Um selante penetrante projetado com nanomateriais foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Washington (EUA), e é capaz de proteger melhor o concreto da umidade e do sal – os dois fatores bastante prejudiciais na infraestrutura de concreto.
O novo cimento mostrou uma melhoria de 75% na repelência de água e uma melhoria de 44% na redução dos danos causados pelo sal em estudos de laboratório em comparação com um cimento comercial.
O trabalho pode fornecer uma maneira adicional de enfrentar o desafio de pontes e pavimentos envelhecidos, não só nos EUA, mas em várias partes do mundo que sofrem com os efeitos da umidade e do sal em estruturas.
“Focamos em um dos principais culpados que compromete a integridade e durabilidade do concreto, que é a umidade”, disse Xianming Shi, professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Estadual de Washington (EUA), que liderou o trabalho. “Se você puder manter o concreto seco, a grande maioria dos problemas de durabilidade desaparecerá.”
O estudo foi publicado recentemente na revista científica Journal of Materials in Civil Engineering, além de já ter uma patente provisória.
“O concreto, embora pareça uma rocha sólida, é basicamente uma esponja quando você a observa ao microscópio”, disse o professor Shi. “É um material composto altamente poroso e não homogêneo.”
Os selantes tópicos surgiram como uma ferramenta para proteger o concreto, e muitos departamentos estaduais de transporte os usam para proteger as plataformas de pontes em particular, que parecem sofrer mais com os danos causados pelo sal.
Os selantes no mercado fornecem algum nível de proteção, mas a umidade geralmente consegue penetrar no concreto, disse Shi.
Em seu estudo, os pesquisadores adicionaram dois nanomateriais, óxido de grafeno e nanoargila de montmorilonita, a um cimento comercial à base de siliconato.
Os nanomateriais densificaram a microestrutura do concreto, dificultando a penetração da água líquida.
Eles também formaram uma barreira contra a intrusão de vapor de água e outros gases que tendem a penetrar no concreto.
O nanomaterial também protegeu o concreto dos ataques físicos e químicos dos sais de degelo.
O selante penetrante foi projetado para ser multifuncional, pois também pode servir como auxiliar de cura para concreto fresco.
Os engenheiros planejam realizar demonstrações em escala piloto nos próximos dois anos, implantando um experimento de infraestrutura de concreto no campus da universidade.
Fontes:
Nano-engineered sealer leads to more durable concrete. TecXplore. 14 de fevereiro, 2022.
Effects of Nanomaterials on Engineering Performance of a Potassium Methyl Siliconate–Based Sealer for Cementitious Composite. Journal of Materials in Civil Engineering. 2022.