DESENVOLVIMENTO DE ESTRUTURA INOVADORA A

BASE DE CONCRETO DE PÓS REATIVOS (CPR)

Empresa responsável: CONSTRUTORA PREMOLD LTDA

1) DADOS DO PROJETO

Título: Desenvolvimento de estrutura com grande durabilidade à base de concreto de pós reativos

(CPR) - Sinduscon Premium

Categoria: Inovação

Subcategoria: Inovação Tecnológica

Empresa líder: Construtora Premold ltda

Entidades e empresas parceiras: Instituto Tecnológico em Desempenho e Construção Civil - ITT

Performance, Universidade do Vale do Rio dos Sinos - Unisinos; Laboratório de Ensaios e Modelos

Estruturais – LEME, Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS; Arcelor Mittal.

Autores: Eng. civil, Newton Napoli (Construtora Premold Ltda); Diretor Cavalieri (Construtora

Premold Ltda); Eng. Civil, Prof. Dr. Bernardo Fonseca Tutikian (ITT Performance, Unisinos); Eng. Civil,

Prof. MS Uziel C. de Medeiros Quinino (ITT Performance, Unisinos); Eng. Civil, Prof. MS Roberto Christ

(ITT Performance, Unisinos); Eng Civil, pesquisador Fabrício Bolina (ITT Performance, Unisinos); Eng

Civil, especialista Diego Schneider (ITT Performance, Unisinos); Enga. Civil, pesquisadora Fernanda

Pacheco (ITT Performance, Unisinos); Eng Civil, Prof. Dr. Luiz Carlos Pinto da Silva Filho (LEME,

UFRGS); Eng Civil, pesquisador Rafael Burin Fávero (LEME, UFRGS); Eng Civil, pesquisador Lucas

Reginato (LEME, UFRGS);

2) APRESENTAÇÃO DA EMPRESA

A Construtora Premold Ltda, fundada em 1986, atua no segmento sistema “turn key” (sistema

chave na mão), ou seja, entrega a edificação pronta para uso. Também fornece estruturas para os principais

grupos industriais instalados no Estado do Rio Grande do Sul. A Premold está situada na cidade de Sapucaia

do Sul, distante 30 km de Porto Alegre, cuja equipe técnica é formada por profissionais com mais de 40 anos

de experiência em obras de grande porte.

Com uma estrutura empresarial elaborada para atender ao setor da construção civil tradicional, bem

como a indústria de pré-fabricados, a Construtora Premold se destaca por agregar tecnologia e solidez em

suas obras.

O terreno da fábrica possui 120.000 m², sendo 17.000 m² de área coberta destinada às instalações

da fábrica, setor administrativo e seus escritórios, espaços para depósitos, oficina e caldeiras. A esta

estrutura, 13 pontes rolantes agregam funcionalidade e mobilidade dos produtos, assim como uma central de

fôrmas e uma central de armação, contribuindo para a velocidade de produção. A fábrica ainda dispõe de

central de vapor para garantir uma melhor cura térmica dos pré-fabricados que, por sua vez, são produzidos

em duas centrais de concreto informatizadas, possibilitando uma mistura com garantia de uniformidade e

coesão. Haja vista a necessidade de atender e garantir à satisfação do cliente, a Construtora Premold busca,

constantemente, atualizações e modernizações das técnicas construtivas empregadas no processo fabril,

sempre levando em consideração os aspectos: rapidez e economia.

A Construtora Premold é caracterizada pela agilidade e flexibilidade. Por ser uma empresa

verticalizada (fábrica de pré-fabricados, equipamentos, oficinas e mão de obra própria), a Construtora

Premold é privilegiada quando o assunto é agilidade no projeto e na execução, pois as tomadas de decisões

não dependem de terceiros. Além disso, o sistema de pré-fabricados utilizado é flexível, pois permite a

confecção de peças especiais, atuando na composição de estruturas “in loco” ou pré-definidas, como é o caso

de sistemas metálicos, quando for conveniente. O fato de ser uma construtora de obras civis e possuir sua

própria fábrica, possibilita ao cliente a facilidade de tratar com uma única empresa e, desta forma, haverá um

único profissional responsável por toda a obra.

