Novas tecnologias 1

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Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
Materiais de Construção
( TC-031)
TECNOLOGIAS EM CONCRETO
Prof. José de Almendra Freitas Jr.
freitasjose@terra.com.br
Ministério da Educação
Universidade Federal do Paraná
Setor de Tecnologia
Departamento de Construção Civil
Versão 2013Versão 2013
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
NOVAS TECNOLOGIAS EM CONCRETO
O concreto neste final de século está se revelando um material com 
características impressionantes, muitas limitações que existiam até a 
alguns anos estão desaparecendo com as novas tecnologias de 
concreto.
BurjDubai – 700 m Petronas Towers
Salto Caxias 
(COPEL)
CCR
CAD - CAR
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TECNOLOGIAS EM CONCRETO
Concreto de Alto Desempenho CAD / de Alta Resistência CAR
Concreto Auto Adensável CAA
Concreto de Pós Reativos CPR
Concreto com Fibras
Concreto Compactado com Rolo CCR
Concreto Massa
Concreto Pesado
Concreto Leve Estrutural CLE
Concreto Celular Espumoso
Concreto Celular Autoclavado CCA
Concreto com Polímeros
Concreto Projetado
Concreto com Retração Reduzida CRR 
Concreto com Retração Compensada CRC
Concreto com Alto Teor de Cinzas Volantes HVFA
Armaduras Especiais 
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CAD - Concreto de Alto Desempenho
• Alta durabilidade;
(ensaios específicos de durabilidade);
• Alta resistência. 
CAR - Concreto de Alta Resistência
• alta resistência; 
• (NBR-8953, fck≥ 50 MPa).
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
CONCEITOS
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CAR – características básicas da composição
• Baixa relação água/aglomerante;
• Alto consumo de aglomerante (cimento + adições);
• Baixo consumo de água;
• Freqüente uso de adições minerais ao cimento: 
(sílica ativa, argila calcinada)
• Agregados de boa qualidade.
CONCREBRAS
• Necessidade de aditivos SP;
• Trabalhabilidade é governada 
mais pelo SP, menos pela água;
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Abatimento elevadoAbatimento elevado
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E-Tower – PILARES c/ 
fck 125 MPa (42 andares, 162 m)
Incorporadora
Munir Abbud
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Pontos positivos
• Maior resistência à compressão 
por custo, peso e volume;
• Diminuição peças estruturais
• Mais espaços livres;
• Redução peso estruturas;
• Redução deformações imediatas;
• Redução fluência;
• Aumento durabilidade,
• Menor permeabilidade;
• Redução volume de concreto;
• Maior rapidez de execução.
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Controle da 
temperatura
CONCREBRAS
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Coesão devido a 
sílica ativa
Pontos negativos
• Dificuldade de aplicação - maior coesão (sílica ativa); 
- perda de abatimento;
• Controle qualidade mais apurado;
• Necessidade de cura, devido ao baixo consumo de água; 
• Alto calor de hidratação - consumos cimento até > 500 kg/m3;
• Retração - autógena – água solidifica ao hidratar o cimento; 
- por secagem - saída água vazios capilares.
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ZT “perfeita”
(A(Aïïtcin, 2000)tcin, 2000)
CONCRETO DE 
ALTO DESEMPENHO 
CAD
MICROESTRUTURA
FASE AGREGADO
•Rocha com alta resistência;
•Lamelaridade prejudica.
FASE PASTA MATRIZ
•Baixas relações A/A minimizam vazios;
•Sílica ativa, mais C-S-H e efeito microfiler.
ZONA DE TRANSIÇÃO
•Baixas relações A/A e a Sílica Ativa melhoram ZT.
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CONCRETO DE 
ALTO DESEMPENHO 
CAD
MATERIAIS
CIMENTO
ACI 363R-92 primordial que varie pouco;
No Brasil - CP V mais utilizado.
AGREGADOS 
Seleção é importante;
Miúdos - arredondados, sem impurezas e sem muitos finos;
Graúdos- evitar grãos lamelares.
E-Tower – SP 
Pilares 
fck 125 MPa 
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MATERIAIS
ADIÇÕES MINERAIS 
• Adição ou substituição de parte do cimento;
• Aumentam resistência mecânica e durabilidade;
• Aumentam coesão, diminuem segregação e exsudação;
• Reduzem retração, porosidade e permeabilidade.
ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE
• Sem SP, impraticável A/A < 0,4;
• Compatibilidade com o cimento é vital;
• Provável necessidade de inibidores de hidratação para 
maior tempo de eficiência do SP, ampliando o prazo de 
aplicação e adensamento do concreto.
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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(José A. Freitas Jr.)
