Uso de cinzas volantes no fabrico de betão sustentável nano estruturado

Investigadores do Departamento de Engenharia Civil e do Ambiente da Universidade Estatal de Washington (WSU) estão a estudar alternativas sustentáveis ao betão tradicional, recorrendo à utilização de resíduos resultantes da geração de energia através da queima de carvão.

Embora os resíduos em causa, denominados cinzas volantes, sejam utilizados há várias décadas na indústria do betão, este processo tem sido feito com relativamente baixas percentagens de integração. Este é o aspeto sobre o qual os Engenheiros Civis da WSU estão a focar o seu estudo, em particular na otimização da forma e quantidade como as cinzas volantes são utilizadas.

O uso de cinzas volantes no betão tem duas vantagens de grande significância para o ambiente. Por um lado, permite o aproveitamento de um resíduo com impacto ambiental potencialmente elevado. Por outro, possibilita a redução do impacto ambiental global da indústria do betão.

No estudo, os investigadores norte-americanos estão a substituir o tradicional Cimento Portland, usado massivamente como ligante no fabrico do betão corrente, por cinzas volantes resultantes da queima de carvão nas centrais de produção de energia.
Ao contrário de outras técnicas utilizadas no passado, o novo processo desenvolvido pelos engenheiros de Washington não requer temperaturas elevadas para o tratamento das matérias primas e dispensa inteiramente o uso de cimento Portland.

Para tal os investigadores apostaram no uso de óxido de grafeno, para a manipulação precisa, ao nível molecular, das reações químicas das cinzas volantes durante o contacto com a água durante o processo de mistura da argamassa de betão. Aquele nano-material permite igualmente o controlo do processo de transformação das cinzas volantes ativadas num material cimentício.

O recurso a óxido de grafeno permite aos investigadores efetuarem o rearranjo dos átomos e moléculas numa solução de cinzas volantes e ativadores químicos, tais como silicato de sódio ou óxido de cálcio. O processo gera cadeias de moléculas de hidrato de cálcio-aluminato-silicato com ligações atómicas fortes, o que resulta numa rede polimérica inorgânica com um desempenho mais elevado, em particular no que diz respeito à durabilidade, do que o Cimento Portland Normal hidratado.

 

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