UM ESTUDO SOB CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

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UNIVERSIDADE PAULISTA
Edilane Aparecida de Souza B144IE-0
Giana Santos Carneiro B39458-7
Lucas Fellipe Santos B3487G-0
Marília da Costa Machado B28827-2
Rayanne Cruz Rodrigues B368BC-9
UM ESTUDO SOBRE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO
(CAD)
GOIÂNIA 
2014
Edilane Aparecida de Souza B144IE-0
Giana Santos Carneiro B39458-7
Lucas Fellipe Santos B3487G-0
Marília da Costa Machado B28827-2
Rayanne Cruz Rodrigues B368BC-9
UM ESTUDO SOBRE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO
(CAD)
Trabalho de Atividades Práticas Supervisionadas para complementação das atividades acadêmicas de graduação em Engenharia Civil apresentado à Universidade Paulista – UNIP.
Orientador: Prof. Alberto Boaventura
GOIÂNIA
2014
“Gênio é uma pessoa de talento 
que faz toda a lição de casa”
Thomas Edison
RESUMO
	O concreto é um dos materiais mais usados no mundo todo, por sua enorme utilização, é que teve um grande avanço tecnológico e constantes pesquisas sobre ele. Devido a isso é que, com adição de minerais (sílica ativa, metacaulim ou casca de arroz), plastificantes, superplastificantes ou até mesmo retardadores de pega e a redução da relação água/cimento é que chegaram ao Concreto de Alto Desempenho (CAD).
É um concreto que possui uma resistência mais elevada que os concretos convencionais (em torno de 40MPa) e consequentemente o seu emprego nas construções garante maior durabilidade. Reduz o peso das estruturas, dando melhor estética às obras. Em construções que estão em ambientes sujeitos a ataques de agente agressivos (cloretos, sulfatos, dióxido de carbono e maresia), seu emprego é quase que necessário
Por isso e outros fatores é que profissionais da construção civil vem adotando cada vez mais seu uso. 
LISTA DE ABREVIATURAS
a/c 		relação água e cimento
a/ag		Relação água e agregado
ABNT 		Associação Brasileira de Normas Técnicas
ASTM		Sociedade Americana de Testes e Materiais
CAD		Concreto de Alto Desempenho
CAR		Concreto de Alta Resistência
CP		Cimento Pertland
fck		Resistência do concreto à compressão
NBR		Denominação de norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT)
INTRODUÇÃO
Este trabalho apresenta um estudo sobre o Concreto de Alto Desemprenho (CAD), seu conceito, matérias empregados e suas devidas dosagem na elaboração, sua resistência (acima de 40Mpa), obras emblemáticas em CAD e diversos outros fatores.
É um concreto com um enorme avanço tecnológico, suas características principais são maior durabilidade, alta resistência, maior impermeabilidade, maior aderência e de fácil aplicação devido a adição de aditivos superplastificantes ou hiperplastificante em sua mistura.
Geralmente em sua combinação (além de areia, água, brita e cimento) recebe adições como a Sílica ativa ou Metacaulim, e com o uso desses plastificantes de alta eficiência que atuam melhor com o cimento, diminuindo os vazios e proporcionando maior liga, reage com a cal livre é o que gera a maior resistência. Diminuindo o peso das estruturas e o consumo de materiais como o aço.
O estudo do CAD teve início por volta dos anos 60, na cidade de Chicago nos Estados Unidos, desde aquela época até alguns anos atrás o CAD era denominado concreto de alta resistência, visto que sua produção só tendia aumentar a resistência a compreensão, entretanto, esse nome deixou de ser empregada pois o CAD além de aumentar a resistência do concreto contribuiu com outras propriedades que são aglomerados a ele, tais como: durabilidade, baixa porosidade e outros.
Naquela época o concreto de alta resistência usado pela indústria da construção tinha sua resistência a compreensão de apensa 15MPa a 30MPa, nesse período eles trabalhavam apenas com aditivos redutores de água fundamentados em lignossulfonatos (que variavam em composição e pureza) e adições tipo cinza volante. Só em 1985 que foi registrada a primeira utilização no Brasil. O maior projeto feito em CAD no Brasil é o E-Tower, um prédio construído na cidade de São Paulo, em 2005, com fck de 80MPa, sendo que alguns pilares atingiu 125MPa.
 Nos últimos 20 anos é que as pesquisas sobre o CAD aprofundaram em vários países para dar suporte aos engenheiros sobre as propriedades desse concreto. Seu uso só vem aumentando nas últimas décadas pois além de duráveis e reagir melhor aos ataques agressivos. Grandes vantagens econômicas e estruturais são obtidas com a utilização desse concreto. Por isso profissionais da construção civil tem buscado cada vez mais esse tipo de concreto. O CAD também é caracterizado por ter um alta deformabilidade e resistência a tração, no entanto deve ser ter atenção particular a fim de evitar atrasos no seu lançamento, secagem e cura.
Em compensação ele ainda representa um pequeno volume no mercado de concreto, pois os produtores de cimento não se interessam em investir em sua modificação, além de ser um material mais caro.
DEFINIÇÕES
É um tipo de concreto que tem resistência a compressão maior a 40Mpa. Embora mesmo com o aumento crescente da utilização ele recebe muitas críticas, por se tratar de uma pesquisa vaga, e não existir nenhuma teoria técnica sobre ele. Em sua dosagem busca atingir uma baixa relação a/c, o que irá resultar na sua alta resistência característica, sempre são utilizados aditivos e adições especiais. As principais características alcançadas pelo CAD são alta resistência a compreensão (superior aos concretos comuns), baixa permeabilidade, menor gasto de agregados e aglomerantes, entre outros. 
