El Sincrotró ALBA ha contribuït a la investigació sobre ciment que acaba de rebre la prestigiosa Medalla Le Chatelier. L'article guanyador, titulat "Mechanisms and kinetics of CSH nucleation approaching the spinodal line: Insights into the role of organics additives", es va publicar a la revista científica Cement and Concrete Research.

L'estudi explora la complexa formació del silicat de calci hidratat (CSH) i és el resultat d'un equip científic format per personal de la Université Bourgogne Franche-Comté i la Université Grenoble Alpes (França), del Empa - Concrete & Asphalt Laboratory (Suïssa) i de la línia de llum NCD-SWEET a ALBA.

El CSH és la principal fase d'unió al ciment. És essencialment la "cola" que el manté unit i en determina les propietats. Comprendre la seva nucleació i creixement, especialment en presència d'additius orgànics utilitzats per controlar els temps de forjat i millorar el rendiment, és vital per al desenvolupament de materials de construcció més sostenibles i duradors.

L'article premiat va fer servir una combinació de tècniques: química humida, dispersió de raigs X d'angle petit (SAXS) i criomicroscòpia electrònica de transmissió (cryo-TEM). Els experiments SAXS realitzats a la línia de llum NCD-SWEET van ser crucials en la caracterització de la mida, la forma i l'evolució dels esferoides amorfs de CSH durant la precipitació inicial. L'alta brillantor de la llum de sincrotró d'ALBA va permetre al grup investigador monitoritzar aquests processos ràpids a escala nanomètrica en temps real, sota condicions controlades de sobresaturació de solució i en presència de diversos additius orgànics com ara gluconat i hexitols.

L'estudi va revelar descobriments clau com la confirmació d'una via de nucleació de diversos passos per al CSH i la identificació de dos règims de precipitació diferents: un règim de nucleació clàssic amb menor sobresaturació i un règim de nucleació de tipus espinodal amb més sobresaturació, on la barrera energètica per a la formació es redueix significativament. A més, es va observar un augment significatiu del prefactor cinètic per a la formació de CSH en presència de compostos orgànics, correlacionant-se amb les constants de complexació del calci i silicat amb aquests additius.

"Aquesta investigació proporciona una comprensió molt més profunda dels primers moments de la formació de CSH”, explica Juan Carlos Martínez, científic de la línia de llum NCD-SWEET. “Les capacitats de la nostra línia van ser essencials per capturar la cinètica ràpida i els detalls estructurals a escala nanomètrica, especialment com els additius orgànics influeixen en aquesta fase crítica. Aquests coneixements són decisius per al disseny de formigons d'alt rendiment i d'última generació."

La Medalla Le Chatelier és un premi molt valorat a la comunitat científica del ciment i el formigó que reconeix les contribucions excepcionals al camp. ALBA felicita tots els autors per aquest prestigiós reconeixement i s'enorgulleix d'haver facilitat aquest avenç important en la ciència del ciment.