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Agora sabemos porquê o concreto romano era tão durável

Após o fim do Império Romano, uma coisa extremamente notável nas construções europeias medievais era uma decadência na engenharia civil – as construções tornaram-se menos rebuscadas do que as construções feitas pelos romanos. Os mestres da engenharia só conseguiram construir coisas tão duráveis devido ao concreto pozolânico, um material extremamente durável.

A arquitetura romana impressiona até os dia de hoje. O Panteão, em Roma, é uma construção quase intacta – e foi construída a quase dois mil anos de idade. Mesmo todo os tipos de intemperismo que existem não conseguiram deixar a construção aos cacos. Até hoje, o Panteão possui o recorde da maior cúpula de concreto não armado do mundo.

 

A durabilidade desse concreto é geralmente atribuída à sua composição: pozzolana e cal. A pozzolana é uma mistura de cinzas vulcânicas que foi nomeada em homenagem à cidade italiana de Pozzuoli, onde existe um depósito com grandes quantidades do material.

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Panteão. Imagem: Arquitas

Ao misturá-los na água, eles reagem e formam um concreto muito forte. Além disso, ao longo de séculos eles melhoraram a receita e suas proporções, seguindo cada medida da melhor maneira possível. 

No entanto, não é apenas isso que dá ao concreto romano a sua famosa durabilidade. A durabilidade do concreto romano foi o alvo de um noto estudo publicado no início de janeiro no periódico Science Advances.

Bom, uma característica encontrada nas paredes romanas são pedaços brancos de cal. Geralmente, se atribui essas pedras brancas, chamada de clastos de cal, à uma má mistura. No entanto, para alguns pesquisadores, como o cientista de materiais Admir Masic, do MIT, isso não faz sentido.

“Desde que comecei a trabalhar com concreto romano antigo, sempre fui fascinado por essas características. Estes não são encontrados em formulações de concreto modernas, então por que eles estão presentes nesses materiais antigos”, diz Masic em um comunicado.

No entanto, Masic não gosta de atribuir estes clastos a uma deficiência na mistura.

“A ideia de que a presença desses clastos de cal era simplesmente atribuída ao baixo controle de qualidade sempre me incomodou”, diz Masic. “Se os romanos se esforçaram tanto para fazer um excelente material de construção, seguindo todas as receitas detalhadas que haviam sido 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 nessa história”.

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Coliseu. Imagem: Sam Valadi

Por meio de novas análises e técnicas de mapeamento químico, então, os pesquisadores notaram que esses clastos entregavam o verdadeira receita do concreto romano. “Era possível que os romanos pudessem ter usado diretamente a cal em sua forma mais reativa, conhecida como cal virgem?”, se perguntou Masic.

Acreditava-se que os romanos utilizavam, em sua receita, um tipo de cal conhecido como cal hidratada, ou cal apagada; é o hidróxido de cálcio. No entanto, as análises mostraram que os clastos formaram-se pela adição de cal virgem à mistura quente.

“Os benefícios da mistura quente são duplos”, diz Masic. “Primeiro, quando o concreto geral é aquecido a altas temperaturas, ele permite químicas que não são possíveis se você usar apenas cal apagada, 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 ajuste, uma vez que todas as reações são aceleradas, permitindo uma construção muito mais rápida”.

E bom, esses clastos dão ao concreto uma característica altamente tecnológica: a auto-cura. Quando aparece uma rachadura no concreto, ela ocorre, preferencialmente, nesses clastos. No entanto, ao entrar água pela rachadura, ela reage com a cal e forma uma solução rica em cálcio. Quando essa solução seca, forma o carbonato de cálcio, que cola a rachadura.

“É emocionante pensar em como essas formulações de concreto mais duráveis poderiam expandir não apenas a vida útil desses materiais, mas também como poderiam melhorar a durabilidade das formulações de concreto impressas em 3D”, diz Masic.

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