Na medida em que o setor da construção se atualiza e investe em modernizações, a Costrutora

Premold acompanha essa evolução, inovando e desenvolvendo produtos e técnicas diferenciados, com o

intuito principal de corresponder às constantes exigências de um mercado competitivo. Neste contexto, a

empresa estabelece parcerias com instituições técnicas de ensino e pesquisa e, a partir da colaboração de

profissionais qualificados, desenvolve novos projetos nos quais a tecnologia atualizada é agregada ao

conhecimento dos fenômenos e comportamentos estudados. Como exemplo destas parcerias, o ITT

Performance da Unisinos e os laboratórios da UFRGS formam o time no Brasil, assim como a CUJAE -

Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría - de Havana, Cuba, a participação internacional.

3) DESCRIÇÃO DO CENÁRIO EM QUE SURGIU O PROJETO E JUSTIFICATIVA

PARA SUA IMPLANTAÇÃO

O concreto é, indiscutivelmente, o material de construção civil mais utilizado pelo homem,

principalmente em conjunto com o aço, formando, assim, o concreto armado. Este material

constitui-se como a combinação mais corriqueira para a produção de sistemas estruturais das obras

civis, sendo dominado e bem utilizado, quer seja por projetistas, quanto por construtores e operários

da construção civil.

Contudo, o setor da construção civil vem sofrendo paulatina transformação. Fatores como

as exigências de otimização dos materiais e processos, o incremento do conhecimento do

comportamento mecânico dos materiais, bem como da constante redução da velocidade de

produção, vem fazendo o homem idealizar edificações cada vez mais imponentes e submetidas às

inúmeras condições desafiadoras.

Estas novas exigências fazem surgir, em paralelo, a necessidade da idealização de

materiais com características distintas dos materiais tradicionalmente utilizados, seja em termos de

comportamento mecânico ou de melhoria nos processos executivos. Ademais, em certas situações,

o concreto convencional não consegue atender aos requisitos necessários, provindo a necessidade

de, mais uma vez, conceber alternativas que apresentem uma relação técnica e econômica mais

favorável.

Por isso, foram desenvolvidas misturas especiais, com propriedades superiores aos

concretos convencionais. A busca constante pela obtenção de concretos mais resistentes, capazes de

atender estas novas condições estruturais resultou no desenvolvimento de uma matriz diferenciada,

Concreto de Ultra-Auto-Desempenho (CUAD), onde o Concreto de Pós Reativos (CPR) está

inserido neste grupo e é o representante a ser analisado pela construtora Premold.

O uso deste material - Concreto de Ultra-Auto-Desempenho - vem suprir a demanda e a

necessidade de produção de estruturas mais duráveis. Importante resaltar que o emprego do termo

durabilidade provém como um tema em evidência no cenário nacional, dada a obrigatoriedade

estabelecida pela aplicação da recém-vigorada norma de desempenho, a ABNT NBR 15575: 2013,

a qual define um desempenho mínimo das edificações e de seus sistemas, baseados nos requisitos

do usuário, inclusive o desempenho estrutural.

4) OBJETIVOS E METAS

O objetivo deste projeto é desenvolver uma matriz de concreto com propriedades

mecânicas superiores às do concreto convencional e aplicá-la na indústria de pré-fabricados. Como

meta, foi estabelecido que este material fosse idealizado, testado e otimizado em intituições técnicas

e laboratórios de reconhecida capacitação, podendo, posteriormente, ser aplicado na indústria de

pré-fabricados para análise de sua viabilidade.

5) ESTRATÉGIAS ADOTADAS PARA ATINGIR OS OBJETIVOS

A idealização do material foi elaborada em três etapas: (1ª.) Concepção e estudo da

viabilidade da sua aplicação no mercado do CUAD; (2ª.) Produção e investigação das propriedades

do CUAD; (3º) Aplicação do CUAD na CONSTRUTORA PREMOLD.

As duas primeiras etapas foram realizadas no ITT Performance, instituto tecnológico de

desempenho das construções, na Unisinos, bem como nas instalações do LEME, laboratório da

Escola de Engenharia da UFRGS. A terceira etapa foi produzida nas dependências da

CONSTRUTORA PREMOLD.

