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  1. 1. Universidade Federal do Tocantins Curso de Arquitetura & Urbanismo TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO I CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc. Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.
  2. 2. <ul><li>CAR </li></ul><ul><li>X </li></ul><ul><li>CAD </li></ul>
  3. 3. INTRODUÇÃO <ul><li>CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO </li></ul><ul><li>CAD é evolução tecnológica de um material consagrado: o concreto convencional. </li></ul><ul><li>Principal propriedade  alta resistência </li></ul>Utilização de adições minerais + Ação dispersante dos superplastificante
  4. 4. INTRODUÇÃO <ul><li>ANTIGAMENTE  </li></ul><ul><li>Estruturas concebidas e projetadas para satisfazer condições de segurança e estabilidade perante solicitações de ordem mecânica </li></ul>ATUALMENTE  Propriedades mecânicas Durabilidade Desempenho
  5. 5. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO <ul><li>OFERECE : </li></ul><ul><ul><li>ALTA RESISTÊNCIA MECÂNICA; </li></ul></ul><ul><ul><li>BAIXA DIFUSÃO (íons e gases); </li></ul></ul><ul><ul><li>ESTABILIDADE DIMENSIONAL (retração, tensões térmicas, Ec); </li></ul></ul><ul><ul><li>ALTA ADERÊNCIA aço/matriz e pasta/agregado; </li></ul></ul><ul><ul><li>BAIXA PERMEABILIDADE; </li></ul></ul><ul><ul><li>RESISTÊNIA À ATAQUES QUÍMICOS. </li></ul></ul>
  6. 6. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO <ul><li>EXIGÊNCIAS DAS NOVAS CONCEPÇÕES : </li></ul><ul><ul><li>CUSTO; </li></ul></ul><ul><ul><li>DURABILIDADE. </li></ul></ul>
  7. 7. HISTÓRICO <ul><li>Surgimento  anos 60 em Chicago (EUA). </li></ul><ul><li>Motivo  espírito pioneiro de projetistas e produtores de concreto (o concreto usual era de 15 a 20 MPa). </li></ul><ul><li>Estratégica  permissão para utilizar um novo material </li></ul><ul><li>Resultado  aumento para 45 a 60 MPa em aproximadamente 10 anos. </li></ul>
  8. 8. HISTÓRICO <ul><li>Barreira técnica  início dos nos 70, os redutores de água não produziam mais que 60 MPa. </li></ul><ul><li>Novidade  superplastificantes (apesar da 1ª patente datar de 1938) como fluidificantes e, depois, como redutores de água. </li></ul><ul><li>Descoberta  Bache (1981) produziu concreto abaixo da “barreira psicológica” de a/agl 0,3. </li></ul>
  9. 9. HISTÓRICO <ul><li>Primeiras experiências no Brasil com CAD: </li></ul><ul><li>MASP (década de 60)  45 MPa </li></ul><ul><li>CNEC (1989)  edifício de 18 pavimentos </li></ul>523 kg/m3 de cimento 12% de sílica ativa A/agl = 0,28 Fc3 = 46,8 MPa Fc7 = 56,9 MPa Fc28 = 77 MPa Fc90 = 84,7 MPa
  10. 10. CAD <ul><li>MATERIAIS CONSTITUINTES </li></ul><ul><li>C oncretos com resistência à compressão em torno de 100 MPa (1000 Kgf/cm 2 ), podem hoje ser obtidos e utilizados em obras comuns, com uma série de vantagens em relação aos concretos normais, dentre as quais a maior durabilidade . </li></ul><ul><li>Para se obter tais concretos são utilizados os mesmos materiais empregados no concreto convencional, ou seja : cimento Portland comum, brita, areia, água, acrescentando-se porém, aditivo superplastificante e sílica ativa. </li></ul>
