Os engenheiros criaram um novo tipo de concreto que é mais resistente do que o concreto tradicional, ao mesmo tempo que captura dióxido de carbono da atmosfera. As descobertas, relatadas em pesquisa de carbonoSugerir que a adição de materiais naturais cuidadosamente selecionados poderia dar ao concreto um segundo papel além da construção, ajudando a remover CO2 Do ar circundante.
Pesquisadores da Mepco Schlenk Engineering College, na Índia, desenvolveram a mistura como uma forma potencial de tornar os materiais de construção mais sustentáveis. A sua abordagem visa um grande desafio ambiental: o aumento do CO2 atmosférico2 O nível é em grande parte impulsionado pelo uso de combustíveis fósseis e pela produção de cimento.
A equipe liderada por Srinivasan Revathi concentrou-se em dois aditivos naturais. Um era o zeólito, um mineral altamente poroso, e o outro era o biochar de bambu, um material rico em carbono. Ambos possuem grandes volumes de poros e altas áreas superficiais específicas, propriedades que os tornam adequados para aprisionar moléculas de gás.
Testando uma mistura de concreto forte
Os pesquisadores testaram diversas versões de concreto grau M35, comumente usado em infraestruturas projetadas para tráfego moderado. Eles substituíram o agregado fino por zeólita em níveis de 25% e 50%. Eles também substituíram o cimento por biocarvão de bambu nas concentrações de 0,5%, 1% e 1,5%.
Cada formulação foi testada quanto a diversas propriedades importantes, incluindo resistência à compressão, resistência à tração dividida, absorção de água e resistência ao impacto. Os pesquisadores procuravam uma mistura que pudesse absorver mais CO2 Sem enfraquecer o concreto. Idealmente, eles queriam que o material fosse forte ao mesmo tempo.
Uma combinação se destacou das demais. Uma mistura contendo 50% de zeólita e 1% de biocarvão de bambu (chamado ZB5) proporcionou o melhor desempenho geral.
Sua resistência à compressão atingiu 38,49 MPa, cerca de 7,48% superior à do concreto tradicional. Sua resistência à ruptura atingiu 4,39 MPa, o que mostra uma melhoria de 15% em relação à mistura padrão.
Os pesquisadores atribuem a resistência adicional à interação entre a estrutura de silicato de alumínio da zeólita e a rigidez do biochar de bambu. Juntos, esses materiais parecem produzir uma matriz à base de cimento mais densa e durável.
Concreto que captura CO2
A força foi apenas parte do resultado. A mistura ZB5 também demonstrou a capacidade de absorver dióxido de carbono.
Quando o concreto foi colocado dentro da câmara de carbonatação, absorveu 1,2 gramas de CO.2 diário. Ao longo de sete dias, o gás penetrou até 15 mm do material.
Os pesquisadores relacionaram essa absorção de carbono à microestrutura da zeólita e ao alto teor de carbono do biochar de bambu. Ao combinar essas propriedades, o concreto pode servir como material estrutural e como meio de captura de CO2 atmosférico.2.
O autor correspondente, Srinivasan Revathi, do Departamento de Engenharia Civil, forneceu sua perspectiva sobre as descobertas. “Nosso trabalho demonstra uma abordagem de duplo benefício. Não estamos apenas criando um concreto mais resistente, mas também transformando um material de construção comum em uma ferramenta ativa para a melhoria ambiental. Ao integrar zeólito e biocarvão de bambu, podemos criar estruturas que não apenas permanecerão fortes, mas também limparão ativamente o ar do excesso de dióxido de carbono, abrindo caminho para infraestruturas verdadeiramente sustentáveis em áreas de alta emissão, como ruas urbanas e áreas industriais.”
Possibilidade de construção neutra em carbono
As descobertas apontam para uma nova abordagem potencial para o desenvolvimento de materiais de construção neutros em carbono. O concreto feito com a formulação ZB5 pode ser particularmente útil em locais onde o CO2 A concentração é relativamente alta.
As aplicações potenciais incluem pavimentos de concreto, parapeitos de rodovias e tubulações de esgoto. Estas estruturas podem continuar as suas funções tradicionais de engenharia, ao mesmo tempo que capturam algum dióxido de carbono do seu entorno.
No entanto, os investigadores alertam que o trabalho ainda é uma prova de conceito e que serão necessários testes adicionais antes que o material possa ser amplamente adotado.
Próximas etapas para concreto com captura de carbono
Estudos futuros examinarão o desempenho do concreto a longo prazo, incluindo se ele mantém sua durabilidade e capacidade de absorver CO2.
Os pesquisadores também planejam testar outras formas de biochar, avaliar a mistura em diferentes tipos de concreto e argamassa e estudar se o biochar pré-embebido poderia melhorar ainda mais seu desempenho.
Esses experimentos ajudarão a determinar se a tecnologia pode ser ampliada para uso comercial e industrial generalizado. Se for bem sucedida, esta abordagem poderá proporcionar à indústria da construção uma forma de produzir infra-estruturas mais fortes, ao mesmo tempo que reduzirá parte do impacto ambiental associado ao ambiente construído.
