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Conheça o UHPC, o concreto de ultra alto desempenho


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.

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 a 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 máximo e estrutura de poros desconectada, baixa permeabilidade e alta durabilidade.

Quais as principais aplicações?

Por ter uma capacidade diferenciada de resistência a 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 percursora 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.

Passarela de Seonyu

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 Mississipi. 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.

 

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 o 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.

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