Equipa de investigação chinesa consegue a autoconstrução de betão espumoso super-hidrofóbico impulsionada por CO₂
2026-05-05 16:19
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O Professor Lu Jianxin do Instituto de Tecnologia de Harbin (Shenzhen), China, em colaboração com a equipa de Lu Xuesen da Universidade de Guangxi, publicou um resultado na revista Cement and Concrete Composites, utilizando pela primeira vez o CO₂ ambiental como estímulo externo para impulsionar a autoconstrução in situ de uma camada protetora super-hidrofóbica nas paredes dos poros do betão espumoso. As instituições participantes no estudo incluem também a Universidade Politécnica de Hong Kong, o Imperial College London, a Universidade do Sudeste e a Universidade da Colúmbia Britânica.

Fig. 1 Diagrama esquemático do processo de preparação da espuma composta APSD/PMS

O betão espumoso, devido às suas características altamente porosas e hidrofílicas, apresenta uma absorção de água extremamente forte, permitindo a fácil intrusão de iões corrosivos e CO₂. Os métodos tradicionais de modificação super-hidrofóbica carecem geralmente de capacidade de autorreparação após danos. Inspirada pelo fenómeno natural da casca de árvore que cresce continuamente como camada protetora, a equipa de investigação propôs a estratégia de design "Espuma Composta APSD/PMS": depositar sulfato de alumínio e potássio dodeca-hidratado como precursor de microfibras de etringite nas paredes das bolhas para construir um suporte de micro-rugosidade, e pré-carregar metil-silicato de potássio como precursor de baixa energia superficial na superfície da etringite.

Fig. 2 Diagrama esquemático do processo de preparação do betão espumoso super-hidrofóbico

Foi preparado experimentalmente betão espumoso com uma densidade de cerca de 830 quilogramas por metro cúbico, curado sob concentrações de CO₂ de 0 a 4,0 por cento em volume. O ângulo de contacto com a água aumentou com a concentração de CO₂ e o tempo de exposição, atingindo 160° em apenas 8 horas sob a concentração atmosférica de CO₂ (0,04 por cento em volume), alcançando o estado super-hidrofóbico. Com uma dosagem de 50% de PMS, quase não se observou camada de carbonatação, e a profundidade de carbonatação após 14 dias foi cerca de um décimo a um trigésimo da do betão espumoso tradicional. A resistência à compressão atingiu 4,9 megapascais com 50% de PMS. Após a fratura aleatória do betão, a nova superfície exposta readquiriu super-hidrofobicidade após 8 horas em atmosfera ambiente.

Nos testes de durabilidade, o betão espumoso super-hidrofóbico apresentou uma absorção volumétrica de água de apenas cerca de 1,5% em soluções com pH 3 a 11 e em solução de cloreto de sódio a 3,5%. Os testes de espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram que o betão super-hidrofóbico atingiu um valor de impedância de 17,6 quilo-ohms·centímetro quadrado a 10 milihertz, quase 70% superior ao do betão espumoso comum, e uma resistência à transferência de carga de 1,65×10¹⁴ ohms·centímetro quadrado.

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