Concreto UHPC: o que é e por que esse concreto deveria ser mais utilizado no Brasil?
O UHPC (Ultra High Performance Concrete) é um tipo de concreto de alta performance tão resistente e durável quanto as rochas. Esse concreto oferece resistência à compressão maior que 20.000 psi, o que significa 138MPa. No Brasil, a utilização ajuda na recuperação das obras de infraestrutura, além da possibilidade de construções robustas que evitem reparos futuros. O concreto mais antigo encontrado até hoje é um piso de concreto de cal e areia com 180m², datado de 7.000 a.C., confeccionado em Yiftah’el, ao sul da Galileia, Israel. Foi feito com cal, a partir da calcinação de pedras calcárias, misturado com areia e pedras. Bem diferente da tecnologia empregada hoje no UHPC (Ultra High Performance Concrete), tema deste artigo. O concreto vem evoluindo há milhares de anos. E essa evolução não parou até os dias atuais. O mercado de construção civil tem incríveis novidades que melhoram a qualidade das obras, como é o caso do UHPC. A partir de agora, você conhecerá em detalhes o que é o UHPC, a importância para a construção em geral e porque ele deveria ser mais utilizado no Brasil. O que é UHPC? O UHPC é a sigla para Ultra High Performance Concrete que, traduzindo para o português, significa Concreto de Ultra Alto Desempenho. Trata-se de um tipo de concreto de alta performance que está um patamar acima do CAD (Concreto de Alto Desempenho) em termos de resistência e durabilidade. O desenvolvimento do UHPC parte da ideia de ter um concreto tão resistente e durável quanto as rochas, o que o torna uma alternativa interessante ao aço. Mas que, diferentemente do aço, tem fácil moldagem e possibilita a obtenção de dimensões e formas variadas. O que diferencia este novo tipo de concreto dos demais é a ausência de agregados graúdos, o que elimina muitos inconvenientes, como índice de vazios entre os agregados e as zonas de transição entre pasta e agregados. Tal situação, no concreto comum, é o elo mais fraco em termos microscópicos. Abaixo, estão os materiais mais utilizados para a fabricação do UHPC: Compostos cimentícios: cimento Portland, Sílica Fume (sílica ativa), Cinza Volante, calcário em pó, lã de escória em aço, cinza de casca de arroz e até mesmo nanopartículas; Agregados: com o mínimo módulo de finura possível. Há relatos do uso de agregados com diâmetro variando de 0,1mm a 8mm; Superplastificantes: viabilizam a baixa relação água-cimento, em torno de 0,15 e 0,2; Fibras: geralmente feitas de aço, são responsáveis pelo aumento das resistências mecânicas. Devido ao desempenho e características, o UHPC possibilita, por exemplo, não só reduzir secções, diminuindo o consumo de materiais direta ou indiretamente, mas também o peso próprio de estruturas. Com isso, é utilizado em elementos arquitetônicos, como painéis de fachada, ou em elementos estruturais, como tabuleiros de pontes e em edifícios. Outra das aplicações do UHPC é em ambientes com elevada agressividade, nos quais a performance de durabilidade do material é um requisito imperativo. Como exemplo, o UHPC pode ser usado na estrutura de uma torre de refrigeração exposta a ataques químicos ou para reforço de estruturas marítimas expostas a ataques de cloretos. A utilização de UHPC em elementos arquitetônicos permite obter formas e elementos com elevada atratividade. Isso ocorre já que a trabalhabilidade e resistência permitem tal situação. Qual a máxima resistência do UHPC e o que isso representa para a construção em geral? Para conhecimento, os concretos convencionais costumam alcançar resistência à compressão de 3.000 psi a 6.000 psi, o que equivale entre 20,0MPa e 40,0MPa. Acima do convencional, existe o CAD (Concreto de Alto Desempenho), que oferece resistência superior a 50,0Mpa, podendo chegar a 100,0Mpa. Já o UHPC é um concreto com resistência à compressão maior que 20.000 psi, o que significa 138,0 MPa. Quanto à tração na flexão, a resistência fica entre 20,0 MPa e 50,0 MPa, dependendo do tipo de fibra (metálica ou orgânica). Já foram registrados concretos com resistência à compressão superior a 500,0 MPa. No entanto, em laboratório, já são desenvolvidos concretos capazes de resistir a compressões superiores a 800,0 MPa. Esses concretos são preparados com agregados metálicos, cura sob pressão e