O concreto, com seu baixo custo, boa resistência à compressão e facilidade de fabricação, é um dos materiais mais utilizados na construção civil.
Com a urbanização acelerada, no entanto, os agregados naturais para mistura com concreto, como areia e cascalho, estão em falta no mercado mundial.
Embora as substâncias recicladas possam substituir a mistura natural para produzir concreto de agregado graúdo reciclado (RCAC), elas podem causar vários problemas – especialmente em regiões frias, os ciclos diários de congelamento e descongelamento podem danificar o concreto, levando a problemas de segurança.
Em um artigo publicado recentemente no Journal of Cleaner Production, pesquisadores do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Xi’an Jiaotong-Liverpool aplicaram bactérias desnitrificantes ao agregado graúdo reciclado (RCA) e aumentaram a resistência e a durabilidade do concreto.
O RCAC tratado pode suportar 225 ciclos de congelamento-descongelamento, 75 a mais do que aqueles sem tratamento, tornando-o adequado para uso generalizado em áreas frias.
O professor Chee Seong Chin, autor correspondente do artigo, diz que as formas tradicionais de melhorar a resistência ao congelamento e degelo do concreto são insustentáveis a longo prazo.
“Esses métodos, como reduzir a relação água-cimento e aumentar os aditivos químicos, aumentam o uso de substâncias químicas, deixando impactos adversos na sustentabilidade. Em comparação, oferecemos uma solução ecologicamente correta. Nosso método utiliza bactérias desnitrificantes que não contêm ou criam substâncias venenosas ou poluentes”, diz ele.
Diminuição da absorção de água
Reduzir a absorção de água é crucial para aumentar a resistência ao congelamento e descongelamento do RCAC, explica o professor Chin.
Durante os ciclos de congelamento-descongelamento, a água penetra no concreto, criando trincas na estrutura e reduzindo sua durabilidade. Quando a água congela, ela se expande. Quanto mais água, mais inchaço, e quanto mais inchaço, mais danos.
“Se não for tratado por bactérias, o uso de RCA no concreto pode aumentar a absorção de água devido à sua estrutura solta e alta porosidade, enquanto as bactérias desnitrificantes podem bloquear os orifícios por onde a água entra, reduzindo efetivamente em 33% a água livre absorvida no interior do concreto, impede a absorção de água de fora, reduzindo assim o inchaço de dentro”, diz.
Além disso, as bactérias também podem melhorar a capacidade do concreto de resistir à expansão do congelamento da água, criando uma estrutura mais estável, diz o professor Chin.
“Os vazios e poros do RCAC são preenchidos com cristais de carbonato de cálcio criados por bactérias, tornando a estrutura mais densa e diminuindo o efeito de expansão da água congelada. 20,3%, respectivamente. Além disso, as bactérias consomem hidróxido de cálcio em excesso durante o processo de biomineralização, tornando o concreto mais resistente ao gelo. O hidróxido de cálcio entre os agregados e a matriz cimentícia são geralmente considerados fatores negativos em termos de resistência e durabilidade”, diz.
Embora este novo método tenha aumentado significativamente a resistência ao congelamento e descongelamento do RCAC, mais pesquisas são necessárias para aumentar a resistência usando nanomateriais ou outros materiais cimentícios com métodos de biomineralização, diz o professor Chin.
“Pesquisas futuras precisam investigar o custo econômico e quantificar o impacto ambiental com uma avaliação do ciclo de vida”, acrescenta.
Fontes da notícia:
Zuowei Liu e colaboradores, Novel method for enhancing freeze–thaw resistance of recycled coarse aggregate concrete via two-stage introduction of denitrifying bacteria, Journal of Cleaner Production (2022).
Researchers use bacteria to enhance concrete resistance. Phys.org. 2022.