Universidade Federal do TocantinsCurso de Arquitetura & Urbanismo

TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO ICONCRETO DE ALTO

DESEMPENHO

Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.

CAR

X

CAD

INTRODUÇÃO

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

CAD é evolução tecnológica de um material consagrado: o concreto

convencional.

Principal propriedade alta resistência

Utilização de adições minerais+

Ação dispersante dos superplastificante

INTRODUÇÃO

ANTIGAMENTE

Estruturas concebidas e projetadas para satisfazer condições de segurança e estabilidade perante solicitações de

ordem mecânicaATUALMENTE

Propriedades mecânicas

Durabilidade

Desempenho

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

OFERECE: ALTA RESISTÊNCIA MECÂNICA;

BAIXA DIFUSÃO (íons e gases);

ESTABILIDADE DIMENSIONAL (retração,

tensões térmicas, Ec);

ALTA ADERÊNCIA aço/matriz e

pasta/agregado;

BAIXA PERMEABILIDADE;

RESISTÊNIA À ATAQUES QUÍMICOS.

CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

EXIGÊNCIAS DAS NOVAS CONCEPÇÕES:

CUSTO;

DURABILIDADE.

HISTÓRICO

Surgimento anos 60 em Chicago (EUA).

Motivo espírito pioneiro de projetistas e produtores de concreto (o concreto usual era de 15 a 20 MPa).

Estratégica permissão para utilizar um novo material

Resultado aumento para 45 a 60 MPa em aproximadamente 10 anos.

HISTÓRICO

Barreira técnica início dos nos 70, os redutores de água não produziam mais que 60 MPa.

Novidade superplastificantes (apesar da 1ª patente datar de 1938) como fluidificantes e, depois, como redutores de água.

Descoberta Bache (1981) produziu concreto abaixo da “barreira psicológica” de a/agl 0,3.

HISTÓRICO

Primeiras experiências no Brasil com CAD:

MASP (década de 60) 45 MPa

CNEC (1989) edifício de 18 pavimentos

523 kg/m3 de cimento

12% de sílica ativa

A/agl = 0,28

Fc3 = 46,8 MPa

Fc7 = 56,9 MPa

Fc28 = 77 MPa

Fc90 = 84,7 MPa

CAD

MATERIAIS CONSTITUINTES

Concretos com resistência à compressão em torno de 100 MPa (1000 Kgf/cm2), podem hoje ser obtidos e utilizados em obras comuns, com uma série de vantagens em relação aos concretos normais, dentre as quais a maior durabilidade.

Para se obter tais concretos são utilizados os mesmos materiais empregados no concreto convencional, ou seja : cimento Portland comum, brita, areia, água, acrescentando-se porém, aditivo superplastificante e sílica ativa.

CAD

MATERIAIS CONSTITUINTES

A sílica ativa possui uma superfície especifica enorme e o diâmetro médio de seu grão é 100 (cem) vezes menor que o de cimento. Torna-se imprescindível o uso de um aditivo superplastificante, devido ao baixo fator a/c (ou fator a/c + sílica ativa) e devido à grande superfície especifica da sílica ativa. 

CAD

CARACTERÍSTICAS

  A sílica ativa impõe ao concreto uma melhoria nas suas mais importantes características. Conseguido através da atuação desta adição mineral na microestrutura do concreto através de dois efeitos : atua quimicamente reagindo com o CH transformando-o CSH, o qual é um dos principais componentes do concreto endurecido responsáveis pela sua resistência, e atua também como material inerte preenchendo os poros do concreto e tornando-os descontínuos.

CAD

CARACTERÍSTICAS

         Com o uso da sílica ativa o concreto passa a ter : maior resistência à compressão, porosidade próxima de zero, maior resistência à abrasão e à corrosão química, maior adesão a outras superfícies de concreto e melhor aderência com o aço, dentre outras vantagens.  

CADCARACTERÍSTICAS

    A reação química acontece principalmente na interface entre argamassa de cimento e agregado graúdo, a qual constitui-se em um ponto vulnerável do concreto.

Por isto, com o uso da sílica ativa há uma maior aderência entre agregado e pasta, e o ponto "fraco" do concreto passa a ser o agregado. Isto é evidenciado observando-se a superfície de ruptura do concreto de alto desempenho na compressão, mostrando os agregados totalmente rompidos.

