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Jul 19, 2023

Ultra

O concreto de altíssimo desempenho (UHPC) está emergindo rapidamente como o principal material para a construção de concreto pré-moldado. Introduzido pela primeira vez como “concreto em pó reativo” no início da década de 1990, este material tem

O concreto de altíssimo desempenho (UHPC) está emergindo rapidamente como o principal material para a construção de concreto pré-moldado. Introduzido pela primeira vez como “concreto em pó reativo” no início da década de 1990, este material teve uso crescente nos EUA e no exterior na última década.

O UHPC tem sido usado para construir pontes rodoviárias na França, no Japão e na Malásia; pontes para pedestres no Canadá e na Venezuela; painéis de telhado e fachadas arquitetônicas no Canadá e na França; e mais.

Nos EUA, o UHPC tem sido usado para construir vigas de pontes na Virgínia e Iowa, coberturas de tabuleiros de pontes em Nova York e Delaware e juntas fundidas em campo entre membros de pontes pré-moldadas em mais de 20 outros estados. Os esforços contínuos de pesquisa e desenvolvimento por parte de agências de transporte federais e estaduais, organizações industriais nacionais, proprietários privados e produtores de concreto estão buscando avançar ainda mais esta tecnologia para que ela possa ser adotada de forma mais ampla nos setores de transporte e construção civil.

Uma indústria chave adequada para capitalizar as características únicas de desempenho deste material é a indústria de concreto protendido pré-moldado.

UHPC é um material à base de cimento reforçado com fibra. Ele contém muitos dos mesmos materiais que o concreto convencional - cimento, materiais cimentícios suplementares (SCMs), areia fina e aditivos químicos - mas os materiais são proporcionados para criar um denso empacotamento de materiais desde a sílica ativa até a areia, ou seja, do dos materiais mais finos aos mais grosseiros.

O conteúdo total de materiais cimentícios para misturas UHPC pode e muitas vezes excede 1.500 libras por metro cúbico de material - mais que o dobro do conteúdo de materiais cimentícios da maioria das misturas de concreto convencionais. No entanto, a relação água/aglutinante (a/g) é frequentemente de 0,20 ou menos, facilitada pelo uso de redutores de água especiais de alto alcance. O empacotamento denso de partículas, combinado com o a/b ultrabaixo, cria no concreto uma microestrutura altamente refinada que proporciona resistência e durabilidade excepcionais. Como resultado, os elementos UHPC podem ter uma expectativa de vida de 200 anos ou mais, mesmo em ambientes exigentes, como exposições marinhas e de degelo.

Embora não haja uma definição uniformemente acordada de UHPC, as resistências à compressão típicas do UHPC excedem 17.000 psi, com muitos materiais UHPC disponíveis comercialmente capazes de atingir resistências de 30.000 psi ou mais. Comparado aos concretos convencionais e de alto desempenho, o UHPC pode proporcionar um aumento de 3 a 5 vezes na resistência à compressão. Contudo, a resistência à compressão não é a propriedade mais significativa deste material. Um diferencial importante entre o UHPC estrutural e outras classes de concreto, especialmente para aplicações estruturais pré-moldadas, é o alto desempenho à tração do material, que deriva de uma combinação da microestrutura refinada e das microfibras de aço de alta resistência que são incorporadas à mistura em dosagens entre cerca de 1 e 3%, em volume (cerca de 130 a 390 libras/jarda cúbica).

As misturas estruturais de UHPC podem ser projetadas para atingir resistências à tração direta de mais de 1.000 psi e resistências à flexão de mais de 2.500 psi. Além disso, uma mistura UHPC bem projetada pode exibir significativa ductilidade pós-fissuração e endurecimento por deformação, aumentando significativamente a resistência à flexão residual à medida que o elemento desvia após a fissuração.

A alta resistência à tração e a ductilidade pós-fissuração do UHPC proporcionam benefícios significativos para o projeto estrutural. Primeiro, a ductilidade pós-fissuração e o comportamento de encruamento podem permitir a eliminação virtual das barras de reforço mínimas exigidas no concreto convencional para alcançar a ductilidade exigida pelo código quando a falha é iminente.

Em segundo lugar, a elevada ductilidade do UHPC resulta numa tremenda tenacidade do material, o que aumenta a capacidade de absorver energia mesmo sem a ajuda das barras de reforço.

Terceiro, a alta resistência à tração aumenta a resistência ao cisalhamento do material, com a possibilidade de eliminação total dos estribos de cisalhamento no projeto da viga. Ao eliminar os estribos, o projeto e a produção dos elementos podem ser simplificados e as larguras da alma dos membros (haste) podem ser reduzidas. Na verdade, vigas, pilares e outros membros estruturais UHPC podem ser projetados com seções transversais com muito menos volume e, portanto, peso de material, proporcionando ao mesmo tempo a mesma capacidade que os membros de concreto armado convencionalmente.