WEST LAFAYETTE, Indiana – O concreto não é glamoroso. É o carro-chefe dos materiais de construção: versátil, durável e quase universalmente onipresente, com 30 bilhões de toneladas de concreto produzidas a cada ano. O cimento, um componente do concreto, produz 8% da pegada de carbono do mundo.
Procurando reduzir essa porcentagem, os engenheiros da Purdue University descobriram uma maneira de tornar o concreto mais sustentável. Sua nova receita para concreto tem o potencial de reduzir drasticamente as emissões de carbono, criando pilares para um mundo melhor.
Uma equipe liderada por Mirian Velay-Lizancos, professora assistente de engenharia civil em Purdue, propõe adicionar pequenas quantidades de dióxido de titânio em nanoescala à pasta de cimento que forma o concreto. A equipe descobriu que o dióxido de titânio, uma substância em pó mais conhecida por seus usos em protetores solares, tintas, plásticos e conservantes de alimentos, aumenta a capacidade natural do concreto de sequestrar dióxido de carbono.
A equipe descobriu que adicionar apenas pequenas quantidades de dióxido de nanotitânio quase duplica a absorção do concreto do problemático gás de efeito estufa. O estudo foi publicado recentemente na revista científica Construction and Building Materials. Um vídeo da obra no YouTube está disponível.
Velay-Lizancos estuda o concreto e trabalha para transformá-lo em um material de construção mais sustentável. O concreto, uma mistura variável de água, pasta de cimento e agregados como areia e cascalho, foi inventado há milênios. Desde então, mudou para se adaptar às novas necessidades das civilizações e aos materiais disponíveis. O concreto das pirâmides precisava resistir ao calor e ao vento. O concreto dos aquedutos romanos precisava transportar milhões de litros de água. O concreto moderno deve ser forte, durável, barato e tão sustentável quanto possível. Fazer concreto é um processo que consome muita energia e recursos. O concreto tradicional absorve naturalmente o dióxido de carbono, mas não muito ou muito rapidamente.
“Não podemos esperar décadas para que o concreto absorva o dióxido de carbono produzido em seu processo de fabricação”, disse Velay-Lizancos. “Minha equipe está fazendo com que o próprio concreto absorva o dióxido de carbono mais rápido e em volumes maiores. Não estamos tentando mudar a maneira como usamos o concreto; estamos fazendo trabalho de concreto para nós. "
A quantidade impressionante de concreto em uso em todo o mundo hoje (em pontes, estradas e infraestrutura, em edifícios e monumentos, represas e sistemas de tubulação) significa que qualquer ligeira melhoria em a pegada de carbono do concreto pode ter efeitos massivos em todo o mundo.
As mudanças propostas pela equipe de Velay-Lizancos resultariam em mais do que uma pequena mudança. A pesquisa indica que incluir dióxido de titânio na mistura de cimento usada para fazer concreto pode o dobro da quantidade de dióxido de carbono que sequestra naturalmente no mesmo período de tempo. Esse efeito se soma ao efeito fotocatalítico bem estudado do concreto, no qual a luz ultravioleta do sol interage com o concreto para ajudar o concreto a oxidar gases nocivos de óxido de nitrogênio em nitratos .
"Vivemos em um ambiente de construção", disse ele Velay-Lizancos. “Não há dúvida de que melhorar a sustentabilidade do concreto, o material de construção mais utilizado no mundo, seria um grande passo para o desenvolvimento sustentável.”
Inicialmente, Velay-Lizancos e dois de seus alunos de doutorado, Carlos Moro e Vito Franciosa, estavam estudando como o dióxido de titânio pode interagir com o cimento para fortalecer o concreto e como a temperatura de cura pode afetar essas interações. Eles observaram que algumas de suas amostras de concreto que incluíam dióxido de nanotitânio absorveram dióxido de carbono do ar circundante mais rápido do que outras amostras.
