Em laboratório, é criado o concreto mais resistente do mundo

Uma nova geração de UHPC (Ultra-high Performance Concrete) foi desenvolvida na Universidade de Kanazawa, no Japão. Conhecido no Brasil como CUAD (concreto de ultra-alto desempenho) esse material atinge resistências que variam entre 200 MPa e 300 MPa. Já o concreto obtido em laboratório, e denominado de PFC (porosity-free concrete [concreto livre de porosidade]) chegou a 400 MPa de resistência à compressão, tornando-se o tipo de concreto mais forte já produzido no mundo.  

A pesquisa foi publicada no International Journal of Civil Engineering e revela que o segredo do estudo foi aumentar de 1% para 2% o teor das fibras de aço incorporadas ao material, em relação à totalidade de componentes do concreto. Juntamente com o uso de aditivos superplastificantes, o reforço com fibras elevou em até 50% a resistência do PFC ao impacto, na comparação aos concretos de alto desempenho (CAD) – neste quesito comparativo, o UHPC alcança percentuais máximos de 30% a 40%.  

O estudo mostra ainda que foram usadas fibras de aço com 9 milímetros de comprimento e diâmetro de 0,15 milímetros. Nos ensaios, o volume de fibras chegou ao máximo de 160 kg/m³, ou seja, o dobro do utilizado nos concretos de alto desempenho, que podem chegar até a 80 kg/m³. Em termos de comparação, os concretos convencionais reforçados com fibra de aço costumam utilizar de 20 kg/m³ a 40 kg/m³.   

A equipe de pesquisadores também relata que a precisão dos testes em laboratório, utilizando vigas como corpos de prova, chegou a 80%. O processo de cura das peças testadas usou a técnica de “cura a vapor”, com temperatura máxima de 90 ?C, seguida de “cura térmica”, com temperatura máxima de 180 ?C, e intervalo de 48 horas entre elas.  

Embora seja um trabalho científico para verificar os limites do concreto, os pesquisadores da Universidade de Kanazawa acreditam que o material desenvolvido possa, futuramente, chegar às aplicações práticas da engenharia. ”A descoberta dá uma contribuição significativa para a compreensão do papel do PFC na melhoria da segurança de muitas estruturas grandes, incluindo prédios altos, pontes e estradas”, avalia o professor-doutor Yusuke Kurihashi, do departamento de engenharia estrutural da Universidade de Kanazawa. 

Junto com Yusuke Kurihashi, também assinam a pesquisa os professores-doutores Katsuya Kono e Masato Komuro. “O desenvolvimento contínuo de materiais de construção é particularmente importante em áreas onde desastres naturais frequentes ameaçam a integridade das estruturas. Nossos testes de impacto em uma variedade de amostras revelaram que o PFC é capaz de suportar abalos sísmicos, explosões e impactos causados por aeronaves”, revela Yusuke Kurihashi, no texto do International Journal of Civil Engineering. 

Novos testes publicados em 2021 garantiram maior flexibilidade ao material 

Após a primeira publicação, em fevereiro de 2020, os pesquisadores continuaram testando o PFC e, em janeiro de 2021, voltaram a divulgar uma atualização do trabalho, desta vez no Structural Journal, que é a revista científica da ACI (American Concrete Institute). As fibras de aço foram reforçadas com polímeros e fibras de aramida. O novo estudo mostra que, apesar da capacidade de resistência ter se mantido praticamente inalterada, preservando os 400 MPa, o material ganhou em capacidade à flexão. 

Os próprios autores ainda consideram a pesquisa como um “trabalho experimental”. Por isso, não conseguem estimar por quanto o mercado poderia precificar o m³ do concreto livre de porosidade. Comparativamente, o UHPC, quando começou a ser usado em obras estruturais nos Estados Unidos, custava até 3 mil dólares a jarda cúbica – equivalente a 0,7645 m³ – para elementos moldados in loco. Hoje, indústrias norte-americanas de pré-fabricados têm conseguido reduzir pela metade o valor, ou seja, vender a jarda cúbica por 1.500 dólares.

Matéria publicada no Massa Cinzenta