ALEXANDRE LEANDRO DA SILVA
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – CAD
Estudo de Caso: Edifício e-Tower
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado
à
Universidade
Anhembi Morumbi no âmbito do
Curso de Engenharia Civil com
ênfase Ambiental.
SÃO PAULO
2003
ALEXANDRE LEANDRO DA SILVA
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – CAD
Estudo de Caso: Edifício e-TOWER
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado
à
Universidade
Anhembi Morumbi no âmbito do
Curso de Engenharia Civil com
ênfase Ambiental.
Orientador:
Prof. Eduardo Parente Prado
SÃO PAULO
2003
AGRADECIMENTOS
A partir do momento que ingressei na Universidade e optei pelo Curso de
Engenharia Civil até a conclusão deste trabalho, sempre contei com o apoio
de diversas entidades e pessoas, que me passaram força, garra e confiança
e desta forma gostaria de retribuí-los por meio desta.
Em especial a meus familiares, mãe, pai e irmãos, e também a minha tia
Izabel, por ter me incentivado e dado condições de me realizar
profissionalmente.
Agradeço a minha esposa, que por vários momentos se viu privada de
minha companhia, pelo grande apoio, paciência, e incentivo que sempre me
deu nas horas mais difíceis.
Aos meus grandes amigos com os quais compartilhei boa parte de minhas
emoções e dificuldades durante estes anos acadêmicos.
A todos aqueles que me atenderam cordialmente quando de minha
necessidade, sem este apoio seria praticamente impossível atingir minhas
expectativas e meus objetivos.
Agradeço ao meu orientador Prof. Eduardo Parente Prado, pelo apoio.
Agradeço a Engemix S/A, pela oportunidade oferecida de mostrar minha
capacidade e aprimorar meus conhecimentos técnicos, bem como os amigos
que fiz ao longo destes anos e que torceram pelo meu sucesso.
Ao Eng. Eliron M.Souto Jr., amigo e responsável pelo meu crescimento
profissional, pois sempre confiou e me colocou a frente dos mais diversos
desafios impostos ao nosso departamento.
A Deus, que fez o Céu e a Terra, a quem muito confio, e é responsável por
tudo, inclusive por ter nos colocado juntos para viver e compartilhar todos
estes momentos. E, finalizando, dedico o titulo de Engenheiro à todos.
Deus os abençoe!
i
SUMÁRIO
RESUMO.......................................................................................................IV
ABSTRACT....................................................................................................V
LISTA DE FIGURAS .....................................................................................VI
LISTA DE TABELAS ..................................................................................VIII
1
INTRODUÇÃO ........................................................................................ 1
2
OBJETIVOS............................................................................................ 4
2.1.1
Objetivo Geral..................................................................................... 4
2.1.2
Objetivo Específico ............................................................................ 4
3
METODOLOGIA DO TRABALHO .......................................................... 5
4
JUSTIFICATIVA...................................................................................... 6
5
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – C A D ................................... 7
5.1
Definições (Dados gerais do CAD - aplicações) ............................... 7
5.1.1
Características do CAD ..................................................................... 9
5.1.2
Composição do CAD ....................................................................... 10
5.1.3
Histórico ............................................................................................ 10
5.1.4
Obras que utilizaram CAD............................................................... 12
5.1.5
Aplicações do CAD .......................................................................... 14
5.2
Materiais .................................................................................................. 15
5.2.1 Controle Tecnológico de Materiais....................................................... 16
5.2.2 Cimento Portland ................................................................................... 17
ii
5.2.3 Agregados (graúdos e miúdos) ............................................................ 18
5.2.4 Agregados Controle (Materiais – NBR 7211): .................................... 19
5.2.5 Aditivos Químicos .................................................................................. 22
5.2.6 Adições Minerais.................................................................................... 26
5.2.6.1 Sílica Ativa........................................................................................... 26
5.3 Propriedades Mecânicas........................................................................... 27
5.3.1 Resistência à compressão .................................................................... 27
5.3.2 Modulo de deformação.......................................................................... 29
5.4
6
Durabilidade............................................................................................ 30
ESTUDO DE CASO .............................................................................. 32
6.1
Edifício e-Tower ..................................................................................... 32
6.1.1
Desafio Estrutural............................................................................. 34
6.1.2
Confecção do CAD .......................................................................... 36
6.1.3
Vantagens e Economias resultantes de sua aplicação................ 46
6.1.4
Recorde Mundial .............................................................................. 48
7
ANÁLISE OU COMPARAÇÃO/CRÍTICA ............................................. 52
8
CONCLUSÕES ..................................................................................... 54
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................ 56
ANEXO 1...................................................................................................... 59
iii
RESUMO
O CAD realmente é um concreto de futuro promissor. Sua utilização, na
prática, já está sendo adotada pelos principais profissionais de cálculo e
técnicos da área de concreto no País.
Dentro das condições estruturais e arquitetônicas encontradas no e-Tower,
devido as imponentes dimensões do edifício, o CAD mostra sua contribuição
para este desafio estrutural, e passará a partir de então a se firmar no Brasil,
como uma solução para viabilidade física-economica e social de sua
aplicação, pois a cada dia que passa os espaços, ou seja, o m2 para as
novas construções ficam cada vez mais raros e caros, bem como os
impactos ambientais causados por um grande empreendimento que
precisam ser respeitados e minimizados.
A especificação do CAD em um projeto deve ser feita com critérios, dado
que seu custo é mais elevado (aproximadamente 2,5 vezes mais caro). A
viabilidade desta opção deve ser sempre comparada com os benefícios de
sua utilização, e estes benefícios no caso do e-Tower serão mostradas ao
longo deste trabalho. Muito mais do que os benefícios financeiros adquiridos
com o uso do CAD, no edifício e-Tower, é necessário conhecer a
procedência dos materiais constituintes empregados e suas propriedades,
bem como o manuseio e dosagem dos materiais componentes.
iv
ABSTRACT
High performance concrete has a bright future in the construction industry.
Its use in the field is being adopted by leading structural engineers and
architects around the country.
Considering e-tower’s architectural, structural and physical size, HPC
demonstrates its compatibility to this challenging project. HPC presents a
good solution to the increasing land prices and minimizes environmental
impact on a large project.
HPC costs more than twice the price of regular concrete, so when
considering HPC for a job, the benefits must be considered. These financial,
structural and architectural benefits can be seen in the e-tower project. In
order to successfully produce HPC, it is necessary to study the origin,
properties and quality of the raw materials. Careful handling and batching is
crucial to achieve superior results.
v
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Definições usuais para Concreto de Alto Desempenho ................ 7
Figura 2 – Composição do CAD................................................................... 10
Figura 3 – Resistências no Mundo (Fonte: Site: www.skyscraperpage.com)
.............................................................................................................. 11
Figura 4 – Exemplos de obras que utilizaram CAD – (MASP/SP, MAM/RJ) 12
Figura 5 – Exemplos de obras que utilizaram CAD – (Petronas
Tower/Malásia; CENU/SP; World Trade Center/EUA; Porta de Entrada
Espanha/Espanha)................................................................................ 13
Figura 6 – Exemplos de aplicações do CAD - (Pontes; Aeroportos; Rodovias;
Estações de Tratamento de Esgoto). .................................................... 14
Figura 7 – Panteão (Roma) .......................................................................... 17
Figura 8 – Ilustração de alguns ensaios correspondentes a tabela 3
(Fonte:Laboratório Engemix S/A) .......................................................... 20
Figura 9 - “Modelo de relatório de agregados com os diversos tipos de
ensaios”................................................................................................. 21
Figura 10 – Mecanismo de ação do Hiperplastificante ................................. 24
Figura 11 – Efeito do Superplastificante no concreto ................................... 24
Figura 12–Efeito da ação eletrostática provocada pelo aditivo sobre o grão
de cimento............................................................................................. 24
Figura 13 – Microscopia por varredura eletrônica (Fonte: Vieira/ABCP) ...... 26
Figura 14 – Comparativo de resistência entre um concreto ......................... 27
Figura 15 – Ensaio de ruptura de Corpo de Prova ....................................... 28
Figura 16 – Ensaio de Modulo de Elasticidade ............................................ 29
Figura 17 - Representação da margem de risco entre resistência
especificada e resistência de dimensionamento. .................................. 30
Figura 18 - Comparação entre propriedades do CAD e dos concretos
correntes, tipicamente relacionadas com a durabilidade das estruturas.
.............................................................................................................. 31
Figura 19 – Perspectiva do e-Tower............................................................. 32
vi
Figura 20 – Edifício e-Tower ........................................................................ 33
Figura 21 – Detalhe dos pilares (mais solicitados) no projeto e pós
concretagem.......................................................................................... 34
Figura 22 – Detalhe da diminuição da seção dos pilares beneficiados pelo
concreto. ............................................................................................... 35
Figura 23 – Seqüência executiva dos ensaios no Laboratório da Engemix . 37
Figura 24 – Primeiros resultados obtidos para o concreto do e-tower.......... 38
Figura 25 – Comparativo de propriedades entre um concreto convencional e
o CAD.................................................................................................... 39
Figura 26 – Teste de concretagem na obra.................................................. 40
Figura 27 – Controle de materiais na central de concreto ............................ 41
Figura 28 - Vista da obra, parte frontal......................................................... 43
Figura 29 – Lançamento de concreto por grua............................................. 44
Figura 30 – Concretagem dos pilares........................................................... 45
Figura 31 – Controle de temperatura inicial do concreto fresco ................... 46
Figura 32 – Vista do e-Tower, obra em adamento(junho/02) ....................... 46
Figura 33 – Vista da obra com a serie de pilares de alta resistência coloridos
.............................................................................................................. 48
Figura 34 – Curva resistência x tempo (Fonte IPT) ...................................... 50
Figura 35 –Pilares que utilizaram o CAD...................................................... 51
Figura 36 – Vista aérea da construção do e-Tower (Junho/2002)................ 51
vii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Evolução de Resistência no Brasil (Fonte: ABCP/2002)
10
Tabela 2– Resistências no Brasil (Fonte: Relatório Premio Máster Tecnum)
11
Tabela 3– Ensaios de caracterização de agregados (Fonte: Segundo a NBR
7211)
19
Tabela 4 - Quadro de resistências obtidas no e-Tower (Fonte: IPT/SP)
28
Tabela 5 - Quadro de valores obtidas no e-Tower (Fonte: IPT/SP)
29
Tabela 6 - Materiais empregados no CAD e fornecedores
39
Tabela 7 – Vantagens do emprego de CAD (Fonte: Helene)
47
Tabela 8– Resultados da ruptura dos corpos-de-prova a 28 dias em MPa 50
viii
1 INTRODUÇÃO
O termo “concreto de alto desempenho” não possui uma definição única,
podendo referir-se a diferentes faixas de resistências altas (acima de
40MPa), e também para aqueles concretos que oferecem um alto
desempenho para o cliente, ou então, aqueles concretos que de certa forma
oferecem um grande grau de satisfação, seja em termos de resistência ou
de durabilidade. Mas no geral, na maioria das vezes ainda são considerados
de alto desempenho, aqueles que apresentam resistências à compressão
uniaxial acima das usuais.
