Mentre il tuo cane ti trascina per l'isolato per la sua passeggiata mattutina, probabilmente non stai pensando alle meraviglie del marciapiede del quartiere. Ma quel cemento è piuttosto grande. Accanto all'acqua, è il materiale più utilizzato sulla Terra. Nel futuro, il cemento può essere ugualmente utile fuori dal pianeta, quando gli umani costruiscono una base permanente sulla luna. Avranno bisogno di cose robuste in grado di resistere ai bombardamenti delle radiazioni solari e dei meteoriti. Nessuno vuole una crepa nella loro base lunare!

La chiave per rendere concreto il "fuori dal mondo" potrebbe essere studiarlo... fuori dal mondo. Per fare proprio questo, sono stati condotti due esperimenti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). L'indagine sulla microgravità della solidificazione del cemento (MICS) e l'impianto di lavorazione multiuso a g variabile (MVP Cell-05). I ricercatori della Pennsylvania State University e del Marshall Space Flight Center della NASA stanno analizzando i risultati degli studi.

Il calcestruzzo è una miscela di sabbia, ghiaia, e rocce 'incollate' tra loro da pasta cementizia composta da acqua e polvere di cemento. E non è così banale come sembra. Sotto la superficie, è abbastanza complesso. Quello che succede lì è la chiave della sua forza e durata. Eppure gli scienziati non comprendono ancora tutti i dettagli della chimica e della struttura microscopica del calcestruzzo. I metodi di lavorazione non sono 'cast in stone'; ci sono ampi margini di miglioramento.

Aleksandra Radlinska, Principal Investigator per entrambi gli esperimenti, dice, "I nostri esperimenti si concentrano sulla pasta di cemento che tiene insieme la miscela di calcestruzzo. Vogliamo sapere cosa cresce all'interno del calcestruzzo a base di cemento quando non c'è un fenomeno guidato dalla gravità, come la sedimentazione".

Tutto inizia quando l'acqua viene aggiunta al cemento. Per dirla molto semplicemente, la struttura molecolare del cemento cambia quando i grani di cemento si dissolvono.

Radlinska spiega, "Mentre le 'vecchie' molecole si dissolvono, l'idrato di silicato di calcio e l'idrossido di calcio iniziano a cristallizzare."

Miriadi di questi minuscoli cristalli si formano durante tutta la miscela, incastro tra loro e con gli altri ingredienti concreti, come ghiaia. Gli esperimenti della ISS stanno studiando come tutto questo si svolge nello spazio.

Radlinska dice, "Potrebbe cambiare la distribuzione della microstruttura cristallina, e infine le proprietà del materiale."

Il rapporto tra acqua/polvere di cemento è fondamentale per far sì che i componenti del calcestruzzo si combinino efficacemente e per determinare la resistenza e la durabilità del calcestruzzo finale. Questo rapporto dovrà essere diverso sulla luna, dove la gravità è circa 1/6 di quella terrestre? Questo è il tipo di domanda su cui gli esperimenti faranno luce.

Per l'esperimento MICS, gli astronauti hanno aggiunto acqua a una serie di pacchetti contenenti polvere di cemento secco, quindi ha aggiunto dell'alcol ad alcuni dei pacchetti per interrompere il processo di idratazione in momenti specificati. Per MVP Cell-05, gli astronauti hanno anche idratato il cemento secco, ma per questo esperimento hanno usato una centrifuga a bordo della ISS per simulare la gravità a diversi punti di forza, compresa la gravità lunare e la gravità marziana. Per entrambi gli esperimenti, i campioni sono stati restituiti alla Terra per l'analisi.

"Stiamo già vedendo e documentando risultati inaspettati, "dice Richard Grugel di Marshall, co-investigatore principale per MVP Cell-05.

Radlinska aggiunge, "Ciò che troviamo potrebbe portare a miglioramenti nel calcestruzzo sia nello spazio che sulla Terra. Poiché il cemento è ampiamente utilizzato in tutto il mondo, anche un piccolo miglioramento potrebbe avere un impatto enorme".

Potremmo anche finire con marciapiedi migliori per portare a spasso i nostri cani.