COMPATIBILIDADE CIMENTO-ADITIVO SP
•Combinação p/ fluidez requerida por mais tempo;
•Otimiza consumo de aditivo SP
•Ensaio de fluidez de pasta de aglomerante com aditivo;
•Método do funil de Marsh para determinar o ponto de saturação.
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE
•2a geração – naftalênicos/lignosulfonados – perda abatimento ± 45 min.;
•3a geração – éter carboxílico modificado – alto custo;
•Interação dos SP com o cimento é complicada;
•Aplicação simultânea de aditivos diferentes.
•Uso de inibidores de hidratação para maior tempo 
de aplicação e adensamento do concreto.
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Aditivo SP ADVA 170 - GRACE
Mistura da Sílica 
ativa 
Ruptura de 
um CAD – fck
90 MPa CONCREBRAS
CONCREBRAS CONCREBRAS
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
OBRAS NO PARANÁ
Evolution Towers, Curitiba, 
2000 
Pilares do Corporativo com 
fck 60 MPa
Museu Oscar Niemeyer, Curitiba, 2000
fck 35 MPa aos 7 dias
Irmãos Thá S/A CESBE
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CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
OBRAS NO PARANÁ
Palácio da Justiça,
Curitiba , 2005. 
Estrutura inteira em fck 50 MPa 
Centro Empresarial Antártica 
Ponta Grossa , 2008 
Pilares fck 90 MPa - Recorde brasileiro
Vicente Babur LtdaEngenharia e Construção
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Evolution Towers
Curitiba –PR - 2000 37 pisos - altura 132 m
Irmãos Thá S/A
(Eng. Moacir H. Inoue)
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Consumo de aços CP 190 RB: 72.000 kg
Consumo de aços CA50 / CA 60: 1.047.000 kg 
Consumo de formas: 84.000 m2
1.008 m3C60
1.770 m3C40
7.966 m3C30
1.600 m3C25
1.690 m3C20
Consumos de concretos
CONSUMOS DOS MATERIAIS APLICADOS
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Evolution Towers
Curitiba –PR - 2000
37 pisos - altura 132 m
CAD 
C-60
C-30
(Eng. Moacir H. Inoue)
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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Evolution Towers
Curitiba –PR - 2000
CAD/Concreto ConvencionalCAD/Concreto Convencional
Pilar
em CAD
(Eng. Moacir H. Inoue)
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
Evolution Towers
Curitiba –PR - 2000
Bloco c/ 1/3 da altura em CAD C 60 
cura sendo aplicada
(Eng. Moacir H. Inoue)
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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Centro Empresarial Antártica - Ponta Grossa , 2008 
Pilares fck 90 MPa - Recorde brasileiro
Vicente Babur Ltda
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
(Eng. Moacir H. Inoue)
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Centro Empresarial Antártica - Ponta Grossa , 2008
Concretagem da camada em C-90 de bloco de fundações em 
C-90 e o mesmo parcialmente desformado-90(Christófolli, Jorge L.)
CONCREBRAS (José A. Freitas Jr.)
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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Centro Empresarial Antártica - Ponta Grossa , 2008
Pilares em concreto C-90
(Christófolli, Jorge L.)
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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Centro Empresarial Antártica - Ponta Grossa , 2008
Operação de colocação de sílica ativa e do inibidor 
de hidratação Recover no caminhão betoneira
Concrebras Concrebras
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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Centro Empresarial Antártica - Ponta Grossa , 2008
Momento da ruptura de 
um copo de provas de um 
CAD C-90
Preparação dos 
corpos-de-prova 
ConcrebrasConcrebras
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
Centro Empresarial AntCentro Empresarial Antáárticartica
Ponta Grossa , 2008Ponta Grossa , 2008
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
137,5 MPa113,7 MPaMáximo
104,7 MPa74,5 MPaMínimo
7,1 MPa8,5 MPaDesvio Padrão
122,7 MPa95,9 MPaMédia
3535Número de Valores
28 dias7 dias
Resultados de ruptura à compressão dos 
concretos com fck 90 MPa
(Christófoli, Jorge L)
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CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
TAIPEI 101 
Taipé – República da China
508 m de altura, 101 pisos, 412.000 m2
Estrutura mista aço/CAD de até 70 MPa
(Joseph, L. M.; Poon, D.; Shieh, S.; 2006)
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508 m de altura, 101 pisos
Estrutura mista aço/CAD de até 70 MPa.
(Joseph, L. M.; Poon, D.; Shieh, S.; 2006)
MEGACOLUNA
Caixão de aço que 
tem função estrutural 
e de forma para os 
pilares de concreto -
CAD.
