UHPC – Ultra High Performance Concrete

O que é UHPC?

Mais do que um produto ou commodity, o Concreto de Ultra Alto Desempenho (CUAD, ou UHPC - Ultra-high Performance Concrete) – é uma tecnologia. É um tipo de concreto de alta performance e desempenho, muito resistente e durável.

O UHPC é uma evolução dos Concretos de Alto Desempenho (CADs, ou HPCs). Embora comumente associado a Concretos de Alta Resistência (CAR), o conceito de alto desempenho envolve além da resistência mecânica, aspectos como a trabalhabilidade e durabilidade do concreto. Nos países onde há normalização específica para esses tipos de concreto, nos casos em que a alta performance está associada à alta resistência mecânica, considera-se UHPC concretos com resistência à compressão é superior a 130 Mpa.

O processo de produção do UHPC depende de uma cadeia de matérias-primas de boa qualidade, abrangendo cimento, agregados, aditivos químicos de alto desempenho, adições minerais (pozolanas, cinzas, escórias de alto-forno, sílicas, metacaulim, dentre outras) e fibras.

Para atingir sua elevada resistência é necessário (1) trabalhar-se com fatores água/aglomerante e quantidade total de água/m3 baixos, (2) boa distribuição granulométrica dos agregados utilizados de forma a otimizar o empacotamento da mistura, (3) reforçar as ligações primárias e secundárias entre partículas pelo uso de adições minerais e (4) Aditivos químicos especiais para concreto que garantem uma ótima dispersão e trabalhabilidade com baixas relações água aglomerantes.

Veja algumas tecnologias da MC-BAUCHEMIE que auxiliam na produção do concreto em UHPC:

MC-PowerFlow 4001/4010: aditivo redutor de água tipo II, com alto poder de dispersão.

MC-PowerFlow EVO: aditivo redutor de água tipo II, que reduz viscosidade do concreto deixando-o com excelente trabalhabilidade (mesmo com fatores a/c baixos), boa estabilidade e robustez do concreto (baixa tendência à segregação / exsudação)

Centrilit Fume S: Sílica ativa em suspensão para concretos de alto desempenho

UHPC e Sustentabilidade

Além dos benefícios técnico-econômicos que a utilização do UHPC proporciona, existem ganhos associados a sustentabilidade que devem ser considerados nos projetos que utilizam esta solução:

Durabilidade: concretos de alta resistência e baixa permeabilidade (algumas das características dos UHPCs) melhoram a proteção contra a corrosão de armaduras, aumentando desta forma a vida útil das estruturas

Desmaterialização: o aumento das resistências mecânicas possibilita não só reduzir secções, diminuindo o consumo de materiais direta ou indiretamente, mas também o próprio peso próprio das estruturas, reduzindo o custo logístico do transporte das peças.

Eficiência no uso de recursos: UHPCs possuem maior eficiência no uso de ligantes (que pode ser medida em kg de ligante / m3*MPa) quando comparados com concretos convencionais. Uma importante consequência desta maior eficiência é a redução na intensidade de CO2 do concreto (medida em kg CO2 emitido / m3*MPa), reduzindo a emissão de gases do efeito estufa (GEE).

Por que o Brasil deveria adotar o UHPC?

Em todo o mundo existe uma grande necessidade de materiais inovadores de construção para infraestrutura, não só para uma nova construção, mas também para reparar ou aumentar o desempenho de estruturas já existentes. Estes materiais precisam ser cada vez mais eficientes quanto à energia, ao meio ambiente e à sustentabilidade, além de serem acessíveis e flexíveis. Não obstante, há a necessidade também de serem materiais que proporcionam rentabilidade.

Nas últimas décadas, especialistas pesquisaram, estudaram e desenvolveram uma técnica chamada UHPC – Ultra High Performance Concrete – ou seja, concreto de alta performance. A tecnologia inclui uma ampla gama de materiais, que proporciona uma maior resistência mecânica do concreto. São considerados UHPC os concretos com resistência à compressão maior que 20.000 psi (138,0 MPa), que geralmente tem um elevado teor de adições e agregados finos especiais. Para efeitos de comparação, a resistência à compressão simples do concreto convencional é de 3.000 a 6.000 psi (20,0 – 40,0 MPa).

A adoção de UHPC nos Estados Unidos tem sido lenta em comparação à Europa, Ásia e Oceania. Mais especificamente, o UHPC tem se desenvolvido em países, como Austrália, China, França, Alemanha, Irã e Japão em grandes obras, como túneis, pontes, barragens, entre outras. Já na América Latina, esta tecnologia é uma novidade e está chegando timidamente em forma de aditivos ou grautes. Algumas indústrias estão fazendo testes. Acredito que dentro de cinco anos, as maiores construções no Brasil terão UHPC.

Ao compararmos os custos, os materiais UHPC podem ser considerados dez vezes mais caros do que o concreto convencional. No entanto, o UHPC oferece vantagens e níveis de desempenho mais elevados que justificam o aumento do ‘primeiro custo’. Tais fatores incluem: durabilidade, flexibilidade, resistência ao impacto, estabilidade dimensional, aumento da vida útil, impermeabilidade, resistências à corrosão, à abrasão, além da capacidade de construir seções finas e utilizar formas estruturais complexas, como barras de reforço, entre outras.

Sem dúvida, o UHPC tem um forte potencial na revitalização das infraestruturas do país, com a construção de novas obras sustentáveis, que possam ser robustas e duradouras, evitando reparos profundos como os que ocorrem atualmente.

Atualmente, não existem procedimentos estabelecidos que possam garantir a transição do concreto convencional para o avançado, como o UHPC, na construção de importantes obras. A aceitação desta nova tecnologia ainda depende de conhecimento por parte dos profissionais envolvidos, como engenheiros, arquitetos, projetistas e afins, além do incentivo econômico por parte de quem constrói.

Acredito que nos próximos anos haverá quebra de paradigmas e novos experimentos, até chegarmos, de fato, na conscientização de que o UHPC é uma tendência que veio para ficar. É o que já está acontecendo nos Estados Unidos e o que também deve ocorrer no Brasil e na América Latina.

Referências:

1. Concreto: Ciência e Tecnologia Vol II – Cap 35: Concreto de Alto e Ultra-Alto Desempenho e Cap 46 – Concreto Sustentável

2. Kasuga A. The fib official statement on sustainability. Structural Concrete. 2021;22:1909–10. https://doi.org/10.1002/suco.202100396

3. POR QUE O BRASIL DEVERIA ADOTAR O UHPC? – Holger Schmidt Doktor-Ingenieur (Dr.-Ing.) - Product Manager at MC-Bauchemie (22) POR QUE O BRASIL DEVERIA ADOTAR O UHPC? | LinkedIn