Pesquisas subsequentes revelaram que adicionar dióxido de nanotitânio à mistura de concreto diminuiu o tamanho das moléculas de hidróxido de cálcio, tornando-as muito mais eficientes na absorção de dióxido de carbono do que outras pastas de cimento. A adição acelerou a taxa de absorção de carbono e aumentou o volume total de dióxido de carbono que pode absorver.
"Sempre quis ajudar os outros, fazer algo significativo, algo chocante", disse Velay-Lizancos. “Este trabalho é uma forma de ajudar outras pessoas. Nossa pesquisa pode levar à redução das emissões líquidas de dióxido de carbono. Saber o que você está fazendo pode ajudar a deter as mudanças climáticas faz com que você acorde todos os dias com energia para trabalhar mais do que no dia anterior. ”
Sua pesquisa futura se concentrará em mais maneiras de tornar o concreto mais sustentável, mais durável e um material de construção ainda melhor para o futuro.
Sobre a Purdue University
A Purdue University é uma instituição de pesquisa pública líder que desenvolve soluções práticas para os desafios mais difíceis de hoje. Classificada como a quinta universidade mais inovadora dos Estados Unidos pelos EUA News & World Report, Purdue oferece pesquisas que mudam o mundo e descobertas de outro mundo. Comprometido com o aprendizado prático e online, no mundo real, Purdue oferece uma educação transformadora para todos. Comprometida com o preço acessível e a acessibilidade, Purdue congelou as mensalidades e a maioria das taxas nos níveis de 2012-13, permitindo que mais alunos do que nunca se graduassem sem dívidas. Veja como Purdue nunca para na busca persistente do próximo grande salto em https://purdue.edu/.[19459003
Escritor, contato de mídia: Brittany Steff; 765-494-7833; bsteff@purdue.edu
Fonte: Mirian Velay-Lizancos mvelayli@purdue.edu
Jornalistas devem visitar o campus [1945901214] siga os protocolos do Protect Purdue e as seguintes diretrizes:
- O campus é aberto, mas o número de pessoas nos espaços pode ser limitado. Seremos o mais flexíveis possível, mas você pode ser convidado a sair ou se apresentar de outro local.
- Para permitir o acesso, principalmente aos prédios do campus, recomendamos que você entre em contato com o contato de mídia do Purdue News Service listado no comunicado para informá-los sobre a natureza da visita e onde você estará visitando. Um representante do News Service pode facilitar o acesso seguro e acompanhá-lo até o campus.
- Use máscaras faciais corretamente dentro de qualquer prédio do campus e use máscaras faciais corretamente ao ar livre quando uma distância social de pelo menos seis pés não for possível.
RESUMO
Modificação de CO 2 captura e estrutura de poro da pasta de cimento endurecida feita com nano-TiO 2 adição: Influência do relação água-cimento e CO 2 idade de exposição
Carlos Moro, Vito Franciosa, Mirian Velay-Lizancos
DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2020.122131
Este artigo estuda os efeitos do nano-TiO2 no sequestro de CO2 da pasta de cimento endurecido, dependendo da relação água-cimento (a / c) e a estrutura dos poros. Doze misturas de pasta de cimento foram preparadas com quatro porcentagens diferentes de nano-TiO2 (0%, 0,5%, 1%, 2%) e três p / c (0,45, 0,50, 0,55). As amostras foram expostas por 24 horas a um ambiente de CO2 em duas idades diferentes (14 e 28 dias). As análises termogravimétricas e varreduras de raios-X 3D da estrutura dos poros foram realizadas em amostras expostas e não expostas. Os resultados mostraram que o nano-TiO2 produz uma melhora na absorção de CO2 até um determinado percentual. Esta porcentagem máxima depende da idade de exposição ew / c. O nano-TiO2 produz uma redução na porosidade e um aumento na reatividade do hidróxido de cálcio (CH), que têm efeitos opostos na absorção de CO2. Esses dois mecanismos concorrentes podem explicar por que o nano-TiO2 pode ser benéfico ou prejudicial à absorção de CO2, dependendo da relação a / c e da idade.
Be First to Comment