O concreto de alta resistência começou a ser utilizado nos Estados Unidos
em meados da década de 1960 em virtude da altura dos edifícios. Nesta
época, o uso da estrutura metálica ou estrutura metálica combinada com
pequena porcentagem de concreto predominava quase que em sua
totalidade em construções com grande número de pavimentos, e, o que se
vê nos dias atuais é uma inversão desta combinação que vem se alterando
gradativamente, com um consumo mais acentuado do concreto.
Outro fato importante é que a partir do advento da sílica ativa e sua
utilização na elaboração dos traços, o CAD conseguiu aumentar sua
participação em obras de grande altura e volume de concreto.
Em conseqüência disto, nos últimos 20 anos, têm-se observado um
crescente interesse pelo emprego de concretos de resistências mais
elevadas. Apesar da simplicidade da maior parte dos materiais utilizados na
elaboração do C.A.D. (cimento, areia, brita, sílica ativa, água e aditivos)
similar ao concreto convencional, sua fabricação requer um excelente
controle de qualidade de materiais e homogeneização.
A consistência necessária e ideal para dar produtividade e trabalhabilidade
na produção é obtida por aditivos superfluidificantes de ultima geração,
capazes de levar abatimentos em torno de 18+/-03 cm para um fator água
cimento inferior a 0,25 (valor encontrado em diversas publicações como
mínimo para hidratação do cimento).
1
O Brasil sempre se destacou pelo bom uso da tecnologia do concreto em
estruturas e, como orgulho nacional, ostenta obras de grande complexidade
e magnitude como a Hidroelétrica de Itaipu, a Ponte Rio-Niteroi e a Rodovia
dos Imigrantes, e o Centro Empresarial Nações Unidas-CENU.
Quando do projeto do e-Tower e análise de sua estrutura, a engenharia
brasileira se viu desafiada e incentivada a executar uma obra com concreto
de alto desempenho, com valores nunca antes utilizados no país, abrindo
caminho para novas propostas arquitetônicas.
No edifício mais alto do mundo, as Torres Petronas em Kuala Lumpur, foi
utilizado CAD de 80 MPa para as suas bases e pilares. Em outros edifícios
importantes no mundo também foram utilizados estes tipos de concreto,
como o Arco de La Defense em Paris, o Banco do Comércio em Frankfurt, o
Scotia Plaza em Toronto e o Pacific Tower em Seattle, USA, onde os
concretos atingiram resistências da ordem de 100 MPa de compressão.
Para o desafio estrutural do e-Tower foram discutidas e descartadas duas
opções que não satisfaziam o projeto arquitetônico e nem a viabilidade
técnica, com isso foi decidido reduzir a seção dos pilares do subsolo
aumentando resistência à compressão (fck).
Feitos os cálculos para as dimensões requeridas para os pilares, ficou
determinado que seu fck não poderia ser menor do que 80 MPa. Observa-se
que este valor nunca havia sido utilizado em projetos de execução de obras
no Brasil, sendo até então utilizados apenas em laboratórios e reparos
localizados.
No Japão, EUA e Europa, as resistências atualmente utilizadas na
elaboração de projetos são da ordem de 90.0 Mpa. No Brasil, ainda
executamos obras com resistências de 15,0 MPa em sua grande maioria,
porém a nova norma NBR 6118 que recentemente foi revista, os projetistas
não poderão projetar estruturas convencionais com fck menor do que 25,0
MPa e estruturas especiais com uma relação A/C pré-definida, ou seja,
teremos para os próximos anos, projetos com valores de resistências à
compressão cada vez mais elevados.
2
Dentro deste conceito de modernidade e conhecimentos tecnológicos
avançados a Incorporadora Munir Abbud junto com a Construtora Tecnum,
resolveram apostar na engenharia brasileira e iniciaram o projeto e a
construção do edifício e-Tower na cidade de São Paulo, um dos mais altos
do Brasil (162 m), que conta com pilares de concreto pigmentados da mais
alta resistência à compressão obtida e conhecida no mundo até o momento:
Na média 125 MPa, com valor máximo de 155,5 MPa (Recorde Mundial de
Concreto Produzido em Usinas de Concreto).
3
2 OBJETIVOS
2.1.1 Objetivo Geral
Uma das principais aplicações do concreto de alta resistência na construção
civil tem sido em edifícios altos, pavimentos rodoviários, pisos industriais e
obras de arte. Seu uso viabiliza a redução nas seções dos pilares, podendo
aumentar o espaço útil dos diversos pavimentos, principalmente dos andares
próximos ao térreo. Alem disso, com a utilização do concreto de alta
resistência é possível aumentar a velocidade de execução dos edifícios,
reduzindo a carga permanente da estrutura e, nas fundações; quando
otimizado, também é possível reduzir a utilização de sistemas de formas e
aumentar a durabilidade do concreto.
Para que essa solução seja mais bem aproveitada, é necessário que se
conheça todas as etapas do desenvolvimento do CAD, para assim então
podermos desfrutar dos seus benefícios.
2.1.2 Objetivo Específico
A partir do estudo de caso referente ao Edifício e-Tower, e a contribuição
bibliográfica citada nos capítulos posteriores, será possível conhecer um
pouco mais sobre o que esta excelente tecnologia (CAD) pode proporcionar,
não somente aos empreendedores, mas também a todo meio técnico
profissional, que buscam a cada dia se atualizar e se aperfeiçoar neste
ambiente, que a cada dia que se passa, superam as dificuldades e os
desafios que lhe são apresentados.
4
3 METODOLOGIA DO TRABALHO
Este trabalho busca apresentar de uma forma geral o compromisso que se
faz necessário e o comprometimento que os profissionais envolvidos neste
tipo de projeto, entre construtores, industria do concreto e especialistas em
tecnologia do concreto, trouxeram com suas pesquisas na produção dos
concretos com elevado desempenho na América Latina, e também mostrará
a aplicação da tecnologia do concreto, em particular o procedimento utilizado
neste empreendimento, desde o projeto, distribuição, construção e
precauções indispensáveis para alcançar os melhores resultados.
Dentro do exposto acima, e dentro do estudo de caso, estarão sendo
abordados temas diretamente relacionados ao CAD e ao edifício e-Tower
que justificam e corroboram para a afirmação do CAD no mercado de
construção brasileiro, por meio de uma visão mais abrangente do custo
benefício que o mesmo representa, tais como:
ü Características do CAD;
ü Economia resultante de sua aplicação (espaço, volume de concreto);
ü Desafio Estrutural;
ü Adições utilizadas no CAD (aditivo estabilizador e superplastificante,
sílica ativa, gelo, pigmento) e suas funções;
ü Durabilidade;
ü Modulo de Deformação;
ü Controle Tecnológico;
ü Dados gerais do CAD;
ü O Recorde mundial;
ü Dados do Empreendimento; entre outros,
Em suma, estará sendo apresentado o que há de mais atual e moderno na
construção mundial, bem como a forma e escolha do CAD para obras em
geral, seu uso, aplicação e tecnologias empregadas.
5
4 JUSTIFICATIVA
O fato mais relevante para o desenvolvimento e escolha deste tema está
relacionado ao enriquecimento tecnológico que o uso da CAD e a concepção
do edifício e-tower fornecerá aos profissionais da área de construção civil,
pois se trata de uma estrutura que engloba, em seu projeto, o que há de
melhor em desenvolvimento tecnológico.
Há de se lembrar que nem todo concreto utilizado na obra e-Tower foi feito
com o CAD, sua utilização foi especificada para os pilares, totalizando um
volume de 151m3, desde os quatro subsolos até o 3o andar.
Em relação às inúmeras vantagens técnicas que o CAD representa, no caso
do e-Tower, foi proporcionado uma economia no volume de concreto, na
área ocupada e na mão-de-obra e, o mais interessante possibilitou o ganho
de mais quatro vagas por subsolo (total de 16 vagas).
Pela sua apresentação imponente e a tecnologia aplicada, o edifício e-Tower
tornou-se uma referencia para a construção civil, principalmente pelos
pilares
cujo
concreto
utilizado
atingiram
resistência
de
destaque
internacional, e com isso ficará conhecido como um marco na engenharia
brasileira.
6
5 CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – C A D
5.1 Definições (Dados gerais do CAD - aplicações)
O que é concreto de alto desempenho?
Embora a expressão “concreto de alto desempenho” seja muito utilizada, ela
também encontra muita resistência e também muitas críticas por ser
considerada por pesquisadores como muita vaga, ou até mesmo, para
alguns como não tendo significado algum. E até então, ainda não existe um
teste simples para medir o desempenho do concreto.
Portanto, não existe até o momento uma definição única ou conceito
universalmente aceito sobre o CAD, mas de certa forma, podemos
diferenciá-lo por algumas características obtidas:
ü Concreto com propriedades de resistência e durabilidade superiores
às dos concretos comuns;
ü Qualquer
concreto
com
características
especifica
para
um
determinado uso;
ü Concretos que apresentam resistências à compressão, vida útil,
resistência à abrasão e demais propriedades acima das usuais.
ü Em geral a diferença básica entre o concreto comum e o concreto de
alto desempenho está na redução da relação água/cimento.
CAR
CAD
Figura 1 – Definições usuais para Concreto de Alto Desempenho
Segundo Aitcin (1997), o concreto que era conhecido como concreto de alta
resistência no final dos anos 70, hoje é chamado de concreto de alto
desempenho, já que foi descoberto que suas propriedades são mais amplas
do que simplesmente concretos com resistência superior, tal concreto possui
7
desempenho superior em atributos como durabilidade e resistência à
abrasão.
Segundo o Comitê 363 do American Concrete Institute (ACI, 1990), o
conhecimento e aplicação do concreto de elevado desempenho vem sendo
progressivo através dos anos, apesar de, muitas vezes ser considerado um
material relativamente novo. Como o seu avanço vem mantendo-se
contínuo, o termo concreto de elevado desempenho vem sofrendo variações
em sua definição. Na década de 1950 o concreto com resistência a
compressão de 34 MPa era considerado de alta resistência. Na década de
60 a resistência do concreto usado comercialmente passou para o intervalo
de resistência de 40 a 50 MPa. No início dos anos 70 o concreto de alta
resistência era produzido com uma resistência em torno de 60 MPa. Mais
recentemente, vem sendo usado em construções de edifícios concretos com
uma resistência a compressão de aproximadamente 140 MPa.
Segundo Coutinho (1988), concreto de alto desempenho é aquele que
apresenta uma resistência à compressão no intervalo de 50 a 100 MPa e,
por sua vez, considera como concreto de ultra-alto desempenho aquele que
possui uma resistência a compressão acima de 100 MPa.
De acordo com a Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP, 1996),
o concreto de elevado desempenho é um concreto com propriedade superior
àqueles concretos tradicionais, sobretudo quanto à durabilidade e à
resistência. Considera ainda:
ü Concreto tradicional: 15 a 35 MPa
ü Concreto de alto desempenho: > 35 MPa.
Esta faixa apresenta-se mais apropriada a nossa realidade, onde mesmo
apresentando uma ênfase maior em relação à resistência, considerações já
são feitas quanto à durabilidade.
Segundo (Freedman, (1971); Perenchio, (1973), Blick, Petersen e Winter,
(1974), em meados de 1970, exceto pelo cuidado com a escolha dos
materiais utilizados, este termo era mais conhecido como concreto de alta
resistência, e, além disso, era usado apenas para diferenciar um concreto
8
comum utilizado nas construções, para um concreto de alta resistência
obtidas nas especificações da época).
Segundo Diniz, (1997) a fronteira entre concretos convencionais e de alto
desempenho é pequena e varia de país para país, embora exista um
consenso de que no Brasil, CAD seria o concreto com resistências acima de
35 MPa.
Silva & Liborio (1999), ressaltam que o concreto de elevado desempenho
deve ser visto, caracterizado e definido em função das suas características
globais, que são evidenciadas pelo seu comportamento através das
avaliações das propriedades mecânicas, da durabilidade, da característica
da microestrutura e do meio da qual esta inserido.
Desta forma poderíamos considerar que, concretos de elevado desempenho
são aqueles que apresentarem resistência a compressão acima dos padrões
usuais, e que apresentam características especiais de durabilidade em
função do meio ambiente ou microrregião onde a obra esteja inserida.
5.1.1 Características do CAD
Dentro daquilo que é encontrado em livros, literaturas e trabalhos em relação
ao CAD e suas características, não é de se estranhar uma grande
semelhança com o titulo Vantagens do Cad, pois é o que induz a descrição
de suas características, com podemos observar:
ü Baixa permeabilidade
ü Alta resistência química
ü Alta resistência à compressão
ü Menor possibilidade de carbonatação
ü Baixo índice de fissuração
ü Maior durabilidade
ü Maior módulo de elasticidade
ü Redução de carbonatação e difusão de cloretos
ü Maior resistência à tração e ao cisalhamento
9
5.1.2 Composição do CAD
Concreto
comum
Cimento Portland
CAD
Agregado miúdo
Agregado graúdo
Aditivos químicos
+
Água
Adições minerais
Figura 2 – Composição do CAD
5.1.3 Histórico
Por muitos anos, o concreto com resistência mecânica característica acima
de 40 MPa pôde ser aplicável em poucas localidades, não meramente por
falta de conhecimento e habilidades, mas, principalmente por não haver
necessidade de resistências desta ordem, haja visto, as inúmeras
edificações antigas existentes até hoje, encontradas em diversas partes do
mundo. Entretanto, nos anos mais recentes, a aplicação de concreto de
elevado desempenho aumentou, sendo utilizado, atualmente, em várias
partes do mundo e realçando sobremaneira os aspectos de durabilidade.
Até que chegássemos ao concreto de alto desempenho, nos moldes de
como o definimos hoje, não data de um passado tão distante pelo que se
pode ser observado no Brasil, como histórico, de resistências elevadas,
conforme demonstram as tabela 1 e 2, a seguir;
ü Evolução das resistências de concreto no Brasil:
Tabela 1 - Evolução de Resistência no Brasil (Fonte: ABCP/2002)
Época/Ano
Resistência
(Mpa)
1940
1980
1990
2002
16
25
80
125
10
ü Altas resistências no Brasil:
Tabela 2– Resistências no Brasil (Fonte: Relatório Premio Máster Tecnum)
Obras:
Local:
fck (MPa):
MASP
São Paulo
45
Centro Empresarial Previnor
Salvador
60
Banco de Tókio
Salvador
60
Edifício Suarez Trade Center
Salvador
60
Edifício do STJ
Brasília
60
Edifício dos Plenários
Brasília
70
CENU
São Paulo
50
Edifício do Bank Boston
São Paulo
50
Edifico e-tower
São Paulo
80
ü Altas resistências no Mundo:
Figura 3 – Resistências no Mundo (Fonte: Site: www.skyscraperpage.com)
11
5.1.4 Obras que utilizaram CAD
Em relação ao histórico de resistências no Brasil e no mundo, com o uso do
CAD, algumas obras podem ser destacadas, pela solução técnica
empregada em suas aplicações e também por possuírem estruturas
imponentes, que fogem um pouco do convencional, e, por este mesmo
motivo, tanto nos chamam a atenção:
í Museu de Arte São Paulo
ü4 vigas protendidas com 74 metros
de vão livre;
í Museu de Arte Moderna/RJ
ü Projeto de Oscar Niemeyer;
ü fck 35.0 MPa.
üfck 45.0 MPa;
üRecorde mundial na época.
Figura 4 – Exemplos de obras que utilizaram CAD – (MASP/SP, MAM/RJ)
12
í Petronas Tower/Malásia
í Centro Empresarial Nações Unidas
üLocalizado na Malásia;
üTrês edifícios;
üCidade de Kuala Lumpur;
üO maior possui 158m de altura;
üAltura 530m c/subsolos;
üPilares com fck 50 Mpa;
üfck 80.0 MPa até 60oandar.
üLajes e vigas com fck 35 MPa;
üRecorde brasileiro de
bombeamento em altura.
í World Trade Center/EUA
í Puerta de Entrada Espanha
üEstrutura de concreto e aço, com
üResistências elevadas;
mais de 400 metros de altura;
üModulo Elasticidade > 45GPa;
üSofreu ataque terrorista (11/09/01).
üCompressão > 50 MPa.
Figura 5 – Exemplos de obras que utilizaram CAD – (Petronas Tower/Malásia;
CENU/SP; World Trade Center/EUA; Porta de Entrada Espanha/Espanha).
13
5.1.5 Aplicações do CAD
í Grandes Estruturas
í Pavimentos Aeroportuários
üGrande durabilidade;
üPátios de estacionamento aviões;
üRedução de cargas nas fundações;
üCabeceiras de pista de pouso e
üAderência e rapidez na execução
decolagem;
üResistência a cargas elevadas
reparos.
í Pisos e pavimentos de Concreto
í Estação Tratamento Esgotos
ü Grande durabilidade e segurança;
ü Maior resistência a ataques
ü Baixo custo de manutenção;
ü Resistência ao desgaste e ausência
químicos;
ü Obras marítimas.
de deformações.
Figura 6 – Exemplos de aplicações do CAD - (Pontes; Aeroportos; Rodovias;
Estações de Tratamento de Esgoto).
14
5.2 Materiais
Esta é uma etapa muito importante na produção do concreto de alto
desempenho, pois é a fase em que se faz a seleção dos materiais utilizados,
os quais têm influência significativa no resultado final do concreto de elevado
desempenho.
Para a confecção de um concreto de alta resistência geralmente são
utilizados
os
seguintes
materiais:
cimento
portland,
aditivos
superplastificantes e estabilizadores de pega (quando necessário), sílica
ativa, agregados graúdos provenientes de rochas duras (Basalto, por ser
mineral de dureza natural, superior aos demais agregados, como o calcário
e o granito, comumente usados nas dosagens de concreto), pórem, também
podem ser empregados vários tipos de agregados, a escolha é em função
da resistência e da disponibilidade de encontrar, agregados miúdos com
finura ideal em torno de 2,7, e gelo (em substituição de parte da água, e
como controlador do grau de hidratação para concretos com um consumo
elevado de cimento).
Em uma usina de concreto, as famílias de traços são dimensionadas a partir
de uma dosagem experimental executada em laboratório com materiais préqualificados tecnicamente e economicamente. Portanto na produção do
concreto, os materiais constituintes do concreto (cimento, agregados,
aditivos e água) têm que manter as mesmas características de laboratório,
caso contrário a qualidade do concreto poderá ser seriamente comprometida
em termos, principalmente, de resistência à compressão.
Segundo (Perenchio, 1973; Aitcin, 1980), o desempenho e a qualidade de
cada componente tornam-se cruciais à medida que se almeja ganhos de
resistências elevadas.
De acordo com a ABCP (1996), a qualidade do concreto de alto
desempenho é obtida pela otimização da sua composição e pelo uso de
adições e aditivos que permitem a redução da relação água/cimento, com
grande influencia na melhoria da impermeabilidade e da resistência.
15
Silva A. Filho (1996), conta que com o advento do concreto de alto
desempenho constituído pela adição da sílica ativa, ocorre um salto
tecnológico qualitativo em termos da concepção estrutural de edifícios,
concebendo-se estruturas bem mais simples, ou também com sua utilização
obter redução na seção dos pilares sujeitos a elevadas cargas de
compressão, consolos e zonas especiais.
Pode-se dizer, com isso, que com a utilização conjunta dos aditivos químicos
e das adições minerais é possível promover concretos com elevado
desempenho.
5.2.1 Controle Tecnológico de Materiais
Os ensaios que compreendem a qualidade e segurança dos materiais
utilizados na obra são definidos conforme as Normas NBR 12655 (Concreto
– Preparo, Controle e Recebimento) e a NBR 6118 (Projeto e Execução de
obras de concreto armado), e são acompanhados de laboratório
especializado e credenciados pelo INMETRO, contratados pelo cliente.
Em geral, os ensaios correspondem às verificações das dosagens utilizadas
e deverão apresentar todas as condições de aprovação e aceitação do
produto fornecido, tais como:
ü Trabalhabilidade (Ensaio de Abatimento/Tronco de Cone);
ü Materiais componentes;
ü Resistência mecânica/compressão (deveram ser fornecidos os
certificados de ensaio de compressão);
ü Amostragem do concreto;
ü Coleta dos Corpos de Prova;
ü Relatórios Estáticos;
ü Certificados de Aprovação em casos de extração de corpos de prova.
16
5.2.2 Cimento Portland
Cimento é uma palavra que vem do latim Caementum que significa união.
A origem do cimento remonta a cerca de 4500 anos. Os grandes
monumentos do Egito já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de
gesso calcinado.
Figura 7 – Panteão (Roma)
O grande passo no desenvolvimento do cimento foi dado em meados de
1700 com a calcinação de calcários moles e argilosos. No inicio de 1800 o
inglês Joseph Aspdin patenteou o Cimento Portland por apresentar cor e
propriedades de durabilidade e rigidez similar às rochas da ilha britânica de
Portland. Cimento é um aglomerante hidráulico constituído de óxidos (cálcio,
silício, ferro e alumínio) que em contato com a água tem a capacidade de
aglomerar e endurecer.
Segundo Brunauer e L. Copeland (1964), as reações de hidratação do
cimento, como qualquer reação química, envolvem transferência de matéria,
variação de energia e velocidade de evolução das reações, sendo esses os
principais pontos de interesse no estudo da química do concreto.
Aitcin e Adam Neville (1990), comentam que o cimento mais adequado para
a produção do concreto de elevado desempenho seria um cimento não
muito fino (Finura Blaine em torno 5000 cm2/g), com baixo teor de C3A e
com reatividade da fase intersticial facilmente controlada por íons sulfatos,
estes sendo derivados da dissolução de sulfatos presentes no cimento. Tal
17
argumento se fundamenta no fato de que, no caso de concreto de alto
desempenho, o problema da compatibilidade cimento-aditivo é muito mais
significativo do que no concreto convencional. Assim, o teor de C3A, C4AF, o
sulfato de cálcio no cimento e presenças de materiais carbonaticos irão
afetar as características defloculantes do cimento, bem como inibir o
comportamento dos aditivos. De uma maneira prática e resumida é
necessário que se conheça, quando da aquisição e estocagem dos
materiais, suas propriedades e suas características de resistência, calor de
hidratação e composição.
5.2.3 Agregados (graúdos e miúdos)
Para Mehta e Monteiro (1994), a fase de definição do agregado é
predominantemente
responsável
pela
massa
unitária,
módulo
de
elasticidade e estabilidade dimensional do concreto. Estas propriedades são
dependentes de sua densidade e resistência, dos quais, são determinadas
mais pela suas características físicas do que por sua estrutura.
Os agregados para concreto representam de 50 a 80% da massa de um
metro cúbico deste material de construção e, no Brasil, são constituídos
quase que inteiramente de minerais e escassamente de resíduos
industrializados inorgânicos. A norma sobre agregados NBR 7211; contêm
dois tipos de prescrições uma quanto ao limite de substancias nocivas e as
que se destinam a minimizar o teor da pasta de cimento que deve colar entre
si todos os grãos deste espectro, e o qual se subdivide, pela peneira 4,8 mm
de abertura de malha, em agregados graúdos e miúdos.
18
5.2.4 Agregados Controle (Materiais – NBR 7211):
Para se fazer um bom concreto é necessário que os materiais utilizados no
preparo tenham um acompanhamento de sua qualidade. Para tanto, além
das condições descritas acima, os agregados miúdos (areia) e graúdos
(britas) deverão ser controlados através dos seguintes ensaios com os
procedimentos definidos por normas:
Tabela 3– Ensaios de caracterização de agregados (Fonte: Segundo a NBR 7211)
ENSAIO
1-Granulometria
UNIDADE
NBR
MM
NBR 7217
OBSERVAÇÕES
“ Diâmetro Máximo ” e
“ Modulo de Finura ”
2-Peso Esp.Real Miúdo
Kg/dm³
NBR 9776
“ Chapman ”
3-Peso Esp.Real Graúdo
Kg/dm³
4-Peso Esp. Aparente
Kg/dm³
NBR 7251
Recipiente c/ volume conhecido
5-Material Pulverulento
(% )
NBR 7219
“Amostra seca ret. # 0,075mm”
6-Impurezas orgânicas
Coloração
NBR 7220
“Compara-se c/Solução padrão”
7-Argila em torrões
(% )
NBR 7218
“ Limite < 1 ”
8-Coefic. Volumétrico
C.V.
NBR 7809
“AFNOR”
Não Normalizado “ Picnomêtro ”
Os ensaios descritos acima são determinantes para efeito de classificação e
qualidade dos agregados, pois os resultados obtidos serão utilizados pelos
técnicos que fazem não somente o controle de qualidade dos mesmos, mas
também para as dosagens dos traços de concreto, seja para determinação
dos teores de argamassa (bombeamento e aplicação), bem como também
para os cálculos de determinação do volume. Por exemplo, o ensaio de
granulometria, além de determinar o diâmetro máximo e o modulo de finura
de tal agregado, serve para classificar se uma brita é classificada como no0,
1, 2, 3 ou 4, etc.... e, se uma areia é fina, media, ou grossa; estes valores
que classificam estes materiais são determinados por norma.
Ainda como exemplo, o ensaio de peso especifico (3 e 4), determinam a
densidade dos materiais, essencial para a determinação e composição do
metro cúbico. Já o AFNOR, ensaio (8), influencia na questão da argamassa
19
dos traços, pois conforme o formato do agregado, e o tamanho e
configuração de sua estrutura, tende a solicitar do traço, uma maior ou
menor quantidade de pasta para cobrir sua superfície. Os ensaios, cada qual
com suas funções e características são utilizados, quando do controle e
dosagens de concreto em empresas de concretagem e laboratórios de
especializados.
1
2
4
6
7
8
Figura 8 – Ilustração de alguns ensaios correspondentes a tabela 3
(Fonte:Laboratório Engemix S/A)
20
A figura a seguir apresenta um modelo de relatório enviado as filiais da
empresa Engemix S/A, para verificação e análise por parte dos gerentes e
do Departamento Técnico da empresa, com os devidos ensaios necessários
ao controle e qualidade dos materiais :
Figura 9 - “Modelo de relatório de agregados com os diversos tipos de ensaios”
(Fonte: Laboratório de Concreto Engemix S/A, 2001 )
21
5.2.5 Aditivos Químicos
É o material adicionado em quantidade pequena (menos que 5% sobre
massa de cimento), durante a mistura para modificar as propriedades no
estado fresco ou endurecido de concretos, argamassas, pastas e groutes.
A ASTM (C 125-92), define aditivo como um material, além da água,
agregados, cimentos hidráulicos e fibras, empregado como um constituinte
do concreto ou argamassa e adicionado na betoneira imediatamente antes
ou durante a mistura.
Já a NBR 11768 (EB-1763/92) define aditivos como produtos que
adicionados em pequena quantidade a concretos de cimento portland
modificam algumas de suas propriedades, no sentido de melhor adequá-las
a determinadas condições.
Segundo MEHTA & MONTEIRO (1994), A relação água/cimento determina a
porosidade e está diretamente ligada à resistência. Entretanto, a sua
minoração implica numa perda de trabalhabilidade do concreto no estado
fresco. A partir daí surgiu à necessidade de um produto que, incorporado à
mistura, possibilitasse a confecção de um concreto trabalhável, mesmo
utilizando uma relação água/cimento baixa, e que, quando endurecido,
fornecesse altas resistências sem influenciar desfavoravelmente as reações
de hidratação do cimento. Melhor explicando, com o uso de aditivos
plastificantes é possível aumentar o teor de cimento, ou ainda, reduzir o teor
de água mantendo-se uma mesma consistência no concreto fresco por
determinado período de tempo.
Este determinado momento depende do tipo e da quantidade de aditivo
adicionado ao concreto ou ao cimento.
Segundo a ASTM (C 494/86), os aditivos segundo seu efeito, podem ser
classificados em:
ü Tipo A: redutor de água;
ü Tipo B: retardador;
ü Tipo C: acelerador;
22
ü Tipo D: redutor de água e retardador;
ü Tipo E: redutor de água e acelerador;
ü Tipo F: redutor de água e consistência elevada;
ü Tipo G: redutor de água e consistência elevada e retardada.
Segundo Malhotra (1979), o desempenho de muitos aditivos é influenciado
fortemente pelas características do cimento, dos agregados e suas relativas
proporções, bem como pela temperatura, umidade e condições de cura.
Na composição do CAD, os aditivos químicos têm a propriedade de melhorar
a plasticidade e a hidratação do concreto, sem aumentar a quantidade de
água. Os aditivos utilizados que conferem estas propriedades são:
ü Hiperplastificantes (chamados de 3a geração) produzido a base de
policarboxilato. São aditivos introduzidos recentemente no mercado
nacional.
ü Estabilizador de hidratação (retardador). Nem sempre é necessário a
sua utilização, é também pode ser substituído por gelo.
5.2.5.1 Aditivo Hiperplastificante
Conhecidos comercialmente como aditivos de 3a geração, com base nos
policarboxilatos (formulação química), estes aditivos podem reduzir até 40%
da água da mistura. Dentro das propriedades que lhe são conferidas os
aditivos hiperplastificantes, funcionam e contribuem com o CAD, da seguinte
forma:
ü Redutor de água
Aumento da resistência e durabilidade
ü Plastificante
Melhora da trabalhabilidade
ü Menor Consumo
Menor custo, retração e tensões térmicas
23
MECANISMO DE AÇÃO
floculado
Floculação
Cimento Portland + água
Aprisionamento de água entre
disperso
os grãos de cimento
Hiperplastificante
Redução da fluidez e da área
Especifica disponível p/ hidratação
Figura 10 – Mecanismo de ação do Hiperplastificante
Figura 11 – Efeito do Superplastificante no concreto
Com relação aos mecanismos de atuação dos aditivos plastificantes e
superplastificantes Mehta & Monteiro (1994), Neville (1982) e Rixom (1977),
concordam
que
os
mesmos
atuam
nas
partículas
do
cimento
equidirecionalmente no sentido de carregá-las causando conseqüentemente
a sua repulsão.
cadeia polimérica
principal
cadeias laterais
(carga negativa)
repulsão
eletrostática
Superplastificante
Figura 12–Efeito da ação eletrostática provocada pelo aditivo sobre o grão de cimento
24
A adição dos superplastificantes alguns minutos após a água de mistura
causa maior dispersão das partículas de cimento, produzindo misturas com
maior trabalhabilidade inicial e com menor perda dessa característica ao
longo do tempo.
5.2.5.2 Estabilizador de Hidratação
Os aditivos estabilizadores de hidratação têm como característica principal à
possibilidade de estabilizar ou retardar as reações da mistura, de modo que
com isso possibilite uma melhor hidratação dos grãos de cimento, bem como
a manutenção de sua trabalhabilidade, além de inibir também a liberação de
calor pelo consumo elevado de cimento. Estes aditivos ainda são poucos
difundidos no meio técnico, porém, possuem propriedades muito úteis à
construção civil e ao meio ambiente. Até pouco tempo atrás, quando um
concreto era recebido na obra, e este atingisse o tempo de 2,5 horas de sua
mistura e não tivesse sido descarregado, o mesmo deveria retornar a central
dosadora e ser descartado no pátio das usinas de concreto ou bota-foras
regularizado,
conforme
NBR
7212.
Porém,
com
a
utilização
dos
estabilizadores, já é possível aplicá-lo no reaproveitamento de sobras de
concreto, e também na lavagem do lastro de caminhões betoneira,
diminuindo consideravelmente o acúmulo de lastro de concreto nas usinas,
gerados pela lavagem dos caminhões a cada viagem realizada. Uma outra
aplicação para este aditivo, e em substituição a concretos que precisam ser
dosados com gelo para controlar o calor de hidratação, pois o estabilizador
cumpre com sucesso este papel, fazendo com que, no caso de grandes
blocos, o calor de hidratação seja dissipado lentamente, evitando trincas e
fissuras. Após o termino de ação (que varia em função da dosagem sobre a
massa de cimento) deste aditivo, as reações começam e logo as
resistências são atingidas.
25
5.2.6 Adições Minerais
São materiais finamente moídos, adicionados à concretos e argamassas
com a finalidade de melhorar ou adquirir propriedades especiais. De modo
geral são utilizados na proporção de 5 à 70% sobre a massa de cimento,
onde é usado como adição ou como substituição a parte do cimento.
Exemplos: Sílica Ativa, Filler calcário, Escoria de Alto Forno, Cinza volante,
Cinza de casca de arroz e Metacaulim.
Segundo Mehta e Aitcin, a utilização de pozolanas juntamente com o
cimento portland promove uma melhoria da microestrutura do concreto. A
incorporação da sílica ativa modifica várias propriedades físicas do concreto
no estado fresco, tais como seu fácil lançamento e adensamento, pois se
observa um aumento na coesão e viscosidade deste concreto, bem como
torna a pasta mais homogênea em termos de distribuição de finos.
5.2.6.1 Sílica Ativa
As adições minerais possuem uma parcela fundamental na formulação do
CAD, no caso específico estamos nos referindo à Sílica Ativa, que se trata
de um material extremamente fino, de 10 a 100 vezes menor do que o grão
de cimento e por esta propriedade proporciona o preenchimento do vazios
entre os grãos maiores de cimento, propiciando uma estrutura mais
compacta. Além disso, a sílica ativa é uma pozolana altamente reativa,
contribuindo também na resistência dos compostos hidratados da pasta.
Concreto Convencional
(aumento 1500 x)
Concreto de Alto Desempenho
Figura 13 – Microscopia por varredura eletrônica (Fonte: Vieira/ABCP)
26
O aumento da coesão no estado fresco do concreto é um dos mais
importantes parâmetros que o diferencia do concreto convencional.
Concretos com adição de sílica ativa são propícios a obter maiores
resistências devido a diminuição da porosidade do concreto e maior
durabilidade contra ataques de agentes químicos, que passam a ter maior
dificuldade de penetração pelo refinamento dos poros e reduzida
permeabilidade.
Figura 14 – Comparativo de resistência entre um concreto
com adição de sílica e outro sem adição(Fonte:Engemix)
5.3 Propriedades Mecânicas
5.3.1 Resistência à compressão
A determinação da resistência à compressão, é determinada através do
Ensaio de Moldagem e Ruptura, através de corpos de prova cilíndricos
15x30 cm ou 10x20 cm:
ü Moldagem segundo a NBR 5738; e,
ü Rompidos segundo a NBR 5739.
Para que estas características não sejam alteradas o concreto precisa ser
adensado manualmente ou de preferência com o auxilio de vibradores.
Após 24 horas da moldagem, os corpos de prova devem ser desmoldados e
acondicionados em câmera úmida ou permanecerem imersos até o ensaio,
27
que deve também ser realizado com velocidade controlada por norma até o
momento da ruptura.
O valor da tensão de ruptura de compressão é obtido por:
ƒc = P / S, onde:
P = valor da carga de ruptura (indicada pelo equipamento)
S = área calculada em função do diâmetro do corpo de prova
Figura 15 – Ensaio de ruptura de Corpo de Prova
A tabela abaixo mostra alguns resultados de resistência à compressão
obtidos durante a execução do CAD no e-Tower, já com o traço de concreto
definitivo aplicado nos pilares.
Tabela 4 - Quadro de resistências obtidas no e-Tower (Fonte: IPT/SP)
28
5.3.2 Modulo de deformação
O conhecimento da deformação do concreto é indispensável para o cálculo
das deformações nas estruturas. A determinação deste resultado é feita
através da “NBR 8522/84 – Determinação do módulo de deformação estática
e diagrama de tensão deformação – Tipo III”.
Figura 16 – Ensaio de Modulo de Elasticidade
O modulo de elasticidade/deformação, aumenta quando o concreto é menos
deformável, ou melhor, quanto maior a resistência do concreto, menos
deformável ele se torna, e maior será o seu modulo de elasticidade.
Em geral, o modulo de deformação, pode variar entre 200.000 e 500.000
kgf/cm², ou seja, de 20 a 50 GPa.
A tabela a seguir mostra alguns resultados de modulo de elasticidade
obtidos durante a execução do CAD no e-Tower.
Tabela 5 - Quadro de valores obtidas no e-Tower (Fonte: IPT/SP)
29
5.4 Durabilidade
A durabilidade e a resistência têm o mesmo princípio, ou seja, ambas
dependem muito da porosidade do concreto. Portanto se a porosidade for
reduzida e o concreto bem compacto, tanto a resistência quanto a
durabilidade devem aumentar. A diferença em MPa entre a resistência
especificada fck e a resistência efetiva em obra é muito maior no caso do
emprego de CAD (vide Fig. 17), o que reduz o risco e as conseqüências de
uma eventual entrega de concreto abaixo da especificada.
, utilizada
cd
para dimensionamento, em MPa
, e resistência efetiva ou
ck
80
disponível na estrutura, f
compressão, f
resistência característica do concreto à
100
margem
de risco
60
f
ck
40
f
20
cd
0
0
20
40
60
resistência característica do concreto
à compressão, f
, em MPa
80
100
ck
Figura 17 - Representação da margem de risco entre resistência especificada e
resistência de dimensionamento.
(Fonte: Helene/Eliron sobre uso do CAD no Centro Empresarial Nações Unidas/1998)
Por essas razões os concretos de elevada resistência - CAR são também
denominados de concretos de alto desempenho - CAD, apropriados para os
tempos atuais de tendência nítida de crescimento vertical das edificações,
localizadas cada vez mais em atmosferas densamente urbanas ou
industriais carregadas de agentes agressivos. O alto desempenho desses
concretos abre também novas perspectivas de uso em obras industriais,
tanques, reservatórios, obras enterradas em solo agressivo, canaletas e
pisos sujeitos a produtos químicos ou a elevada abrasão, conforme
ilustrações anteriores (vide item 5.1.5) e também na figura a seguir, onde a
30
penetração dos cloretos, e o índice de ataques de agentes agressivos ao
concreto variam de acordo com a resistência do concreto, ou seja, um
concreto de resistência mais elevada por ter a estrutura mais compacta,
menos porosa dificulta e aumenta a resistência a carbonatação pelo
ingresso destes cloretos.
Figura 18 - Comparação entre propriedades do CAD e dos concretos correntes,
tipicamente relacionadas com a durabilidade das estruturas.
(Fonte: Helene/Eliron sobre uso do CAD no Centro Empresarial Nações Unidas/1998)
Segundo Aitcin (2000), até agora o concreto de alto desempenho tem sido
usado principalmente em aplicações onde a alta resistência é o parâmetro
principal. E, inevitavelmente, num futuro muito próximo, o concreto de alto
desempenho passará a ser mais recomendado e utilizado pela sua
durabilidade do que especificamente, pela sua alta resistência a
compressão. Este autor também prevê que, quando a comunidade da
engenharia vier a entender isto e atualizar sua percepção sobre o concreto
de alto desempenho, a industria da construção dará um grande passo para o
progresso e qualidade nas obras.
31
6 ESTUDO DE CASO
6.1 Edifício e-Tower
O Edifício e-TOWER São Paulo, é um projeto que está em andamento com
previsão de conclusão e inauguração para o 2o semestre de 2004, cujo
projeto é de propriedade da Incorporadora Munir Abbud, com a construção
sendo coordenada e administrada pela Tecnum Construtora.
Figura 19 – Perspectiva do e-Tower
Este empreendimento conta de um edifício com 162 m de altura (do piso do
4º subsolo à cobertura). É o terceiro edifício mais alto de São Paulo e um
dos cinco mais altos do país. Os pilares mais solicitados (5 pilares) atingiram
resistências médias da ordem de 125 MPa. Possui 42 pavimentos onde
serão instalados escritórios de altíssimo padrão, 800 vagas de garagem,
32
auditório, heliponto, dois restaurantes, academia de ginástica (19o andar),
piscina semi-olímpica (37o andar) aquecida na cobertura, 15 elevadores, 2
escadas rolantes, geradores para suprimento de 100% de energia do prédio,
ar condicionado central com volume de ar variável (VAV), piso elevado nas
áreas de escritório, sistemas inteligentes de automação e supervisão predial,
totalizando 52.000 m² de área construída. Todas estas características o
qualificam como um edifício de escritório de alto padrão denominado triple A.
Figura 20 – Edifício e-Tower
33
6.1.1 Desafio Estrutural
Logo após a definição sobre a utilização do CAD, alguns desafios deveriam
ser batidos e cumpridos, dentro de todas as especificações de controle e
seleção de materiais e profissionais. Os desafios consistiam em:
Reduzir o numero e a dimensão de alguns pilares (total de 5 pilares,
conforme figura 28), para com isso haver um ganho da área útil e da
produtividade na obra. Como um dos objetivos era o de romper a barreira
dos 100 MPa em obra, valor até então nunca utilizado em projetos no Brasil,
estes pilares seriam pigmentados ou coloridos, para realçar a imagem deste
feito.
Diante desta situação foi revisto e analisado o projeto arquitetônico e o
projeto estrutural, pois houve aumento dos espaços e dos vãos neste setor
do edifício, os prazos de execução, vida útil e imagem do empreendimento
foram reforçados com a viabilização desta solução técnica, possibilitando
com isso demonstrar também a qualidade profissional dos funcionários e
participantes envolvidos nesta obra.
Estes são os pilares que
utilizaram o concreto c/125
MPa
Figura 21 – Detalhe dos pilares (mais solicitados) no projeto e pós concretagem.
34
6.1.1.1 Projeto e-Tower
A seguir serão apresentadas algumas características do projeto;
ü Coordenação modular rigorosa - eixos a cada 1,25m nas 2 direções;
ü Ocorrência de pilares a cada 5 metros na fachada norte;
ü Dimensões máximas dos pilares de 60 cm x 70 cm;
ü Carga dos pilares: de 1380 a 1820 toneladas;
ü Distancia entre pilares: mínima de 4,20m (02 vagas médias);
ü Faces alinhadas com o corredor (facilitar a circulação de veículos);
Obs.: Com a solução empregada para as dimensões do pilares foram
geradas 4 vagas a mais em cada subsolo (04), totalizando mais 16 vagas de
garagem ao edifício.
Figura 22 – Detalhe da diminuição da seção dos pilares beneficiados pelo concreto.
35
6.1.2 Confecção do CAD
6.1.2.1 Estudo de Dosagens
Após a decisão sobre o tipo de concreto a ser utilizado, iniciaram-se os
trabalhos de confecção do CAD, através do uso das mais avançadas
tecnologias de concreto existentes até então. Para esta fase do trabalho, foi
contratado um Consultor Especialista em Concreto para coordenar os
estudos, e em conjunto com o corpo técnico da concreteira contratada que já
possuía experiência em concretos e obras com estas características
especiais, iniciaram-se os trabalhos de campo com busca de agregados e
materiais com as características capazes de produzir o concreto. Alem da
especificação de resistência elevada (80 MPa), havia uma solicitação
arquitetônica exigindo que este concreto deveria ser colorido, ou seja, seria
necessário um concreto de alta resistência, com alto desempenho e
durabilidade, com adição de pigmento na cor terracota. Para a confecção e
definição deste concreto, os trabalhos tiveram que seguir algumas etapas
como:
ü Ensaios em laboratório;
ü Estudos de traços piloto;
ü Teste em caminhão betoneira;
ü Concretagem de pilares da periferia.
36
6.1.2.2 Ensaios em Laboratório
Definidos quais seriam os melhores materiais para composição do traço de
concreto, a moldagem de traços piloto foi iniciada no Laboratório da Engemix
S/A, localizado na Barra Funda/SP, e no Centro de Pesquisas e
Desenvolvimento em Engenharia Civil da Escola Politécnica
da
Universidade de São Paulo – USP.
(a)
(b)
(c)
(d)
Figura 23 – Seqüência executiva dos ensaios no Laboratório da Engemix
ü (a) – Colocação de aditivo no concreto;
ü (b) – Homogeneização para ensaio de abatimento;
ü (c) – Medida da consistência, ensaio de “slump test”;
ü (d) – Corpos de prova já moldados, ainda no estado fresco.
37
A apresentação dos resultados conforme figura 24, demonstra todo o
sucesso e a satisfação do Consultor em relação aos primeiros resultados
obtidos no experimento. Haja visto que, para isto, toda uma estratégia foi
traçada referentes ao controle dos materiais empregados no traço, não
esquecendo de se considerar as condições operacionais tanto da Central de
Concreto, bem como também da Obra, como poderemos observar neste
trabalho.
Figura 24 – Primeiros resultados obtidos para o concreto do e-tower.
(Fonte: Paulo Helene, POLI/SP)
6.1.2.3 Traço
Antes de qualquer coisa, vale lembrar que, a resistência característica
especificada, almejada, e projetada era de 80 MPa, porém diante dos
resultados obtidos (média de 125 MPa), o traço passou a ser fornecido pela
concreteira com a seguinte descrição: “Concreto Fck 120.0 MPa
c/Hidratação Controlada” e com as seguintes exigências: Slump Inicial de
02+/-01 cm, com uma relação água/cimento de 0.19, e slump de aceitação
38
de 14 a 20 cm, após a adição do aditivo hiperplastificante, com temperatura
máxima de lançamento de 21oC.
Figura 25 – Comparativo de propriedades entre um concreto convencional e o CAD
(Fonte: Relatório da Tecnum enviado a Comissão do Premio Master Imobiliário/2002)
Para o cumprimento destas exigências foram selecionados e empregados os
seguintes materiais:
Tabela 6 - Materiais empregados no CAD e fornecedores
MATERIAL/TIPO:
FORNECEDOR:
Cimento CPV ARI RS
Votoran Rio Branco
Brita 01 / Basalto
Pedreira Basalto
Areia Média Rosa Quartzo
Itaporanga
Sílica Ativa (15%)
Microssílica
Pigmento (4%)
Bayer
Aditivo/Hiperplastificante
MBT e GRACE
Aditivo/Estabilizador
MBT e GRACE
Gelo/Escamas ou cubos
CARACTERISTICAS:
<teor de adição;
>resistência inicial e final.
Origem basáltica;
Maior dureza natural.
Modulo de Finura 2.04;
Baixa retenção de água.
Material muito fino;
Estrutura mais compacta.
Origem do Oxido de Ferro;
Cor resultante Terracota.
Superplastif. de 3ageração;
Reduz até 40% da água;
Estabilizador de hidratação
Efeito retardador.
Inibir o calor de hidratação;
Substituição parte da água.
39
6.1.2.4 Testes de Concretagem
Com o sucesso dos testes laboratoriais, e definição de um traço padrão,
partiu-se para os testes de concretagem, onde na ocasião, seria simulado
todo o processo de produção e recebimento do concreto de alto
desempenho. Para esse teste foi acordado que o concreto seria utilizado em
alguns
pilares
da
periferia
que
não
necessitavam
da
resistência
característica superior a 80 MPa, ou seja, caso não se atingisse o esperado
em relação a resistência de 80 MPa, não haveria complicações estruturais,
pois os pilares escolhidos não eram os mais solicitados e as resistências de
laboratório estavam em torno de 120 MPa. Alem disso, neste mesmo teste o
concreto foi submetido a condições extremas de execução, com temperatura
de lançamento em torno de 37oC e temperatura ambiente de 32oC. Para
esta situação, propositalmente, não foi adicionado o pigmento e nem gelo.
Figura 26 – Teste de concretagem na obra
6.1.2.5 Controle dos materiais
Com a definição dos materiais, seria necessário a partir de então, a
delegação ou divisão de algumas responsabilidades em relação ao controle
40
dos materiais, onde presença de um líder na Central de concreto era
indispensável, pois os materiais empregados no CAD não eram materiais de
uso comum/diário e por isso teria que ter muito cuidado quando da dosagem
do concreto, foi necessário também a presença de um técnico laboratorista
para a dosagem dos aditivos e das adições, bem como o controle da
temperatura dos materiais na usina.
Na obra também havia um técnico responsável pelo controle de recebimento
e aceitação do concreto, preparado e consciente de que, aquele concreto
era diferente, pois, devido ao uso do aditivo hiperplastificante, a variação de
slump seria maior, conforme descrição na nota fiscal remessa (14+6 cm), um
pouco diferente das especificações normais de entrega de concreto, sem se
preocupar com este fato, pois o controle rigoroso da água do traço, já estava
sendo feito na usina, e o mesmo deveria se preocupar mais com a
temperatura de lançamento e com a moldagem dos corpos de prova. Devido
a importância desta concretagem, todos estes serviços foram sempre
supervisionados pelo Consultor contratado, pelo departamento técnico da
empresa e o controle de qualidade da obra.
Figura 27 – Controle de materiais na central de concreto
41
6.1.2.6 Carregamento do Traço
Devido às particularidades e a quantidade de materiais envolvidos neste
concreto, a ordem e o carregamento propriamente dito, tiveram que seguir
critérios de maneira que a homogeneização não fosse prejudicada, haja
visto a relação água cimento bastante reduzida (0,19). Para garantir o
controle de temperatura do concreto, e diminuir o calor de hidratação do
cimento, foi adicionado gelo em escamas, fazendo, com isso, que a
temperatura de lançamento chegasse a 19º C, para uma temperatura
ambiente em torno de 30o C. Desta forma, a produção do concreto na central
teve esta seqüência:
1º Gelo, após a verificação da umidade dos materiais;
2º Sílica Ativa;
3º Pigmento;
Estes materiais foram colocados na betoneira fora do ponto de carga (local
de dosagens do caminhão na central de concreto), com o auxilio de
ajudantes e pá carregadeira para elevar os mesmos até o funil do balão.
