Finalmente sabemos por que o concreto romano antigo resistiu à prova do tempo

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Finalmente sabemos por que o concreto romano antigo
resistiu à prova do tempo
 A
cúpula do Panteão. (Ed Freeman/Stone/Getty Images)Tradução
Os antigos romanos eram mestres construtores e engenheiros, talvez mais famosos representados
pelos aquedutos ainda funcionais. E essas maravilhas arquitetônicas contam com um material de
construção único: o concreto pozolânico, um material espetacularmente durável que deu às estruturas
romanas sua incrível força.
Ainda hoje, uma de suas estruturas – o Panteão, ainda intacta e com quase 2.000 anos – detém o
recorde da maior cúpula do mundo de concreto não reforçado.
As propriedades deste concreto têm sido geralmente atribuídas aos seus ingredientes: pozolana, uma
mistura de cinzas vulcânicas – em homenagem à cidade italiana de Pozzuoli, onde um depósito
significativo dele pode ser encontrado – e cal. Quando misturados com água, os dois materiais podem
reagir para produzir concreto forte.
Mas isso, como se vê, não é toda a história. Uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo
Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriu que não apenas os materiais são ligeiramente
diferentes do que podemos ter pensado, mas as técnicas usadas para misturá-los também eram
diferentes.
As armas fumegantes eram pequenos pedaços brancos de limão que podem ser encontrados no que
parece ser um concreto bem misturado. A presença desses pedaços já havia sido atribuída a má mistura
ou materiais, mas isso não fazia sentido para o cientista de materiais Admir Masic do MIT.
“A ideia de que a presença desses clastos de limão foi simplesmente atribuída ao baixo controle de
qualidade sempre me incomodou”, disse Masic em um comunicado de janeiro de 2023.
https://en.wikipedia.org/wiki/Lime_(material)
https://news.mit.edu/2023/roman-concrete-durability-lime-casts-0106
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Se os romanos se esforçassem tanto para fazer um material de construção excepcional, seguindo todas
as receitas detalhadas que foram otimizadas ao longo de muitos séculos, por que eles colocariam tão
pouco esforço para garantir a produção de um produto final bem misturado? Tem que haver mais para
essa história.”
Masic e a equipe, liderada pela engenheira civil do MIT Linda Seymour, estudaram cuidadosamente
amostras de 2 mil anos de concreto romano do sítio arqueológico de Privernum, na Itália. Essas
amostras foram submetidas a microscopia eletrônica de varredura de grande área e espectroscopia de
raios-X dispersiva de energia, difração de raios X em pó e imagem crécal de Raman para obter uma
melhor compreensão dos clastos de limão.
Uma das perguntas em mente era a natureza do limão usado. A compreensão padrão do concreto
pozolânico é que ele usa cal slaked. Primeiro, o calcário é aquecido em altas temperaturas para produzir
um pó cáustico altamente reativo chamado caliz de cal ou óxido de cálcio.
Misturar cal com água produz cal ou hidróxido de cálcio: uma pasta um pouco menos reativa e menos
cáustica. De acordo com a teoria, foi essa cal que os antigos romanos misturaram com a pozolana.
Com base na análise da equipe, os clastos de limão em suas amostras não são consistentes com este
método. Em vez disso, o concreto romano foi provavelmente feito misturando o cal rapidamente
diretamente com a pozzolana e a água a temperaturas extremamente altas, por si só ou além de cal, um
processo que a equipe chama de "mistura quente" que resulta nos clasts de limão.
“Os benefícios da mistura quente são duplos”, disse Masic.
Primeiro, quando o concreto geral é aquecido a altas temperaturas, permite que existem químicas que
não são possíveis se você usar apenas cal, produzindo compostos associados a altas temperaturas que
de outra forma não se formariam. Em segundo lugar, esse aumento da temperatura reduz
significativamente os tempos de cura e configuração, uma vez que todas as reações são aceleradas,
permitindo uma construção muito mais rápida.
E tem outro benefício: os clastas de limão dão ao concreto notáveis habilidades de auto-cura.
Quando fissuras se formam no concreto, elas viajam preferencialmente para os clastos de cal, que têm
uma área de superfície mais alta do que outras partículas na matriz. Quando a água entra na rachadura,
ela reage com a cal para formar uma solução rica em cálcio que seca e endurece à medida que o
carbonato de cálcio, colando a rachadura de volta e impedindo que ela se espalhe ainda mais.
Isso foi observado em concreto de outro local de 2.000 anos, o túmulo de Caecilia Metella, onde
rachaduras no concreto foram preenchidas com calcita. Também poderia explicar por que o concreto
romano de paredões construídos há 2.000 anos sobreviveu intacto por milênios, apesar da constante
surra do oceano.
Assim, a equipe testou suas descobertas fazendo concreto pozolânico a partir de receitas antigas e
modernas usando quicklime. Eles também fizeram um controle concreto sem cale e realizaram testes de
crack. Com certeza, o concreto rápido rachado foi totalmente curado dentro de duas semanas, mas o
concreto de controle permaneceu rachado.
https://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_hydroxide
https://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_oxide
https://news.mit.edu/2023/roman-concrete-durability-lime-casts-0106
https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jace.18133
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A equipe agora está trabalhando na comercialização de seu concreto como uma alternativa mais
ecológica aos concretos atuais.
“É emocionante pensar em como essas formulações de concreto mais duráveis poderiam expandir não
apenas a vida útil desses materiais, mas também como poderia melhorar a durabilidade das formulações
de concreto impressas em 3D”, disse Masic.
A pesquisa foi publicada na Science Advances.
Uma versão deste artigo foi publicada pela primeira vez em janeiro de 2023.
https://news.mit.edu/2023/roman-concrete-durability-lime-casts-0106
http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add1602?adobe_mc=MCMID%3D91196085935417329474603991401538090131%7CMCORGID%3D242B6472541199F70A4C98A6%2540AdobeOrg%7CTS%3D1672798947&_ga=2.4327667.1163520329.1672696164-1154345832.1638937760