  11. 11. CAD <ul><li>MATERIAIS CONSTITUINTES </li></ul><ul><li>A sílica ativa possui uma superfície especifica enorme e o diâmetro médio de seu grão é 100 (cem) vezes menor que o de cimento. Torna-se imprescindível o uso de um aditivo superplastificante, devido ao baixo fator a/c (ou fator a/c + sílica ativa) e devido à grande superfície especifica da sílica ativa.  </li></ul>
  12. 12. CAD <ul><li>CARACTERÍSTICAS </li></ul><ul><li>   A sílica ativa impõe ao concreto uma melhoria nas suas mais importantes características. Conseguido através da atuação desta adição mineral na microestrutura do concreto através de dois efeitos : atua quimicamente reagindo com o CH transformando-o CSH, o qual é um dos principais componentes do concreto endurecido responsáveis pela sua resistência, e atua também como material inerte preenchendo os poros do concreto e tornando-os descontínuos. </li></ul>
  13. 13. CAD <ul><li>CARACTERÍSTICAS </li></ul><ul><li>         Com o uso da sílica ativa o concreto passa a ter : maior resistência à compressão, porosidade próxima de zero, maior resistência à abrasão e à corrosão química, maior adesão a outras superfícies de concreto e melhor aderência com o aço, dentre outras vantagens.   </li></ul>
  14. 14. CAD <ul><li>CARACTERÍSTICAS </li></ul><ul><li>    A reação química acontece principalmente na interface entre argamassa de cimento e agregado graúdo, a qual constitui-se em um ponto vulnerável do concreto. </li></ul><ul><li>Por isto, com o uso da sílica ativa há uma maior aderência entre agregado e pasta, e o ponto &quot;fraco&quot; do concreto passa a ser o agregado. Isto é evidenciado observando-se a superfície de ruptura do concreto de alto desempenho na compressão, mostrando os agregados totalmente rompidos. </li></ul>
  15. 15. CAD <ul><li>PRINCIPAIS VANTAGENS </li></ul><ul><ul><li>Edifícios em concreto- por reduzir tempo de execução, aumentar a área útil, tornar a estrutura mais durável e proporcionar uma economia em torno de 20% </li></ul></ul><ul><ul><li>Pontes e viadutos - permite maiores vãos, rapidez de execução e aumento da vida útil, além de economia </li></ul></ul><ul><ul><li>Soleiras de vertedouros de usinas Hidrelétricas - devido a sua boa resistência à abrasão </li></ul></ul><ul><ul><li>Pisos industriais - indicado por ter alta resistência à abrasão bem como a ataques químicos </li></ul></ul>
  16. 16. CAD <ul><li>PRINCIPAIS VANTAGENS </li></ul><ul><ul><li>Obras marítimas - por se tratar de um material com permeabilidade próxima de zero é fortemente indicado o seu uso em ambientes agressivos </li></ul></ul><ul><ul><li>Recuperação de estruturas - pela sua grande aderência a superfícies de concreto, dispensando a utilização de epóxi para união das superfícies </li></ul></ul><ul><ul><li>Peças pré moldadas - seu uso impõe agilidade à produção </li></ul></ul><ul><ul><li>Concreto projetado - elimina o problema da reflexão no concreto projetado </li></ul></ul>
  17. 17. DESENVOLVIMENTO DA APLICAÇÃO DOS CONCRETOS DE ALTO DESEMPENHO (CAD)
  18. 18. 1 - INTRODUÇÃO <ul><li>AUMENTO CONSIDERÁVEL DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO </li></ul><ul><li>RECENTES DESENVOLVIMENTOS TECNOLÓGICOS: </li></ul><ul><ul><li>USO DA SÍLICA ATIVA  DIMINUI A FRAGILIDADE DA INTERFACE PASTA-AGREGADO, </li></ul></ul><ul><ul><li>POZOLANAS  CONTROLAR O SLUMP. </li></ul></ul><ul><li>DESCOBERTA DOS SUPERPLASTIFICANTES, </li></ul>