Furos para armaduras 
de concreto armado
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
TAIPEI 101
Taipé – República da China
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
508 m de altura, 101 pisos
Estrutura mista aço/CAD de até 70 MPa
TAIPEI 101
Taipé – República da China
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Megacolunas
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Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
(Leonardo Garzon)
World Trade Center One
(Freedom Tower) 
Nova York (EUA), 2013
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Estrutura em aço com núcleo 
CAD de 14.000 PSI (96,5 MPa)
104 pisos 
541 (torre) / 417 m de altura 
Concretos com gelo e concretagens 
a noite para minimizar o calor de 
hidratação. Temperaturas do 
concreto controladas
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
(Leonardo Garzon)
World Trade Center One
Nova York (EUA), 2013
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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Núcleo central em concreto armado, 14.000 PSI (96,5 MPa),
com paredes de 1,0m a 2,0m de espessura (escadarias)
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
(Leonardo Garzon)
World Trade Center One
Nova York (EUA), 2013
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Núcleo central em concreto armado, 14.000 PSI (96,5 MPa),
com paredes de 1,0m até 2,0m de espessura (escadarias)
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Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
Estrutura em Concreto 
Armado - CAD
Altura: + de 705 m
154 a 189 pavimentos
Pronto: 2009
US$ 8.000.000.000,00
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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2008.apr.14Burj Dubai
www.burjdubaiskyscraper.
com
Emirados Árabes 
Unidos -2008
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Concretos utilizados:
Base: C80A (DMC 20mm)
0- 95 m - Pilares: C80A (DMC 20mm) 
95-452 m Pilares: C80 (DMC14mm)
452-570 m – Pilares: C60
Lajes e demais pilares - C50
(www.putzmeister.de)
Burj Dubai
Emirados Árabes Unidos
2008
www.doka.com
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Park City Musashi Kosugi Building – Kanagawa - Japão
28/05/2007
Ed. Residencial
59 pavimentos
fc = 150 MPa
203,5 m
Fibras de aço p/ 
evitar spalling
S. Sugano, 2007 
(Japan Concrete Institute)
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‘Hibernia' - Canadá
Hibernia 224 metros de altura total- 85 metros para resistência ao 
gelo, 26 metros dos quatro pilares e 113 metros da plataforma de
produção. 165. 000 m3 de CAD – fc médio 80 MPa
www.hibernia.ca
www.hibernia.ca
Plataformas de petróleo
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
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'Stattfjord' - Noruega
15 plataformas de concreto
Tipo Condeep
15 milhões de m3 de concreto 
protendido 
Concreto auto-adensável de 
alta-resistência.
Stattfjord B:
145 m de lâmina de água
24 células p/ estocagem de 2 
milhões de barris de petróleo
Plataforma com 3 shafts
www.sagex.no
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO - CAD
Plataformas de petróleo
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NBR 15823 (2010)
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
Self-Consolidating Concrete – SSC
Desenvolvido no Japão década de 80, para 
resolver problemas da dificuldade de 
adensamento do concreto e minimizar mão de 
obra.
CAA – concreto que preenche cada espaço das 
formas exclusivamente através de seu peso 
próprio, sem necessidade de qualquer forma de 
compactação ou vibração externa.
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NBR 15823 (2010)
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
Self-Consolidating Concrete – SSC
CAA - Vantagens: 
• Concretagem mais rápida
• Possível produção fck de até 90MPa.
• Ausência de vibração reduz a mão-de-obra no 
canteiro
• Melhor acabamento final da superfície 
•(lajes e pré-fabricados).
• Maior durabilidade por ser mais fácil de adensar.
• Grande liberdade de formas e dimensões e 
peças de seções reduzidas.
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NBR 15823 (2010)
Estabelece como requisitos para o CAA no estado fresco as 
seguintes propriedades: 
• Fluidez ou habilidade de preenchimento. 
• Viscosidade plástica aparente em fluxo livre ou confinado. 
• Habilidade passante em fluxo livre ou confinado. 
Fluidez ou habilidade de preenchimento:Fluidez ou habilidade de preenchimento: NBR 15823
Capacidade do CAA de fluir dentro da forma e preencher todos 
os espaços.
Propriedade avaliada pelo espalhamento em fluxo livre do 
concreto no método do cone de Abrams.
Não apresentar segregação, ter a capacidade de se manter 
coeso ao fluir dentro das formas.
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
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CONCRETOAUTO-ADENSÁVEL – CAA
Habilidade passanteHabilidade passante: NBR 15823
Capacidade do CAA de fluir dentro da forma, passando por entre 
os embutimentos, sem obstrução do fluxo ou segregação. 
Avaliada pelo método do anel J com fluxo livre do concreto, ou 
pelo método da caixa L com fluxo confinado do concreto.
Viscosidade plViscosidade pláástica aparente do concretostica aparente do concreto: NBR 15823
Propriedade relacionada com a consistência da mistura (coesão) 
que influencia no comportamento ao escoamento. 
