A resistência à compressão é, certamente, a característica mecânica mais importante do concreto. A constante busca pela obtenção de concretos com maiores resistências levou ao desenvolvimento dos, bastante conhecidos, Concretos de Alto Desempenho (CAD). A mesma busca incessante que levou a criação do CAD proporcionou o desenvolvimento do Concreto de Ultra-Alto-Desempenho (CUAD).
Por meio de pesquisas desenvolvidas desde 1990 na França e no Canadá, o Concreto de Ultra-Alto-Desempenho surgiu para substituir o CAD, sendo um material de tecnologia de ponta projetado especificamente para fins industriais e militares. Para se ter uma ideia da ordem de grandeza da resistência de tais tipos de concretos basta analisar que:
– Concreto Comum: Resistências até 60 MPa;
– Concreto de Alto Desempenho (CAD): Resistências entre 60 e 120 MPa.
– Concreto de Ultra-Alto-Desempenho (CAUD): Resistências que podem variar entre 200 e 800 MPa !
A pergunta imediata é: como conseguir valores tão elevados (significativamente maiores que os do CAD) para a resistência a compressão desses tipos de concreto? A resposta depende de vários fatores, alguns deles:
- Diminuição da porosidade pela utilização de uma distribuição granulométrica extensa;
- Distribuição granulométrica de forma que cada partícula maior está cercada por várias partículas menores, responsáveis por distribuir as tensões;
- Baixíssima relação água cimento (a/c), em torno de 0,15 e 0,20, viabilizada por aditivos superplastificantes;
- Reforço com microfibras de aço;
- Diminuição dos defeitos de moldagem, já que o produto é auto-adensável.
- Praticamente não há retração. A baixa relação água cimento e a diminuição da porosidade não deixam espaços vazios para a variação volumétrica.
Além disso, a baixa porosidade confere enorme resistência à degradação na maioria dos ambientes e o produto é auto-reparável devido ao alto teor de cimento anidro.
Dentre os tipos de CAUD destaca-se o Concreto de pós-reativos (CPR).
O Concreto de Pós-Reativos (CPR) é composto de cimento Portland convencional, sílica-ativa, pó de quartzo moído, agregado miúdo, aditivos superplastificantes e água em pequena quantidade. Frequentemente são adicionadas microfibras de aço para garantir tenacidade suficiente para a utilização do CPR como material de construção civil.
Para alcançar alto grau de compactação e altos valores de resistências à compressão é necessário realizar diminuição significativa da relação água/cimento para valores entre 0,1 e 0,2. O teor de água deve ser ajustado para proporcionar a maior densidade de sólidos na mistura e depende da distribuição das partículas e da ação do aditivo superplastificante, componente essencial no CPR e que necessita de elevada compatibilidade com o cimento.
O cimento Portland a ser utilizado deve ter, preferencialmente, baixo teor de C3A (menor que 3%) e partículas com diâmetro médio de 10µm. A sílica-ativa é empregada em teores de 20 e 30% em relação à massa de cimento e é fundamental para promover a densificação da matriz cimentícia, tanto pelo preenchimento de vazios, como pela atividade pozolânica, além de tornar o concreto mais fluído.
Os agregados utilizados são necessariamente miúdos, com partículas de areia fina com diâmetro menor que 700µm. Agregados graúdos não estão presentes na mistura. Devido à ausência de agregados graúdos, poderia ser questionada a denominação de “concreto” para o CPR, podendo se enquadrar na definição de argamassa. Entretanto, o nome concreto persiste entre cientistas e pesquisadores, pois o CPR é um material eminentemente estrutural, ou seja, um concreto estrutural. A distribuição granulométrica das partículas é definida de forma a obter a maior compacidade possível e pode ser obtida experimentalmente ou através de simulação matemática.
Durante a hidratação do cimento, é possível realizar tratamentos térmicos ou prensagem do CPR, conferindo maior resistência. Concretos moldados e curados à temperatura e pressão atmosféricas apresentam resistência à compressão em torno de 250 MPa. Utilizando tratamento térmico e de pressão, juntamente com todas as outras características do CPR, esse valor pode chegar a 850 MPa.
A utilização do CPR é interessante na construção de estruturas que necessitem de propriedades mecânicas elevadas e grande durabilidade, como edifícios altos, tabuleiros de pontes de grande vão, vigas, colunas, passarelas, pré-fabricados de túneis ou placas de revestimento de fachadas, cilindros para laminação, projéteis, além de ser ideal para obras em ambientes agressivos como plataformas marítimas e usinas nucleares, sempre com a incorporação de microfibras e dispensando o emprego de armaduras discretas.
Construções com elementos de CUAD, particularmente CPR, ganham espaço cada vez maior. No Japão e nos Estados Unidos, empresas de pré-moldados já produzem comercialmente elementos em CPR com microfibras. Uma das primeiras e mais conhecidas aplicações é a passarela da Universidade de Sherbrooke, no Canadá, construída em 1998, com 60m de comprimento, que emprega CPR encapsulado em tubos metálicos de parede fina como montantes da estrutura treliçada.
Também no Canadá, a estação de trem de Shawnessy na cidade de Calgary foi construída com forma de casca côncavas, sem a presença de armadura principal. Nesse projeto de elevada resistência estrutural, o CPR foi utilizado nos elementos de cobertura em casca pré-moldados, apresentando grande facilidade de uso, além de serem extremamente duráveis.
Outro conhecido exemplo é a Ponte de pedestres em Seonyu, Seoul, construída com Ductal, uma marca comercial de CPR. O arco central da ponte possui 120 m de vão, e o deck de 4,3 m de largura tem espessura máxima de apenas 3 cm.
Fontes:
ISAIA, GERALDO C. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. 2 ed. São Paulo: IBRACON, 2010
ISAIA, GERALDO C. Concreto: Ensino, Pesquisa e Realizações. São Paulo: IBRACON, 2005.
CIVILIZAÇÃO ENGENHEIRA 
construção e suas possibilidades me encantam