Cimento inspirado em madeira fica mais forte e multifuncional

Com informações da Phys.org - 26/01/2021

Depois de curar, o cimento lembra as fibras da madeira.
[Imagem: Faheng Wang et al. - 10.1002/advs.202000096]

Cimento com estrutura de madeira

A natureza sempre foi a fonte básica de inspiração para as criações humanas.

As rochas sedimentares consolidadas, por exemplo, serviram de inspiração para a criação do cimento e do concreto com que nossa civilização pôde deixar de usar diretamente rochas, que precisam ser cortadas e carregadas, além de ser muito difícil fazê-las assumir as formas que queremos.

Agora, uma equipe da Universidade de Ciência e Tecnologia da China descobriu que é possível melhorar muito o concreto buscando inspiração em outro material natural: a madeira.

Para isso, eles desenvolveram um processo simples para fabricar cimento que apresenta uma estrutura que imita a arquitetura unidirecional dos poros da madeira. O material resultante é cimento puro, diferente de outra técnica recente, que recicla concreto junto com madeira - só que um cimento muito melhor.

Há muito tempo os engenheiros sabem que cimentos porosos são melhores, apresentando um elevado índice de isolamento térmico, alta eficiência na absorção de sons e excelente permeabilidade para o ar e a água, além de ser simultaneamente mais leve e mais resistente ao fogo. No entanto, ninguém havia conseguido até hoje desenvolver um método fabril que conseguisse produzir cimentos com todas essas características de forma economicamente viável.

Mas parece que Faheng Wang e seus colegas conseguiram cruzar essa linha de chegada em primeiro lugar.

O processo de resfriamento e cura é crucial para que o cimento adquira suas multifuncionalidades.
[Imagem: Faheng Wang et al. - 10.1002/advs.202000096]

Cimento multifuncional

Wang e seus colegas produziram um cimento semelhante à madeira - com arquiteturas unidirecionalmente porosas - usando uma técnica de tratamento por congelamento bidirecional. O congelamento permitiu que se formassem "pontes" entre os constituintes da estrutura, criando os poros que surgem quando o material é descongelado e o cimento endurece.

O processo de hidratação subsequente produziu novos minerais e géis dentro do cimento, incluindo hidróxido de cálcio hexagonal, etringita e géis de hidrato de silicato de cálcio. Essas fases se originaram principalmente nas lamelas de cimento e cresceram em seu espaçamento durante o processo de descongelamento e cura, dando uma melhor integridade estrutural ao material poroso.

Em comparação com o cimento comum, o cimento que imita a madeira apresentou maior resistência, isolamento térmico mais eficaz e fácil ajuste para repulsão de água.

E, segundo a equipe, além de produzir um novo material de construção promissor para projetos arquitetônicos biomiméticos e construções civis mais leves e mais resistentes, a técnica de fabricação por congelamento pode ser aplicada a outros materiais, como cerâmicas, metais, polímeros e seus compósitos.

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