Quanto maior a viscosidade, maior a resistência ao escoamento. 
Avaliada pelo tempo de escoamento no método do cone de 
Abrams (t500), ou pelo funil V com fluxo confinado do concreto.
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CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
MATERIAIS:
Cimento: Qualquer tipo, maior finura mais indicado. 
Variações no cimento afetam as propriedades do CAA.
Adições: Redução do teor de argamassa. Maior coesão. 
Menos calor. Benefícios quanto à durabilidade. Uso implica 
em aumento do consumo do superplastificante.
Adições mais utilizadas:
•Filer de calcário calcítico - é o mais indicado. 
•Cinzas volantes - com finura de 500 a 600m2/kg. 
•Sílica ativa - usual com fck acima de 60MPa. aumenta a 
coesão e a demanda de superplastificante.
•Metacaulim aumenta a coesão e a demanda de 
superplastificante.
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
MATERIAIS:
Aditivos:
Superplastificantes a base de policarboxilato são os 
mais empregados, em percentuais da ordem de 1 a 
1,6% do peso de cimento utilizado.
Promotores de viscosidade ou modificadores de 
viscosidade, produtos a base de polisacarídeos que 
formam grandes reticulados que prendem água. 
Causam diminuição da exsudação e o aumento da 
viscosidade da pasta evitando a segregação dos 
agregados.
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
MATERIAIS:
Agregado miúdo:
Todo tipo de agregado usado em concreto 
convencional pode ser usado em CAA. Os naturais 
são preferíveis por possuírem grãos arredondados.
Agregado graúdo:
Preferível agregados graúdos com formato regular e 
dimensão máxima característica (DMC) de 20mm. Em 
geral para o CAA agregados graúdos com 
DMC<10mm gera composições mais econômicas.
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
(B. F. Tutikian, 2004)
ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE ESPECÍFICOS
Observação visual, não 
pode haver separação 
dos materiais.
Espalhamento (Cone 
de Abrams, Caixa L 
e Tubo U
Resistência à segregação
H2/H1 entre 0,8 e 1,0Caixa LHabilidades de 
preenchimento e passagem 
por restrições
Entre 5 e 10 segundosFunil V
Habilidades de 
preenchimento e passagem 
por restrições
Entre 600 e 800 mmEspalhamento
(cone de Abrams)
Habilidade de 
preenchimento
Valores LimitesMétodo de ensaioPropriedade avaliada
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
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Wellington L. Repette Wellington L. Repette 
ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE
Fluidez e escoamento: NBR 15823NBR 15823
Ensaio de espalhamento do cone de Abrams (Slump flow test)
Permite observar se está havendo segregação ou não.
Variante t500- medição de tempo que o concreto atinge uma 
marca de 500mm de diâmetro (2 a 5 segundos).
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
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ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE
Caixa–L: NBR 15823NBR 15823
Objetiva medir a fluidez simultaneamente com a capacidade do 
concreto passar por obstáculos permanecendo coeso, verifica-se a 
relação entre a altura H1 e H2, depois de realizada a 
intercomunicação do CAA entre as partes.
(B. F. Tutikian, 2004)(B. F. Tutikian, 2004)
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
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CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE
Caixa–U: NBR 15823NBR 15823
Avalia a habilidade do concreto em resistir ao bloqueio por obstáculos 
sem segregar
(B. F. Tutikian, 2004)
(B. F. Tutikian, 2004)
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CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE
(B. F. Tutikian, 2004)
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Funil-V & Funil-V 5 min: NBR 15823NBR 15823
Tempo que o concreto leva para escoar neste aparelho é uma 
medida de fluidez do CAA em passar por espaços restritos. Ao 
preencher o funil novamente, aguardando-se 5 minutos, tem-se 
informações importantes quanto a resistência à segregação.
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ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE
Anel J :
Fácil de executar, testa a habilidade passante do CAA. O índice é a 
média de dois diâmetros ortogonais formados pelo espalhamento.
(Alencar, R., Helene, P.; Honda, J.;CONCRETO e construções, n.51,2008)
NBR 15823.NBR 15823.
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
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CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
ENSAIOS DE TRABALHABILIDADE
Tubo-U:
Método para a avaliação da resistência à segregação.
Corta o tubo preenchido e mede a segregação
(R. Alencar e P. Helene, 2006) (B. F. Tutikian, 2004)
(Gomes, 2002)
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A aplicação do CAA exige uma qualidade muito maior dos 
equipamentos envolvidos bem como um controle mais rigoroso de 
todo o processo de produção. 
O CAA pode ser um material altamente favorável, tornando-se uma 
excelente opção.