6) FORMAS DE ACOMPANHAMENTO E RECURSOS NECESSÁRIOS – HUMANOS,

FINANCEIROS E MATERIAIS

O Concreto de Pós Reativos (CPR) é constituído pela combinação estratégica de cimento

Portland e adições de sílica ativa e cinza volante, assim como de frações de agregados como a areia

de fundição, areia fina e o pó de quartzo. A água, aditivos superplastificante e modificadores de

viscosidade, bem como a adição de fibras de aço e polipropileno, também participam desta

constituição, levando em consideração a devida proporção entre os constituintes. Pesquisas

realizadas no ITT Performance (UNISINOS) e LEME (UFRGS), contribuíram para a definição da

dosagem e traço da mistura, sendo essa a primeira etapa de estudo.

Para a dosagem do CPR, um dos CUAD, a seleção dos materiais constituintes tem uma grande

importância no desempenho final do material. Tipicamente, são utilizados cimento, areia, pó de quartzo,

sílica ativa, aditivos e fibras de aço e de polipropileno. Os materiais utilizados apresentam as seguintes

características:

a) CIMENTO - O cimento utilizado é do tipo Cimento Portland de Alta Resistência Inicial, CP-

V-ARI.

b) CINZA VOLANTE - A cinza volante tem origem na unidade geradora de vapor de uma

empresa fabricante de papel.

c) SÍLICA ATIVA - Proveniente da produção de silício metálico, a sílica ativa é do tipo não

densificada.

d) PÓ DE QUARTZO - O pó de quartzo - comercializado como pó de quartzo, malha #200 – é,

basicamente, composto por dióxido de silício (SiO2).

e) AREIA - Dois tipos de areia foram empregados: uma areia fina, normalmente utilizada no

mercado para acabamento final em rebocos; outra areia, comumente utilizada para fundição de peças

metálicas. Vale ressaltar que ambos agregados miúdos são encontradas na região da Grande Porto Alegre

f) ADITIVOS - Dois tipos de aditivos foram adotados na composição da matriz: um

modificador de viscosidade e um superplastificante, à base de policarboxilatos. O aditivo superplastificante,

constituído por polímeros de éter carboxílico modificado, apresenta um teor de sólidos de 52%, de coloração

amarela, turvo, com odor característico, peso especifico de 1,1 g/cm3, pH de 5,5 e totalmente solúvel em

água.

g) FIBRAS - Para garantir o reforço interno da matriz e diminuição da fissuração por

retração, dois tipos de fibras foram inseridos na mistura - fibras de aço e de polipropileno. As fibras

de aço, por exemplo, são importadas e fabricadas na China e denominadas, comercialmente, como

Dramix® OL 13/.20, com 13mm de comprimento e 0,21mm de diâmetro. Têm formato,

predominantemente, retilíneo e uma resistência à tração de 2750 N/mm2, de acordo com

especificações do fabricante. As fibras são expostas na figura 1.

(a) Fibras de aço (b) Fibras de polipropileno

Figura 1 – Fibras utilizadas na pesquisa a) Fibras de aço b) fibras de polipropileno.

A partir da escolha dos materiais constituintes, foram estudados diversos traços, com

diferentes proporções de fibra, na tentativa de definir o teor ótimo de fibras, visando às melhores

propriedades da matriz. Para tanto, corpos de prova foram moldados e submetidos a uma série de

esforços, sendo eles: resistência à compressão axial em corpos de prova cilíndricos, resistência à

tração indireta por flexão de corpos de prova prismáticos, determinação do Módulo de Elasticidade

longitudinal e determinação da tenacidade - ver figura 02. A obtenção e análise dos resultados

definem a segunda etapa de desenvolvimento do projeto.

Figura 2: Ensaios de resistência à tração indireta por flexão e resistência à compressão axial

Na medida em que as respostas dos ensaios foram analisadas, associando-as com as

características que o material deveria apresentar para atender à funcão principal, foi possível

escolher a quantidade de cada um dos materiais e, consequentemente, o traço a ser utilizado – ver

Tabela 1.

Tabela 1 – Traço utilizado na terceira etapa.

Materiais Traço

unitário Traço em kg/m3

Cimento

1

0,44

573,59

251,8

0

Sílica ativa 0,37 213,8

8

Cinza volante 0,19 107,9

1

Areia de

fundição

2,39

1,02

1370,8

2

583,3

3

Areia fina 0,86 495,8

3

Pó de quartzo 0,51 291,6

6

Água 0,22* 126,19

Superplastificante 0,03* 17,21

Modif. de Visc. 0,01* 5,74

Fibra de aço 0,748 188,4**

Fibra de PP 0,021 5,46**

*Teor de adição em relação ao aglomerante

**Valores em relação à massa de CPR

Uma vez definido o traço - terceira etapa do projeto – partiu-se para a aplicabilidade do material em

sistema desenvolvido pela CONSTRUTORA PREMOLD.

7) APRESENTAÇÃO E DESCRIÇÃO DO PROJETO

Caixa de drenagem

O processo foi iniciado com a separação e pesagem dos materiais constituintes e, posteriormente,

despejados no misturador, com capacidade de um metro cúbico. A empresa fabrica suas peças a partir da

mistura das partes nestes equipamentos que, por sua vez, possuem um conjunto de pás que giram em torno

de si e em torno de um eixo central - Sistema Telescópico Planetário - e um outro arranjo de pás que fazem a

raspagem do concreto da parede do misturador. Estes dispositivos são, normalmente, destinados a produção

de concreto convencional e auto adensável.

Apesar do misturador ter capacidade para produzir toda a mistura em uma única etapa, decidiu-se

dividir em duas, ao invés de fazê-la de uma só vez. A razão desta intervenção está relacionada ao simples

fato de não saber como a mistura se comportaria em termos de alteração de volume. Na figura 3 é possível

ver o compósito dentro do misturador e o acompanhamento das temperaturas com o auxílio de um aparelho

termo higrômetro.

Figura 3 - Mistura do compósito cimentício avançado.

É importante destacar que o tempo total de mistura foi de 13 minutos e 45 segundos nas duas

misturas. O espalhamento do concreto e a variação de temperatura foram computados logo após a mistura,

sendo registrados os valores de 63 cm e um acrécimo de 4C (de 28°C para 32°C), respectivamente. A figura

4 mostra o processo de concretagem da caixa, onde é possível perceber a boa coesão e homogeneidade do

concreto.

Figura 4 – Concretagem da caixa.

Como o concreto demorou para atingir a resistência mínima necessária para desforma, a forma foi

removida após um intervalo de sete dias. Na figura 5 é possível visualizar o aspecto da superfície da caixa

desformada, cujo acabamento é liso e isento de imperfeições.

Figura 5 – Aparência superficial - Concretagem da caixa.

Com os resultados obtidos nesta pesquisa foi possível realizar uma comparação entre a caixa de

drenagem constituída de concreto armado e de compósito cimentício avançado, conforme segue.

8) RESULTADOS ALCANÇADOS (QUANTITATIVOS E QUALITATIVOS)

a) Resistência à compressão

A partir do ensaio de resistência à compressão axial, ao longo da idade do CPR, com mistura

híbrida de fibras de aço e polipropileno, com teores de 80% e 20%, respectivamente, têm-se os resultados

que estão apresentados na Tabela 3, bem como a representação gráfica das médias aritméticas, ilustrada na

Figura 6.

Tabela 3 – Resultados à compressão ao longo do tempo.

Idades de

ensaio

CP'

s

Resistência à

compressão

(MPa)

Média

aritmética

(MPa)

Desvio padrão

(MPa)

Coeficiente de

variação (%)

7 dias

1 135

128,7 12,78 9,93 2 132

3 138

4 110

14 dias

5 154,1

162,8 13,73 8,43 6 181,1

7 150,6

8 165,3

21 dias

9 170,3

168,8 5,12 3,03 10 162,9

11 175

12 167

28 dias

13 185

169,4 13,37 7,89 14 176

15 160,3

16 156,5

56 dias

17 164

166,7 5,56 3,33 18 165

19 163

20 175

Figura 6 – Resistência média dos corpos-de-prova ao longo do tempo.

Nota-se que a resistência à compressão axial dos CPs com esta mistura atingiu valores próximos de

170 MPa, um valor cerca de 7 vezes maior a resistência de um concreto usual com fck=25 MPa. Com o

auxilio da Tabela 3 é possível perceber o aumento da resistência à compressão deste material, sendo

expressivo para as idades iniciais de até 14 dias e apresentando um suave patamar de estabilização para as

próximas idades.

b) Resistência à tração

De posse dos resultados orindos do ensaio de resistência à tração indireta para cps na flexão - CPR

com mistura híbrida de fibras de aço (80%) e polipropileno (20%) – é possível graficar a curva apresentada

na Figura 7.

128,75

162,775 168,8 169,45 166,75

100

110

120

130

140

150

160

170

180

0 7 14 21 28 35 42 49 56

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (

MP

a)

Idade (dias)

Figura 7 – Resistência à tração na flexão ao longo do tempo.

Normalmente, sabe-se que a resistência à tração do concreto é cerca de 8 a 10 vezes menor que a

resistência à compressão em concretos convencionais. Devido à presença das fibras e a compatibilidade

dimensional entre elas e as dimensões das demais partículas integrantes no compósito, esta relação foi de

aproximadamente, 4. Ou seja, a resistência à tração foi cerca de 25% da resistência à compressão, sendo um

ponto positivo para este tipo de compósito cimentício. Da mesma forma que a resistência à compressão, é

possível notar que a resistência à tração na flexão do CPR cresceu rapidamente nas idades iniciais, até o

período de 21 dias, mas diminui essa taxa de evolução após essa idade. Evidentemente, o uso do cimento CP-

V ARI deve ter contribuído para o rápido crescimento da resistência final esperada. Durante a hidratação do

cimento, o hidróxido de cálcio que reage com os materiais pozolânicos é produzido, formando novos cristais

hidratados, o que justifica o aumento acelerado da resistência do material nas primeiras idades. Até os 28

dias, aproximadamente, os materiais pozolânicos já consumiram todo o hidróxido de cálcio disponível,

estabilizando a mistura. Certamente, no interior do CPR, resta uma série de partículas de cimento não

hidratadas e materiais pozolânicos atuando como inertes.

c) Módulo de Elasticidade na Flexão

Para a determinação do Módulo de Elasticidade na flexão, extensômetros elétricos foram

posicionados na borda mais tracionada dos corpos de prova submetidos à flexão. A partir das leituras de

deformaçõs específicas - strain gages – combinadas às medidas das cargas aplicadas correspondentes, foi

possível obter curvas de comportamento x que são definidas, inicialmente, por um trecho linear, até o

valor de tensão limite de proporcionalidade entre as tensões e deformações. A inclinação inicial da curva –

indicativo do Módulo de Elasticidade - se repete para os casos testados. A Figura 8 ilustra as curvas para os

corpos de prova ensaiados.

17,0

26,5

42,4 44,3 48,1

048

12162024283236404448

0 7 14 21 28 35 42 49 56

Re

sist

ên

cia

à tr

ação

(M

Pa)

Idade (dias)

Figura 8 – Gráfico tensão deformação da parte mais tracionada dos corpos-de-provas prismáticos em ensaio de

flexão em quatro pontos.

É possível perceber que os modelos apresentam, praticamente, o mesmo comportamento na

resposta inicial. Verifica-se, ainda, que os comportamentos elásticos no início das curvas, compreendidos no

intervalo entre 0 e 240 µm/m de deformação específica na face mais tracionada dos provetes, se assemelham

entre si. Uma das razões deve estar associada ao simples fato de a matriz ser a mesma para todos os corpos

de prova e que as fibras só deverão atuar como pontes de aderência no plano de ruptura após a carga de pico.

É importante mencionar que as fissuras surgem na medida em que a matriz atinge valores elevados de tensão

atuante e a partir deste estágio, as fibras influenciaram mais fortemente neste diagrama. O teor, material,

combinação híbrida e a aleatoriedade na dispersão das fibras no interior da matriz podem alterar o

comportamento do compósito após a nucleação das primeiras fissuras, justificando a variação de

comportamento na fase descendente das curvas.

Desta forma, a partir dos gráficos de tensão x deformação gerados como respostas do ensaio de

resistência à tração indireta na flexão foi possível determinar o Módulo de Elasticidade, dado pela secante à

curva - Ecs - para as diferentes misturas de fibras analisadas, onde os resultados estão apresentados na Figura

9.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Ten

são

(M

Pa)

Deslocamento (µm/m)

A0 A50

A60 A70

A80 A90

A100

Figura 9 – Módulo de Elasticidade à flexão das diferentes misturas.

