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5/9/2009 | Concreto de Ultra-Alto Desempenho

Reportagem: Por Eride Moura (Revista Téchne -editora Pini)

O concreto de ultra-alta resistência consiste, basicamente, na mistura de cimento de alta reatividade, sílica ativa (por ser uma pozolana de alta reatividade e efeito fíler), pó de quartzo, agregado miúdo, microfibras de aço ou orgânicas (de 2% a 4%, e de 1 mm a 13 mm de comprimento e 0,15 mm a 0,2 mm de diâmetro), aditivo superplastificante (que viabiliza a baixa relação água-cimento, em torno de 0,15 e 0,2) e água. Em relação aos concretos convencionais, esses produtos de última geração apresentam resistências à compressão até oito vezes superior, e à flexão, dez vezes maior. Isso significa uma resistência à compressão entre 150 e 250 MPa (bem superior aos 20 a 30 MPa dos concretos comuns), e mesmo dos 120 MPa dos concretos de alto desempenho (CAD/HPC) da geração anterior e já bem difundidos. Quanto à tração na flexão, a resistência fica entre 20 e 50 MPa, dependendo do tipo de fibra (metálica ou orgânica). Em laboratório, no entanto, já são desenvolvidos concretos capazes de resistir a compressões superiores a 800 MPa, preparados com agregados metálicos, cura sob pressão e tratamento térmico.

No entanto, o novo produto não se diferencia dos demais apenas por sua elevada resistência mecânica. Eminentemente estrutural, reforçado por fibras, ultracompacto e homogêneo, o material apresenta, no estado fresco, uma consistência fluida mais próxima da argamassa do que do concreto, por não ter agregado graúdo em sua composição.

Auto-adensável, o novo material dispensa equipamentos de vibração e é excelente tanto na moldagem de pré-fabricados quanto na recomposição de estruturas deterioradas, uma vez que adere facilmente a outros concretos. Sua estrutura muito compacta após a cura, graças aos minerais ultrafinos, torna o concreto pouco poroso e pouco permeável à umidade, aos gases e substâncias agressivas do meio ambiente. Consequentemente, o concreto é mais durável e resistente à corrosão. A junção de fibras confere, ainda, ductilidade, que propicia uma alta capacidade de deformação em tração, comparável à do ferro fundido, da ordem de 1% a 2%, tornando o uso de armadura desnecessário, no caso de estruturas muito delgadas. Sua baixíssima relação água-cimento - em torno de 0,15 e 0,2 -, conseguida pela adição de aditivo superplastificante, elimina os espaços vazios para a ocorrência de variações volumétricas e torna o produto pouco poroso e atrativo para o uso em concreto protendido.
Uso arquitetônico

As qualidades plásticas e estéticas desse concreto vêm atraindo a atenção de arquitetos de todo o mundo, uma vez que, por ser autoportante, permite a criação de formas extremamente delgadas e complexas. Na França, o engenheiro-arquiteto Rudy Ricciotti foi um dos primeiros a explorar esse novo material, que utiliza em projetos de passarelas, residências e edifícios públicos (FOTO- Residencia no sul da França, Projetada por Rudy Ricciotti e executada com Ductal). Sua primeira experiência foi a Passarela da Paz, em Seul, na Coreia do Sul, em 2002. O arco central tem um vão de 120 m, com 4,3 m de largura e espessura de 1,30 m. Sobre a passarela, há uma placa de concreto de apenas 3 cm de espessura. Outro projeto que obteve muito sucesso foi o do edifício Pavilhão Negro, de uma escola de dança em Aix-en-Provence, na França, no qual ele utiliza como fechamentos laterais uma malha de vigas de Ductal, de cor negra. A Vila Navarra, perto de Marselha, é famosa por ter recebido a proteção de uma cobertura finíssima, executada com o material. Recentemente, o arquiteto inaugurou a passarela da Ponte do Diabo, na província de Hérault, noroeste da França, que também vem atraindo muitas atenções.

A maior obra em execução atualmente com Ductal é a quarta pista do aeroporto de Haneda, no Japão, que estará pronta até o final do próximo ano. A pista totaliza 520 mil m² sobre o mar, e é composta de duas estruturas: uma imersa, a uma profundidade de até 70 m, constituída de pilares de aço, e a outra superior, com 192 mil m² de concreto - um total de 6.139 lajes pré-fabricadas do novo material, fixadas sobre as vigas de aço. O concreto foi escolhido por sua durabilidade, excelente resistência aos efeitos da água salgada (cerca de mil vezes superior à do concreto comum), e por sua baixa permeabilidade (sem comparação com outros tipos de concreto). Nessa obra, o fornecedor do novo concreto é a Taiheiyo Cement Corporation, associada da Lafarge no Japão.

Experiências brasileiras

Apesar de não introduzidos ainda no mercado brasileiro, os concretos de ultra-alto desempenho já são conhecidos por profissionais e pesquisadores de várias universidades do País. O concurso do aparato de proteção ao ovo (APO), realizado nos congressos do Ibracon e que desafia os alunos participantes a executarem uma peça de concreto de grande resistência, já vem utilizando a tecnologia do RPC há muito tempo. Recentemente, em concurso realizado em Goiás, um grupo de alunos da UFG (Universidade Federal de Goiás), sob a orientação dos professores Oswaldo Cascudo, Daniel Araujo e Helena Carasek, apresentou o concreto com a maior resistência já obtida e divulgada no País, sem adição de fibras - 256 MPa. Em Minas Gerais, a equipe de pesquisadores do Laboratório de Nanomateriais do Departamento de Física da UFMG (Universidade Federal de Minas Gerais), liderada pelo professor Luiz Orlando Ladeira, desenvolveu uma tecnologia que incorpora ao cimento, durante sua fabricação, os nanotubos de carbono (NTC), a mais resistente fibra conhecida atualmente. A fabricação de NTC foi iniciada em 1999, no Laboratório de Nanomateriais da UFMG, a partir dos trabalhos de Ladeira e Marcos Assunção Pimenta, outro professor do Departamento de Física e coordenador da Rede Nacional de Pesquisa de Nanotubos. Outros três centros habilitados a fabricar atualmente o material são a UFPR (Universidade Federal do Paraná), Unicamp (Universidade Estadual de Campinas) e USP (Universidade de São Paulo). No processo de fabricação do cimento, antes de sua adição ao gesso, o clínquer é aquecido a altas temperaturas em forno injetado com gás natural contendo carbono, fazendo surgir as partículas do NTC. Normalmente, a adição de NTC ao cimento é feita por meio de agregação física, o que eleva muito os custos. O processo desenvolvido na UFMG reduz o custo ao consumidor, que passa a ser apenas duas vezes maior. Os estudos realizados demonstram que a adição de NTC ao cimento resulta em material mais impermeável e resistente ao ataque de cloreto, mais resistente à compressão (até 80%) e à tração (25%), e reduz consideravelmente os custos de produção de concreto armado, pois demanda menos ferragens. A UFMG tem patente registrada do novo processo produtivo, e pretende agora aprofundar e disseminar o conhecimento sobre o composto, distribuindo o material para estudo entre as escolas de engenharia do País.


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