O Concreto de Ultra Alto Desempenho está revolucionando a indústria da construção e abrindo novas oportunidades para a pré-fabricação de elementos estruturais. Suas propriedades de resistência, durabilidade e eficiência estão permitindo a criação de estruturas mais leves, resistentes e sustentáveis. Isso é o que mostrou o professor Sri Sritharan, doutor em Engenharia de Estruturas pela Universidade da Califórnia – San Diego, professor titular da Iowa State University. Durante a Concrete Show 2023, ele falou sobre o Concreto de Ultra Alto Desempenho (UHPC, sigla em inglês) e as novas oportunidades para a pré-fabricação. 

“O UHPC pode oferecer soluções únicas e competitivas em termos de custo quando suas propriedades de material são aproveitadas no projeto do elemento/sistema, e soluções não convencionais são adotadas. Além disso, o UHPC proporciona oportunidades singulares para a construção pré-fabricada, como elementos esbeltos, uso efetivo de pré-tensionamento e produtos arquitetônicos e estruturais inovadores”, explica Sritharan.

Dentre as possibilidades de aplicação em pré-moldados, o professor cita vigas de ponte (formato tradicional em “I”); superestrutura de ponte (formato otimizado em “π”); sistema de laje de ponte (painéis tipo waffle); conexões; revestimento de tabuleiro; estacas; estruturas de casca (conchas) e torres de aerogeradores.

Definição e Componentes do UHPC

De acordo com Sritharan, o UHPC apresenta uma resistência à compressão mínima de 150 MPa, além de possuir especificações de durabilidade, ductilidade à tração e requisitos de tenacidade. Geralmente, são incorporadas fibras para atender a esses requisitos específicos.

“É importante notar que essa definição está sujeita a evoluir conforme novas versões de UHPC surgirem. Atualmente, estão sendo desenvolvidas novas formulações em diferentes partes do mundo. É provável que o Brasil também venha a criar a sua própria composição de UHPC em breve”, destaca o professor.

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Propriedades de Engenharia e Vantagens

Apesar do UHPC ter um custo que pode chegar a ser seis ou dez vezes maior que o concreto tradicional, ele apresenta diversas propriedades únicas que o diferenciam dos materiais tradicionais. “Sua alta resistência à compressão, geralmente variando entre 180 e 200 MPa, permite que estruturas sejam projetadas com elementos mais esbeltos e rasos, reduzindo a quantidade de material necessário. Além disso, a notável capacidade de tensão sustentada e a característica de autocura tornam-no uma escolha popular para aplicações pré-fabricadas, onde a resistência ao tempo é fundamental. O UHPC também exibe maior resistência ao craquelamento e maior módulo de elasticidade, proporcionando maior durabilidade e menor deformação”, justifica Sritharan.

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Comparativo: UHPOC x HPC x NC

Ao comparar as propriedades do UHPC otimizado, reforçado com fibras e tratado termicamente; Concreto de alta performance (HPC); e Concreto convencional (normal, ou NC), Sritharan obteve os seguintes resultados:

Propriedade	UHPC	HPC	Concreto convencional
Força de compressão	26-30 ksi(179-207 MPa)	12-18 ksi(82 – 124 MPa)	4-8 ksi(28-55 MPa)
Resistência à tração	1.7 ksi(12 MPa)	0.8-0.9 ksi(5-6 MPa)	0.3-0.7 ksi(2-5 MPa)
Módulo de elasticidade	800 ksi(55 GPa)	4800-6400 ksi(33-44 GPa)	3600-5100 ksi(25-35 GPa)

“O UHPC, em comparação com o concreto comum, demonstra ser um material extremamente durável. Isso se deve, em parte, à sua matriz muito mais densa. Como resultado, há uma notável ausência de espaços para a infiltração de umidade ou produtos químicos nessa matriz. Esse fato confere uma grande vantagem tanto para aplicações estruturais quanto arquitetônicas”, explica Sritharan.

Oportunidades para a Pré-Fabricação com UHPC

O uso de UHPC na pré-fabricação oferece uma série de vantagens substanciais. “A possibilidade de desenvolver e possuir a própria mistura de UHPC proporciona maior controle sobre o material e, consequentemente, a possibilidade de otimizar projetos estruturais. Sua resistência à compressão permite a aplicação eficaz de pré-tensionamento e produtos aprimorados de UHPC, resultando em elementos estruturais menores e mais eficientes. Além disso, o processo de cura acelerada por tratamento térmico permite uma rápida obtenção da resistência total, aumentando a produtividade e a eficiência”, aponta Sritharan.

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Sustentabilidade e Aplicações

Os benefícios do UHPC também se estendem para a sustentabilidade. Sritharan cita algumas vantagens:

– Elementos mais esbeltos e rasos (quantidade menor de material);

– Vida útil aumentada e custos de manutenção reduzidos;

– Impacto do transporte reduzido;

– Construção acelerada, o que gera menor impacto sobre o público em deslocamento;

– Facilitar a inovação tanto para elementos arquitetônicos quanto estruturais;

– Aumentar a participação de mercado dos pré-moldados.

Fonte
Sri Sritharan é doutor em Engenharia de Estruturas pela Universidade da Califórnia – San Diego, e professor titular da Iowa State University.

Contato
sri@iastate.edu

Jornalista responsável
Marina Pastore
DRT 48378/SP