Grande densidade de armaduras
(Granato, BASF)
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
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CAA
Concreto comum
Pouco pessoal no 
serviço de concretagem
(Granato - BASF)
(Granato - BASF)
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
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PORTO ALEGRE – RS - Museu Iberê Camargo – 2007
Concreto aparente de CPB (Cimento Portland Branco)
Formas curvas e necessidade de excelente acabamento.
(Tutikian,Bernardo Fonseca, Dal Molin, Denise e Cremonini, Ruy )
Aspecto do CAA
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
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CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL – CAA
Cidade da Música Roberto Marinho RJ - R$ 482 milhões (2008) 
Área 87.403 m2 - CA 50 7.941 t - Cabos de protensão 800 t
CAA e CAD resfriado fck 50 MPa 63.566 m3 - Formas 270.467 m2
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CONCRETO 
AUTO-ADENSÁVEL 
CAA
BROOKFIELD MALZONI 2010
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n
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Vigas com 44,4x 6m, fck 
50MPa em CAA. 
Cada viga de 800m³ de 
CAA, 24/18 bainhas de 24 
cordoalhas de protensão. 
Momento fletor
de 60.000 tfm!!! 
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Escoramento
30 m + 6 subsolos
CAA, bombeado somente para dois pontos da viga, se 
espalha e preenche os 800m3, sem adensamento externo.
44,4 metros
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL CAA
BROOKFIELD MALZONI 2010
PhD EngenhariaPhD Engenharia
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Estruturas “caixão” com formas de alumínio
Elevações em 
concreto leve armado 
c/ tela, já acabadas 
pela forma
Aberturas e tubulações 
elétricas embutidas no 
concreto leve
Lajes em concreto 
armado comum
Hiperestaticidade 
infinita, suporta 
terremotosWestern Forms Western Forms
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL CAA
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Estruturas “caixão”
(L.S.Franco)
(L.S.Franco)
CONCRETO AUTO-
ADENSÁVEL CAA
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
Reactive-Powder Concrete – (RPC)
Materiais a base de cimento Portland com baixíssima porosidade e 
altíssima resistência à compressão (superiores a 200 MPa - 2 a 4 vezes 
maior que os CAD comuns).
Possuem importante resistência à flexão e uma ductilidade 
extremamente alta, (250 vezes superior aos concretos convencionais).
Desenvolvidos na França pela Bouygues Construction Company em
1994
US Army Corps of Engineers US Army Corps of Engineers
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
Propriedades obtidas a partir de:
• Massa mais homogênea
• Compacidade otimizada pela granulometria dos materiais finos
• Melhor interface pasta/agregado 
• Aumento da ductilidade pela adição de fibras de aço.
Material com 
características 
mecânicas 
correspondentes 
as do aço.
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
BENEFÍCIOS PARA AS ESTRUTURAS:
Resistência superior à compressão e cisalhamento permitem redução 
significativa do peso próprio dos elementos estruturais.
Sem necessidade de armaduras para compressão ou o cisalhamento.
Melhor performance em sismos - Reduz cargas de inércia (estruturas 
mais leves), possibilita maiores deflexões com seções menores (maior 
absorção de energia).
Comparação de 
seções de vigas com 
iguais resistências à
flexão.
(
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Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
Maiores resistências à abrasão, fenômenos gelo/degelo e 
ataques químicos.
Significativas quantidades de cimento não hidratado no 
produto acabado dá ao material um potencial de se auto-
recuperar de fissuras. 
A sua finura possibilita acabamentos superficiais de alta 
qualidade. 
Sua baixa e não interconectada porosidade diminui as 
transferências de massas tornando inexistente a 
penetração de líquidos, gases ou elementos radioativos. 
Não há difusão de Césio, a difusão de Trítio é 45 vezes 
menor que nos materiais convencionais de contenção.
CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
CARACTERÍSTICAS
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
COMPOSIÇÃO
No CPR a areia fina utilizada se torna o agregado graúdo dos 
concretos convencionais, o cimento Portland preenche a função de 
agregado miúdo e a sílica ativa a função do cimento. Cimento 
Portland com baixo teor de C3A e baixa finura Blaine.
0,140,15Relação a/(cimento + sílica)
186180Água
1817Superplastificante (sólidos)
617-Fibras de aço 3 mm
-146Fibras de aço 13 mm
490997Areia
382-Pó de quartzo
225237Sílica Ativa
980950Cimento Portland Tipo I (ASTM)
CPR 800CPR 200Material (kg/m3)
Composição típica do CPR original (DOUGAT el al., 1996)
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
COMPOSIÇÃO
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
PROPRIEDADES
2000 – 8000100 - 150100 - 150Deformação Última de Tensão (10-6)
1000 – 40000140130Energia de Fratura (MPa)
15 - 1406 - 104 - 8Resistência à Flexão (MPa)
200 - 80060 - 8020 - 50Resistência à Compressão Simples (MPa)
CPRCADCCPropriedades
Propriedades mecânicas comparadas ao concreto 
comum e de alto desempenho
(DOUGAT et al., 1996)
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
PROPRIEDADES
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
Passarela de pedestres de Sherbrooke- Canadá
Protendida, sem armaduras 
comuns.
(Carlos E. Biz, 2001)
Ductal® concrete 
Passarela c/ 60 m e 
espessura do deck de 3 cm. 
Fibras de aço inox de 12 e 2 mm.
Montagem 
em um dia. 
www.lafargenorthamerica.comDurabilidade prevista de 
500 anos. 
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CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
Passarela de pedestres de Sherbrooke- Canadá
Elementos diagonais de tubos de aço inoxidável preenchidos com CPR.
www.lafargenorthamerica.com
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Ductal® concrete 
Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
S. Sugano, 2007 
(Japan Concrete Institute)
TAISEI Corporation 
Ductal® concrete 
Pré-moldados 
sem armaduras
Concreto fc = 200 MPa
Sakata Mirai Bridge
CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
Peso próprio1/5 de 
concreto protendido
Fibras de aço inox de 12 e 2 mm.
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HPFRC High Performance Fiber-Reinforced Concrete
Radioctive Waste 
Storage Slovak Republic
(I. Hudoba,2007)
(I. Hudoba,2007) (I. Hudoba,2007)
(I. Hudoba,2007)
CONCRETOS DE PÓS REATIVOS - CPR
Não apresenta penetração de césio e trítio
40,9939,6332,68Modulus of elasticity [GPa]
87,871,147,80Compressive strength [MPa]
90287Age [days]
Mechanical properties of the HPFRC
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Fibras para concreto de:
• Aço
• Polímeros
- Polipropileno
- Nylon
- Poliéster
• Vidro
• Amianto 
• Vegetais HSC/HPC
Ductal® concrete com fibras
As fibras melhoram algumas deficiências do concreto:
• Minimizam a retração;
• Minimizam a microfissuração e permeabilidade;
• Aumentam a resistência ao choque (tenacidade);
• Aumentam a ductilidade das peças.
CONCRETO COM FIBRAS
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CONCRETO COM FIBRAS MATERIAIS
0,023,7 x 10-310 - 452.50-Matriz de 
cimento (p/ 
comparação)
100,7 x 10-30,30,95-Polietileno
30,4 – 1,014 – 19,51,1818Acrílico
13 - 150,94,01,1-Nylon
1,02,02301,99Carbono
2,1 - 4,03,05 – 1331,4510Kevlar
8,00,5 – 0,755 – 7,70,920 - 200Polipropileno
2,0 - 3,03,0 – 3,510 – 2002,00,02 - 0,4Amianto
2,0 - 3,52,0 - 4,070 - 802,09 - 15Vidro
0,5 - 3,55,5 - 2,0190 – 2107,845 - 500Aço
Deformação 
na ruptura 
(%)
Resistência 
à tração 
(MPa)
Módulo de 
elasticidade 
(GPa)
Densidad
e (g/cm3)
Diâmetro 
(µm)Material
(Thomaz, E.;IME)
Valores de resistência mecânica e módulo de elasticidade para diversos 
tipos de fibra e matrizes (BENTUR E MINDNESS, 1990)
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Adição de fibras prejudica as propriedades do concreto fresco.
CONCRETO COM FIBRAS
Efeitos no Concreto Fresco
A adição de fibras deve ser considerada como um novo agregado, 
para a composição da dosagem do concreto.
Formação 
de “ninhos”
Dificuldades
na mistura
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Pouco efeito nas propriedades mecânicas estáticas.
(Thomaz, E.;IME)
Efeitos no Concreto Endurecido
Algum efeito sobre: 
•Compressão (até 25%)
•Tração simples (até 6%)
•Torção
•Cisalhamento
Efeito sensível:
• Aumento da resistência à
tração na flexão;
CONCRETO COM FIBRAS
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Melhoram as propriedades mecânicas dinâmicas.
CONCRETO COM FIBRAS
Fibras transformam o concreto de:
Frágil para Pseudo-dúctil
• Minimizam fissuração;
• Diminuem a retração;
• Aumentam resistência à fadiga;
• Aumentam resistência ao impacto (tenacidade);• Minimizam lascamento (spalling) em incêndios.
Efeitos no Concreto Endurecido
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CONCRETO COM FIBRAS
Efeitos no Concreto Endurecido
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Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
Propriedades (Concreto Endurecido)
CONCRETO COM FIBRAS
Aumento da ductilidade e da tenacidade
Material não rompe imediatamente após a primeira fissura
Volume crítico de fibras –
equilíbrio eficiência / trabalhabilidade
Efeitos no Concreto Endurecido
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Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
CONCRETO COM FIBRAS
Comprimento crítico da fibra - lc
Determinado para 
maximizar a energia de 
arrancamento da fibra.
Energia de arrancamento é
representada pela área do 
triângulo.
Efeitos no Concreto Endurecido
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Tecnologias José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção16:43
Compatibilidade do comprimento das fibras com 
o DMC dos agregados graúdos.
( Figueiredo, A.; 2000))
Efeitos no Concreto 
Endurecido
L > 2 DMC
CONCRETO COM FIBRAS
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Afloramento das fibras
CONCRETO COM FIBRAS Efeitos no Concreto 
Endurecido
Impossível garantir cobrimento 
adequado.
Concretos expostos a água 
sofrem com a oxidação das 
fibras de aço aparentes.
Ocorre a ruptura do pequeno 
cobrimento. (Kormann, A. C. M. ;2002)
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CONCRETO COM FIBRASFIBRAS VEGETAIS
• Bambu, coco, juta, malva, piaçava, sisal e celulose;
• Baixa durabilidade;
• Sofrem decomposição em meio alcalino;
• Medidas para minimizar a decomposição:
� Emprego de feixes;
� Proteção das fibras e matriz;
� Redução da alcalinidade da matriz.
HSC/HPC
Sisal
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FIBRAS DE AÇO:
• 2 a 8 cm de comprimento, mais compridas mais eficientes, mas ficam 
mais difíceis de misturar; 
• 0,4 a 1,5% do volume de concreto, traços com alto consumo de cimento 
e baixo fator a/c;
• Reduz a retração;
• Diminui microfissuração e permeabilidade, aumenta durabilidade.
(Rui T. Bailot / Roberto F. Bauer)Fibra de aço corrugadaFibra de aço com ancoragem 
em gancho DRAMIX
CONCRETO COM FIBRAS
( Figueiredo, A.; 2000))
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LanLanççamento no concretoamento no concreto
CONCRETO COM FIBRAS
Dosador automático
Diretamente na esteira 
com os agregados.
www.revistatechne.com.br/Edicoes/107/artigo31700 
FIBRAS DE AÇO:
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Tipos de Fibras
Diferentes formatos,
dimensões e tipos de aço
(Dramix)
Diferentes 
performances
CONCRETO COM FIBRAS FIBRAS DE AÇO:
(Maccaferri)
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CONCRETO COM FIBRAS FIBRAS DE AÇO:
•Cuidados em peças expostas – corrosão das fibras (aço inox ??);
•Uso em concreto projetado – diminui a reflexão (perdas);
•Uso em pavimentos de concreto – aumenta tenacidade e minimiza 
a retração.
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CONCRETO COM FIBRAS
FIBRAS DE AÇO:
± 1,00 mm7,0 mm7,0 mm7,0 mmPasso (P)
± 0,50 mm2,0 mm2,0 mm2,0 mmAltura (A)
± 0,25 mm0,7 mm0,7 mm0,7 mmEspessura (E)
± 0,50 mm2,5 mm2,5 mm2,5 mmLargura (L)
± 3,00 mm60 mm50 mm40 mmComprimento nominal (C)
TolerânciaFBR 60FBR 50FBR 40MODELO
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CONCRETO COM FIBRAS
FIBRAS DE AÇO INOX:
10000,5-1,0-------16-18430
12000,5-1,019-2224-26310
12000,5-1,08-1018-20304
NiCr
Tensão de 
ruptura à tração 
(MPa)Diâmetro (mm)
Composição química 
Componentes (%)
Grau
ESPECIFICAÇÕES www.engineeringfiber.com
APLICAÇÕES:
Produtos refratários, 
concretos aparentes ou 
ambientes agressivos.
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FIBRAS DE POLÍMEROS :
Minimizam a retração – menos microfissuração – concreto mais durável.
Não degradam. Baixo módulo de elasticidade comparado com as de aço.
(J. Tanesi e A. Nince – TECHNE set./2002)
CONCRETO COM FIBRAS
www.chargerenterprises.com
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Comprimentos da ordem de 2 a 4 cm.
Comprimentos excessivos ou
excessos na dosagem tentem
a formar “ninhos”.
Fibras com comprimentos da ordem de 2 a 4 cm.
Polipropileno - baixo custo, baixos E e resistência à tração
Nylon - custo mais alto, densidade similar a da água - não segrega,
resistência à tração e E superiores as de polipropileno
Poliéster - características melhores que as de polipropileno
CONCRETO COM FIBRAS
Fibermesh
FIBRAS DE POLÍMEROS :
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CONCRETO COM FIBRAS 
Fibras de polipropileno em conjunto com fibras de aço, 
utilizadas em anéis de túneis para melhorar o desempenho 
em incêndios - minimizam o lascamento.
