto e pavimentos de asfalto.
p Da matéria orgânica presente no cimento, os ftalatos têm o maior efeito na deterioração, mais do que os fosfatos e agentes redutores de água AE. A matéria orgânica na água acelera a deterioração dos pavimentos de asfalto. Os cientistas também mostraram que a largura e o comprimento da fissura são os melhores determinantes dos danos ao concreto, enquanto o grau de formação de amorfização é o melhor determinante de deterioração. Eles acreditam que suas descobertas podem ser usadas para desenvolver novas formulações para estruturas de concreto de longa duração e pavimentos asfálticos.