Debido a que el concreto, el material de construcción más utilizado del mundo, es un contribuyente tan importante al cambio climático, vale la pena conocer cada detalle sobre cómo se fabrica, según los científicos de la Universidad de Rice.
El laboratorio de Rice del físico teórico Rouzbeh Shahsavari está investigando esos detalles hasta el nivel atómico. El laboratorio ha publicado los resultados de los estudios de modelado por computadora que detallan cómo las dislocaciones, defectos en forma de tornillo, en cristales en bruto utilizados para la influencia del concretoqué tan eficientemente se puede hacer.
La investigación publicada este mes en el Revista de la Sociedad Americana de Cerámica muestra que los silicatos tricálcicos C3S que consisten en cristales romboédricos puros son mejores que otros para producir "clinkers". Los clinkers son grumos redondos de C3S que, cuando se muelen en polvo, se mezclan con agua para formar cemento, el pegamento que contienejuntas de grava. Cuanto más fácil es moler un clínker, menos energía necesita un fabricante para molerlo.
El año pasado, el laboratorio de Shahsavari informó que los clinkers calientes eran más fáciles de moler. También observaron los efectos perjudiciales de las dislocaciones de los tornillos sobre qué tan bien se mezcla el polvo resultante con el agua.
Esta vez, el laboratorio construyó modelos de computadora de las estructuras moleculares que componen varios tipos de C3S de uso común para ver cuáles eran propensos a ser más frágiles, a pesar de las inevitables dislocaciones que tuercen los cristales en formaciones impredecibles.el mejor.
También trataron de comprender cómo los defectos en los cristales microscópicos influyen en la capacidad del polvo para reaccionar con el agua y descubrieron que los romboédricos también son más reactivos al agua que los dos clinkers monoclínicos que estudiaron. Los cristales romboédricos tienen bordes de la misma longitud;cristales monoclínicos no.
"Comprender y cuantificar la estructura, la energía y el efecto de los defectos en la mecánica y la reactividad de los cristales de cemento es un desafío fundamental y de ingeniería", dijo Shahsavari. "Este trabajo es el primer estudio que pone una lente atomística en las características clave deluxaciones de tornillo, un defecto de línea común en C3S, que es el ingrediente principal del cemento Portland ".
Shahsavari insistió en que es importante maximizar el uso de energía en la producción de concreto, una actitud respaldada por los asistentes a la cumbre climática del año pasado en París. Señaló en ese momento que la producción mundial anual de más de 20 mil millones de toneladas de concreto contribuye 5 a10 por ciento de dióxido de carbono a emisiones globales, solo superado por el transporte y la generación de energía como productor de gases de efecto invernadero.
Además de los hallazgos de este trabajo, este estudio allana el camino para investigar otros defectos como la dislocación del borde, las transiciones frágiles a dúctiles y las deformaciones de hermanamiento en el cemento, dijo Shahsavari. Juntos, proporcionarán nuevas ideas físicas y estrategias para ajustarla energía de molienda y la reactividad del cemento, lo que reduciría el consumo de energía y la huella de dióxido de carbono asociada con el concreto.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :