Concreto de Alto Desempenho

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Para Pierre-Claude Aiticin, autor do livro High-Peformace Concrete (1998), um concreto de alto desempenho é essencialmente um concreto tendo uma relação água/ aglomerante baixa, cerca de 0,40, esse é o valor sugerido como fronteira entre concretos usuais e concreto de alto desempenho. Quando relação água/ aglomerante se afasta desse valor as características como resistência à compressão e retração desses concretos se tornam bem diferentes.

Uma das definições mais simples, divulgada em 1999 pela então presidente do American Concrete Institute, Jo Coke: “CAD é o concreto otimizado para uma determinada utilização”.

No Brasil, na ausência de normatização a respeito, o IBRACON, define o CAD em função da resistência à compressão, que pode ser a classe superior à C50, ou seja, concretos com resistência característica à compressão (fck), superior a 50MPa.

5 MATERIAIS EMPREGADOS NA PRODUÇÃO

Os concretos são compostos heterogêneos que possuem duas fases; a matriz aglomerante e os agregados (cargas). É a qualidade intrínseca das fases pasta e agregados, bem como sua interação a responsável pelo comportamento dos concretos.

A seleção criteriosa dos materiais é de fundamental importância na preparação do Concreto de Alto Desempenho, pois é muito difícil conquistar à uma hora de trabalhabilidade necessária para lançá-lo com segurança e uniformidade no canteiro, ou alcançar o último MPa de resistência a compressão.

5.1 Água

A água potável é internacionalmente convencionada como adequada para a produção do concreto e o seu aspecto quantitativo é fator fundamental para a produção do CAD.

A dosagem da água depende de diversos fatores, como, a natureza e a dosagem do cimento, características quanto à forma, tamanho densidade e absorção dos agregados além de temperatura e a trabalhabilidade do concreto.

5.2 Cimento Portland

Para atingir um concreto com resistência a compressão de 50 a 75 MPa pode-se usar a maioria dos cimentos disponíveis atualmente, porém o desempenho do cimento em termos de reologia, ou seja, das propriedades físicas que influenciam o transporte de quantidade de movimento do fluido, e de resistência torna-se um fator crítico a medida que a resistência a compressão almejada aumenta.

Alguns tipos de cimentos não podem ser usados para fazer um concreto de alto desempenho com resistência entre 75 e 100 MPa. Poucos tipos de cimentos podem ser usados quando se deseja atingir resistências superiores a 100 MPa.

Os fatores mais importantes relacionados a esse material são: a natureza, a uniformidade e a dosagem.

Alguns têm bom desempenho quanto á resistência final, mas é muito difícil manter a trabalhabilidade desses concretos por tempo suficiente para lançá-los na obra de forma econômica, com alto grau de uniformidade e confiabilidade. Para outros a perda de abatimento nas duas primeiras horas é mínima, ou pode ser facilmente resolvida com o uso de superplastificantes na obra.

A pequena quantidade de referências bibliográficas relativas à qualidade do cimento empregado na fabricação do CAD indica que este material tem sido fabricado com os cimentos comuns, cujas especificações são abrangidas pela normatização corrente.

5.3 Superplastificantes

Os superplastificantes são aditivos que têm fundamental importância para fazer a dispersão das partículas de cimento na mistura, no controle de um traço com relação água/aglomerante muito baixa e para reduzir a quantidade de água na mistura.

Dentre as categorias de superplastificantes, podemos citar os seguintes materiais:

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Condensados sulfonados de melamina-formaldeídos;

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Condensados sulfonados de naftaleno-formaldeídos;

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Condensados de lignosulfonados modificados;

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Ésteres de ácido sulfônico (sendo utilizados em menor escala).

5.4 Sílica Ativa

A Sílica Ativa é um subproduto da fabricação do silício metálico, das ligas de ferro-silício e de outras ligas de silício.

Os efeitos benéficos da sílica ativa na microestrutura nas propriedades mecânicas do concreto são devidos à rápida reação pozolãnica, mas também ao efeito físico das partículas da sílica ativa, o qual é conhecido como “efeito fíler”.

As finas partículas de sílica preenchem os vazios entre as partículas maiores de cimento e também reduzem a exsudação. O efeito fíler é responsável pelo aumento da fluidez dos concretos com relação água aglomerante muito baixa.

5.5 Escória de Alto-forno

Como próprio nome diz a escória de alto-forno é o subproduto da manufatura do ferro-gusa num alto-forno. Se resfriada rapidamente quando sai do alto-forno, ela se solidifica numa forma vítrea e pode então desenvolver propriedades cimentícias quando devidamente moída.

5.6 Cinza Volante

São partículas pequenas coletadas pelo sistema antipó das usinas de energia que queimam carvão. Algumas são autocimentícias, a maioria possui propriedades pozolanicas enquanto que outras não.

5.7 Observações

O uso de materiais cimentícios suplementares deve ser priorizado sempre que haja disponibilidade e preços competitivos, pois uma vez que substituem parte do cimento portland na composição do concreto de alto desempenho, reduzem o seu custo, melhoram algumas características tecnológicas, além de resolver problemas ambientais.

O uso de dois materiais combinados como cinza volante e sílica ativa ou escória e sílica ativa é benéfico, pois a reatividade da sílica ativa pode compensar a reatividade mais lenta da escória ou cinza volante.

Há algumas limitações possíveis no uso de escórias de alto-forno e de cinza volante no concreto de alto desempenho. Elas não são tão reativas como o Cimento Portland. Sendo assim, a resistência à compressão do concreto de alto desempenho ao qual foram incorporados