CADPRINCIPAIS VANTAGENS

Edifícios em concreto- por reduzir tempo de execução, aumentar a área útil, tornar a estrutura mais durável e proporcionar uma economia em torno de 20%

Pontes e viadutos - permite maiores vãos, rapidez de execução e aumento da vida útil, além de economia

Soleiras de vertedouros de usinas Hidrelétricas - devido a sua boa resistência à abrasão

Pisos industriais - indicado por ter alta resistência à abrasão bem como a ataques químicos

CADPRINCIPAIS VANTAGENS

Obras marítimas - por se tratar de um material com permeabilidade próxima de zero é fortemente indicado o seu uso em ambientes agressivos

Recuperação de estruturas - pela sua grande aderência a superfícies de concreto, dispensando a utilização de epóxi para união das superfícies

Peças pré moldadas - seu uso impõe agilidade à produção

Concreto projetado - elimina o problema da reflexão no concreto projetado

DESENVOLVIMENTO DA APLICAÇÃO DOS CONCRETOS DE ALTO

DESEMPENHO (CAD)

1 - INTRODUÇÃO

AUMENTO CONSIDERÁVEL DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

RECENTES DESENVOLVIMENTOS TECNOLÓGICOS:

USO DA SÍLICA ATIVA DIMINUI A FRAGILIDADE DA

INTERFACE PASTA-

AGREGADO,POZOLANAS CONTROLAR O SLUMP.

DESCOBERTA DOS SUPERPLASTIFICANTES,

2 – APLICAÇÃO DO CAD

ATUALMENTE resistência à compressão na faixa de

40 MPa

1988 resistência à compressão de 120 Mpa

ALTA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

ALTA DURABILIDADE

ASSOCIADO A SITUAÇÕES COTIDIANAS

3 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

GRANDE DIFICULDADE DE EXPRESSAR AS REAÇÕES QUÍMICAS

DA HIDRATAÇÃO

5 CONSTITUÍNTES: C2S, C3S, C4AF, C3A E CaSO4

COMPOSIÇÃO VARIADA DOS TIPOS DE CIMENTO

REATIVIDADE MODIFICADA

A / C RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

4 – SUPERPLASTIFICANTES

1ª PATENTE 1938

COMERCIALIZADO 1970, CONCRETOS FLUIDOS

POSSIBILITA A MÍNIMA, OU ATÉ MENOS, QUANTIDADE DE ÁGUA

AÇÃO DISPERSANTE

EXEMPLOS: naftaleno sulfonado e melamina sulfonada

PERMITE ALTAS DOSAGENS

QUANTIDADE NECESSÁRIA DE ÁGUA:20 a 30 Mpa ( SEM ADITIVOS ) 180 l/m3

REDUTORE DE ÁGUA 165 l/m3

SUPERPLASTIFICANTE 120 l/m3

5 – ADIÇÕES MINERAIS

SUBSTITUIÇAO DO CIMENTO

EXEMPLO: cinza vulcânica, terras diatomáceas, cinza volante,

escória de alto forno, sílica ativa e cinza de casca de arroz.

CAL + POZOLANA C-S-H

CONTROLE DA PERDA DO SLUMP NAS BAIXAS A/C

A ADIÇÃO MINERAL É RELATIVAMENTE INERTE NO CONCRETO

FRESCO

6 – AGREGADOS

PARA 20 A 40 Mpa IMPORTÂNCIA SECUNDÁRIA

PARA CAD RUPTURA NO AGREGADO

IMPERATIVO AGREGADOS DE ALTA RESISTÊNCIA

À COMPRESSÃO

7 – PROPRIEDADES DO CAD

PRINCIPAL ALTA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

MENOR FRAGILIDADE INTERFACE PASTA-AGREGADO

MAIOR MÓDULO DE ELASTICIDADE

ALTA IMPERMEABILIDADE

EXCEPCIONAL RESISTÊNCIA À ABRASÃO

7 – PROPRIEDADES DO CAD

EXCELENTE RESISTÊNCIA AO CICLO GELO-DEGELO

FLUÊNCIA MUITA BAIXA

ALTA RESISTÊNCIA À FLEXÃO

ASPECTO NEGATIVO:

FRATURA EXPLOSIVA COM FRAGMENTAÇÃO DO

CONCRETO

RESISTÊNCIA AO FOGO CONTROVÉRSIAS

8 – VANTAGENS DO CAD

REDUÇÃO DA SEÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

SIGNIFICATIVO AUMENTO DE ESPAÇO ÚTIL

POSSIBILIDADE DE REDUÇÃO DO CUSTO FINAL

ALTA RIGIDEZ VANTAGEM À AÇÃO DOS VENTOS

REDUÇÃO DA DEFLEÇÃO DAS LAJES

ALTA DURABILIDADE

ELEMENTOS ESTRUTURAIS MAIS ESBELTOS

9 – CONCLUSÃO

EXCEPCIONAL PROPRIEDADES E DURABILIDADE

ESFORÇO CONJUNTO

OBTER MAIS ECONOMIA, SEGURANÇA E SOLUÇÕES

ATRATIVAS

PRODUÇÃO E LANÇAMENTO OTIMIZADO DO CAD