Os pesquisadores desenvolveram uma técnica óptica não destrutiva e não invasiva que pode determinar os tempos de pega para vários tipos de pasta de cimento, que é usado para ligar superfícies de concreto novas e velhas. O novo método pode auxiliar no desenvolvimento de tipos de cimento otimizados e com menor impacto ao meio ambiente.

"Nosso método óptico não invasivo caracteriza e determina o tempo de pega do cimento, que é um parâmetro muito importante para a indústria da construção, "disse José Ortiz-Lozano, membro da equipe de pesquisa da Universidad Autónoma de Aguascalientes, Tecnológico Nacional de México e Centro de Investigaciones en Óptica, no México. "Ele também pode avaliar com precisão o processo de hidratação do cimento em tempo real. Esta informação é crucial tanto para o estudo da físico-química quanto para a caracterização quantitativa das propriedades nanomecânicas dos materiais à base de cimento."

No jornal da Optical Society (OSA) Óptica Aplicada , os pesquisadores descrevem o novo método, que combina tecnologia baseada em laser com um modelo óptico para calcular o comportamento dinâmico da pasta de cimento. Os pesquisadores mostram que sua abordagem pode calcular com precisão o tempo de pega inicial - o tempo disponível para misturar o cimento e colocá-lo na posição - e o tempo de pega final, quando o cimento atinge sua força total.

"Nosso grupo está tentando melhorar o desempenho de materiais à base de cimento, como pastas de cimento, argamassas e concreto, "disse Ortiz-Lozano." Novos métodos de caracterização de materiais, como o que relatamos aqui, pode ser usado para melhorar o comportamento e o desempenho do cimento, otimizando seus constituintes. Isso pode levar a novos tipos de cimento que usam menos água e matérias-primas como calcário e argila, o que os tornaria mais amigos do ambiente. "

Estudando cimento com luz

Embora exista uma variedade de técnicas para estudar a dinâmica de pega de cimento, eles vêm com várias desvantagens, como serem destrutivos, invasivo ou influenciado por fatores humanos. O novo método usa as propriedades ópticas da pasta de cimento para calcular diretamente o tempo de pega inicial e final do cimento, medindo a luz difusa que reflete no cimento.

Conforme o cimento endurece, a reflexão da luz difusa muda conforme ela reage com a água e os espaços entre as partículas de cimento mudam. A quantidade de água presente e a camada de superfície protetora em cada estágio de configuração também influenciam as propriedades de reflexão difusa. Os pesquisadores combinaram as medidas de reflexão difusa com o modelo Kubelka-Munk, que é usado para descrever a reflexão difusa de amostras opacas.

"Este novo método óptico foi desenvolvido usando ferramentas, componentes e materiais comuns entre a indústria óptica, "disse Ortiz-Lozano." Seria, Portanto, bastante simples e econômica de implementar em laboratórios de controle de qualidade de cimento. Pode ser aplicado a qualquer tipo de cimento, uma vez que a calibração apropriada seja realizada com o modelo Kubelka-Munk. "

Os pesquisadores aplicaram a nova técnica a seis amostras de cimento e descobriram que os resultados de todas as amostras eram repetíveis e concordavam bem com as técnicas de medição comumente usadas hoje.

"Esta técnica baseada em laser fornece avaliação contínua e precisa do processo de hidratação do cimento com alta repetibilidade e reprodutibilidade, mostrando seu potencial para estudar as propriedades físico-químicas do cimento, "disse Ortiz-Lozano.

Próximo, os pesquisadores planejam adquirir mais dados usando mais tipos de cimento, morteiros, concretos, bem como proporções adicionais de água para cimento e pastas de cimento que contenham misturas químicas e / ou minerais. Eles também estão planejando realizar o trabalho necessário para normalizar o método como um padrão.