Cientistas resolveram o principal mistério da estrutura do concreto

Os cientistas de materiais finalmente decidiram se o concreto endurecido é uma estrutura contínua, como, por exemplo, metais ou pedras, ou um grupo comprimido de pequenas partículas. Esta questão, apesar do uso longo e abundante deste material de construção, permaneceu sem resposta por um longo tempo. Verificou-se que o concreto combina as características de ambas as estruturas.

A estrutura interna do material é tratada na seção sobre física da matéria condensada denominada " física mesoscópica ". Ele considera as propriedades dos sistemas em escalas intermediárias entre macroscópicas e microscópicas - ou seja, entre os tamanhos de átomos individuais e aqueles em que cessam os efeitos quânticos.

O concreto, uma mistura de água, cascalho, cimento e areia, foi investigado por uma equipe internacional do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Universidade de Georgetown, Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica e outras instituições. Os cientistas afirmam que suas descobertas sobre a estrutura do concreto permitirão aos engenheiros criar materiais mais eficientes, tanto em termos de resistência quanto em termos de redução das emissões de gases de efeito estufa durante a fabricação. Isso é muito importante, porque tanto concreto é usado no mundo que sua produção é um dos fatores mais importantes na emissão de gases de efeito estufa.

Verificou-se que, no concreto, pequenas partículas são distribuídas de tal maneira que, entre várias maiores, sempre existem menores. Um dos autores do estudo, Roland Pellenq, explica que essas pequenas partículas interagem muito fortemente entre si em escalas mesoscópicas. Nesse caso, as partículas não são tão pequenas que atingem um estado com energia mínima - por isso, o material está sujeito a alterações e pode desmoronar ou rachar com o tempo.

A determinação do efeito do tamanho dos poros localizados nas escalas mesoscópicas nas propriedades do material ainda não foi realizada. Ou seja, a presença de poros de tais tamanhos determina as propriedades do material e sua suscetibilidade à degradação. Em particular, descobriu-se que a fissura do concreto não ocorre porque a água penetra nesses poros, que congela a baixas temperaturas.

Novas simulações por computador das propriedades do material acabado permitem ajustar as proporções dos componentes necessários para obter um melhor resultado . Por exemplo, pouca água fará com que a solução não seja líquida o suficiente para derramar, e muita coisa deixará grandes vazios no material acabado após a evaporação.

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