Percebe-se que há um mínimo acréscimo no valor do Módulo de Elasticidade à flexão do CPR

quando do aumento no teor de fibras de aço na mistura. De um modo geral, conclui-se que, mesmo com

pequena proporção de fibras de aço adicionada ao composto, o material apresenta um elevado Módulo de

Elasticidade, ficando acima de 68 GPa.

d) Tenacidade

Tomando como base o conceito da tenacidade, propriedade que expressa a energia necessária que

precisa ser consumida para provocar danos ao material, espera-se que a presença das fibras deva contribuir

para o acréscimo desta energia, uma vez que os planos de ruptura gerados ao atingir as tensões últimas são

impedidos de se propagar devido à participação das fibras. Para investigar esse efeito e determinar,

quantitativamente, a tenacidade do CPR, decidiu-se em construir diagramas relacionando a carga aplicada no

ensaio de tração na flexão e os deslocamentos da configuração deformada. Para tanto, os corpos de prova

foram instrumentados com um transdutor de deslocamento, tipo LVDT, com o intuito de medir os

deslocamentos na direção da carga. Para cada modelo de mistura híbrida de fibras foi gerado um gráfico de

carga x deslocamento e os valores são apresentados na Figura 10.

60

62

64

66

68

70

72

74

A0 A50 A60 A70 A80 A90 A100

68,4 68,2 68,3 69,2

70,4 69,7 70,8

Mó

du

lo d

e e

last

icid

ade

(G

Pa)

Traços

Figura 10 – Diagramas carga x deslocamento para cada mistura híbrida de fibras.

Pode-se perceber que todas as amostras apresentam, na sua fase inicial, um comportamento

próximo do linear, seguido por uma fase não linear, após a carga máxima de ruptura. Em todos os casos, a

carga resistente diminui gradual e lentamente (propagação estável das fissuras) e a capacidade de suporte,

bem como os deslocamentos correspondentes variam em função de cada mistura analisada.

A deformação máxima obtida nos ensaios foi variada, alguns modelos resistiram mais e outros

menos, com a máxima deformação chegando a aproximadamente 1,6 mm para as misturas A80 e A90. Com

isso, foram realizadas cinco determinações de tenacidade múltiplas de 0,286 mm de deformação, valor este

que foi estipulado como sendo o valor mais próximo da faixa da primeira fissuração, na maioria das misturas

testadas. A tabela 4 apresenta os resultados da tenacidade – área definida sobre a curva carga vs

deslocamento - para cada mistura submetida ao ensaio de flexão.

Tabela 4 – Resultados do ensaio de tenacidade

Tenacidade A0 A50 A60 A70 A80 A90 A100

I5 (0,286) 0,28 0,34 0,23 0,33 0,38 0,37 0,25

I10 (0,572) 1,57 2,38 2,32 3,42 2,81 2,44 1,94

I20 (0,858) - 5,69 6,31 8,00 7,72 6,17 4,11

I30 (1,144) - 9,18 10,16 8,48 13,98 11,08 6,43

I40 (1,43) - 12,28 13,44 11,49 18,09 16,01 8,58

Evidentemente, é possível notar um acréscimo de tenacidade quando as misturas são influenciadas

pelas adições de fibras, principalmente quando o teor de fibras é maior. Há uma similaridade nos valores de

tenacidade encontrados para as misturas A80 e A90. Certamente, esses teores estão próximos ao que a

0123456789

10111213141516171819

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8

Car

ga (

kN)

Deslocamento (mm)

A0 A50

A60 A70

A80 A90

A100

bibliografia técnica denomina de Teor Ótimo, valor que indica a quantidade de fibras inseridas na matriz a

partir do qual não há benefícios no seu reforço, prejudicando o comportamento global do compósito.

Na mistura A0, com 100% de fibras de polipropileno e ausência de fibras metálicas, não foi

possível determinar a energia de fratura para elevadas deformações, mostrando a incapacidade desta fibra em

evitar a propagação de fissuras, como discutido anteriormente. A reduzida resistência à tração da fibra

polimérica comparada à resistência da matriz cimentícia, impede que as pontes de anderência promovidas

pelas fibras nos planos de fissuração aconteçam, ou seja, as fibras não suportam as tensões nela atuantes e se

rompem prematuramente.

