Descodificando a estrutura interna do betão

Investigadores de várias universidades e institutos de pesquisa europeus e norte-americanos uniram-se para descodificar, a uma escala atómica, a estrutura interna do betão. O estudo poderá conduzir ao desenvolvimento de formulações que permitam a obtenção de um material mais durável e estruturas de betão armado mais sustentáveis.

A equipa que conduziu o estudo incluiu engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) da Universidade da Califórnia em Los Angeles, da Universidade de Newcastle no Reino Unido, da Universidade Paris-Sorbonne, da Universidade Aix-Marseille e do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS). Contou igualmente com o apoio da empresa Schlumberger da Agência Nacional de Investigação (ANR) e do Centro de Sustentabilidade do Betão (CSHub) do MIT.

Depois de recentemente, pela primeira vez, conseguirem modelar, a uma escala atómica, a nano estrutura do betão, os investigadores procuram agora compreender a dinâmica dessa mesma estrutura e como pode ser melhorada para incrementar a resistência e durabilidade daquele que é o material de construção mais utilizado do mundo.

Uma das questões que os investigadores pretendiam ver respondida era se a argamassa de cimento solidificada deveria ser interpretada como uma matriz contínua ou um aglomerado de partículas discretas. Aquilo que verificaram, no âmbito do estudo, é que o betão é um conjunto das duas, com uma distribuição discreta, bem graduada, de partículas de tamanho variável, mas organizadas de tal forma que o conjunto se comporta como um sólido contínuo.

As partículas que compõem o betão, apesar de gozarem de uma forte interação à meso escala, são incapazes, no conjunto, de alcançarem um estado de equilíbrio com energia mínima. Esta particularidade torna o material vulnerável a longo prazo, conduzindo a fenómenos de retração e fluência, que resultam eventualmente na degradação e fissuração do betão.

A análise permitiu igualmente concluir que a porosidade desempenha um papel fulcral na determinação das características do material.
Os poros menores, com 15 a 20 nanómetros, que tradicionalmente, devido às suas reduzidas dimensões, são de difícil caracterização têm uma grande importância na suscetibilidade do material à água e aos agentes climatéricos.

A compreensão do funcionamento, a uma escala atómica, do betão, permite relacionar, com grande exatidão, propriedades como a rigidez ou elasticidade. Isto poderá possibilitar o desenvolvimento de formulações otimizadas, que reduzam, por exemplo, a quantidade de água a incorporar na mistura, um fator que tem grande importância na longevidade do betão.

Fonte: MIT

Outros artigos interessantes: