EDUARDO REBELLO MIGUEL
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO
Trabalho de Concluso de Curso apresentado Universidade Anhembi Morumbi no mbito do Curso de Engenharia Civil com nfase Ambiental.
SO PAULO 2003
EDUARDO REBELLO MIGUEL
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO
Trabalho de Concluso de Curso apresentado Universidade Anhembi Morumbi no mbito do Curso de Engenharia Civil com nfase Ambiental. Orientador: Prof. Eng Fernando Jos Relvas
SO PAULO 2003
AGRADECIMENTOS
Agradeo ao Professor Engenheiro Fernando Jos Relvas pela orientao
dada no tema do trabalho.
Agradeo ao Professor Doutor Mestre Engenheiro Jos Rodolfo Scarati
Martins pela colaborao e orientao dada na execuo do trabalho.
Agradeo aos meus pais, Manuel Amilcar Miguel e Ivone M Rebello Miguel,
por todo apoio e dedicao para a minha formao acadmica.
Agradeo a minha namorada, Doutora Isabela Gil Rgis do Amaral, por todo
amor, carinho e apoio.
SUMRIO
RESUMO ...................................................................................................... III
ABSTRACT .................................................................................................. IV
LISTA DE FIGURAS......................................................................................V
LISTA DE FOTOGRAFIAS...........................................................................VI
LISTA DE TABELAS...................................................................................VII
1 INTRODUO........................................................................................ 1
2 OBJETIVOS ........................................................................................... 3
2.1 Objetivo Geral .............................................................................................. 3
2.2 Objetivo Especfico .................................................................................... 3
3 METODOLOGIA DO TRABALHO ......................................................... 4
4 JUSTIFICATIVA ..................................................................................... 5
5 REVISO BIBLIOGRFICA .................................................................. 6
5.1 Definio do CAD........................................................................................ 6
5.2 Evoluo Histrica ..................................................................................... 8
5.3 Materiais Empregados............................................................................. 12 5.3.1 Cimento................................................................................................. 13
5.3.2 Agregados ............................................................................................ 14
5.3.3 gua ...................................................................................................... 16
i
5.3.4 Aditivos ................................................................................................. 16
5.3.5 Adies Minerais ................................................................................. 18
5.4 Produo, Lanamento e Controle do CAD....................................... 20
5.5 Propriedades Mecnicas......................................................................... 26
5.6 Durabilidade ............................................................................................... 28
5.7 Vantagens do CAD ................................................................................... 31
6 EXEMPLOS DE OBRAS COM CAD .................................................... 33
6.1 Edifcio Scotia Plaza................................................................................. 35
6.2 Edifcio Water Tower Place .................................................................... 38
6.3 Petronas Tower ......................................................................................... 40
7 ESTUDO DE VIABILIDADE ECONMICA.......................................... 43
7.1 Estudo 1....................................................................................................... 44
7.2 Estudo 2....................................................................................................... 47
8 CONCLUSES..................................................................................... 55
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS............................................................ 57
ii
RESUMO
Este trabalho define e aborda o uso do Concreto de Alto Desempenho
(CAD), demonstrando a sua eficincia na construo civil e sua evoluo
tecnolgica ao longo dos anos. So apresentados os tipos e caractersticas
especficas dos materiais utilizados na sua composio e alguns parmetros
considerados para a produo e controle do CAD.
No trabalho destacado a sua alta resistncia compresso e suas
propriedades mecnicas diferenciadas do concreto convencional, assim
como sua alta durabilidade mesmo em ambientes agressivos. So citadas as
vantagens tcnicas e econmicas ao se especificar o CAD em obras civis.
So apresentados trs casos que utilizaram este material na sua execuo e
dois estudos de viabilidade econmica do uso do concreto de alto
desempenho comparados ao concreto convencional em edificaes. O uso
do CAD demonstrou uma reduo na quantidade de materiais utilizados e
economia de custo da ordem de 11% nesses estudos apresentados.
iii
ABSTRACT
This work defines and it approaches the use of the High-Performance
Concrete (HPC), demonstrating his efficiency in the civil building and his
technological evolution along the years. The types and specific
characteristics of the materials used in his composition are presented and
some parameters considered for the production and control of HPC.
In the work his high resistance to the compression is detached and their
differentiated mechanical properties of the conventional concrete, as well as
his high durability even in aggressive atmospheres. The technical and
economical advantages are mentioned when HPC in civil works is specified.
There are presented three cases that used this material in their execution
and two studies of economical viability of the use of the high-performance
concrete compared to the conventional concrete in constructions. The use of
HPC demonstrated a reduction in the amount of used materials and
economy in the order of 11% in these presented studies.
iv
LISTA DE FIGURAS
Figura 5.1: Utilizao de Ao e CAD nos Edifcios mais Altos do Mundo .... 11
Figura 5.2: Materiais Empregados na Composio do HPC = CAD ............ 12
Figura 5.3: Influncia do Agregado Grado no Concreto............................. 15
Figura 5.4: Exemplo de trao do Concreto para fck > 80 MPa..................... 22
Figura 5.5: Evoluo Relativa de Resistncias ............................................ 24
Figura 5.6: Faixa entre fck e fcd................................................................... 26
Figura 5.7: Comparao entre CAD e Concreto Usual, Carbonatao........ 29
Figura 5.8: Comparao entre CAD e Concreto Usual, Cloretos................. 29
Figura 7.1: Croqui da Planta do Edifcio Estudado....................................... 47
Figura 7.2: Redues de Seo para os pilares do Modelo I....................... 49
Figura 7.3: Distribuio da Resistncia compresso no Modelo II............ 50
Figura 7.4: Distribuio da Resistncia compresso no Modelo III........... 50
Figura 7.5: Volume de CAD em comparao ao Volume total de concreto . 51
Figura 7.6: Custo Total dos Modelos I, II e III .............................................. 53
Figura 7.7: Custo Total de cada Edifcio (concreto + ao + frmas) ............ 53
v
LISTA DE FOTOGRAFIAS
Foto 5.1: Diferena de um Concreto sem e outro com Superplastificante ... 23
Foto 5.2: Concreto com Pigmento e Superplastificante ............................... 23
Foto 5.3: Comparao da Microestrutura do CAD e Concreto Usual........... 27
Foto 6.1: Edifcio Scotia Plaza ..................................................................... 35
Foto 6.2: Edifcio Water Tower Place........................................................... 38
Foto 6.3: Petronas Tower............................................................................. 40
Foto 7.1: Foto do Edifcio Estudado ............................................................. 48
vi
LISTA DE TABELAS
Tabela 5.1: Grupos de Resistncia ................................................................ 6
Tabela 5.2: Classificao dos Concretos ....................................................... 7
Tabela 5.3: Evoluo do consumo mdio mundial de cimento, per capita..... 9
Tabela 5.4: Cimentos Mais Indicados .......................................................... 13
Tabela 5.5: Limites para produo de 1 m de CAD .................................... 21
Tabela 5.6: Resistncia do CAD em funo da Relao a/c........................ 26
Tabela 6.1: Edifcios Executados com CAD................................................. 34
Tabela 6.2: Dados Edifcio Scotia Plaza ...................................................... 36
Tabela 6.3: Concreto desenvolvido para o Scotia Plaza.............................. 36
Tabela 6.4: Evoluo da Idade do Concreto ................................................ 37
Tabela 6.5: Dados Edifcio Water Tower Place............................................ 39
Tabela 6.6: Dados Petronas Tower.............................................................. 41
Tabela 7.1:Consumo de Materiais para Execuo de um Pavimento.......... 44
Tabela 7.2: Custo Comparativo da Estrutura ............................................... 46
Tabela 7.3: Consumo e Custo do Concreto nos Modelos............................ 51
Tabela 7.4: Consumo e Custo do Ao nos Modelos .................................... 52
Tabela 7.5: Consumo e Custo de Frmas nos Modelos .............................. 52
vii
1 INTRODUO
O concreto foi inventado em meados do sculo XIX e os primeiros edifcios
em concreto armado foram construdos h pouco mais de um sculo
(SERRA, 1997). Desde ento o concreto permaneceu uma mistura de
cimento, agregados diversos e gua. Contudo, nos ltimos anos a pesquisa
vem propondo alteraes significativas nessa situao.
Os avanos tecnolgicos na rea da engenharia civil no ficam por conta
apenas da utilizao de novos equipamentos e processos construtivos. Este
avano pode ser percebido tambm no uso de novos materiais e na melhoria
das qualidades dos materiais j existentes. Atualmente, encontramo-nos
numa etapa de desenvolvimento da tecnologia do concreto na qual no s o
proporcionamento dos materiais e suas propriedades so estudadas, mas
aonde a prpria utilizao de materiais, at ento no presente nas fases
constituintes de concretos tradicionais, so utilizados.
A necessidade de promover avanos na qualidade do concreto foi percebida
em funo de dois aspectos, sua resistncia mecnica e durabilidade. Era
necessrio superar as limitaes do concreto quando comparado ao ao,
principalmente na estrutura de edifcios muito altos e quanto durabilidade,
era necessrio superar o rpido envelhecimento das estruturas de concreto
armado, decorrente da infiltrao de gua nos capilares, carbonatao,
despasivao e conseqente corroso das armaduras.
O concreto de alto desempenho (CAD), foi desenvolvido na Noruega na
dcada de 1950 e adotado no Brasil h cerca de dez anos, era conhecido no
incio como concreto de alta resistncia (CAR) devido sua alta resistncia
caracterstica compresso. Durante muito tempo essa vantagem suplantou
outras de igual importncia como durabilidade e compacidade, at que a
1
nova definio se tornasse consenso no meio tcnico (TCHNE, 2002).
Assim, concretos com resistncia a compresso em torno de 100 MPa
podem ser obtidos e utilizados em obras comuns, com uma srie de
vantagens em relao aos concretos normais, dentre elas a sua maior
durabilidade.
2
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Abordar o uso do Concreto de Alto Desempenho (CAD) demonstrando a sua
eficincia na construo civil e apresentar algumas informaes de estudos
realizados sobre o CAD, sua conceituao e suas principais caractersticas,
destacando sua elevada resistncia compresso e sua alta durabilidade.
Fornecer exemplos de utilizao deste material e um comparativo de custos
de um mesmo caso dimensionado para concreto usual e concreto de alto
desempenho.
2.2 Objetivo Especfico
Como objetivos especficos deste trabalho sobre o Concreto de Alto
Desempenho destacam-se:
Definio e principais caractersticas; Evoluo histrica; Os materiais utilizados na sua elaborao; Produo, lanamento e controle; Caractersticas fsicas e mecnicas; Exemplos de obras que utilizaram este material; Vantagens tcnicas e econmicas ao especificar este tipo de
concreto.
3
3 METODOLOGIA DO TRABALHO
A metodologia do trabalho foi desenvolvida considerando diversas fontes de
pesquisa.
Os conceitos bsicos que norteiam o tema do estudo foram extrados de
livros tcnicos. Os sites da Internet contriburam na busca de artigos e
informaes adicionais sobre o tema.
As normas tcnicas com especificaes sobre temas relacionados ao estudo
foram coletadas para elucidar o trabalho.
Anais de congressos foram de grande valia para apresentao de relato de
casos prticos da aplicao do concreto de alto desempenho, assim como
depoimentos na utilizao do material estudado proporcionaram demonstrar,
exemplificar e ilustrar o estudo.
4
4 JUSTIFICATIVA
Talvez poucas pessoas tenham conhecimento disso, mas o concreto o
segundo material mais utilizado no mundo, atrs apenas da gua
(MONTEIRO, 2003). Atravs do emprego do concreto armado tem sido
construda a maioria das obras de infra-estrutura dos pases, assim como
edificaes residenciais, comerciais e industriais. Essa enorme aceitao do
concreto justifica-se pelas suas caractersticas excepcionais de versatilidade,
durabilidade, economia e resistncia.
A durabilidade do concreto usual est se tornando um assunto de
preocupao na maioria dos pases porque um nmero muito grande de
estruturas de concreto apresenta srios sinais de deteriorao. Nos ltimos
tempos a questo da durabilidade tem ganhado nfase e devido a sua
importncia j absorve grande parte da ateno dos engenheiros.
Outra caracterstica fundamental do concreto a sua resistncia, visto que
um concreto mais resistente proporciona estruturas mais esbeltas, levando a
um melhor aproveitamento das reas a serem projetadas. Nos ltimos anos
tem havido uma maior utilizao de concretos com resistncia compresso
acima de valores que antes eram normalmente empregados.
Considerando que a meta ideal construir estruturas resistentes, com maior
durabilidade, potencializando o espao arquitetnico e reduzindo os custos
de manuteno, o Concreto de Alto Desempenho pode ser uma boa
alternativa, por apresentar propriedades relativamente superiores s do
concreto tradicional. Portanto divulgar informaes sobre este material
relativamente novo no Brasil de grande valia, contribuindo para o
desenvolvimento da Engenharia Civil.
5
5 REVISO BIBLIOGRFICA
5.1 Definio do CAD
Para definir o concreto de alto desempenho (CAD) ou high-perfomance
concrete (conhecido internacionalmente como HPC) deve ser feita uma
definio de concreto de alta resistncia, pois o CAD no apenas um
concreto com uma resistncia mecnica elevada.
Definem-se concretos de alta resistncia aqueles que apresentam mdias de
resistncia compresso unixial acima das usuais em um dado local ou
poca (DAL MOLIN et alli, 1997).
Conforme a NBR 8953 (1992), os concretos so classificados em dois
grupos conforme a tabela abaixo:
Tabela 5.1: Grupos de Resistncia
Grupo I de Resistncia
Resistncia caracterstica a
compresso (MPa)
Grupo II de Resistncia
Resistncia caracterstica a
compresso (MPa)
C10 10 C55 55
C15 15 C60 60
C20 20 C70 70
C25 25 C80 80
C30 30
C35 35
C40 40
C45 45
C50 50
Fonte: NBR 8953, 1992.
6
A classificao proposta por AMARAL FILHO (1997) tem uma certa
coerncia com a tendncia norueguesa sempre respeitvel por ser o centro
mais avanado do mundo em concretos de alto desempenho.
Tabela 5.2: Classificao dos Concretos
Classe Resistncia compresso
(MPa)
Equipamentos de produo
Materiais Diagrama Tenso x
deformao x
Diagramas de tenses de
compresso na flexo simples
Tipo de ruptura
compresso
Baixa
< 25
Canteiro Comum
Cimento Portland
areia agregados
comuns
Parablico c/ ntido
patamar longo da
plastificao
Retangular
(estdio III)
Fratura spera
com agregados
intactos
Mdia
25 50
Centrais com bom
controle
tecnolgico
Cimento Portland
areia agregado
comum
superplastificante
(com ou sem m.s.
ou Fly Ash)
Parablico c/ patamar
ntido, mas menor
Retangular
(estdio III)
Fratura spera
com parte dos
agregados
rompidos
Alta
50 90
Centrais com
rigoroso controle
tecnolgico
Cimento Portland
areia agregado
muito bom
superplastificante
Microslica Baixo
teor a/c
Triangular c/ pequeno
patamar
Triangular ou
trapezoidal
Fratura lisa
com agregados
cisalhados
(ruptura frgil)
Ultra
Alta
90 100
Fbricas de pr-
moldados e
instalaes
especiais
Cim. Portland
Areia de bauxita
calcinado
agregado idem ou
de ferro
superplastificante
microsilica
Baixssimo teor
a/c
Diagrama x a
determinar em cada
caso
A determinar
Diferente em
cada caso
ruptura
totalmente
frgil
Fonte: AMARAL FILHO, 1997.
DINIZ (1997) destaca que se costuma distinguir a diferena de concreto de
alto desempenho e concreto de alta resistncia, sendo alto desempenho
relacionado principalmente durabilidade do concreto e que alguns
7
concretos atingem um bom desempenho a partir de uma resistncia de
compresso aos 28 dias de 35 MPa e os concretos de alta resistncia so
considerados acima dos 55 MPa de resistncia compresso.
Atualmente aplica-se o conceito ampliado de concreto de alto desempenho,
que alm do aumento da resistncia mecnica contempla tambm uma
maior durabilidade.
A reduo na quantidade de gua, isto , a reduo na relao gua/cimento
(a/c), aumenta a resistncia do concreto, mas reduz a trabalhabilidade do
concreto fresco. Por isso os concretos de alto desempenho so produzidos
com aditivos que permitem reduzir a quantidade de gua mantendo e at
melhorando a trabalhabilidade.
A adio da slica ativa ou outros fillers preenche os vazios da zona de
transio do aglomerante/agregado, proporcionando uma estrutura mais
compacta.
Pode-se dizer que CAD sinnimo de concreto com slica ativa, pois esta,
como regra geral, a nica forma de obter-se as qualidades requeridas
dentro do enfoque custo-benefcio (AMARAL FILHO, 1998).
5.2 Evoluo Histrica
A partir do patenteamento do cimento Portland por Joseph Aspdin em 1824
na Inglaterra e a conseqente difuso da fabricao mundial, o concreto tem
sido o material de construo civil mais utilizados em todas as regies do
mundo (HELENE, 1997). As estatsticas demonstram que o consumo de
cimento mdio mundial, per capita, tem aumentado progressivamente neste
8
sculo, estando em 1990 com 210 kg/habitante/ano, quase quatro vezes o
consumo em 1950, conforme mostra a tabela (HELENE,1997).
Tabela 5.3: Evoluo do consumo mdio mundial de cimento, per capita
Ano/dcada 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990
Consumo - kg/hab/ano 19 38 40 55 104 158 203 210
Fonte: HELENE, 1997.
S no ano de 2000 o Brasil produziu cerca de 39,6 milhes de toneladas de
Cimento Portland (ABCP, 2003).
O concreto de alto desempenho (CAD), foi desenvolvido na Noruega na
dcada de 1950 (TCHNE, 2002) e FREEDMAN (apud AITCIN, 2000) diz
que no incio de 1960 comeou a ser usado em quantidades significativas
em estruturas importantes nos EUA.
Naquele tempo muitos projetistas estavam satisfeitos em projetar estruturas
baseadas em concretos de 15 a 20 MPa, os quais eram bem conhecidos,
econmicos e seguros (AITCIN, 2000). No era bvio para a maioria dos
engenheiros que o concreto um dia deslocaria o ao na construo de
arranha-cus, a sabedoria daquela poca era que o concreto era bom
apenas para ser usado nas fundaes e na construo dos pisos dos
edifcios de grande altura ou para proteger elementos estruturais contra o
fogo.
AITCIN (2000) diz que as resistncias compresso pararam de crescer em
torno dos 60 MPa porque uma barreira tcnica foi encontrada, que somente
poderia ser superada com a disponibilidade de novos materiais.
No comeo de 1970 era impossvel fazer concreto com uma resistncia
compresso maior que 60 MPa porque os redutores de gua de que se
dispunha normalmente poca no eram capazes de reduzir mais a relao
gua/cimento (a/c) BLICK (apud AITCIN, 2000).
9
BLICK (apud AITCIN, 2000) diz tambm que era necessrio encontrar
redutores de gua que apresentassem os menores efeitos indesejveis,
objetivando reduzir a relao a/c tanto quanto possvel, pois os concretos de
alto desempenho eram entregues com um abatimento muito baixo,
tipicamente de 75 mm a 100 mm.
Foi no final dos anos 60 que os superplastificantes (superfluidificantes) foram
pela primeira vez usados no concreto, a sua introduo ocorrendo quase
que simultaneamente no Japo e na Alemanha. HATTORI, MEYER (apud
AITCIN, 2000).
Durante a dcada de 1980, a dosagem dos superplastificantes foi
aumentando pouco a pouco e comeou-se a perceber que poderiam ser
usados como um redutor de gua de grande efeito RONNEBERG (apud
AITCIN, 2000). Com o uso de uma dosagem elevada de superplastificante
descobriu que era possvel reduzir a relao a/c do concreto at 0,30 e ainda
obter um abatimento inicial de 200 mm, visto que antes os concretos com
redutores de gua eram entregues com abatimento inicial de apenas 75 mm
a 100 mm. BLICK (apud AITCIN, 2000).
AITCIN (2000) relata que um concreto com relaes de a/c to baixas,
alguns cimentos Portland comerciais comeavam a deixar a desejar em
termos de resistncia compresso, entretanto com uma seleo cuidadosa
do cimento e do superplastificante era possvel diminuir a relao a/c.
No inicio dos anos 80 a slica ativa comeou a ser utilizada na Amrica do
Norte, embora ao final dos anos 70 na Escandinvia, a slica ativa comeou
a ser utilizada como material cimentcio suplementar no concreto (AITCIN,
2000).
Foi rapidamente reconhecida a vantagem particular de usar a slica ativa
como uma pozolana muito fina e reativa no concreto de alto desempenho, foi
10
mostrado que possvel tornar trabalhveis concretos com resistncias
compresso acima de 100 MPa (TCHNE, 2002).
A figura 5.1 mostra a mudana gradual da utilizao do ao por concreto,
baseada na publicao de BEEDLE (apud DAL MOLIN et alli, 1997) sobre os
cem edifcios mais altos do mundo.
Figura 5.1: Utilizao de Ao e CAD nos Edifcios mais Altos do Mundo
Fonte: BEEDLE (apud DAL MOLIN et alli, 1997).
A aceitao e o uso do CAD est crescendo devagar em muitos pases: na
verdade, seu uso ainda representa uma percentagem muito baixa do
mercado do concreto, entretanto vrios pases lanaram importantes
programas de pesquisa especficos sobre o CAD no final dos anos 80
(AITCIN, 2000).
11
5.3 Materiais Empregados
De forma geral, os materiais utilizados no concreto de alto desempenho so
os mesmos utilizados no concreto convencional.
Figura 5.2: Materiais Empregados na Composio do HPC = CAD
Fonte: ABCP, 1997.
Os CADs requerem materiais constituintes de boa procedncia e alta
qualidade. So utilizados cimentos Portland, agregados midos e grados,
gua potvel, aditivos plastificantes redutores de gua e, eventualmente,
adies de slica ativa e aditivos superplastificantes.
A seleo de materiais para produo do CAD no simples, pois existem
cimentos e agregados com grandes variaes nas suas composies e
propriedades e ainda no foi estabelecida, na opinio de AITCIN (2000),
uma diretriz clara do tipo de cimento e agregado mais apropriado para
utilizao em CAD.
AITCIN (2000) ressalta, deve ser admitido que, at o presente momento, o
progresso no campo do CAD tem sido fruto de uma abordagem emprica
mais do que fundamental e cientfica.
12
5.3.1 Cimento
Os tipos de cimento atualmente produzidos no Brasil so o cimento Portland
comum, cimento Portland comum com adies, cimento Portland de alto-
forno, cimento Portland composto, cimento Portland pozolnico e cimento
Portland de alta resistncia inicial. Dentre dessas categorias, so fabricados
ainda cimentos resistentes a sulfatos (SOUZA, 1998).
Na opinio de HOWARD (apud DAL MOLIN et alli, 1997), no existem
critrios cientficos que especifiquem o cimento mais adequado para a
produo do CAD.
Segundo AMARAL FILHO (1997) podem ser utilizados os do tipo Portland
comuns com as pequenas adies permitidas pelas normas.
Em geral, so utilizados cimentos Portland de hidratao rpida e com
menores teores de pozolana ou escria, mas essas adies aumentam a
durabilidade do concreto em ambientes agressivos onde h altos teores de
sulfatos e cloretos (TCHNE, 2002).
A tabela 5.4 mostra os cimentos fabricados no Brasil mais indicados para a
produo do concreto de alto desempenho.
Tabela 5.4: Cimentos Mais Indicados
Cimento Classe de Resistncia Norma
CP I e I.S 40 NBR 5732
CP II.E 40 NBR 11578
CP V ARI NBR 5733
Fonte: ABCP, 1999.
SIMPLICIO (2003) no indica o uso do cimento aluminoso justificando para
isto que o mesmo no de uso corrente, e vrias normas o probem devido
13
possibilidade de corroso por lcalis e por causa do fenmeno de
converso que uma perda de resistncia geralmente inevitvel em climas
temperados.
5.3.2 Agregados
A qualificao dos agregados para o emprego em concretos de alto
desempenho baseia-se no atendimento das exigncias mnimas prescritas
nas normas atuais para concretos convencionais (NBR 7211, 1983; NBR
12654, 1992). Alm destas exigncias, outros aspectos devem ser
considerados para elaborao do CAD.
A seleo dos agregados particularmente resistentes no necessria para
a produo do concreto usual. Geralmente, apenas necessrio verificar se
as exigncias de desempenho das normas para agregados esto sendo
atendidas. Por outro lado, no CAD, a pasta hidratada de cimento e a zona de
transio podem ser to resistentes que, se os agregados, particularmente
os grados, no forem suficientemente resistentes, eles podem tornar-se o
elo mais fraco dentro do concreto (AITCIN, 2000).
De acordo com SIMPLICIO (2003), os agregados so os componentes que
iro limitar a resistncia compresso do concreto. O mdulo de
elasticidade (E) vai depender quase exclusivamente do tipo de agregado
utilizado na produo do CAD (AMARAL FILHO, 1998).
a) Agregados Grados
Os agregados grados devem apresentar elevada resistncia compresso,
baixo ndice de abraso Los Angeles, baixo teor de materiais friveis e boa
aderncia pasta de cimento. As maiores resistncias so obtidas com
basaltos e diabsios. Os agregados devem ser sos e no-reativos com os
lcalis do cimento, apresentando gros com dimenso mxima caracterstica
14
de 25 mm, o que reduz os efeitos negativos da zona de transio
pasta/agregado e propicia concretos de resistncia mais elevada. So
recomendadas as britas de gros prximos a uma esfera, mas com boa
rugosidade superficial para proporcionar uma boa aderncia. Seixos rolados
e pedregulhos em geral no propiciam concretos com resistncia
compresso maior que 50 MPa, dentro de condies economicamente
viveis (TCHNE, 2002).
De acordo com OREILLY DAZ (1998) para os agregados grados naturais,
comumente empregados nos concretos convencionais, tem-se conseguido
resistncias em torno de 120 MPa.
Figura 5.3: Influncia do Agregado Grado no Concreto
Fonte: ABCP, 1999.
Em concretos de at 20 MPa conveniente desde que a geometria da
estrutura assim o permita, produzir concretos com agregados de tamanho
grande, porm no caso de concretos de alto desempenho prefervel utilizar
agregados grados de pequena dimenso (ABCP, 1999).
AITCIN (2000), relata que quanto mais alta for resistncia compresso
pretendida, menor deveria ser o tamanho mximo do agregado grado.
Concretos com resistncia compresso de mais de 125 MPa tm sido
15
produzidos at hoje, com agregado grado tendo tamanho mximo de 10mm
a 14mm
b) Agregados Midos
Os agregados midos devem demandar a menor quantidade possvel de
gua para obteno de mxima plasticidade e fluidez do concreto.
importante que uma grande quantidade de gros fiquem retidos nas peneiras
de malhas de abertura 2,4; 0,30 e 0,15 mm. Em contrapartida deve-se evitar
a reteno de elevados teores nas peneiras 1,2 e 0,6 mm. So preferveis
areias de gros arredondados, e devem-se evitar agregados midos modos
ou artificiais (TCHNE, 2002).
A granulometria da areia deve crescer proporcionalmente resistncia
compresso e ao consumo de cimento, prefervel o mdulo de finura na
faixa de 2,70 a 3,00 quando disponvel (AITCIN, 2000).
Para as areias, por exemplo, resistncias de at 170 MPa podem ser
atingidas utilizando-se areias naturais, para valores maiores de resistncia
torna-se necessrio a utilizao de areia artificial (OREILLY DAZ, 1998).
5.3.3 gua
De acordo com o ACI 363 (1991) os requisitos de qualidade da gua para
concretos de alto desempenho so os mesmos que para concretos
convencionais.
5.3.4 Aditivos
De acordo com J.Calleja (apud SOUZA, 1998), os aditivos so produtos
que, acrescentados aos aglomerantes no momento de sua elaborao, e em
condies adequadas, nas formas convenientes e nas doses precisas, tem
16
por finalidade modificar ou implementar, em sentido positivo e em carter
permanente, certas propriedades do conglomerado, para seu melhor
comportamento em todos ou em algum aspecto, tanto no estado fresco
como endurecido.
Os superplastificantes so produtos qumicos adicionados ao concreto em
teores que no ultrapassam 5 % em relao massa de cimento. Os
superplastificantes permitem a execuo de concretos de elevada
resistncia e baixssimo teor gua/cimento (TCHNE, 2002).
Recomenda-se estudar a compatibilidade cimento/aditivo, pois os aditivos
superplastificantes so sensveis composio dos cimentos e vice-versa.
Esses estudos experimentais podem ser realizados em pastas atravs do
ensaio do mini slump ou atravs do ensaio do Cone de Marsh, utilizado no
estudo da fluidez de caldas de injeo de bainhas de cabos de protenso. O
ideal, no entanto, estudar a eficincia desses aditivos em concretos, mas
este estudo mais oneroso e mais demorado que o simples e rpido estudo
em pastas (ABCP, 1999).
Existem quatro famlias principais de superplastificantes comerciais segundo
BRADLEY (apud AITCIN, 2000):
1. Sais sulfonados de policondensados de naftaleno e formaldedo,
usualmente denominados polinaftalenos sulfonados ou mais
simplesmente superplastificantes de naftaleno;
2. Sais sulfonados de policondensados de melanina e formaldedo,
usualmente denominados polimelaninas ou mais simplesmente
superplastificantes de melanina;
3. Lignossulfonatos com teores muito baixos de acar e de
surfactantes;
4. Poliacrilatos.
17
Atualmente, as bases mais largamente usadas para fazer superplastificantes
so dos dois primeiros tipos (naftaleno e melanina) e eles podem ser usados
em conjunto com redutores de gua, com retardadores de pega e ainda com
aceleradores (AITCIN, 2000).
Estes aditivos redutores de gua conduzem a um aumento de retrao e so
teis por permitirem uma reduo do fator a/c. Possuem efeito relativamente
curto, em torno de 60 minutos e no influenciam de forma nenhuma a
resistncia final do concreto (SIMPLICIO, 2003).
5.3.5 Adies Minerais
Aditivos minerais como a microsslica (slica ativa) ou as cinzas volantes,
possuem duas formas bsicas de atuao no concreto: uma fsica,
denominado efeito filler (preenchimento dos vazios), que colabora para
aumentar a coeso e a compacidade tanto da fase pasta quanto da ligao
agregado-pasta, e outra qumica, a clssica reao pozolnica de
transformao do frgil hidrxido de clcio no resistente silicato de clcio
hidratado (ALMEIDA, 1997).
A slica ativa um p fino pulverizado de tom cinza, subproduto da
fabricao do silcio metlico, das ligas de ferro-silcio e de outras ligas de
silcio (AITCIN, 2000).
Atua no concreto alterando suas caractersticas tanto no estado fresco
quanto no estado endurecido e sua ao est diretamente ligada s suas
caractersticas pozolnicas, com teores de slica amorfa, SiO2, maior ou
igual a 85 % em sua composio, e de seu efeito microfiller, devido a
partculas esfricas com dimetro mdio da ordem de 0,2 m que, alm de
preencherem os vazios, colaboram para maior reatividade do material
(SOUZA, 1998).
18
Atualmente a slica ativa disponvel em quatro diferentes formas: em bruto,
como produzida, em forma de nata de slica ativa, em forma densificada e
misturada com o cimento Portland (AITCIN, 2000).
Os gros da slica ativa so cerca de cem vezes menores que os do cimento
e preenchem os espaos vazios existentes na zona de transio entre
cimento e agregado (TCHNE, 2002).
De acordo com SOUZA (1998), comparando os concretos convencionais, os
concretos com slica ativa apresentam as seguintes vantagens:
Maiores resistncias compresso e trao;
Menor permeabilidade, porosidade e absortividade;
Maiores resistncias abraso e eroso;
Maior resistncia a ataques qumicos, como de sulfatos e de cloretos;
Maior aderncia concreto novo concreto velho;
Menor ndice de reflexo no concreto projetado.
BONINI et all (1999) destaca que um concreto com 8% de slica ativa do
peso de cimento utilizada na composio de um concreto incrementa 50 %
na aderncia mdia e 57 % na aderncia de ruptura entre concreto e
armadura.
Dados os materiais disponveis atualmente, quase impossvel exceder o
limite de 100 MPa de resistncia compresso em um determinado
concreto sem usar a slica ativa na sua composio (AITCIN, 2000).
19
5.4 Produo, Lanamento e Controle do CAD
A produo, o transporte e o lanamento do CAD devem ser da mesma
forma que um concreto usual, com maior ateno no fato da enorme coeso
das partculas o que exige concretos de abatimento do tronco de cone um
pouco maior que os usuais, ou seja, mais fluidos (AITCIN, 2000).
Em geral o CAD muito trabalhvel e de fcil assimilao pela mo de obra
operacional, que gosta da substituio do concreto convencional pelo CAD
(ABCP, 1999).
De acordo com AITCIN (2000), para obter sucesso na produo de um
concreto de 100 MPa, por exemplo, exige-se:
Um agregado muito resistente, limpo, spero e cbico (com algumas excees para cascalhos glaciares);
Um cimento com desempenho notavelmente bom, tanto reologicamente com em termos de resistncia;
Um superplastificante que seja totalmente compatvel com o cimento selecionado.
Pouco tem sido feito na rea dos mtodos de dosagem do CAD, at
recentemente pesquisadores e produtores de concreto tendiam a adotar ou
modificar formulas convencionais, testadas ao longo do tempo. Em qualquer
caso, ainda no existem mtodos rpidos e seguros para formular o CAD
(OREILLY DAZ, 1998). Atravs dos anos, foi desenvolvido e usado com
sucesso, na Universidade de Sherbrooke, um mtodo semi-emprico que
simples de compreender e fcil de ser colocado em prtica (AITCIN, 2000).
Os traos dos CADs so muito sensveis a qualquer variao das
propores, especialmente na quantidade de gua, um aumento de 3 a 5
20
litros por metro cbico na mistura pode representar um decrscimo de 10 a
20 MPa na resistncia a compresso (AITCIN, 2000).
SERRA (1997) indica as propores usuais dos diversos materiais para
produzir 1 m de concreto de alto desempenho, em mdia, dentro dos
seguintes limites conforme a tabela 5.5.
Tabela 5.5: Limites para produo de 1 m de CAD 400 kg < Cimento < 600 kg
650 kg < Agregado Mido < 750 kg
1000 kg < Agregado Grado < 1100 kg
1% < Superfluidificantes < 2%
(do peso do cimento)
120 kg < gua < 160 kg
7% < Slica Ativa < 15%
(do peso do cimento)
Fonte: SERRA, 1997.
O trao exemplificado a seguir da estrutura utilizada no edifcio E-Tower,
localizado em So Paulo/SP Brasil, no qual obteve resistncia
compresso de 125 MPa, um valor relativamente alto e portanto nota-se
uma leve diferena nos limites de trao citado acima por SERRA, 1997.
21
Material Caracterstica Massa (Kg) Proporo
Cimento CP V ARI Alta Resistncia Inicial - RS 623 1
Pedra Brita 1basalto (pedreira basalto/Campinas-SP) 1027 1,65
Areia Quartzo rseo Itaporanga (granulometria constante) 550 0,88
Slica Ativa Camargo Corra 93 0,15
Pigmento xido de ferro 4% Bayer 25 0,04
Gelo Toda gua do trao com relao a/c 0,18
(gua/aglomerante) 130 0,18
Aditivo 1 Super plastificante de 3 gerao ( ~ 1%) 6,2 0,01
Aditivo 2 Estabilizador da hidratao ( ~ 0,5%) 3,60 0,0058
Figura 5.4: Exemplo de trao do Concreto para fck > 80 MPa Fonte: MEDEIROS, 2002.
O tempo da mistura usualmente maior para os concretos de alto
desempenho do que para os concretos usuais sendo recomendvel que o
CAD seja produzido em centrais de concreto, pois exige controle rigoroso da
massa dos materiais (AITCIN, 2000).
Se a Central estiver no local de aplicao, a execuo como a usual. Se a
Central estiver distante, o ideal trazer o concreto j pronto, com parte da
gua, at o local de lanamento. Nesse local feita uma lama com o
restante da gua, os aditivos e a slica ativa. Essa lama obtida num
misturador de alta turbulncia e lanada no caminho betoneira. Neste, ela
deve misturar por 8 minutos e sob rotao em torno de 25 rpm. necessrio
ficar atento ao tempo til de superplastificante (AMARAL FILHO, 1998).
O slump do CAD tem que ser maior do que o de um concreto convencional,
pois, em igualdade de slump, o CAD requer maior energia de vibrao. O
tempo de aplicao funo do tipo de superplastificante usado e, como
regra geral, inferior a 40 minutos (AMARAL FILHO, 1998).
22
Foto 5.1: Diferena de um Concreto sem e outro com Superplastificante Fonte: SERRA, 1997.
No h risco de segregao, seja por causa da ferragem densa, altura de
lanamento ou vibrao exagerada. A vibrao da ferragem tambm
incua, pois a alta coeso e a ausncia de exsudao impedem o
isolamento das ferragens por pelcula dgua que se formaria no concreto
convencional (AMARAL FILHO, 1998).
Foto 5.2: Concreto com Pigmento e Superplastificante Fonte: MEDEIROS, 2002.
O lanamento do CAD no difere do lanamento de concretos
convencionais. Pode-se bombear o CAD, fazer o lanamento por grua,
correia transportadora, jericas ou caambas. Na etapa de adensamento
importante evitar o surgimento de bolhas aprisionadas de ar, geradas pela
23
alta viscosidade e coeso da massa, recomendvel a utilizao de
vibradores de frma.
O projeto, montagem e desmontagem das frmas para estruturas de CAD
devem obedecer s tcnicas de bem construir, vlidas para as frmas
destinadas a concretos convencionais (AITCIN, 2000).
A retirada das frmas pode se dar precocemente, desde que prevista no
projeto, pois as resistncias iniciais dos CADs so sempre superiores dos
concretos convencionais e outra razo que permite a retirada precoce o
fato de se obterem altos mdulos de elasticidade a baixas idades (ABCP,
1999).
Figura 5.5: Evoluo Relativa de Resistncias
Fonte: ABCP, 1999.
Um concreto de fck 20 Mpa, por exemplo, pode atingir 40% da resistncia
aos trs dias, enquanto que um concreto de fck 50 MPa, pode apresentar
70% de sua resistncia nos mesmo trs dias (ABCP, 1999).
Se a cura com gua essencial para o concreto usual, ela crucial para o
CAD. O rigor da cura tem que ser maior do que no concreto convencional. A
falta de exsudao e a baixa relao a/c obrigam que a cura seja feita
imediatamente aps a retirada da frma ou acabamento da superfcie
(AMARAL FILHO, 1998).
24
A cura tem que ser feita por 7 dias e 7 noites sem interrupo, nunca sem
autorizada uma cura mida por menos de trs dias. Uma soluo cmoda e
eficaz o uso de camadas de aniagem mantidas midas com a circulao
de gua gotejando de furos em tubos plsticos (AMARAL FILHO, 1998).
Alm disso, esperar 24 horas para comear a cura mida um grande erro
porque a retrao autgena do CAD comea to logo a hidratao se inicia e
isso ocorre bem antes de 24 horas (AITCIN, 2000).
Segundo AITCIN (2000), quanto mais baixa for relao a/c, maior ateno
dever ser dada implementao da cura mida o mais cedo possvel.
A resistncia compresso evolui com a mesma taxa tanto na cura mida
como na cura seca tendendo a estabilizar nas ltimas idades do concreto
(SPEGLICH et alli, 1997).
A cura deve ser feita imediatamente aps o adensamento do concreto
fresco, para impedir a perda precoce de gua de hidratao, evitar retrao
e controlar a temperatura do concreto at que alcance o nvel de resistncia
desejado (AMARAL FILHO, 1998).
A ABCP (1999) recomenda que o controle da resistncia compresso dos
concretos de alto desempenho deve seguir as recomendaes da NBR
12.655 Concreto, Preparo, Controle e Recebimento da ABNT. No caso de
construo de estruturas de concreto com CAD, recomenda-se implantar um
controle tipo NBR ISSO 9002.
Dimensionar e construir com o CAD reduz os riscos de conseqncias
desastrosas devido a uma eventual entrega de concreto com fck abaixo do
especificado, conforme a figura 5.6.
25
Figura 5.6: Faixa entre fck e fcd
Fonte: ABCP, 1999.
5.5 Propriedades Mecnicas
AITCIN (2000), destaca que um equvoco acreditar que as propriedades
mecnicas do CAD so simplesmente aquelas de um concreto mais
resistente.
Como para os concretos usuais, a resistncia compresso do CAD
aumenta medida que a relao a/c diminui, mas diferentemente do
concreto usual, a lei da relao a/c apenas valida at a resistncia de
ruptura do agregado grado tornar-se o elo mais fraco dentro do CAD
(AITCIN, 2000).
Tabela 5.6: Resistncia do CAD em funo da Relao a/c
Relao gua/cimento Faixa da Resistncia Mxima (MPa)
0,40 0,35 50 75
0,35 0,30 75 100
0,30 0,25 100 125
0,25 0,20 > 125 Fonte: AITCIN, 2000.
26
AMARAL FILHO (1998), diz que as resistncias trao e trao na flexo
seguem aproximadamente as mesmas leis do concreto convencional.
A designao de mdulo de elasticidade pode e deve ser usada em vez de
mdulo de deformao, pois, acima de 50 MPa (de fck), os diagramas
tenso-deformao tendem a ser retos-triangulares, e a Lei de Hook e
Hiptese de Navier so integralmente obedecidas (AMARAL FILHO, 1998).
A obteno do mdulo de elasticidade vai depender quase exclusivamente
do tipo de agregado (AMARAL FILHO, 1998), SIMPLICO (2003), diz que a
maioria das expresses empregadas para o clculo do mdulo de
elasticidade so baseadas apenas na resistncia compresso do concreto,
sem levar em considerao os demais fatores influentes, por isto, torna-se
necessrio verificar a validade destas expresses aplicadas ao CAD.
SIMPLICIO (2003) destaca que as diferenas entre os grficos tenso-
deformao para os concretos normais e de alto desempenho seriam: uma
maior linearidade para maiores resistncias compresso, uma deformao
relativa tenso mxima tambm maior e uma reduzida deformao ltima
comparada dos concretos de baixa resistncia.
Concreto de Alto Desempenho Concreto Convencional
Foto 5.3: Comparao da Microestrutura do CAD e Concreto Usual Fonte: ABCP, 1997.
27
As fotos obtidas com microscpio eletrnico (com aumento de 3500 vezes),
permitem comparar a microestrutura do concreto comum com a
microestrutura do concreto de alto desempenho.
O CAD mais compacto, pois tem melhor estrutura granulomtrica e menor
porosidade decorrente da evaporao de gua. Alm da estrutura mais
compacta, a interface entre matriz e agregado mais resistente no CAD
(ABCP, 1997).
Conforme a Foto 5.3, o CAD muito mais impermevel do que o concreto
convencional, enquanto a porosidade de um concreto comum est em torno
de 25 % a 30 % do seu volume, no CAD essa porosidade cerca de 5 %
(ABCP, 1997).
5.6 Durabilidade
A expresso durabilidade do concreto usualmente empregada para
caracterizar em termos gerais, a resistncia do concreto ao ataque de
agentes agressivos fsicos e qumicos (AITCIN, 2000).
Especificar um concreto de alto desempenho com baixa relao a/c uma
condio necessria para obter-se concreto durvel, mas isso no
suficiente (AITCIN, 2000).
28
Figura 5.7: Comparao entre CAD e Concreto Usual, Carbonatao Fonte: ABCP, 1999.
Na comparao entre propriedades do CAD e dos concretos correntes,
tipicamente relacionadas com a durabilidade das estruturas de concreto, a
profundidade de carbonatao do CAD no atinge 1 cm em cem anos.
Figura 5.8: Comparao entre CAD e Concreto Usual, Cloretos
Fonte: ABCP, 1999.
Nesta outra figura, a comparao entre propriedades do CAD e dos
concretos correntes, tipicamente relacionadas com a durabilidade das
estruturas de concreto prova que o CAD recomendvel para estruturas em
ambientes martimos, devido baixa profundidade de penetrao dos
cloretos ao decorrer dos anos.
29
GIAMUSSO (1992) apresenta que nos concretos de alto desempenho, a
permeabilidade gua e ao oxignio pode ser at 40 vezes menor do que
os concretos convencionais.
A importncia da baixa porosidade permitir atingir altos ganhos de
resistncias mecnicas e proporcionar um concreto com baixa
permeabilidade garantindo uma proteo de estrutura frente aos agentes
que promovem a deteriorao do concreto, tornando assim o CAD um
material com grau de durabilidade muito superior ao dos concretos
convencionais (JORGE et alli, 2003).
A baixa porosidade requer cuidados com relao segurana contra fogo
nas estruturas devido ao risco do spalling, ou seja, o lascamento explosivo
da pea, pois em presena de fogo intenso o vapor derivado do
superaquecimento da gua presente na massa do material no encontra
sada para a superfcie em razo da alta compacidade do concreto
(TCHNE, 2002).
Do ponto de vista do material, o CAD definitivamente no to poroso
quanto o concreto usual, ele no contm praticamente nenhuma gua livre e
quando submetido a um rpido aumento de temperatura, a sua tendncia
lascar. Entretanto, as barras da armadura de ao podem parar o
desenvolvimento deste lascamento e ajudar o elemento estrutural a ganhar
suficiente resistncia residual para manter a integridade do todo da
construo (AITCIN, 2000).
A introduo de uma fibra de polipropileno no CAD aumenta drasticamente a
sua resistncia ao fogo, quando fundindo ou queimando, as fibras criam
pequenos canais no CAD atravs dos quais o vapor dgua pode ser
liberado, evitando o surgimento de presses internas que resultariam
lascamento do concreto (AITCIN, 2000).
30
5.7 Vantagens do CAD
De acordo com ABCP (1999), o concreto de alto desempenho apresenta
algumas vantagens tcnicas e econmicas.
As vantagens tcnicas citadas do CAD so:
Altas resistncias compresso em baixas idades e idades avanadas;
Retrao de secagem menor que de concretos convencionais; Reduzida deformao lenta (fluncia) sob cargas de longa durao; Ausncia de exsudao desde que bem dosado e com o aditivo
superplastificante compatvel com o cimento;
Ausncia de segregao no lanamento e adensamento desde que bem dosado;
Excelente aderncia ao substrato de concreto j endurecido. Adequado para retomada de concretagens, pisos, revestimentos,
reparos e reforos;
Elevada resistncia eltrica; Reduzida carbonatao; Baixo coeficiente de difuso de cloretos; Reduzida permeabilidade a gradientes de presso de gua e gases; Risco de corroso de armadura reduzido; Alto mdulo de elasticidade, ou seja, pequenas deformaes.
As vantagens econmicas do concreto de alto desempenho so:
Estruturas durveis com baixo custo de manuteno; Elementos estruturais de menores dimenses; Economia nas fundaes, em frmas de pilares e vigas e em
armaduras;
31
Reduo do nmero e dimenso dos pilares; Maior resistncia para a mesma dimenso de fundao, o que
possibilita aumento do nmero de pavimentos;
Prazos curtos de desforma; A resistncia flexo limita a acentuada esbeltez das estruturas
horizontais (vigas), exceto em estruturas protendidas onde o uso do
CAD recomendado;
Quando se compara o preo da pea pronta, o CAD pode ser mais econmico em pilares. Em lajes e vigas a economia fica dentro de
certos limites;
Pode ser econmico quando o peso prprio da pea significativo frente sobrecarga aplicada;
A utilizao de vigas e lajes deve passar por uma verificao econmica e tcnica criteriosa, pois o aproveitamento total das
caractersticas de resistncia compresso limitado pela resistncia
trao, tipo de solicitao de grande importncia nesse tipo de
estrutura.
Outra vantagem que AITCIN (2000) destaca em relao ao meio ambiente,
pois sempre que o CAD usado no lugar do concreto convencional, ficou
demonstrado que o poder aglomerante do cimento Portland foi usado mais
eficientemente. O consumo mais elevado de gua no concreto usual resulta
uma microestrutura fraca e porosa. Uma vez que a produo de cimento
demanda muita energia, preparar um concreto usual pode ser considerado
um desperdcio parcial, pois comparando o uso de materiais necessrios
para suportar uma mesma carga em uma determinada estrutura com
concreto usual e com CAD, o concreto de alto desempenho usa menos
cimentos e menos agregados.
32
6 EXEMPLOS DE OBRAS COM CAD
O CAD apesar de ter tido um desenvolvimento relativamente recente e de
ainda estar sendo intensamente investigado em muitos centros de pesquisa
de todo o mundo, vem sendo a cada dia que passa mais utilizado nas obras
civis realizadas em diversos pases.
O CAD pode ser utilizado em vrios tipos de estruturas: Edifcios altos com
poucos pilares ou de dimenses reduzidas; Estruturas de concreto aparente
em ambientes agressivos; Estrutura de concreto para desforma precoce;
Pontes e viadutos de grandes vos, protendidas, que necessitam de longa
vida til; Soleiras de vertedouros de barragens que exigem reduzido
desgaste por abraso; Pisos industriais com reduzida abraso e elevada
resistncia qumica; Obras martimas, devido proteo que confere as
armaduras contra corroso eletroqumica; Obras de reparo e reforos
estruturais devido excelente aderncia ao concreto j endurecido;
Estruturas protendidas e pr-fabricadas, onde confere maior durabilidade,
permite protenso e desforma precoces e apresenta reduzida deformao
(TCHNE, 2002).
Apesar do CAD ser um material relativamente novo no Brasil, em prdios
comerciais e pblicos, recuperaes estruturais, lajes, bases de mquinas,
plataformas offshore, pavimentos de aeroporto, estruturas martimas,
tanques e silos, barragens, pontes, paredes diafragma, estacas, vigas,
frmas, anis e aduelas pr-moldadas, reservatrios, revestimentos, pisos
industriais, etc., em todas essas aplicaes o CAD vem sendo utilizado no
Brasil. Se o volume ainda no grande, pelo menos a diversidade de uso j
pode ser considerada (ALMEIDA et alli, 1995).
33
A tabela 6.1 apresenta as caractersticas de alguns edifcios realizados no
Brasil e no exterior com o CAD.
Tabela 6.1: Edifcios Executados com CAD
EDIFCIO
LOCAL
ANO
No Pav. fck
(MPa)
a/(c+ag.) C
(kg/m3) Adies (kg/m3)
MASP So Paulo 1963 45 0,32 565 Lake Point Tower Chicago 1965 70 52
Water Tower Place Chicago 1975 79 62 0,35 505 CV-12% River Plaza Chicago 1976 56 62+ 0,35 505 CV-12%
Columbia Center Seattle 1983 76 66 0,25 384 CV-20% Interfirst Plaza Dallas 1983 72 69
311 South Wacker Drive Tower
Chicago 1989 79 83 272 MS
Grand Arche de la Dfense
Paris 1988 65 0,40 425 MS-7%
Two Union Square Seattle 1989 58 115 0,20 513 MS-8% Pacific First Center Seattle 1989 44 115 534 CV-11%
MS-1% Scotia Plaza Building Toronto 1988 70 0,30 315 E-43% MS-
11% One Wacker Place Chicago 1990 100 80
CNEC So Paulo 18 60 0,28 523 MS-12% 225 W. Wacker Drive Chicago 1989 31 96++ MS
Melbourne Central Tower
Melbourne 1990 55 80 0,33 MS
Cond. Emp. Previnor Salvador 18 60 0,32 560 MS-10 a 12%
Suarez Trade Salvador 1993 31 60 0,29 540 MS-11% First Republic Bank
Plaza Dallas 1986 72 69 0,35 354 CV-42%
One Peachtree Center
Atlanta 1991 95 83 0,29 MS-8,7%
LEGENDA: CV - Cinza Volante; MS - Microsslica; E - Escria. NOTA: +. dois pilares experimentais de 76 MPa; ++. pilar experimental de 117 MPa.
Fonte: DAL MOLIN et alli, 1997.
Neste trabalho ser relatado caractersticas e especificaes de trs
edifcios executados em concreto de alto desempenho no mundo.
34
6.1 Edifcio Scotia Plaza
O Scotia Plaza um edifcio de 68 andares e 275 m de altura, construdo
entre 1986 e 1987 no centro de Toronto, Canad. Esse edifcio de grande
altura foi inteiramente projetado em concreto com resistncia especificada
de 70 MPa. Foi o primeiro edifcio de grande altura canadense para o qual
era especificada uma resistncia compresso to alta. Recentemente, tem
sido construdos diversos outros edifcios de grande altura com concretos
com resistncia compresso de 70 MPa ou ainda mais alta, mas em
muitos aspectos a construo do Scotia Plaza representa uma realizao
significativa no domnio da tecnologia do CAD no Canad e um dos
primeiros usos de escria de alto-forno na composio de um concreto de
alto desempenho (AITCIN, 2000).
Foto 6.1: Edifcio Scotia Plaza
Fonte: CITIES, 2003.
35
Tabela 6.2: Dados Edifcio Scotia Plaza
Cidade: Toronto
Pas: Canad
Ano: 1989
Altura: 275,0m
Andares: 68
Arquitetos: Webb Zerafa Menkes Housden Partnership Engenherios: Quinn Dressel Associates
Clients/Developers: Campeau Corporation and the Bank of Nova Scotia Custo Inicial: US$ 200.000.000,00
Fonte: STRUCTURAE, 2003.
O estudo apresenta as caractersticas deste concreto utilizado na construo
do Scotia Plaza e dados do controle tecnolgico que foi feito neste concreto.
O concreto desenvolvido especificamente para este projeto foi, de fato,
preparado com uma mistura de cimento Portland, escria de alto-forno
finamente moda e slica ativa, cuja composio apresentada na tabela
abaixo.
Tabela 6.3: Concreto desenvolvido para o Scotia Plaza
gua Materiais Cimentcios Agregados kg/m Aditivos l/m
Kg/m Cimento Slica* Escria Grados Finos Redutor** Super***
145 315 36 135 1130 745 0,835 6,0
* Slica Ativa ** Redutor de gua *** Superfluidificante
Fonte: AITCIN, 2000.
De acordo com AITCIN (2000) esse concreto foi preparado numa central
dosadora, o que significa que o concreto foi misturado no caminho
betoneira. Tiveram que ser desenvolvidos uma seqncia e procedimentos
especiais de carregamento para se obter um trao reprodutvel. O
procedimento desenvolvido teve sucesso porque a resistncia a compresso
36
das 142 partidas de concreto que foram ensaiadas apresentou uma mdia
de 93,6 MPa aos 91 dias, com um coeficiente de variao de 7,3 %.
Durante a construo foi desenvolvido um extensivo programa de controle
de qualidade. Os resultados mostraram que o fornecedor do concreto estava
apto a manter um controle de trao, considerando que a concretagem
estendeu-se por 20 meses.
Tabela 6.4: Evoluo da Idade do Concreto
Idade em dias 2 7 28 56 91
N de cargas testadas 124 149 149 146 142
fck (MPa) 61,8 67,1 83,7 89,5 93,6
s (MPa) 5,5 4,7 6,1 6,1 6,8
V (%) 8,9 7,0 7,3 6,8 7,3 Fonte: AITCIN, 2000.
O cliente afirmou que o fato de que a resistncia do concreto fosse mais alta
do que a necessria era para ele um grande conforto. Alm disso, o
construtor afirmou ser razovel o custo do CAD por metro quadrado,
enquanto os benefcios eram significativos (AITCIN, 2000).
Segundo AITCIN (2000), para resistir as cargas causadas por ventos de alta
velocidade, um concreto de 70 MPa resultaria uma alternativa no
competitiva para um edifcio de estrutura metlica, enquanto, com uma
resistncia compresso de 85 MPa, a alternativa de concreto parecia ser
mais econmica e poderia fornecer algumas vagas de estacionamento a
mais nos subsolos.
37
6.2 Edifcio Water Tower Place
Os dados deste edifcio foram retirados do estudo de AITCIN (2000).
O edifcio Water Tower Place foi construdo em 1970, possui 86 andares e
situado em Chicago, EUA. Apesar de que pelos padres atuais os 60 MPa
de resistncia compresso de concreto utilizado nas colunas dos andares
inferiores no representam uma conquista principal, necessrio lembrar
que essa resistncia a compresso foi obtida numa poca em que os
superplastificantes ainda no eram usados na produo do CAD. Na poca
em que este edifcio foi construdo, somente plastificantes baseados em
lignossulfonatos estavam sendo usados no concreto e no era fcil obter
resistncias a compresso muito altas. Para atingir altos nveis de
resistncia usando plastificante comum, a composio do concreto tinha que
ser cuidadosamente otimizada e um programa de qualidade rigoroso tinha
que ser implementado. A idia foi concebida para produzir a mais alta
resistncia compresso, por meio da reduo da relao gua/cimento,
tanto quanto possvel.
Foto 6.2: Edifcio Water Tower Place
Fonte: CITIES, 2003.
38
Tabela 6.5: Dados Edifcio Water Tower Place
Cidade: Chicago
Pas: EUA
Ano: 1976
Altura: 261,1 m
Andares: 86
Arquitetos: Loebl Schlossman Dart & Hackl Fonte: STRUCTURAE, 2003.
O cimento foi cuidadosamente selecionado dentre os disponveis na regio
de Chicago naquela poca. Cerca de dez diferentes cimentos foram testados
para determinar as suas caractersticas reolgicas e mecnicas. Diversos
plastificantes comerciais disponveis foram testados com o cimento
selecionado, com vistas a escolher o aditivo mais conveniente. Os objetivos
desse programa de ensaios era produzir um abatimento de 100 mm na obra,
para reduzir a quantidade de gua de mistura necessria para obter este
abatimento, aproximadamente 15 % de cinza volante classe F de alta
qualidade foi colocada em substituio de um peso igual de cimento.
Essa cinza volante ASTM classe F tinha uma cor cinza clara, uma baixa
perda ao fogo e um baixo teor de lcalis. A cinza volante se mostrou
eficiente para permitir uma reduo suficiente da gua da mistura,
necessria para se obter o abatimento exigido. A areia usada foi natural,
silicosa e relativamente grossa. O agregado grado foi calcrio dolomtico
britado com um tamanho nominal de 10 mm. Era limpo, razoavelmente
cbico e muito resistente.
O CAD somente foi usado para os pilares dos 13 primeiros andares. Para os
andares seguintes a seo dos pilares foi mantida constante mais a
resistncia a compresso aos 28 dias foi reduzida aos poucos para 50, 40,
35 e 30 MPa. Manter a seo das colunas constante permitiu usar apenas
um conjunto de formas metlicas para toda a altura do edifcio e dessa forma
39
reduzir o custo da obra. Alm disso, manter a seo dos pilares constante
resultou em economias por ocasio do acabamento e no custo dos pisos,
uma vez que cada andar tinha geometria e rea exatamente iguais. Alguns
dos pilares foram instrumentados para monitorar o comportamento a longo
prazo deste concreto de alto desempenho pioneiro.
6.3 Petronas Tower
A construo das duas torres foi iniciada em 1993 e em 1998, na cidade de
Kuala Lumpur, Malsia, concluiu-se um empreendimento composto de duas
torres de escritrios. Petronas Tower foi desenvolvido com concreto de alto
desempenho de 80 MPa. Apesar de ser uma das edificaes mais alta do
mundo com 452 m, seus 88 andares perdem para a Sears Tower de
Chicago, que tem 110 (VSL, 1999).
Foto 6.3: Petronas Tower Fonte: CITIES, 2003.
40
Tabela 6.6: Dados Petronas Tower
Cidade: Kuala Lumpur
Pas: Malsia
Ano: 1998
Altura: 452,0 m
Andares: 88
Arquitetos: Cesar Pelli & Associates, Inc.Engenherios: Ranhill Bersekutu Sdn. Bhd. ; Thornton-Tomasetti Engineers
rea Total: 341.760 m Volume de concreto: 160.000 m
Custo Inicial: US$ 1.200.000.000,00 Fonte: AITCIN, 2000.
O custo do projeto das Petronas Towers foi de US$ 1,2 bilho com uma rea
construda de 341.760 m, para o deslocamento interno, as torres possuem
29 elevadores double-deck em cada uma e a equipe de engenheiros e
arquitetos conceberam uma ponte metlica, batizada com skybridge, que
interliga as duas torres gmeas entre os andares 41 e 42 (STRUCTURAE,
2003).
A ponte exigiu um ano de preparativos e 32 horas de trabalho, ela possui
58,4 m de comprimento e pesa 750 t, sustentada por dois grandes braos
dispostos num ngulo de 63 e fixados ao nvel do 29 andar. Esses braos
pesam cerca de 60 t e so dotados de terminaes artificiais, capazes de
compensar as movimentaes entre as duas torres e a ponte (TCHNE,
1997).
No desenvolvimento da estrutura participaram a norte-americana Thornton
Tomasetti em parceria com a Ranhill Bersekutu, da Malsia. Aps quase
dois anos de estudos, ensaios dinmicos em modelos e testes em tnel de
vento, a equipe chegou a uma soluo mista, que combina concreto e ao,
tomando partido das melhores caractersticas dos materiais. Como as torres
41
medem 452 m a partir do solo e quase 530 m se consideradas as fundaes,
o problema de vibraes poderia tornar-se critico nos andares do topo. Alm
disso, era necessrio reduzir a movimentao das torres em funo da ponte
metlica de ligao, disposta nos 41 e 42 andares (STRUCTURAE, 2003).
Por fim optou-se por uma estrutura em CAD com fck = 80 MPa at o 60
andar, ponto de transio para uma estrutura em ao-carbono. Os pilares de
concreto so dispostos em circulo e interligados por vigas de ao, sobre os
quais repousam lajes de concreto moldadas em frmas metlicas
incorporadas estrutura, essa soluo foi aplicada at o 88 pavimento
(VSL, 1996).
Abaixo do solo, as fundaes consistem de 208 estacas-barrete com
profundidades variando entre 60 e 115 m, sobre as quais apiam-se blocos
de concreto (fck = 60 MPa) com 4,5 m de altura e volume de 13.200 m.
Todo o conjunto circundado por uma parede-diafragma com 0,8 m de
espessura (TCHNE, 1997).
42
7 ESTUDO DE VIABILIDADE ECONMICA
Os CADs so viveis tecnicamente e economicamente, no s a longo prazo
em funo da sua alta durabilidade reduzindo os custos de manuteno,
mas tambm e principalmente h curto prazo na prpria implantao do
empreendimento. Estudos de viabilidade comparando custos de construo
com concretos de resistncia compresso usuais com os concretos de alto
desempenho com fck de 50, 60 e 65 MPa esto concluindo que os CADs
vm trazendo economias j na etapa de implantao.
As seguintes vantagens decorrentes resultam na otimizao dos custos de
implantao (ABCP, 1999):
A diminuio das dimenses implica menor peso da estrutura; em conseqncia, permite substancial economia nas fundaes quando
essa carga for relevante no conjunto;
Substancial economia em frmas para vigas e pilares e armadura em pilares;
A reduo de dimenses em pilares, e do nmero de pilares, permite ampliao de reas teis das edificaes, aspecto de grande
importncia para os pavimentos inferiores e de especial significado na
utilizao de garagens;
A maior resistncia do CAD admite, para as mesmas dimenses dos pilares na fundao, edificaes com maior nmero de pavimentos;
A maior resistncia do concreto nas primeiras idades permite prazos mais curtos de desforma dos elementos estruturais, implicando
maiores velocidades de construo e otimizao do reaproveitamento
de frmas.
43
Neste captulo, sero apresentados dois estudos de viabilidade econmica
do CAD, com dados e custos comparativos com estruturas de concretos
convencionais.
7.1 Estudo 1
Para efeitos de um estudo econmico comparativo entre a execuo de um
edifcio convencional com concreto usual e CAD foi selecionado um prdio
de 15 andares com rea do pavimento tipo de 320 m, cujo clculo referia-se
ao 3 pavimento do prdio, tendo sido utilizado fck de 21 e 60 MPa (DAL
MOLIN et alli, 1997). Os resultados obtidos de consumo de concreto,
armadura e frmas constam na tabela abaixo.
Tabela 7.1:Consumo de Materiais para Execuo de um Pavimento
CONCRETO (m3) ARMADURA (kg) FRMAS (m2)
fck 21 fck 60 % fck 21 fck 60 % fck 21 fck 60 %
PILARES 13,2 6,8 -49 2.981 1.192 -60 137 93 -32
VIGAS 14,9 12,1 -19 1.623 1.623 - 180 149 -17
LAJES 27,0 26,1 -3 994 994 - 281 281 -
TOTAL 55,1 45,0 -18 5.598 3.809 -32 598 523 -12
Fonte: DAL MOLIN et alli, 1997.
DAL MOLIN et alli, 1997, relata que as teorias utilizadas para o clculo foram
convencionais, no sendo ajustados os valores do mdulo de elasticidade,
comprimento de ancoragem, coeficientes de fluncia, etc, que se alteram na
medida que a resistncia se eleva, o que resultaria em valores mais
favorveis de consumo para o CAD. Alm disso, as sees das vigas
externas que servem como verga foram mantidas constantes, embora
pudessem sofrer redues significativas com o fck de 60 MPa. Por fim, a
locao dos pilares no foi alterada, resultando muitas peas estruturais com
seo mnima de armadura e concreto ao passar-se de um fck de 21 MPa
44
para o de 60 MPa. Mesmo assim nota-se uma economia significativa de
concreto, armadura e frmas, principalmente nas peas submetidas
essencialmente a esforos de compresso e cisalhamento.
As caractersticas dos materiais utilizados so as seguintes (DAL MOLIN et
alli, 1997):
a) CONCRETOS:
; fck 21 MPa
trao - 1:2,2 : 4,29 - a/c=0.62
C = 292 kg/m
Areia do Jacu e brita basltica
Custo estimado: US$ 36,00/m
; fck 60 MPa trao - 1:1,58 : 3,42 - a/c+ms = 0.40
aditivo/cimento = 0.0154
adio de 10% de microsslica (sobre o peso de cimento)
Areia do Jacu e brita basltica
Custo estimado: US$ 68,00/m
b) ARMADURAS:
Ao CA-50, disponvel no mercado.
c) FRMAS:
Convencionais plastificadas.
45
A partir da tabela de consumos dos materiais e do preo dos materiais
constituintes do concreto e mo-de-obra pela cotao de setembro de 1991 -
Porto Alegre/RS, realizada por DAL MOLIN et alli foram calculados os
valores da tabela abaixo.
Tabela 7.2: Custo Comparativo da Estrutura
CONCRETO ARMADURA FRMAS TOTAL
fck 21 fck 60 fck 21 fck 60 fck 21 fck 60 fck 21 fck 60
MAT. 468 464 1.591 636 3.871 2.628 5.931 3.728
PILARES M.O. 507 261 1.163 465 774 525 2.443 1.251
MAT. 528 826 867 866 5.086 4.210 6.481 5.903
VIGAS M.O. 572 464 633 633 1.016 841 2.221 1.939
MAT. 958 1.782 531 531 7.940 7.940 9.428. 10.252
LAJES M.O. 1.036 1.002 388 388 1.587 1.587 3.011 2.976
MAT. 1.954 3.073 2.989 2.034 16.896 14.777 21.839 19.884
TOTAL M.O. 2.115 1.727 2.184 1.486 3.377 2.395 7.675 6.166
TOTAL GERAL 4.069 4.800 5.173 3.520 20.273 17.730 29.515 26.050 *Valores em dlares.
Fonte: DAL MOLIN et alli, 1997.
Pela anlise dos valores obtidos nas tabelas pode-se chegar s seguintes
constataes em relao substituio de um concreto convencional de
fck21 por um concreto de alto desempenho com fck60 na estrutura estuda
por DAL MOLIN et alli (1997).
A alternativa do pavimento em CAD apresentou uma economia de 11,73% em relao a um concreto usual;
Para peas submetidas compresso, a reduo do consumo de concreto da ordem de 50%, simultaneamente o consumo de
armaduras representa uma reduo de 60%.
46
7.2 Estudo 2
Este estudo realizado por FERREIRA et alli (2001), apresenta comparaes
de custos totais, a partir dos resultados de clculos de dimensionamento
realizados para trs modelos adotados para um mesmo edifcio. Foram
empregados no dimensionamento do edifcio, os aspectos, propriedades e
critrios de clculo sugeridos por normas e pesquisadores do CAD.
A estrutura utilizada para estudo foi a de um edifcio real de 33 pavimentos,
composto de: cintamento, trreo, dois pavimentos garagem, 25 pavimentos-
tipo, dois pavimentos referentes a apartamentos duplex, alm dos
pavimentos referentes casa de maquinas e reservatrio. Foi especificado,
no projeto original deste edifcio, um concreto de fck 30 MPa para pilares,
vigas e lajes, em todos os pavimentos. A planta do pavimento-tipo, de rea
igual a 310,3 m, mostrada na figura 7.1.
Figura 7.1: Croqui da Planta do Edifcio Estudado
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
47
Foto 7.1: Foto do Edifcio Estudado
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
Os trs modelos de estruturas adotadas para clculo por FERREIRA et alli
(2001) so:
Modelo I: Concreto de resistncia compresso de 30 MPa para pilares vigas e lajes (edifcio com a estrutura original);
Modelo II: CAD aplicado somente nos pilares da estrutura. Variao da resistncia ao longo da altura (65, 45 e 30 MPa);
Modelo III: CAD aplicado nos pilares e vigas da estrutura. Variao da resistncia por pavimento ao longo da altura (65, 45 e 30 MPa).
FERREIRA et alli (2001) procurou empregar nos clculos de
dimensionamento do edifcio adotado, os aspectos, propriedades e critrios
de calculo sugeridos por diversas normas e pesquisadores do CAD. Alguns
fatores como o modelo estrutural adotado, o mdulo de elasticidade, o
coeficiente de Poisson dos concretos.
48
MODELO I
Este Modelo adotado para o edifcio se constituiu em uma repetio do seu
clculo original, utilizando fck = 30 MPa em todos os pavimentos. Foram
mantidas as mesmas sees transversais dos elementos estruturais, bem
como o mesmo nmero de redues de seo sofridas pelos pilares ao
longo da altura.
Figura 7.2: Redues de Seo para os pilares do Modelo I
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
MODELO II
O objetivo do Modelo II o de fazer com que as sees dos pilares fiquem
constantes ao longo da altura do edifcio, inibindo, assim, os gastos
adicionais com frmas, decorrentes da reduo das sees dos pilares e
tambm os gastos elevados com consumo de ao.
As variaes de resistncia ao longo dos pavimentos so apresentadas na
figura 7.3.
49
Figura 7.3: Distribuio da Resistncia compresso no Modelo II
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
MODELO III
No Modelo III adotou-se tambm concretos com classes de resistncia
variando de 65 a 30 MPa ao longo da altura do edifcio, contudo, neste
modelo considerou-se os pilares e as vigas compartilhando das mesmas
classes de resistncias em seus concretos.
Figura 7.4: Distribuio da Resistncia compresso no Modelo III
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
50
Resultados Obtidos
No Modelo II o volume total de CAD pequeno se comparado ao volume de
concreto convencional utilizado (fck 30 MPa). O volume total de CAD,
somando-se os volumes correspondentes aos concretos de resistncias de
45 e 65 MPa, cerca de 13,7% neste modelo em relao ao volume total de
concreto consumido no edifcio. No Modelo III o volume total de CAD
utilizado correspondente a 29,18% do volume total de concreto usado no
edifcio.
Figura 7.5: Volume de CAD em comparao ao Volume total de concreto
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
Comparando-se globalmente os trs modelos com relao aos volumes
consumidos de concreto, independentemente da classe de resistncia,
verifica-se que o edifcio calculado a partir do Modelo II apresentou um
volume total de 2089,3 m contra 2247,8 m no Modelo I, uma reduo de
7,05% no volume total de concreto empregado. O Modelo III apresentou um
volume total de 1969,7 m, representando uma reduo maior no volume
total de concreto em relao ao Modelo I, de 12,37%.
Tabela 7.3: Consumo e Custo do Concreto nos Modelos
Modelo Consumo Concreto (m) Custo Concreto (R$)
I 2247,8 314.706,00
II 2089,3 298.371,44
III 1969,7 287.484,47
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
51
Em relao ao custo do ao, o Modelo II apresenta uma economia de
11,48% em relao ao Modelo I. J o Modelo III mostra uma economia ainda
maior em relao ao Modelo I, 14,22%.
Tabela 7.4: Consumo e Custo do Ao nos Modelos
Modelo Consumo Ao (kg) Custo Ao (R$)
I 186.066,68 236.304,70
II 164.703,66 209.173,65
III 159.606,84 202.700,68
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
Conforme a tabela 7.5, referente ao custo de frmas, o Modelo III foi o que
consumiu menos frma por pavimento, logo sendo o mais econmico dentre
os Modelos estudados.
Tabela 7.5: Consumo e Custo de Frmas nos Modelos
Modelo Consumo Frma (m) Custo Ao (R$)
I 25.176,7 246.741,66
II 24.193,6 237.097,28
III 23.026,2 225.656,76
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
Os Modelos II e III apresentam, desde os andares iniciais at os ltimos,
custos por pavimento significativamente menores do que os do Modelo I,
conforme a figura 7.7.
52
Figura 7.6: Custo Total dos Modelos I, II e III
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
Figura 7.7: Custo Total de cada Edifcio (concreto + ao + frmas)
Fonte: FERREIRA et alli, 2001.
53
Foram comparados tambm os resultados relativos s cargas solicitantes
nas fundaes dos Modelos I e III. Com relao ao peso prprio, as
fundaes do Modelo I sofrem um total de 5871,01 tf de carregamento,
contra 5133,72 tf nas fundaes do Modelo III.
Comparando-se as cargas mximas nas fundaes, correspondentes
soma das cargas devidas ao peso prprio, cargas permanentes e cargas
acidentais, foi verificado que as fundaes do edifcio calculado a partir do
Modelo I so solicitadas com um total de 11244,07 tf, contra 10505,42 tf nas
fundaes do Modelo III.
Pela anlise dos valores obtidos no estudo de FERREIRA et alli (2001)
pode-se chegar s seguintes concluses em relao aos trs Modelos de
estruturas.
O CAD promoveu uma economia de consumo de matrias em ambos os edifcios em que foi empregado;
Em relao ao edifcio com concreto convencional, os ndices globais de economia de custos obtidos foram de 6,7% no Modelo II (CAD s
nos pilares) e de 10,37% no Modelo III (CAD aplicado nos pilares e
nas vigas);
O edifcio do Modelo III apresentou uma suavizao de carga em suas fundaes de cerca de 12,56% relativamente ao peso prprio e
de 6,57% relativamente s cargas mximas atuantes (peso prprio +
cargas permanentes + cargas acidentais), em relao ao Modelo I
(concreto convencional).
54
8 CONCLUSES
O Concreto de Alto Desempenho um concreto com relao gua/cimento
baixa, com utilizao de componentes qumicos e slica ativa, ou outros
fillers, no seu trao.
Sua densa microestrutura alm de conferir-lhe uma alta resistncia e reduzir
a permeabilidade, resulta numa durabilidade mais elevada do que um
concreto usual, apresentando tambm melhor trabalhabilidade devido ao
emprego de aditivos e adies minerais na sua composio.
A eficincia do CAD na construo civil pde ser constatada na reviso
bibliogrfica. A utilizao proporciona estruturas mais resistentes, esbeltas e
durveis alm de outras vantagens, devido as suas caractersticas e
propriedades mecnicas terem um desempenho relativamente melhor que
um concreto convencional.
Ao contrrio do conceito de que o CAD para construo de estruturas de
concreto gera custos maiores, os dois estudos de viabilidade econmica
com emprego do CAD apresentados no trabalho mostraram uma tendncia
clara de benefcios tanto sob ponto de vista da economia de custo como a
garantia da durabilidade das estruturas, quando comparado a um concreto
usual. As economias em relao ao consumo de materiais nas alternativas
com o CAD mostraram uma significativa reduo. Com relao ao custo
global, os estudos de casos apresentaram uma economia da ordem de 11%
em relao ao emprego de um concreto usual e conseqentemente
redues nos custos de futuras manutenes devido as suas vantagens
perante um concreto convencional.
55
O CAD j uma realidade no meio da Engenharia Civil e cada dia que passa
vem sendo utilizado em maior escala em diversas aplicaes. Apesar da sua
tecnologia para produo ser rigorosa, no difere muito da produo dos
concretos convencionais. Por se tratar de um dos materiais que mais
evoluram nos ltimos anos e com um volume cada vez maior de
informaes disponveis, deixou de ser um grande desafio utilizar o CAD.
56
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60
INTRODUOOBJETIVOSObjetivo GeralObjetivo Especfico
METODOLOGIA DO TRABALHOJUSTIFICATIVAREVISO BIBLIOGRFICADefinio do CADEvoluo HistricaMateriais EmpregadosCimentoAgregadosguaAditivosAdies Minerais
Produo, Lanamento e Controle do CADPropriedades MecnicasDurabilidadeVantagens do CAD
EXEMPLOS DE OBRAS COM CADEdifcio Scotia PlazaEdifcio Water Tower PlacePetronas Tower
ESTUDO DE VIABILIDADE ECONMICAEstudo 1Estudo 2
CONCLUSES
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