FIBRAS DE POLÍMEROS :
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Fibras de vidro possuem Módulo de elasticidade e 
resistência à tração maiores que as fibras de polímeros.
CONCRETO COM FIBRAS FIBRAS DE VIDRO :
(Téchne)
(Eng. Aline Martins, Itambé)
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CONCRETO COM FIBRAS FIBRAS DE VIDRO :
(Técne)
O vidro comum sofre ataque do meio alcalino do cimento, as 
fibras precisam ter composição química especial ou ser 
revestidas por polímeros.
Tipo Tipo ARAR ou Álcali Resistente, 
tem composição química 
especial. Possuem +- 16% de 
óxido de zircônio (ZrO2) na sua 
composição.
Tipo ETipo E são fibras de 
vidro comum, revestidas 
com polímeros para não 
sofrer ataque do meio 
alcalino.
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NOVAS TECNOLOGIAS EM CONCRETO – Referências bibliográficas:
�CONCRETO: Estrutura, Propriedades e Materiais, P. Kumar Mehta e Paulo J. M. Monteiro, São Paulo: Pini, 
1994.
�Concreto de Alto Desempenho, Pierre-Claude Aïtcin – São Paulo – Pini, 2000.
�CD-ROM: CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO, Versão 1.0. ABCP, Produzido por NUTAU/USP,199 
�CONCRETO COM FIBRAS DE AÇO – ANTÔNIO Domingues de Figueiredo, PCC-USP, São Paulo, 2000
�CONCRETO COM FIBRAS DE POLIPROPILENO – Techne, 66, setembro/2002.
�BELGO – Fibras Dramix. – Boletim Técnico
�MACIÇOS EXPERIMENTAIS DE LABORATÓRIO DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO APLICADO ÀS BARRAGENS, José
Marques Filho, 2005.
�USO DE CONCRETO COMPACTADO A ROLO NA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS, Eng. Luércio Scandiuzzi, ABCP.
�EMPREGO DO CCR NA AMPLIAÇÃO DA UHE RIO DO PEIXE, Golik M. A., Stock R. Filho, Gontijo M. C., Onuma N., Anais do II 
Seminário Nacional de Concreto Compactado a Rolo, 1996.
�CD-ROM: O CIMENTO PORTLAND NA PAVIMENTAÇÃO URBANA, ABCP, 2000.
� CONCRETO PRÉ-RESFRIADO NO BRASIL: Uma Evolução com mais de 20 anos, Francisco R. Andriolo e Tadevs M. Skwarczynski, 
São Paulo, 1988.
�CONCRETO LEVE DE ALTO DESEMPENHO MODIFICADO COM SB PARA PRÉ-FABRICADOS ESBELTOS – DOSAGEM, 
PRODUÇÃO, PROPRIEDADES E MICROESTRUTURA, João Adriano Rossingnolo, USP São Carlos, 2003.
�www.litebuild.com - Aerated, ligthweight, foamed concrete technology
�www.pb-aax.de-Porenbeton, Autoclaved Aerated Concrete.
�Concreto. Ensino, Pesquisa e Realizações, Vol.2, Capítulo 45. Jane Proskek Gorninski e Claudio de Souza Kamierczack. IBRACON, São 
Paulo, 2005.
�FIGUEIREDO,A. D.; CONCRETO COM FIBRAS, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2000.
Concreto polímero, Luciano Martin Teixeira, Congresso sobre concretos especiais, SOBRAL-CE, 2005.
�PONTE PRESIDENTE COSTA E SILVA – Métodos Construtivos, Walter Pfeil, Rio de Janeiro – LTC, 1975
�Tutikian, Bernardo Fonseca; Método para Dosagem de Concretos Auto-Adensáveis, Tese de Doutorado, PPEC-UFRGS.
�Repette, Wellington Longuini; Capítulo 49 - Concreto, Ensino, Pesquisa e Realizações, IBRACON, 2005.
�Alencar, Ricardo e Helene, Paulo; Concreto auto-adensável de elevada resistência – inovação tecnológica na indústria de pré-fabricados 
Revista Concreto & Construções no 43, 2006 
�Concreto, ensino, Pesquisa e Realizações, Capítulo 30, Leonel Tula, Editor Geraldo c. Isaia, São Paulo, IBRACON, 2005.
�Marshall Industries Composites Inc., C-BAR- Reinforcing Rods.
�Fortius - Aslan - GFRP Bars – BK International.
�Bond strenght of nylon-coated reinforcing steel bars, Ghaly, A. M.; Cahill, J. D. IV; CBC 2004.
� CONCRETOS ESPECIAIS – PROPRIEDADES, MATERIAIS E APLICAÇÕES, Paula Sumie Watanabe e Paulo Sérgio dos Santos 
Bastos, Bauru/SP, Fevereiro/2008