Roma – Le emissioni di anidride carbonica (CO 2 ) sono attualmente una delle principali cause del riscaldamento globale. I materiali a base di cemento hanno mostrato promettenti applicazioni nella cattura e solidificazione della CO 2 come minerali attraverso un processo chiamato carbonatazione, offrendo una potenziale soluzione per mitigare le sfide associate al cambiamento climatico. Di conseguenza, sono stati condotti numerosi studi sulla carbonatazione dei materiali a base di cemento per migliorare l’efficienza della carbonatazione.
In parole povere, la carbonatazione nella pasta di cemento comporta la dissoluzione di CO2 in acqua, seguita dall’interazione con idrati di silicato di calcio (C–S–H), formati durante l’idratazione delle materie prime. Durante questa reazione, la CO2 disciolta forma ioni carbonato (CO32- ) e reagisce ulteriormente con ioni calcio (Ca2 + ) da C–S–H per creare precipitati di carbonato di calcio. Tuttavia, nonostante studi approfonditi con parametri variabili, la spiegazione completa dei meccanismi di carbonatazione non è chiaramente compresa a causa della natura instabile dei composti della pasta di cemento.
Studi precedenti hanno dimostrato che la carbonatazione è fortemente influenzata dall’umidità relativa (RH), dalla solubilità della CO2, dal rapporto calcio/silicato (Ca/Si) e dalla concentrazione e dal livello di saturazione dell’acqua in C–S–H. Inoltre, è anche importante comprendere l’influenza degli ioni e del trasporto dell’acqua attraverso i pori di dimensioni nanometriche negli strati di C–S–H, noti come acqua gel-pore.
Per rispondere a queste domande, il professore associato Takahiro Ohkubo della Graduate School of Engineering presso la Chiba University con il suo team di ricercatori, tra cui Taiki Uno della Chiba University, il professor Ippei Maruyama e Naohiko Saeki dell’Università di Tokyo, il professore associato Yuya Suda dell’Università di Ryukyus, Atsushi Teramoto dell’Università di Hiroshima e il professor Ryoma Kitagaki dell’Università di Hokkaido hanno studiato il meccanismo della reazione di carbonatazione in diversi rapporti Ca/Si e condizioni di umidità relativa. Il loro studio è stato pubblicato su The Journal of Physical Chemistry C . “Il ruolo del trasporto dell’acqua e dei cambiamenti strutturali correlati alla carbonatazione rimane una questione aperta. In questo studio abbiamo utilizzato un nuovo metodo per studiare questi fattori, utilizzando la risonanza magnetica nucleare (NMR) del 29 Si e la rilassometria NMR 1 H, che è stata stabilita come uno strumento ideale per studiare il trasporto dell’acqua in C–S–H”, afferma il professore associato Ohkubo.
“Il nostro studio mostra che il processo di carbonatazione avviene a causa di una combinazione di modifiche strutturali e trasferimento di massa, il che significa l’importanza di studiare la loro interazione, piuttosto che solo i cambiamenti strutturali “, afferma il professore associato Ohkubo.(30Science.com)
