Otimização de desempenho de concreto espumado ultraleve usando composto organossilícico enriquecido com dimeticona

Construindo com Paredes Mais Leves e Inteligentes

Edifícios modernos exigem paredes que não sejam apenas resistentes, mas também leves, seguras contra incêndio e eficazes em manter o calor no interior. O concreto espumado ultraleve já oferece baixo peso e excelente isolamento, mas frequentemente é fraco e absorve muita água para usos exigentes. Este estudo investiga como um ingrediente comum à base de silicone, chamado dimeticona, pode ajustar as pequenas bolhas de ar dentro do concreto espumado para que ele fique ao mesmo tempo mais leve e mais resistente, além de apresentar melhor resistência à água e às intempéries.

Por que o Concreto Borbulhante Importa

O concreto espumado é produzido ao misturar cimento, areia, água e uma espuma repleta de bolhas de ar. As bolhas tornam o material muito mais leve, o que é atraente para edifícios altos e paredes energeticamente eficientes. No entanto, quando as bolhas são grandes e irregulares, o concreto perde resistência e se torna cheio de caminhos que permitem a entrada de água e sais. Engenheiros procuram uma versão que mantenha os benefícios do concreto com ar — baixo peso, bom isolamento, resistência ao fogo — sem transformar o material em uma esponja frágil.

Uma Reviravolta com Silicone na Receita

Os pesquisadores testaram a adição de pequenas quantidades de dimeticona, um composto de silicone amplamente usado em produtos cotidianos, ao concreto espumado ultraleve. Prepararam várias misturas com a mesma densidade-alvo, mas com diferentes teores de dimeticona, de 0,5% a 2,5% em relação ao peso do cimento. Ao dispersar cuidadosamente a dimeticona na água e depois incorporá-la em uma mistura cimentícia rica em espuma, o objetivo foi alterar como as bolhas se formam e se mantêm no lugar, e verificar como isso afetaria a fluidez, o tempo de pega, o movimento de água, a resistência e a transferência de calor.

O que Acontece Dentro dos Pequenos Poros

Testes detalhados mostraram que a dimeticona atua simultaneamente como estabilizador de espuma e repelente de água. Ela reduz a tensão superficial da água na mistura, ajudando as bolhas a se formarem mais facilmente e a permanecerem separadas em vez de fundirem-se em grandes cavidades. Imagens microscópicas e medições de poros revelaram que, com dimeticona, o concreto apresentou muito mais poros pequenos e bem formados e muito menos vazios grandes e conectados. Essa estrutura interna refinada diminuiu a velocidade com que a água pode ser absorvida ou o ar pode atravessar o material, e reduziu a passagem de sais cloretos prejudiciais em cerca de um terço em comparação com o concreto não tratado.

Mais Forte, Mais Seco, Ainda Assim Leve

Essas mudanças em nível micro resultaram em ganhos de desempenho surpreendentemente grandes. Na dosagem ideal, cerca de 2% de dimeticona, o concreto ultraleve mais que dobrou sua rigidez e resistência à compressão e triplicou sua resistência à fissuração por tração, tudo isso permanecendo extremamente leve, com densidade seca próxima a 450 quilogramas por metro cúbico. O material encolheu menos durante a secagem, absorveu significativamente menos água e apresentou porosidade conectada global menor. O comportamento térmico também mudou: como a rede de poros ficou mais fechada e a matriz sólida mais densa, a condutividade e a difusividade térmicas aumentaram modestamente, mas permaneceram dentro da faixa adequada para materiais com propriedades de isolamento.

Encontrando o Ponto Ideal

Ao comparar todas as misturas, o estudo concluiu que cerca de 2% de dimeticona ofereceu o melhor equilíbrio: preservou o caráter ultraleve do concreto enquanto proporcionou resistência e durabilidade muito superiores e melhorou consideravelmente a resistência à umidade e à penetração de sais. Doses maiores trouxeram apenas pequenos benefícios adicionais e começaram a reduzir a trabalhabilidade. Em termos práticos, isso significa que um aditivo relativamente simples à base de silicone pode transformar concreto espumado frágil em um material de construção mais robusto, repelente à água e ainda bem isolante, tornando-o mais viável para paredes energeticamente eficientes, duráveis e outros elementos estruturais leves.

Citação: Othuman, M.A.O., Tobbala, D.E., Omar, R. et al. Performance optimization of ultra-lightweight foamed concrete using dimethicone-infused organosilicon compound. Sci Rep 16, 8108 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39334-5

Palavras-chave: concreto espumado, materiais de construção leves, aditivos de silicone, estrutura de poros, isolamento térmico