A serviço da sustentabilidade na construção

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Zement, Wasser, Sand und Kies – das Grundrezept für Beton hat sich seit der Antike nicht verändert. Schon die Römer bauten mit dem vielseitigen Material. Kolosseum und Pantheon können deshalb auch heute noch bewundert werden. Doch die Zusatzstoffe, die den Beton nach Wunsch flexibler, härter oder fließfähiger machen sollen, sind andere: Während die Römer Naturprodukte wie Haare oder Eier verwendeten, handelt es sich bei den heutigen Betonzusatzmitteln um Hochtechnologie. Damit der Beton schneller härtet, haben Forscher der BASF den Härtungsbeschleuniger X-Seed® entwickelt. Kleine Kristalle, die nach und nach wachsen und sich ineinander verhaken, sorgen dafür, dass der Beton hart wird. In X-Seed sind bereits nanoskalige Kristallkeime vorhanden, die diesen Prozess beschleunigen: Innerhalb der ersten sechs bis zwölf Stunden härtet der Beton damit schneller. Wärme wird so zum Härten überflüssig, und der Beton ist besonders fest und haltbar. Wenn kleine Kristalle große Wirkung haben, dann ist das Chemie, die verbindet. Von BASF. Vergrößerung 960:1 (bei 12 cm Bildbreite) Abdruck honorarfrei. Copyright by BASF. Cement, water, sand and gravel – the basic recipe for concrete hasn’t changed for over 2,000 years. The Romans used the versatile material for construction, which is why the Coliseum and the Pantheon can still be admired by tourists today. But the admixtures that make concrete harder, more flexible or more flowable as required are different. While the Romans used natural products like hair or eggs, today’s concrete admixtures are distinctly high-tech. To make the concrete harden more quickly, BASF researchers have developed X-SEED®, a hardening accelerator. Small crystals that gradually grow and interlock ensure that the concrete hardens. X-Seed already contains small nanoscale crystal seeds that accelerate this process and help to speed up concrete hardening in the first six to twelve hours. This means that heat is no longer needed

A revolucionária ciência da nanotecnologia, que permite a manipulação da matéria numa escala atômica e molecular, tem proporcionado avanços importantes no desenvolvimento de soluções nas mais diversas áreas. Um nanômetro é equivalente a um bilionésimo de metro. Devido ao seu pequeno tamanho, os nanomateriais geralmente possuem novas propriedades ópticas, magnéticas, mecânicas, químicas e biológicas. A concepção de materiais a partir do manuseio na escala nano ampliou as possibilidades científicas, permitindo a construção de estruturas mais complexas e a criação de inovações incríveis com novas funcionalidades e propriedades especiais.

Esse avanço já chegou à indústria da construção com o desenvolvimento de novos químicos para melhora do concreto: aditivos que atuam na estrutura molecular do cimento, garantindo benefícios efetivos de produtividade, performance e de sustentabilidade, por reduzir consumo de água, emissões de gases e até mesmo o emprego de recursos financeiros.

Podemos citar como exemplo, um aditivo avançado que trabalha como acelerador para o endurecimento do concreto na fase inicial da sua cura, que usa uma nova nanotecnologia de cristais de CSH (Silicato de cálcio hidratado). A solução única, Master X-Seed, baseada em tecnologia inovadora, pode duplicar o desempenho da resistência inicial e garante aumento da produtividade, sem afetar as características de performance do concreto. Promove também uma significativa redução nos custos globais de produção.

São importantes os ganhos em sustentabilidade: há redução do consumo de água; diminuição nas emissões de CO2 ao evitar o uso de combustível nas operações de cura a vapor; melhora a eficiência energética com a redução no consumo de eletricidade nas instalações de pré-moldados, além de permitir a substituição dos cimentos com alta composição de clínquer por cimentos misturados com reduzidas emissões de CO2 durante a fase de produção. Esses ganhos são possíveis porque o aditivo diminui o tempo de desmoldagem, evita a cura a vapor em pré-moldados e garante uma melhora significativa da durabilidade, normalmente prejudicada pela cura a vapor. Como um plus, o aditivo é inibidor de corrosão para concreto armado.

Também já existem no mercado grautes cimentícios de ultra resistência MasterFlow, especialmente desenvolvidos a partir de nanotecnologia aplicada, que conferem desempenho técnico superior. Ideal para a ancoragem das torres para produção de energia eólica, esses grautes proporcionam uma maior resistência a cargas dinâmicas e repetitivas (movimentos). A elevada resistência à compressão, ao impacto e à fadiga, a elasticidade e a retração compensada garantem que a ancoragem das torres com essa tecnologia ocorra de maneira segura, rápida e econômica. Essas características asseguram um aumento significativo na vida útil do parque, reduzindo custos de manutenção.

Além de soluções para concreto, já foi desenvolvido também um novo material de isolamento de alto desempenho que pode ser aplicado no setor de construção em edifícios novos ou antigos. O aerogel respirável produzido como um painel de poliuretano sólido tem características únicas: até 90% do volume do aerogel orgânico consiste em poros cheios de ar que têm um diâmetro de apenas 50 a 100 nanômetros. O novo material ocupa metade do espaço se comparado aos materiais tradicionais, oferecendo o mesmo desempenho de isolamento, e garantindo versatilidade de design e menor consumo de energia.

Dimensões pequenas com um enorme potencial, a nanotecnologia é uma grande impulsionadora de inovação, especialmente no desenvolvimento de soluções sustentáveis para enfrentar os desafios do futuro. Prevê-se que a população global chegue a nove bilhões até 2050 e todos precisarão de um espaço de vida adequado, de abastecimento de energia seguro, entre tantos outros recursos. A nanotecnologia trará contribuições indispensáveis para esse futuro, ao mesmo tempo em que protege o meio ambiente.

Eduardo Machado Coelho, gerente do laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento de Químicos para Construção da BASF