A engenharia civil caminha não somente desenvolvendo técnicas novas. A inovação na construção passa pelo desenvolvimento de novos materiais, que permitem expandir as possibilidades físicas com maior resistência e leveza. No caso do concreto, o principal expoente dessa evolução foi o Ultra-High Performance Concrete (UHPC), em português, o concreto de ultra alto desempenho (CUAD), que teve o desenvolvimento iniciado nos anos 1990.
Em resumo: o que é UHPC
UHPC é o concreto de ultra alto desempenho, uma mistura de cimento Portland, sílica ativa, pó de quartzo, areia de sílica fina, aditivos e microfibras que chega a 29 mil psi de resistência à compressão.
É usado em pontes e grandes obras, mas o custo alto e a falta de padrão de produção ainda limitam seu uso no Brasil.
A criação do material, parceria entre franceses e canadenses, aconteceu após uma demanda por pontes pré-fabricadas com elementos esbeltos por instituições militares dos dois países.
O que é?
O UHPC, também conhecido como concreto de pó reativo (RPC na sigla em inglês), é um material composto por uma mistura do tradicional Cimento Portland, sílica-ativa, pó de quartzo, areia de sílica fina, água, superplastificantes, aditivo redutor de água de grande alcance e microfibras orgânicas ou de aço.
O que o UHPC proporciona?
O resultado da mistura é um material não apenas de alta resistência, mas também de alta maleabilidade.
Essas características criam as grandes vantagens do material. Seu uso é simplificado, já que dispensa reforço de aço. A concretagem é facilitada, já que o material tem a capacidade de ser projetado a seco.
O concreto de ultra alto desempenho oferece resistência a uma compressão de até 29 mil libras psi (por polegada quadrada), cerca de 2038 quilograma força por centímetro quadrado, e uma resistência à flexão de até 7.000 libras psi, equivalente a 492,15 kgf/cm².
O material também consegue manter alto desempenho após sofrer rachaduras, suportando 720 psi de pressão de tração.
Essa resistência superior se deve à combinação de partículas finas (no máximo 600 micrômetros) e a reatividade química. O resultado final é um produto com compactação máxima e estrutura de poros desconectada, baixa permeabilidade e alta durabilidade.
Quais as principais aplicações?
Por ter uma capacidade diferenciada de resistência à compressão, flexão e tração, o concreto UHPC é geralmente utilizado para construções de grande porte.
Pela dificuldade técnica de definir um padrão de produção e seu custo relativamente alto, o material ainda não tem uso muito difundido pelo mundo. Além de obras especiais encomendadas pela engenharia militar, os usos mais correntes da tecnologia são em projetos como:
- Fundações de prédios
- Infraestruturas altas
- Rodovias de alto fluxo
- Pistas de aeroporto
- Pontes
Poucos países até hoje realizaram obras públicas utilizando o material, com destaque para Estados Unidos, Canadá, França, Espanha, Japão e Coreia do Sul.
Nas últimas décadas, engenheiros americanos começaram a perceber o surgimento de danos relevantes em pontes após 15 ou 20 anos de construção. Esse problema gerou a demanda por uma solução mais eficiente e duradoura.
É por isso que, desde os anos 1990, o material tem sido utilizado constantemente em reformas de pontes e rodovias americanas. A facilidade de utilizar o UHPC para montagem de painéis e peças modulares deu grande velocidade aos processos.
Obras com concreto de ultra alto desempenho
Entre as obras de destaque que utilizam o concreto de ultra alto desempenho, vale destacar a primeira ponte realizada com esse material no mundo: a passarela de Sherbrooke, no Canadá.
Construída em 1997, a passarela tem 60 metros de comprimento e foi erguida em um sistema de treliça com seis segmentos pré-moldados. Ela foi precursora de uma série de pontes criadas nas últimas duas décadas.
Influenciada pela obra canadense, também vale destacar a passarela para pedestres que liga a capital da Coreia do Sul, Seoul, à ilha de Seonyu. Inaugurada em 2002, a passarela conta com 120 metros de vão livre e tabuleiro de apenas 3 cm. Ela está localizada em um parque com espécies de bambus, e o projeto busca homenagear justamente a flexibilidade da madeira.
Nos Estados Unidos, o material já tem sido amplamente utilizado na construção e manutenção de pontes. Somente no estado de Nova York, são 30 pontes que contam com o UHPC em sua estrutura.
Um caso marcante do uso da tecnologia é a ponte da Franklin Avenue, em Minneapolis, capital do estado de Minnesota, que passa sobre o tradicional Rio Mississippi. A ponte inaugurada em 1923 estava com a estrutura danificada e precisou ser fechada para manutenção intensa. Utilizando peça de concreto pré-moldado, conectando os painéis com o UHPC, todo o processo durou apenas 17 semanas.
http://www.youtube.com/watch?v=xH0LTG5i5jw
Viabilidade: os desafios para implementação no Brasil
O uso do concreto de ultra alto desempenho ainda não teve grande penetração em todos os países ricos, então é de se esperar uma dificuldade em implementar a solução em países em desenvolvimento, como o Brasil.
A produção do material ainda não ocorre em larga escala por seu elevado custo. Algumas especificações do material também dificultam a implementação. Por exemplo, a cura desse concreto deve ser realizada em temperaturas superiores a 90 °C. Caso isso não seja respeitado, a alta qualidade do UHPC pode ser comprometida.
Outro fator técnico também atrapalha uma maior difusão do material. Como esse concreto não conta com um padrão definido de produção (a composição varia de projeto para projeto), encarecendo a mão de obra envolvida. A falta de um padrão definido exige a contratação de pesquisadores para definir o traço do material a ser usado em cada obra.
Atualmente, o metro cúbico do UHPC pode passar de US$ 500, o que inviabiliza trazê-lo para as obras brasileiras.
Perguntas frequentes
É o concreto de ultra alto desempenho (CUAD), também chamado de concreto de pó reativo. Mistura cimento Portland, sílica ativa, pó de quartzo, areia de sílica fina, água, superplastificantes, aditivo redutor de água e microfibras orgânicas ou de aço.
Até 29 mil psi à compressão, cerca de 2.038 kgf/cm², e até 7.000 psi à flexão, cerca de 492 kgf/cm². Mesmo após fissurar, suporta 720 psi de tração.
Em fundações de prédios, infraestruturas altas, rodovias de alto fluxo, pistas de aeroporto e pontes. Nos Estados Unidos, é muito usado na reforma de pontes e rodovias.
A passarela de Sherbrooke, no Canadá, construída em 1997, com 60 metros de comprimento em treliça de seis segmentos pré-moldados.
Pelo custo elevado, que pode passar de US$ 500 por metro cúbico, pela exigência de cura acima de 90 °C e pela falta de um padrão de produção, que obriga a definir o traço em cada obra.