  19. 19. 2 – APLICAÇÃO DO CAD <ul><li>ATUALMENTE  resistência à compressão na faixa de 40 MPa </li></ul><ul><li>1988  resistência à compressão de 120 Mpa </li></ul><ul><li>ALTA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO </li></ul><ul><li>ALTA DURABILIDADE </li></ul><ul><li>ASSOCIADO A SITUAÇÕES COTIDIANAS </li></ul>
  20. 20. 3 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO <ul><li>GRANDE DIFICULDADE DE EXPRESSAR AS REAÇÕES QUÍMICAS DA HIDRATAÇÃO </li></ul><ul><li>5 CONSTITUÍNTES: C 2 S, C 3 S, C 4 AF, C 3 A E CaSO 4 </li></ul><ul><li>COMPOSIÇÃO VARIADA DOS TIPOS DE CIMENTO </li></ul><ul><li>REATIVIDADE MODIFICADA </li></ul><ul><li>A / C  RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO </li></ul>
  21. 21. 4 – SUPERPLASTIFICANTES <ul><li>1ª PATENTE  1938 </li></ul><ul><li>COMERCIALIZADO  1970, CONCRETOS FLUIDOS </li></ul><ul><li>POSSIBILITA A MÍNIMA, OU ATÉ MENOS, QUANTIDADE DE ÁGUA </li></ul><ul><li>AÇÃO DISPERSANTE </li></ul><ul><li>EXEMPLOS: naftaleno sulfonado e melamina sulfonada </li></ul><ul><li>PERMITE ALTAS DOSAGENS </li></ul><ul><li>QUANTIDADE NECESSÁRIA DE ÁGUA: </li></ul><ul><ul><li>20 a 30 Mpa ( SEM ADITIVOS )  180 l/m 3 </li></ul></ul><ul><ul><li>REDUTORE DE ÁGUA  165 l/m 3 </li></ul></ul><ul><ul><li>SUPERPLASTIFICANTE  120 l/m 3 </li></ul></ul>
  22. 22. 5 – ADIÇÕES MINERAIS <ul><li>SUBSTITUIÇAO DO CIMENTO </li></ul><ul><li>EXEMPLO: cinza vulcânica, terras diatomáceas, cinza volante, escória de alto forno, sílica ativa e cinza de casca de arroz. </li></ul><ul><li>CAL + POZOLANA  C-S-H </li></ul><ul><li>CONTROLE DA PERDA DO SLUMP NAS BAIXAS A/C </li></ul><ul><li>A ADIÇÃO MINERAL É RELATIVAMENTE INERTE NO CONCRETO FRESCO </li></ul>
  23. 23. 6 – AGREGADOS <ul><li>PARA 20 A 40 Mpa  IMPORTÂNCIA SECUNDÁRIA </li></ul><ul><li>PARA CAD  RUPTURA NO AGREGADO </li></ul><ul><li>IMPERATIVO  AGREGADOS DE ALTA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO </li></ul>
  24. 24. 7 – PROPRIEDADES DO CAD <ul><li>PRINCIPAL  ALTA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO </li></ul><ul><li>MENOR FRAGILIDADE INTERFACE PASTA-AGREGADO </li></ul><ul><li>MAIOR MÓDULO DE ELASTICIDADE </li></ul><ul><li>ALTA IMPERMEABILIDADE </li></ul><ul><li>EXCEPCIONAL RESISTÊNCIA À ABRASÃO </li></ul>
  25. 25. 7 – PROPRIEDADES DO CAD <ul><li>EXCELENTE RESISTÊNCIA AO CICLO GELO-DEGELO </li></ul><ul><li>FLUÊNCIA MUITA BAIXA </li></ul><ul><li>ALTA RESISTÊNCIA À FLEXÃO </li></ul><ul><li>ASPECTO NEGATIVO: </li></ul><ul><ul><li>FRATURA EXPLOSIVA COM FRAGMENTAÇÃO DO CONCRETO </li></ul></ul><ul><ul><li>RESISTÊNCIA AO FOGO  CONTROVÉRSIAS </li></ul></ul>
  26. 26. 8 – VANTAGENS DO CAD <ul><li>REDUÇÃO DA SEÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS </li></ul><ul><li>SIGNIFICATIVO AUMENTO DE ESPAÇO ÚTIL </li></ul><ul><li>POSSIBILIDADE DE REDUÇÃO DO CUSTO FINAL </li></ul><ul><li>ALTA RIGIDEZ  VANTAGEM À AÇÃO DOS VENTOS </li></ul><ul><li>REDUÇÃO DA DEFLEÇÃO DAS LAJES </li></ul><ul><li>ALTA DURABILIDADE </li></ul><ul><li>ELEMENTOS ESTRUTURAIS MAIS ESBELTOS </li></ul>
  27. 27. 9 – CONCLUSÃO <ul><li>EXCEPCIONAL PROPRIEDADES E DURABILIDADE </li></ul>ESFORÇO CONJUNTO OBTER MAIS ECONOMIA, SEGURANÇA E SOLUÇÕES ATRATIVAS PRODUÇÃO E LANÇAMENTO OTIMIZADO DO CAD

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