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O que diríamos, há dez anos, se nos falassem de um tipo de concreto de alta ductilidade, mais resistente do que qualquer rocha natural conhecida, dispensando qualquer tipo de armadura passiva e, ainda, impermeável à água e a gases? Ficção científica, responderíamos sem hesitação. Hoje, com o desenvolvimento do concreto de pós reativos (CPR), estamos vivendo essa realidade que, em pouquíssimo tempo, estará revolucionando o mercado mundial.
Por meio de pesquisas realizadas desde 1990, na França e no Canadá, o CPR foi desenvolvido para substituir o concreto de alto desempenho (CAD) e, até mesmo, o aço, tornando-se o material de tecnologia de ponta, projetado especificamente para atender a exigências industriais e militares. Para termos uma ideia do que representa esta revolução tecno-lógica, basta dizer que o concreto convencional atinge até 60 MPa (600 kgf/cm2); o CAD atinge resistências entre 60 e 120 MPa (600 a 1.200 kgf/cm2), e o CPR está numa faixa de resistência à compressão entre 200 MPa e 800 MPa (entre 2.000 kgf/cm2 e 8.000 kgf/cm2).
Composto basicamente de pós – areia de quartzo, cimento comum, pó de quartzo e sílica ativa (microssílica) -, fibras de aço de pequenas dimensões, superplastificante e água, sendo os sólidos com tamanhos inferiores a 2 mm, os CPR são fabricados em condições semelhantes aos concretos convencionais, porém com baixíssima relação água/cimento – cerca de 0,15.
A microestrutura é a chave do desempenho do CPR, pois confere diminuta porosidade, permeabilidade no limiar da medição e, portanto, durabilidade excepcional. Comparado ao concreto clássico, observa-se uma completa mudança estrutural dos hidratos, que se traduz por uma estrutura contínua da fase aglomerante na escala microscópica.
No nível macroscópico, a matriz do CPR constitui um meio quase impermeável à água, tanto quanto à penetração de agentes agressivos, tais como os íons cloretos. Outra conseqüência direta é a ausência de poros capilares, garantindo a elevada resistência ao gelo/degelo e a quase inexistência de re-tração, tanto pela baixa relação água/cimento quanto pela porosidade diminuta, não havendo espaços para a ocorrência das variações volumétricas.
A utilização do CPR é bastante interessante na construção de estruturas espaciais leves, tabuleiros de pontes, vigas, colunas, passarelas, pré-fabricados de túneis ou placas de revestimento de fachadas, além de cilindros para laminação, projéteis, engrenagens, etc.
Exemplos dessa nova tecnologia são a passarela de Sherbrooke, no Canadá, com 56 m de vão, constituída de elementos pré-fabricados de apenas 15 cm de altura, e a revitalização de ponte rodo-viária, também no Canadá, em que o tabuleiro e pavimentação originais foram substituídos por laje com apenas 5 cm de espessura, reduzindo a carga permanente em quase 500 kgf/m2.
No âmbito estético, o CPR também é utilizado como revestimento de fachadas. Painéis planos ou curvos de vários metros de comprimento, compostos de placas de apenas 10 mm a 15 mm de espessura, recebem somente um acabamento superficial e constituem uma solução inovadora aos sistemas atuais de concreto. Com a utilização de armadura protendida, que permite obter estruturas muito delgadas graças ao pequeno cobrimento dos cabos (15 mm), as estruturas assemelham-se, arquitetonicamente, às estruturas de aço.
As características do CPR, que o colocam entre o concreto e o aço, obrigam os projetistas a repensar as estruturas e as metodologias de cálculo para possibilitar o melhor aproveitamento do material, já que as qualidades mecânicas do CPR permitem realizar estruturas ou peças nunca imaginadas, oferecendo grande liberdade para a definição de geometrias. Dentro das estruturas construídas com CPR, as armaduras passivas – símbolo da era do concreto armado – não são empregadas, sendo totalmente substituídas por fibras de aço de pequenas dimensões.
O material, por sua resistência à tração intrínseca e por sua grande ductilidade, resiste aos esforços de cisalhamento ou de tração, sendo os esforços principais de tração reduzidos com o uso da protensão. A sinergia desses dois sistemas complementares permite reduzir os espaçamentos, diminuir os escoramentos e reforços das fôrmas e apresentar as estruturas com formas que se aproximam das construções em perfis metálicos.
Fabricação e aplicação industrial
O concreto de pós reativos, uma nova tecnologia na área de concretos de altíssima resistência e já presente em algumas construções nos Estados Unidos, Canadá, Europa e Ásia, logo será utilizado no Brasil. A fabricação do CPR é realizada em centrais dosadoras tradicionais, como as existentes atualmente. O uso de pós secos conduz à estocagem em silos, contêineres ou sacos, e a pré-mistura seca permite pré-dimensionar o número de embalagens ou silos e dosadores.
Mas algumas modificações no processo, principalmente quanto ao tempo de mistura mínima aceitável, são indispensáveis para obter o CPR de qualidade constante. A água deve ser dosada com grande precisão para obedecer estritamente à baixa relação água/cimento, determinando a manutenção da reologia do concreto fresco (características físicas no estado plástico).
A ausência de agregados graúdos – que no concreto convencional auxilia a dispersão do cimento e outros finos – é substituída pelo uso de misturador forçado, um importante dispersador de pós. Já a produção do CPR em caminhões-betoneiras, embora perfeitamente possível, requer um tempo de rotação (mistura) mais elevado, ou a pré-mistura do material seco. O ciclo de mistura do CPR obedece à seguinte ordem: homogeneização do material seco; fluidificação da pasta pela adição dos aditivos e da água de hidratação, adição das fibras após homogeneização da pasta fluida. A dispersão das fibras é simplificada pela utilização de dosa-dores vibratórios ou, também, de sua mistura como material seco.
A reologia do CPR fresco depende da relação água/cimento, que pode variar entre 0,10 e 0,22, e da natureza dos pós utilizados. O CPR se assemelha a um gel, nas relações água/cimento baixas, e a um fluido, nos teores de água mais elevados. O controle de plasticidade é realizado em laboratório, por meio de ensaios de espalhamento, e no campo, pelo acompanhamento da dosagem do material.
Todo esse processo já passou por fases experimentais nos EUA e Europa desde 1990, quando mais de 10 mil ensaios de CPR permitiram consagrar suas diversas propriedades e compreender os complexos mecanismos que governam sua formação. O CPR já está sendo utilizado, com bastante eficácia, em obras de distribuição de águas, no tratamento de rejeitos, na exploração mineral, em equipamentos hidráulicos, em obras públicas e em indústrias de vários segmentos. Na indústria mecânica e química, existe uma grande versatilidade no emprego do CPR, sobretudo porque o produto pode ser utilizado para substituição de peças de aço – como é o caso de matrizes para estamparia e forjaria.
Devido às suas características de reduzida permeabilidade, este material está sendo usado para a confecção de contenedores de alta integridade – caixas destinadas a armazenamento de rejeitos radioativos (baixa permeabilidade à radio-atividade e longa durabilidade quanto à emissão) – desenvolvidos em parceria com agências de controle ambiental. A Monobeton Soluções Tecnológicas está realizando estudos iniciais para a introdução deste novo produto no setor de construção civil, mais especificamente, em construções industriais.
Fonte: Téchne Pini
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