tratamento térmico. Segundo alguns especialistas, o uso do concreto UHPC poderá chegar, futuramente, a substituir o concreto armado devido às propriedades efetivas. Para a construção civil, a chegada do UHPC é vista com excelentes olhos. Apesar de ter um alto custo, as características do material trazem um ganho imensurável à qualidade das obras, elevando ainda mais a vida útil do empreendimento, pois aumenta a resistência à corrosão e à abrasão. Outros fatores como durabilidade, flexibilidade, resistência ao impacto, estabilidade dimensional e impermeabilidade também jogam a favor do UHPC nas construções. Isso sem contar a capacidade de construir seções finas e utilizar formas estruturais complexas, como barras de reforço, entre outras. É importante salientar que para se fabricar um UHPC, é totalmente necessária a utilização da sílica ativa. Caso contrário, é impossível atingir resistências mais altas. Resistências superiores a 100,0 MPpa, por exemplo, são alcançadas usando essa substância. Além disso, a sílica ativa eleva a resistência do concreto e protege o aço da corrosão. Como consequência, é possível fazer elementos estruturais de menores dimensões, gerando economia. Assim, as estruturas se tornam mais leves, podendo ser cada vez mais altas. Devido a esses e outros fatores, a sílica ativa vem sendo muito usada em locais que requerem altas resistências estruturais, alta resistência à abrasão e em estruturas expostas a condições comprometedoras. Como é o caso do UHPC. Por que o UHPC deveria ser mais utilizado no Brasil? O UHPC ainda é muito pouco utilizado no Brasil. Na verdade, toda a América Latina ainda encara como novidade a presença desse tipo de concreto. Países como Austrália, China, França, Alemanha, Irã e Japão são os que mais têm desenvolvido a tecnologia. No Brasil, a utilização pode ajudar na revitalização das infraestruturas. A ideia é que novas obras sustentáveis sejam levantadas. Tudo pensando naquilo que o UHPC pode dar de retorno, como construções robustas que sejam duradouras e que, por consequência, evitem
O que é etringita tardia (DEF) e qual a diferença com a etringita primária?
A formação da etringita tardia decorre da expansão e fissuração do concreto e está associada à formação retardada da etringita mineral. Pode ocorrer com maior frequência em peças pré-moldadas curadas a vapor, blocos de fundação de edificações, blocos de fundação de torres eólicas, lajes espessas, pilares e vigas de pontes e barragens. O que é etringita tardia (DEF)? Para entender melhor o que é etringita tardia, é preciso saber que a etringita é um produto normal da hidratação inicial do cimento. Trata-se de um composto químico mineral de sulfato de cálcio e alumínio hidratado, de incolor a amarelo, que cristaliza no sistema trigonal. A formação desse composto acontece nos primeiros momentos da hidratação do cimento, pela combinação de sulfatos disponíveis em solução aquosa e do aluminato cálcico (C3A) ou ferroaluminato cálcico (C4AF), sendo essa reação de formação uma das responsáveis pela pega e endurecimento do cimento. A formação de um etringita tardia é, em princípio, consequência da inibição da reação ou decomposição térmica da etringita primária por excesso de calor. Desta forma, quando o concreto se resfriar a entringita tardia se formará com o concreto no estado endurecido, gerando tensões internas superiores a resistência à tração do concreto. A formação da etringita primária pode ser inibida de duas formas, calor de hidratação de concreto massa (fazer link ao conteúdo de CALOR DE HIDRATAÇÃO) ou cura térmica inadequada (comum em pré-fabricados). Nestes dois casos é comum a temperatura iniciail atingir valores acima de 65ºC e 70ºC no concreto, o que impede a formação normal de etringita. Nestes dois casos a etringita tardia vai acontecer sem o ingresso de agentes externos, ocorrerá apenas com os materiais constituintes do concreto e com o calor. Porém, existe outro caso que ocorre a formação de etringita tardia, este com agentes externos, chamado ataque de sulfatos (fazer link ao ataque de sulfatos). Nesta circunstância a formação da etringita tardia está relacionada com a conversão do monossulfoaluminato novamente em etringita, em função do ingresso de íons SO4 no meio cimentício. Essa formação não ocorre de forma homogênea em todo o meio, podendo ocasionar um aumento de volume localizado e gerar tensões que provocam fissuras nos concretos e argamassas endurecidos. A tipologia da fissuração depende do estado de tensão que o elemento está submetido, bem como da densidade e distribuição das armaduras. Ressalta-se que a etringita primária não é sistematicamente prejudicial ao concreto, visto que é produto da hidratação do cimento. Esse cenário depende muito da composição química dos componentes do concreto e, principalmente, da presença de umidade elevada junto à peça quando ela já se encontra no estado endurecido. Qual a diferença entre a etringita tardia e a primária? A etringita pode ser sintética, quando é um dos produtos cristalinos resultantes da hidratação do cimento Portland. Normalmente, se forma nas primeiras idades, situação chamada de etringita primária. Ou seja, a formação da etringita primária inicia-se dentro dos primeiros minutos após o contato do cimento com a água, ainda no período de pré-indução. Sob condições adequadas, os sulfatos solúveis, tanto os alcalinos presentes no clínquer quanto os de cálcio, adicionados nas fôrmas de gesso na etapa final de fabricação do cimento, dissolvem-se rapidamente e reagem com o aluminato tricálcico (C3A), precipitando na forma de etringita. Para a maioria dos cimentos Portland, se a hidratação ocorre em temperaturas entre 15ºC e 25ºC, com a relação água-cimento entre 0,45 e 0,65, os picos de etringita na difração de Raios X (DRX) são detectados em poucas horas após o início do processo, atingindo o máximo após 24 horas. Eventualmente, a etringita poderá se formar ou recristalizar em materiais cimentícios endurecidos. Justamente o que chamamos de etringita tardia ou secundária. É quando, sob condições propícias de temperatura, umidade e alcalinidade, são disponibilizados sulfatos, aluminatos e água em concentrações adequadas para promover as reações. Nesse caso, pode causar deterioração da matriz cimentícia se a quantidade ou tamanho dos cristais formados forem suficientes para provocar pressão local e expansão. Por isso, a formação em pastas, argamassa ou concretos endurecidos poderá ter efeito danoso. Em que tipo de estrutura é mais comum a ocorrência de etringita secundária? A etringita tardia ou secundária pode ocorrer com maior frequência em peças pré-moldadas curadas a vapor, blocos de fundação de edificações, blocos de fundação de torres eólicas, lajes espessas, pilares e vigas de pontes e barragens. Mas os blocos de menor dimensão também não estão totalmente livres desse tipo de problema. “Em geral, dependendo das restrições de movimentação impostas às peças de concreto, espessuras superiores a um metro já podem ser consideradas como potenciais candidatas ao resfriamento”. É o que explica o engenheiro Selmo Kuperman, conselheiro do Instituto Brasileiro do Concreto (Ibracon). Também são mais suscetíveis às fissuras térmicas as estruturas que utilizam concretos de alto desempenho com elevado consumo de cimento. E, também, as que ficam expostas a variações térmicas decorrentes das condições climáticas do local onde foram construídas. Afinal, a temperatura, a umidade relativa do ar e a direção e a intensidade do vento podem favorecer ou dificultar a dissipação do calor. Como evitar a etringita tardia? Para que não haja o perigo da incidência da etringita tardia, além do conhecimento técnico que os profissionais envolvidos devem possuir, é também necessário definir o tipo de cimento a ser utilizado, os agregados e aditivos. Além disso, é de fundamental importância avaliar o abatimento e escolher a melhor forma de lançamento, desenforma e cura. Uma maneira de evitar a incidência da etringita secundária é adicionando a sílica ativa no concreto, a fim de diminuir a porosidade e evitar a penetração de sulfatos de origem externa. Além de diminuir o consumo de cimento e adicionar a sílica ativa para diminuir o calor de hidratação. Algumas estratégias de controle do calor de hidratação durante a concretagem podem ser utilizadas. Uma delas é substituir parte da água de amassamento por água gelada, gelo ou nitrogênio líquido na cura do concreto. Outra dica é diminuir a temperatura dos agregados graúdos. Pode ser usada, por exemplo, proteção contra a insolação
O que é a certificação LEED e como conseguir uma?
A certificação LEED fornece uma estrutura para criar edifícios verdes altamente eficientes e com economia de custos. A documentação avalia o desempenho ambiental das construções. Essa avaliação é feita por meio de pontuação atribuída pelo preenchimento dos requisitos de cada critério adotado na construção. O que é certificação LEED? LEED é a sigla para Leadership in Energy and Environmental Design que, traduzindo para o português, é Liderança em Energia e Design Ambiental. Já a certificação LEED é uma documentação internacional criada pelo United States Green Building Council (USGBC), em 1993, que visa guiar as construções civis para um caminho mais sustentável. Segundo denomina a própria USGBC, LEED é o sistema de classificação de edifícios verdes mais utilizado no mundo. Está presente em mais de 165 países e territórios. A USGBC foi fundada e liderada até 2006 pelo especialista em transformação de mercado norte-americano Robert K. Watson. Depois de ajudar a criar o conceito de construção verde, Watson fundou o EcoTech International Group (ETI) para atender à crescente demanda por tecnologias e serviços de construções ecológicas na China, Rússia, Índia e nos Estados Unidos. Disponível para praticamente todos os tipos de projetos de construção, comunidade e casa, o LEED fornece uma estrutura para criar edifícios verdes saudáveis, altamente eficientes e com economia de custos. Em resumo, a certificação LEED é um símbolo mundialmente reconhecido de sustentabilidade. Esse documento avalia o desempenho ambiental das construções por meio de pontuação atribuída pelo preenchimento dos requisitos de cada critério adotado na construção. Na avaliação, leva-se em consideração todo o ciclo de vida do empreendimento, desde a concepção, construção e operação até o descarte dos resíduos após a vida útil da obra. Os critérios da avaliação dizem respeito ao Espaço Sustentável, Localização e Transporte, Eficiência do Uso da Água, Energia e Atmosfera, Materiais e Recursos, Qualidade Ambiental Interna, Inovação, Créditos de Prioridade Regional e Processo Integrativo. Não é novidade que o ramo da construção civil é considerado um dos maiores causadores de impactos ambientais existentes. Isso ocorre justamente pelo ramo envolver atividades que modificam o meio ambiente nas fases de planejamento, construção e uso. Tudo porque há uma grande quantidade de resíduos gerados e um consumo excessivo dos recursos naturais, como água e energia, o que interfere e compromete diretamente o equilíbrio do meio ambiente. É por esse motivo que é preciso empregar o conceito de desenvolvimento sustentável às construções, com o intuito de minimizar o impacto ambiental. Assim, na busca pelo desenvolvimento sustentável, é imprescindível um olhar holístico para encontrar soluções verdes no ramo das construções. Tudo a fim de obter um melhor desempenho ambiental. Qual a importância da certificação LEED? Acima já foram abordados alguns fatores que justificam a importância da certificação LEED para a construção civil. Dentro dos padrões de sustentabilidade sugeridos, os edifícios LEED economizam energia, água, recursos, geram menos resíduos e ajudam a saúde humana. A seguir, estão outras questões importantes relacionadas à certificação: Os edifícios LEED atraem os inquilinos, custam menos para operar e aumentam a produtividade e a retenção dos funcionários. Há, ainda, ganhos de competitividade, mais evidentes para edifícios comerciais. Tudo isso se traduz em valorização da propriedade acima do valor médio de mercado; Concentra-se em materiais para entender melhor o que há neles e o efeito que esses componentes têm sobre a saúde humana e o meio ambiente; Usa uma abordagem mais forte e baseada em desempenho para a qualidade ambiental interna, gerando um melhor conforto dos ocupantes; Fornece uma imagem mais clara da eficiência da água, avaliando o uso total na construção; Do ponto de vista social, o selo LEED representa mais conscientização, segurança e saúde dos trabalhadores e ocupantes. Há um aumento do senso de comunidade que se transforma em satisfação e bem-estar dos usuários. O LEED é válido para todos os edifícios em qualquer lugar, independentemente da fase do ciclo de vida da construção. Dos hospitais aos centros de dados, dos edifícios históricos até os que ainda estão em fase de projeto. A verdade é que existe um LEED para todo tipo de projeto de construção. De acordo com o USGBC, os objetivos para qualquer projeto LEED são: Melhorar a saúde humana individual e bem-estar; Proteger e restaurar a água; Proteger, aprimorar e restaurar a biodiversidade e o ecossistema; Promover a sustentabilidade e os ciclos de recursos materiais regenerativos; Contribuir de forma reversa para as alterações climáticas globais; Construir uma economia mais verde; Melhorar a equidade social, justiça ambiental e qualidade de vida da comunidade. Como funciona o sistema de classificação do LEED? O sistema de classificação do LEED é baseado no atendimento a uma série de critérios pré-estabelecidos, que formam uma espécie de checklist. Esses critérios estão relacionados a ações que podem ser tomadas em relação a diferentes itens do projeto, construção e operação, que contribuam na busca de sustentabilidade da edificação. O sistema LEED se baseia no conceito de que, ao se conseguir atingir um número mínimo de requisitos, é possível certificar uma edificação, com um determinado nível de sustentabilidade. A última versão dessa certificação é a LEED v4, lançada internacionalmente em 2013. Essa versão tem um foco maior nos materiais utilizados na construção e os impactos dos componentes. Além disso, valoriza também a performance da edificação em relação à qualidade do ambiente interno para o ocupante. Outro fator importante é o esclarecimento da questão de eficiência no uso da água, considerando o consumo do edifício como um todo. A versão v4 trouxe maior flexibilidade quanto aos tipos de projetos certificados, fazendo adaptações para novos setores de mercado. A seguir, saiba mais sobre as nove categorias que reúnem diferentes pontos técnicos e sociais que devem ser levados em conta no sistema de classificação da certificação LEED. 1. Sustainable Sites – Espaço Sustentável Essa categoria da certificação LEED se concentra no ambiente que envolve uma construção, atribuindo créditos para projetos que enfatizam as relações vitais entre edifícios, ecossistemas e serviços ecossistêmicos. Se concentra em restaurar elementos de sustentabilidade do projeto, integrando-o com os ecossistemas locais e regionais e
Pavimento intertravado: por que ele pode ser uma ótima solução para a sua construção?
Pavimento intertravado é um tipo de piso feito com blocos de concreto pré-fabricados, assentados sobre uma camada de areia e travados entre si por contenção lateral e por atrito entre as peças. O piso é permeável, oferece excelentes ganhos ambientais e pode ser utilizado em vários lugares. O que é pavimento intertravado? Pavimento intertravado de concreto é um tipo de piso que pode ser considerado uma espécie de substituto do paralelepípedo. Até pela aparência similar entre ambos. Ele também é conhecido como bloquete, pavimentos drenantes ou pavers. Como o próprio nome diz, o pavimento intertravado se trava. Tratam-se de blocos de concreto pré-fabricados que são assentados sobre uma camada de areia e travados entre si por contenção lateral e por atrito entre as peças. As juntas entre as peças são preenchidas por material de rejunte, o que permite a utilização imediata do pavimento. Esse tipo de piso pode ser utilizado em vários lugares, sendo bem comum de ser encontrado no dia a dia. Calçadas, ruas, estradas, ciclovias, praças, parques e garagens são só alguns dos locais onde esse tipo de pavimento pode ser usado. Além disso, esses blocos de concreto podem ser encontrados em várias cores. Quanto aos formatos, a NBR 9781/2013, norma que rege a especificação das peças de concreto para pavimentação, confere que existem quatro tipos do piso. Esses tipos são: formato retangular, formato único, formato geométrico característico e conjuntos. Todos com peças tendo, no máximo, 250mm de dimensões (largura e comprimento), espessura mínima de 60mm e resistência mínima de 35 Mpa. Levando isso em conta, existem alguns modelos disponíveis no mercado que são muito utilizados. Tais como: Sextavado ou hexagonal: indicado para áreas com circulação de carros. É muito usado e pode ter o formato encontrado também em praças; Raquete: indicado para efeitos não lineares, possui um modelo de raquete de tênis, o que garante um encaixe perfeito entre os blocos; 16 faces ou onda: utilizado em acessos para garagens e jardins; Ossinho: tem mesmo um formato de osso e deve ser assentado de maneira intercalada; Piso grama: a grande vantagem desse tipo é manter o nível de permeabilidade do piso alto, sendo um modelo vazado apropriado para preenchimento com grama; Piso quadrado: possui formato de uma placa quadrada, sendo apropriado para garantir alguns efeitos visuais; Três pontas: representa a união geométrica de três pequenos hexágonos, com 12 faces que proporcionam um nível de travamento bastante elevado, sendo indicado para calçadas e áreas externas; Retangular: modelo clássico e popular que lembra o paralelepípedo, usado em várias situações. É um dos modelos com o maior apelo artístico para formar desenhos com cores diferentes em calçadas e calçadões de pedestres. O material tem grande força no Brasil nos projetos de arquitetura e paisagismo, tendo chegado ao país ainda nos anos 70. Mas, tal piso nada mais é que uma evolução gerada a partir dos pavimentos revestidos com pedras utilizados na Mesopotâmia – isso há quase 5.000 anos a.C. – e muito utilizados pelos romanos desde 2.000 a.C. Quais as grandes vantagens do piso intertravado? As vantagens do pavimento intertravado vão além da questão estética, por conta dos formatos e cores. Esses pisos possuem a função de resistir e distribuir ao subleito os esforços aplicados sobre eles, além de melhorar as condições de rolamento e segurança. Um dos grandes benefícios atrelados ao uso desse pavimento é a questão da sustentabilidade. Os ganhos ambientais na comparação com o uso do concreto/asfalto são enormes. Isso porque o processo de fabricação consome menos energia que o derivado de petróleo. Além disso, o material é permeável, o que possibilita maior rapidez no escoamento da água da chuva para o solo. Ainda no campo da permeabilidade, os blocos reduzem o risco de aquaplanagem de carros em vias, sendo esse mais um ponto positivo para uso do material. Outro fator voltado à sustentabilidade é a capacidade de reflexão de luz do pavimento intertravado. O que permite, ainda, economia de energia elétrica da iluminação pública. Ainda comparando com o asfalto comum, o piso intertravado possibilita a realização de uma obra rápida com utilização imediata da área assentada. A vida útil do material é longa e não requer mão de obra especializada para reparos. Além de ser fácil de fazer o conserto, ainda requer baixa manutenção, pois não há propagação de eventuais trincas das camadas de base para a superfície. E, se o piso preza pela segurança em vias públicas e estradas por ser permeável, é fato que o uso como material antiderrapante em residências é uma vantagem incrível, principalmente para pessoas idosas ou com problemas de locomoção. Como possui uma grande gama de cores disponíveis, uma coloração específica também poderá ajudar no projeto. Outra grande vantagem é que o piso intertravado pode ser removido tranquilamente e reutilizado sem ser quebrado. Isso elimina a necessidade de quebrar o asfalto para a passagem de tubulações de água, cabos elétricos e subsistemas de infraestrutura quando uma manutenção for necessária. Nesse caso, os ganhos são excelentes. Além da questão econômica relacionada à reinstalação, também não gera resíduos sólidos. Isso sem falar da liberação imediata do tráfego após todo o processo. Mantendo-se ainda no campo das vias urbanas ou estradas, a utilização de pavimentos intertravados em variadas colorações possibilita a incorporação da sinalização viária horizontal. Nesse tipo de sinalização, a frenagem de um carro é comprovadamente mais rápida do que em um pavimento comum. Outro aspecto é que o ruído do piso fica mais alto conforme a velocidade de um automóvel aumenta, servindo de alerta ao motorista. Quais as desvantagens dessa pavimentação? Talvez a maior desvantagem na utilização da pavimentação intertravada de concreto seja justamente a relativa facilidade de deslocamento dos blocos. O que pode causar a movimentação ao longo do tempo. Isso acontece pincipalmente porque eles são preenchidos por areia, e essa areia pode ser removida pela limpeza e pela ação do tempo. Uma limpeza feita com máquinas de hidrojateamento com um jato muito forte, por exemplo, pode danificar o rejunte e soltar os blocos. Em caso de