Após estas adições o caminhão betoneira, segue até o ponto de carga e
carrega os agregados (primeiro a brita, depois o cimento e por ultimo a
areia), na forma convencional, ou seja;
4º Britas;
5º Cimento;
6º Areia;
Pela pouca quantidade de água existente neste traço, o concreto sai
praticamente com Slump “0”. Desta forma o caminhão betoneira sai
novamente do ponto de carga, para que sejam adicionados os aditivos;
7º Hiperplastificante. Tem a função de dispersar as partículas de cimento e
aumentar a trabalhabilidade; e,
8* Estabilizador de hidratação. Neste concreto teve a função de melhorar a
hidratação dos grãos de cimento, e de estabilizar a mistura e a
trabalhabilidade do concreto até o momento de sua aplicação.
42
6.1.2.7 Controle de Execução do concreto
Da mesma forma que a central de concreto deve estar preparada, a obra
também tem que estar capacitada não somente para o controle de aceitação
e recebimento do concreto, mas, também para a execução da concretagem
em relação a estrutura da peça e da obra e os preparativos finais.
Figura 28 - Vista da obra, parte frontal.
Dentro deste processo de execução na obra, os responsáveis devem estar
atentos e verificar, antes da liberação do concreto:
1º Armadura: tem que estar de acordo com as especificações do projeto;
2º Fôrmas: em relação ao prumo, travamento, estanqueidade e aplicação de
desmoldante;
3º Transporte na obra: é necessário que haja carrinho, gruas ou até bombas
para facilitar o transporte do caminhão ate a peça;
4º Lançamento: quando da utilização do CAD, a altura de lançamento pode
até ser um pouco mais alta do que a recomendada pela Norma (2,5 m), pois
o CAD devido a alta quantidade de aglomerantes e uso de aditivos especiais
é mais coeso, evitando a separação (segregação) dos materiais
componentes, proporcionando um ganho de produtividade;
5º Adensamento: por ser um concreto auto adensavel, o uso de vibradores
de imersão foi minimizado, o uso de vibradores de parede nas fôrmas, foi
para evitar possíveis falhas de concretagem (bicheiras) nos pilares;
43
6º Desforma: só pode ser feita após o concreto alcançar resistência
superficial, ou aparente capaz de se sustentar sem dano a estrutura. No
caso do CAD, devido ao uso de gelo e aditivo estabilizador de hidratação,
tende a retardar um pouco mais o inicio e fim de pega, podendo o concreto
ficar até dois dias no estado fresco, o que neste caso é muito relevante, pois
possibilita uma hidratação e liberação de calor do cimento mais lenta, mas,
em conseqüência desta melhor hidratação sobre os grãos de cimento, o
concreto terá um ganho adicional de resistência;
Figura 29 – Lançamento de concreto por grua
7º Cura adequada: a influencia e a ação das condições de cura do concreto,
se não for o fator principal para alcançar as condições de resistência e
qualidade do concreto, está entre eles, pois é a cura que vai favorecer a
hidratação do cimento, e conseqüentemente o aumento das resistências do
concreto. A cura evita o processo de fissuração por retração de secagem e
autógena e proporciona ao concreto maior durabilidade. Para que o sucesso
das resistências desejadas seja alcançado, a cura deve ser feita de forma
intensa nas primeiras 72 horas, devendo permanecer até 28 dias, que é o
período principal de ganho de resistência dos concretos, para que o
processo de cura não seja falho ou sofra interrupções, existem algumas
44
formas de evitar interrupções e falhas no processo de cura, através do uso
de produtos químicos de cura, sacos de aniagem, com água por
represamento e filmes plásticos, etc.. O importante é manter uma cura
constante. No caso do e-Tower, a cura foi realizada pela manutenção das
fôrmas por 72 horas e molhagem constante das mesmas.
6.1.3.8 Concretagem dos pilares
Após todos estes cuidados, minuciosamente repassados e bem definidos,
iniciaram-se as concretagens dos pilares do sub-solo e do térreo, com o
traço de concreto definitivo, com adição do gelo e do pigmento, onde
algumas condições teriam que ser atendidas tanto por parte da central,
como também da obra.
Figura 30 – Concretagem dos pilares
A central de concreto, além de tomar cuidados com a dosagem do concreto,
também deveria traçar um plano de logística de maneira que não houvesse
45
intervalos na concretagem pela falta de caminhões, e na obra o técnico
responsável deveria atentar quanto a temperatura de recebimento do
concreto que não poderia ser superior a 22ºC, para assim aplicá-lo, e
também com o slump do concreto que não poderia ser inferior a 14cm e nem
superior a 20 cm.
Problemas
Aceitável
Ideal
Aceitável
Problemas
Figura 31 – Controle de temperatura inicial do concreto fresco
6.1.3 Vantagens e Economias resultantes de sua aplicação
Na concepção do e-Tower, já considerando o uso do CAD, foram estudados
os benefícios e as implicações de usar este concreto.
Figura 32 – Vista do e-Tower, obra em adamento(junho/02)
Como o concreto de alto desempenho (CAD), traz consigo alta resistência à
compressão, eleva conseqüentemente o fator durabilidade; Ainda mais,
trata-se de um concreto menos poroso, mais impermeável pela relação
46
água/cimento reduzida, que protege de maneira mais efetiva a estrutura no
seu interior, prolongando a vida útil (mais de 500 anos, segundo Prof.Paulo
Helene/Poli-SP). Isto, de uma maneira mais resumida, significa que: diminui
a possibilidade de ataque por cloretos, diminui a possibilidade de
carbonataçao, diminui a possibilidade de presença de fissuras e
destacamentos.
Tabela 7 – Vantagens do emprego de CAD (Fonte: Helene)
RESISTENCIA A
TEMPO CLORETOS
TEMPO CARBONATAÇAO
COMPRESSAO (mpa)
(ANOS)
(ANOS)
15
4
8
25
23
38
50
150
350
De acordo com Prof. Paulo Helene/POLI, embora o Brasil não tenha
problemas desta ordem, uma estrutura com alta resistência melhora as suas
características diante de sismos e possíveis ataques terroristas, aumentando
a segurança estrutural;
Neste caso, a aplicação do CAD, permitiu a redução da área da seção dos
pilares e o aumento da área útil nos andares da edificação. Isto possibilitou
economizar no volume de concreto e mão de obra para execução.
A economia que talvez não seja a mais significativa, porque temos a questão
da durabilidade, foi em relação a redução dos pilares ou ao espaço
adquirido, conforme ilustração anterior tabela 7:
Cada espaço do estacionamento tem um valor de 5.000 dólares. Com o
CAD foi possível o ganho de 16 espaços, que equivalem a 80.000 dólares.
Outra economia de fácil visualização é em relação ao volume de concreto;
ü Área inicial de pilares (fck 40 MPa) = 0,9 m x 1,0 m = 0,90 m².
ü Área final de pilares (fck 80 MPa) = 0,6 m x 0,7 m = 0,42 m².
ü Economia em quantidade de concreto = 0,9 m² x 0,42 m² = 0,48 m².
ü Total de economia = 52% a menos de concreto, nos pilares.
ü Economia em custos = O concreto de 80 MPa custou 45% a mais do
que um concreto de 40 MPa.
ü O total da economia em custos de concreto foi equivalente a 7% .
47
6.1.4 Recorde Mundial
No segundo semestre do ano de 2001 a Tecnum Construtora se deparou
com um grande desafio: o de executar uma obra com altíssima resistência
de concreto, com valores nunca antes utilizados no Brasil. Isto decorria da
necessidade de viabilizar a proposta arquitetônica. Neste momento de difícil
decisão, a Tecnum recorreu à incorporadora do edifício, Munir Abbud
Empreendimentos Imobiliários Ltda., que deu todo o apoio para que se
seguisse em frente na busca da melhor solução.
Com tanta tecnologia, seria coerente que a estrutura de concreto também
recebesse um tratamento especial. Foi o que aconteceu. Para manter a
proposta arquitetônica, elevou-se a resistência à compressão do concreto de
alguns pilares a valores nunca antes especificados no Brasil. O desafio foi,
portanto, aceito e mais tarde, realizado, pois a resistência solicitada no
projeto de estrutura de 80 MPa (oitenta mega pascal ou 800 kgf/cm²) foi
atingida e amplamente superada, com resultados médios da ordem de 125
MPa. Recorde brasileiro e possivelmente, recorde mundial em concreto
lançado em obra.
Figura 33 – Vista da obra com a serie de pilares de alta resistência coloridos
48
6.1.4.1 Atestado
Para dar credibilidade a este resultado, declarações de renomadas
instituições técnicas brasileiras estão a seguir apresentadas, atestando os
valores obtidos como recordes brasileiros e provavelmente mundiais. Elas
foram emitidas por:
ü Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
ü ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland – pertencente à
Rede Brasileira de Laboratórios de Ensaio e credenciada pelo
INMETRO.
ü ABESC – Associação Brasileira das Empresas de Serviços de
Concretagem.
Obs.: As cartas originais encontram-se em poder da Tecnum Construtora e
a disposição do júri do Prêmio Master Imobiliário.
49
A figura a seguir, apresenta a evolução média das resistências dos corposde-prova em função do tempo, para os valores obtidos nos ensaios do IPT.
Houve ruptura de corpos-de-prova com idades de 03, 06, 10, 14, 28, 93 e
184 dias da moldagem.
Fc ( MPa )
Resistência do Concreto
140
135
130
125
120
115
110
0
50
100
150
200
Tempo ( dias )
Figura 34 – Curva resistência x tempo (Fonte IPT)
A tabela 8 a seguir mostra um resumo dos valores obtidos nos três
laboratórios, incluindo os dados obtidos pela ABCP – Associação Brasileira
de Cimento Portland. É importante salientar a coerência dos resultados
apurados nos três laboratórios, o que dá maior credibilidade aos números e
salienta a qualidade da produção.
Tabela 8– Resultados da ruptura dos corpos-de-prova a 28 dias em MPa
IPT
TESTIN
ABCP *
Valores mínimos
105,6
108,2
-
Valores médios
124,3
120,6
123,3
Valores máximos
149,9
134,7
-
Os valores médios encontrados na tabela acima, que variam de 120,6 a
124,3 MPa, representam o recorde brasileiro em resistência de concreto
50
aplicado em obra (não inclui os executados em laboratório). Este recorde é,
provavelmente, também mundial, mas ainda em fase de confirmação, pois
depende de institutos estrangeiros.
Em anexo, carta enviada a Engemix S/A à respeito dos resultados obtidos
no e-Tower.
Figura 35 –Pilares que utilizaram o CAD
Figura 36 – Vista aérea da construção do e-Tower (Junho/2002).
51
7 ANÁLISE OU COMPARAÇÃO/CRÍTICA
Dentro das condições apropriadas, ou seja, desde que o uso do CAD seja
compatível com o empreendimento, mais especificamente em relação ao
tipo de estrutura, e principalmente por que o custo de um concreto de alto
desempenho é bem maior, os concretos de alto desempenho destacam-se
por oferecer inúmeras vantagens em relação aos concretos convencionais,
como:
Valores de resistências, tanto a baixas idades, quanto a idades avançadas
mais altas;
As retrações por secagem são menores do que os concretos convencionais,
praticamente não se têm exudaçao, dada a baixa quantidade de água
utilizada no traço, e ausência de segregação no lançamento e adensamento,
dado a coesão que a quantidade de cimento e aditivos proporcionam. Mas, a
maior contribuição que o CAD pode oferecer é sem duvida nenhuma o
aumento da “durabilidade”, que pode ser facilmente constatado dado a sua
baixa permeabilidade, que impede a penetração e a ação dos agentes
agressivos responsáveis pelo deterioração do concreto.
Dentro das qualidades e benefícios que o CAD mostra, é notório que sua
aplicação é muito interessante, onde além de vários aspectos e tipos de
aplicações que já foram citados e que são diretamente beneficiados, existe
também o aspecto ecológico, onde as exigências em relação a preservação
do meio ambiente, ficam cada vez mais necessárias e as autoridades por
sua vez aumentam o grau de exigência com fiscalizações e leis mais
rigorosas aos grandes empreendedores do País.
Em relação a escolha da aplicação do CAD em certos empreendimentos,
deve se destacar que, esta escolha deve seguir critérios, que não só o custo,
mas também a real necessidade de sua aplicação. Por outro lado, cabe
também à industria da construção, principalmente os projetistas e calculistas
se interarem sobre as vantagens e desvantagens da aplicação do CAD, o
que até o momento ainda não é notado, haja visto o pequeno numero de
52
obras que utilizam este tipo de concreto no Brasil. Na década de 80, existia
um tabu para certos especialistas que diziam que este tipo de concreto só
poderia ser obtido em condições especiais, dentro de certos laboratórios. A
partir do momento que a sociedade da construção conhecer um pouco mais
sobre este tipo de aplicação, a engenharia brasileira estará dando mais um
passo para se firmar ainda mais no cenário mundial, como um pais que
possue engenharia de qualidade, competência e conseqüentemente muito
respeito.
53
8 CONCLUSÕES
O concreto de alto desempenho não é uma questão de moda passageira,
muito pelo contrário, o CAD já é uma realidade presente no nosso meio. A
definição mais atual de “concreto de alto desempenho” (CAD) atribui a esse
material características inequívocas de durabilidade. Apesar disso, ainda é
comum haver uma identificação do termo com o aumento da resistência a
compressão. Por exemplo, uma garagem externa de concreto pode ser
construída com concretos convencionais 20 MPa sob os padrões e normas
atuais. Certamente suas colunas e vigas serão um pouco maiores que se
tivesse sido utilizado um concreto de 80 MPa. O ciclo de vida desta garagem
seria muito curto se ela estivesse em um ambiente severo como as
edificações próximas a orla marítima, porque um concreto de 20 MPa não
pode proteger adequadamente o aço interno contra a corrosão provocada
pelo sal. A vida útil seria maior em um ambiente menos hostil, mas ainda
assim seria curta devido também ao efeito do carbono.
O estudo de viabilidade econômica mostra uma tendência clara de redução
de custos com o aumento da resistência do concreto. No edifício e-tower o
CAD exibe suas vantagens com o uso do fck 125.0 MPa aplicado nos pilares
mais solicitados, onde além de reduzir a seção destes e ganho nas fôrmas,
permitiu uma baixa permeabilidade e boa durabilidade contra o ataque de
agentes físicos e químicos normalmente responsáveis pela deterioração do
concreto. Para efeito de história, e até mesmo, podemos assim dizer de
marketing, existe um pilar na parte central do edifício onde o proprietário do
edifício irá fixar uma placa com referencia ao uso do CAD e sua
durabilidade, vale salientar que o concreto de 125 MPa são pigmentados na
cor terracota, diferenciando-os não só por isso, dos demais pilares da obra.
Portanto, no limiar do século XXI, não é difícil prever que o uso do concreto
de alto desempenho aumentará para ampliar a vida útil das estruturas de
concreto expostas a ambiente hostis. No meio técnico, ainda não se fala, em
concretos de alto desempenho com baixa permeabilidade, mas sem alta
resistência.
54
Uma outra razão que levará a um uso maior do concreto de alto
desempenho neste século é a preocupação ambiental da sociedade em
relação ao desperdício dos recursos naturais e energia que caracterizou os
séculos XIX e XX. O concreto de alto desempenho é mais ecológico que o
concreto comum, o CAD com sua micro-estrutura mais densa, oferece as
características desejadas com um volume menor de materiais empregados.
Partindo do principio que o sucesso destes concretos deve ser
acompanhado de uma boa técnica, e é isso que o tema se propôs a mostrar,
a industria da construção e principalmente os projetistas devem estar
atentos e tirar proveito desta resistência adicional oferecida pelo concreto
com uma baixa relação água/aglomerante.
55
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto e
execução de Obras de estruturas de concreto armado – procedimentos. Rio
de Janeiro. (1978).
____________________________________________.NBR 7212:Execução
de concreto dosado em central. (1984).
____________________________________________.NBR 12654:Controle
tecnológico de materiais componentes do concreto.(1992).
____________________________________________.NBR 12655:Preparo,
controle e recebimento de concreto. (1992).
AITCIN, P.C.; Concreto de Alto Desempenho. São Paulo: Ed.Pini, 2000.
ALMEIDA, I. R.; Superplastificantes, microssílica e durabilidade dos
concretos. Téchne. Revista de tecnologia da construção, Ed. Pini, set/out
1996.
AMERICA CONCRETE INSTITUTE (1990). ACI-Committee 363 – State of
the art report on high strength concrete. American Concrete Institute Journal.
BENEDICTO, J.L.L.; Contribuição ao estudo dos concretos de elevado
desempenho com adição de sílica ativa. (Exemplar de Defesa de Tese de
Doutorado apresentado a Universidade de São Carlos, 2000.
BRUNAUER, S. and COPELAND, L.E.; The chemistry of concrete,
Sci.Am. 1964.
COUTINHO, A. DE SOUZA; Fabrico e propriedades do betão. Laboratório
Nacional de Engenharia Civil, Lisboa, vol.I, p.401. 1988.
DINIZ, JOSÉ Z.F.; Visão nacional da durabilidade d concreto. Simpósio
sobre durabilidade do concreto. IBRACON. 1998.
56
FERNANDO, P. A. S.; Durabilidade das estruturas de concreto aparente
em atmosfera urbana. São Paulo: Ed. Pini, 1995.
MALDONADO,
dosificacion
N.G.;
de
Hacia
hormigones
una
metodologia
de
alta
comprensiva
perfomance
de
desempenho
realizados no Brazil. (Tese de doutorado apresentada à Unversidad
Tecnológica Nacional de Mendonza june, pp.82-93.
MALHOTRA, V.M.; Superplasticizes in concrete. American Concrete
Institute, SP-62, Detroit, Michigan. 1979.
MEHTA, P.K.; MONTEIRO, P.J.M.; Concreto: Estrutura, Propriedades e
Materiais. São Paulo: Ed.Pini, 1994.
PETRUCCI, E..G.R.; Concreto de Cimento Portland. 9.ed. Porto Alegre:
Globo, 1993.
SILVA FILHO, A F.; Emprego de concreto de alto desempenho na Bahia.
Um relato histórico: início, estágio atual, perspectivas. International
Congress on high-perfomance concrete, and perfomance and quality of
concrete structures. Florianópolis, pp.118-125. 1996.
________________(1996) Estudos e pesquisas sobre concreto de elevado
desempenho realizados no Brazil. International Congress on highperfomance concrete, and perfomance and quality of concrete
structures. Florianópolis, june, pp.82-93.
________________(1998)
superplastificantes
em
Influencia
concretos
de
dos
alto
aditivos
plastificantes
desempenho.
e
UNICAMP.
Campinas, junho1998.
57
________________(1994) Influencia dos agregados na qualidade dos
concretos de alto desempenho. Revista Ibracon. São Paulo, ago/set.1994,
ano IV, n.9, p.36-41.
________________(1972) Durabilidade do Concreto. (Realizado pelo
Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT). IBRACON - Anais do Colóquio.
São Paulo, junho1972.
________________(2003)
Concretos
Especiais.
(Seminário
Técnico-
Comercial para Vendedores e Gerentes - Realizado pelo Departamento
Técnico Operacional). ENGEMIX S.A. São Paulo, Belo Horizonte, Curitiba e
Campinas, set/out. 2003.
58
ANEXO 1
ü Carta do IPT, data de 24/04/2003 a Engemix S/A.
ü Relatórios de resistências (3), enviados a Comissão do Premio Master
Imobiliário 2001.
ü Agradecimentos
da
Tecnum,
a
equipe
multidisciplinar
que
participaram e ainda estão participando do Empreendimento.
ü Repercussão dos meios de comunicação sobre o e-Tower.
59