Os estudos voltados para a aplicação do concreto de ultra-alto desempenho (CUAD) estão cada vez mais avançados. Nos últimos anos, diversas universidades estão desenvolvendo pesquisas no intuito de tornar esse produto cada vez mais resistente e com preço acessível no mercado da construção. Em universidades estadunidenses, como as de Connecticut e Michigan, os pesquisadores estão desenvolvendo um CUAD que possa ser utilizado em processos mais baratos, porque o custo elevado desse material, somado a complicadas técnicas de construção, ainda são fatores impeditivos para maior utilização desse concreto nos Estados Unidos.

Os professores Tony Naaman, da Universidade de Michigan, e Kay Wille, da Universidade de Connecticut, estão conjuntamente empenhados no desenvolvimento do que chamam de um CUAD alternativo e comercialmente viável. Esses estudos são necessários porque há situações em que o metro cúbico do concreto de ultra-alto desempenho nos Estados Unidos ultrapassa o valor de 500 dólares.

As experiências são feitas com a utilização de componentes disponíveis no mercado, sem que o material perca as características de elevado desempenho, resistência à compressão, à tração e à penetração de cloretos. De acordo com o objetivo das pesquisas, o custo pode cair pela metade.

No Brasil, o professor Wellington Repette, da Universidade Federal de Santa Catarina, também realiza estudos relacionados ao concreto de ultra-alto desempenho. Durante um seminário regional sobre estruturas pré-fabricadas de concreto, realizado no mês de abril, pela Associação Brasileira da Construção Industrializada de Concreto (ABCIC), em Florianópolis, ele mostrou os benefícios da utilização do CUAD para se produzir peças pré-fabricadas mais bonitas e adequadas para serem manuseadas e transportadas.

De acordo com o professor, ainda existem desafios. “A adequação da planta industrial, o suprimento regular e uniforme de insumos, a pequena diversidade de fornecedores desses insumos e os custos elevados ainda são fatores que dificultam a utilização desse concreto”, analisa o professor.

Resistência

Desenvolvido na década de 1990, o CUAD é uma evolução do concreto de alto desempenho (CAD), surgido como encomenda especial da engenharia militar para ser utilizado na construção de pontes pré-fabricadas com elementos esbeltos. Ele é produzido com elementos como cimento Portland, sílica-ativa, agregados miúdos, pó de quartzo, aditivos superplastificantes, microfibras de aço e pequenas quantidades de água.

Entre as características que o tornam tão resistente, destacam-se a baixa relação água/ cimento, em torno de 0,15 e 0,20, viabilizada por aditivos superplastificantes, e uma distribuição granulométrica em que cada partícula maior fica cercada por diversas partículas menores, responsáveis por distribuir as tensões. Há também outros fatores, como nível de porosidade minimizado pela utilização de uma distribuição granulométrica extensa, defeitos de moldagem reduzidos e reforço com microfibras de aço.

De acordo com os pesquisadores, a baixa relação água/cimento e a diminuição da porosidade não deixam espaços vazios para a variação volumétrica. Dessa forma não ocorre retração, e a baixa porosidade confere grande resistência à degradação, na maioria dos ambientes. A elevada resistência à torção e à compressão desse concreto possibilita, ainda, a execução de estruturas mais leves, tanto em volume quanto em peso, em comparação à do concreto preparado com materiais convencionais.

O CUAD não se distingue de outros tipos de concreto apenas pela elevada resistência mecânica. Esse material é eminentemente estrutural, reforçado por fibras, ultracompacto e homogêneo, apresentando em seu estado fresco uma consistência fluida mais próxima da argamassa que do concreto, por não ter agregado graúdo na composição.

“Esse concreto já é bastante consolidado em alguns países. Possui uma resistência a tração de 5 MPa a 11MPa e elevadíssima durabilidade. Podemos ver atualmente concretos com até 400 Mpa, o que mostra que a engenharia civil evolui constantemente e que, certamente, vamos chegar a condições ainda mais expressivas em termos de resistência”, observa Wellington Repette.

Segundo o professor, uma universidade canadense fez estudos para avaliar a ductilidade do concreto com 3% de fibras. “Enquanto o concreto convencional se rompe com pequena tensão, carga e deformação, nós queremos que o CUAD rompa com bastante tensão, mas continue suportando o carregamento depois da ruptura, que ele não estilhace nem absorva bastante energia”, revela.

Ele também informa que um ex-aluno apresentou um estudo sobre avaliação do número de fibras da seção de cura e do fator de orientação da fibra. “Esse aspecto é relevante para quem vai fazer dimensionamento. Como o concreto auto adensável flui, eu não tenho a mesma orientação e quantidade de fibras em todas as posições de peças”, explica. Por ser auto adensável, o CUAD dispensa equipamentos de vibração, sendo eficiente não apenas em moldagem de pré-fabricados como também na recomposição de estruturas deterioradas, uma vez que adere facilmente a outros concretos.

Baixa utilização

Um dos tipos de concreto de ultra-alto desempenho mais utilizados no Brasil é o concreto de pós-reativos (CPR), porém com aplicação ainda limitada. O custo elevado e o fato de outros concretos suprirem as exigências de boa parte das obras especiais ainda restringe o uso do CUAD a protótipos. Até hoje, somente países como Estados Unidos, Canadá, Japão e Coreia do Sul aplicaram esse produto em obras públicas, em materiais pré-fabricados para construção de passarelas esbeltas e elementos côncavos que recobrem estações ferroviárias.

A maior parte dessas obras foi construída na década de 1990, quando o CUAD dava seus primeiros passos no mercado da construção. A obra mais emblemática é a ponte Seonyu – uma passarela de pedestres construída em Seul, na Coreia, com arco central que mede 120 metros de vão, localizada em um parque com diferentes espécies nativas de bambus. O deck da estrutura tem 4,3 metros de largura e 3 centímetros de espessura, com resistência de 500 MPa.