Diante das combinações realizadas, a mistura que apresentou o melhor comportamento foi aquela

com 80% de fibras de aço e 20% de polipropileno. As microfibras de polipropileno atuam numa fase micro

ou mesoscópica da matriz e contribuem para a redução das fissurações oriundas do fenômeno de retração

plástica.

e) Produção da caixa de drenagem

Tabela 2 – Consumo de materiais da caixa de concreto armado e CPR

DESCRIÇÃO UNIDADE

CAIXA DE

CONCRETO

ARMADO

CAIXA EM COMP.

CIMENT.

AVANÇADO

DIFERENÇA

(CC/ CRP)

QUANT. QUANT.

CONCRETO m³ 2,08 0,93 124%

CIMENTO kg 791,16 233,92 238%

SÍLICA kg 41,64 198,69 n/a

CINZA VOLANTE kg - 100,24 n/a

PÓ DE QUARTZO kg - 270,95 n/a

AREIA kg 1684,34 1002,54 n/a

BRITA kg 2178,00 - n/a

ÁGUA kg 374,76 120,85 n/a

FIBRAS kg - 175,01 n/a

AÇO kg 143,76 - n/a

FORMAS m² 18,73 16,37 14,4%

MÃO DE OBRA Horas/homem 7 4 75%

Partindo de uma análise comparativa entre o emprego do concreto convencional e o CPR para a

confecção de uma caixa de drenagem, observa-se que, para a situação com concreto convencional foi

necessário utilizar 124% a mais de material compósito e 238% a mais de cimento, representando um custo

financeiro importante, sem considerar o impacto ambiental considerável. Outros dados importantes: foi

necessário utilizar 14,4% de formas e 75% a mais de mão de obra para a confecção da caixa em concreto

convencional.

De modo a analisar os resultados obtidos na produção da caixa, optou-se por comparar o custo de

fabricação e o peso do material com os que seriam obtidos para caixa convencional de concreto armado:

*O custo para fabricação de uma caixa de concreto armado foi estimado em R$ 2.114,62, tomando

como base os valores atuais dos materiais constituintes e custo na mão de obra despendida pelos

profissionais. O peso total da caixa é de 5205 kg.

*Para a execução de caixa constituída de compósito cimentício avançado não são constatadas

maiores dificuldades, pois não há a necessidade de armaduras e o concreto é despejado no interior das

fôrmas sem quaisquer restrições ou obstáculos. Tendo em vista que este compósito cimentício se comporta

como um concreto autoadensável, não houve necessidade de adensamento com o auxílio de vibradores

mecânicos para obter a compactação necessária.

A montagem das formas ocorreu da mesma maneira para ambos os casos, porém com as alterações

das medidas. O custo para fabricação de uma caixa com compósito cimentício avançado foi estimado em R$

3.227,82 e o peso total da caixa é de 2322,5 kg.

Apesar do custo referente à construção da caixa de drenagem em compósito cimentício avançado ser

maior aos custos inerentes à confecção da caixa de drenagem em concreto armado, um aspecto interessante a

ser levado em consideração é o custo com o seu transporte. Ou seja, com praticamente metade do peso é

possível carregar o dobro de caixas montadas com compósito cimentício com relação às caixas concretadas

com o concreto armado. Todavia, esse critério deve ser considerado e analisado caso a caso.

A durabilidade do material e a vida útil das caixas são requisitos que devem entrar nesta análise de

viabilidade entre os casos. No caso em que o compósito cimentício avançado é empregado, espera-se que,

teoricamente, a caixa apresente um comportamento mais interessante, pois com elevada resistência à

compressão e adição significativa de sílica ativa, bem como de cinza volante, a penetração de agentes

agressivos se torna muito dificultosa. Outro fator importante que posterga a vida útil da caixa de compósito

cimentício é a ausência de armadura de reforço, como o caso da caixa de drenagem em concreto armado.

Mesmo tendo as fibras de aço na sua constiuição, a durabilidade do CPR não será influenciada pela corrosão

pouco significativa destas fibras em ambientes agressivos.

9) CONCLUSÕES

Diante das inúmeras considerações apontadas ao longo desta investigação, constata-se que o uso do

compósito avançado CPR pode ser viável em diversas situações no setor da construção civil.

Neste caso, confecção de uma caixa de drenagem, foi possível elencar pontos vantajosos no que

tange à aplicabilidade e viabilidade deste material compósito, podendo se tornar uma excelente opção para a

construção civil em um futuro próximo.