Em geral a diferença básica essencial entre o concreto comum e o de elevado desempenho está na diminuição da relação água/cimento, entre 0,25, e no máximo em torno de 0,40, o que exige a utilização de aditivos superplastificantes, para propiciar acréscimo na resistência e trabalhabilidade ao concreto.
O CAD contém os seguintes materiais: agregados graúdo, agregado miúdo, água, cimento Portland comum, adição mineral (sílica ativa, cinza volante, escória granulada de alto forno).
 MATERIAIS EMPREGADOS NA PRODUÇÃO
É o processo fundamental na elaboração do concreto de alto desempenho, pois é a partir da utilização dos materiais adequados que se resulta num concreto de elevado performance.
Geralmente são utilizados os seguintes materiais: cimento Portland, água, aditivos superplastificantes e estabilizadores de pega, escória de alto forno, cinza volante, sílica ativa, agregados miúdo (resultante do britamento de rochas que ficam retidos em peneira de 4,8mm) e agregados graúdos (são rochas naturais, seixo rolado ou pedra britada, resultado do britamento de rochas estáveis, passando na peneira de 4,8 mm). Relação água/aglomerante entre 0,2 e 0,4.
3.1 Cimento Portland
É obtido pela pulverização do clínquer (mistura contendo quatro óxidos principais – CaO, SiO₂, Al₂O₃ e Fe₂O₃), sendo ele o principal ingrediente básico para fabricação do cimento Portland.
A análise química dos cimentos Portland’s resultam na determinação das proporções dos óxidos inicialmente mencionados. As propriedades do cimento são, entretanto, relacionados diretamente com a proporções dos Silicatos e Aluminatos. 
As propriedades físicas são consideradas sobre três aspectos distintos: propriedades do produto em sua condição natural, em pó, da mistura do a/c e proporção convenientes de pasta e da mistura da pasta com agregados padronizados (argamassas). 
Os cimentos foram originariamente fabricados segundo as especificações dos consumidores que encomendavam, das fábricas, o produto com certas características convenientes a um trabalho. A partir de 1904 quando as primeiras especificações da ASTM foram introduzidas, a indústria limitou-se a produzir certos tipos de cimentos.
No Brasil são produzidos vários tipos de cimentos. Fabrica-se também o cimento branco, que é um cimento Portland praticamente isento de óxido de ferro e que se consegue cuidadosamente com a escolha da matéria prima e na condução do processo de fabricação. 
Existem 5 tipos decimentos. O primeiro (CPI), é bastante utilizado nos trabalhos gerais de construção, onde nenhuma características diferenciadoras dos tipos restantes são exigidas e constitui um desenvolvimento natural. O tipo 2 (CPII), é um cimento com desenvolvimento moderado de calor de hidratação. O CPIII com alta resistência inicial. O CPIV é de calor de hidratação muito baixo. O CPIV é destinado ao emprego em obras onde a resistência ao ataque às águas sulfatadas é importante.
Sua fabricação é formada em instalações industriais de alto porte, localizadas junto às jazidas que se encontram em situação favorável quanto ao transporte do produto acabado aos centros consumidores. As matérias primas utilizadas na fabricação do cimento Portland são usualmente, misturadas de materiais calcários e argilosos em proporções adequadas que resultem em decomposições químicas apropriadas para o cozimento. 
A seleção do cimento mais apropriado para produção do CAD é muito importante, devem-se escolher os cimentos mais puros possíveis, já que este material influência tanto a resistência da pasta quanto a aderência pasta-agregado. Além das propriedades mecânicas outras três particularidades devem ser levadas em consideração: sua finura, sua composição química e sua compatibilidade com os aditivos. Por isso, os cimentos mais indicados para a fabricação do CAD são CPV ARI
Quando se tratar de finura quanto maior for a superfície específica em contato com a água mais rapidamente ocorrerá a hidratação do cimento, aumentando sua resistência e quanto mais fino o cimento maior a dosagem de superplastificantes necessária para alcançar a mesma trabalhabilidade.
3.2 Aditivos Superplastificantes
São redutores de água com efeito mais intenso que os comuns, seu uso é um dos mais importantes avanços na tecnologia do concreto, pois tem permitido, entre outros a produção de concretos de alta resistência duráveis e concretos fluidos. 
Foram desenvolvidos na década de 70 e já possui ampla aceitação na indústria da construção. Bem mais eficazes que os redutores de água comum, os superplastificantes podem reduzir o teor de água da mistura do concreto de 25% até 35%, bem como podem aumentar a resistência em poucas idades de 50% a 75%. 
Podem ser obtidos a partir de lignossulfonatos. Outra método é que procedem de naftaleno formaldeído sulfonado ou de melamina formaldeído sulfonado e também existem outros desenvolvidos a partir de éteres policarboxílicos. 
No concreto seus propósitos são: aumentar trabalhabilidade numa determinada mistura, com finalidade de melhorar características. Reduz a quantidade de água para o mesmo consumo de cimento, aumentando a resistência e melhorando a durabilidade estrutural, afim de evitar fissuras, retração e tensões térmicas causadas pelo calor de hidratação do cimento e redução da exsudação. 
No mecanismo do superplastificantes acontece do seguinte modo: o aditivo é absorvido pelas partículas de cimento, fazendo com que as mesmas se tornem negativamente carregadas e mutualmente repulsiva. Por esse efeito, as partículas de cimento são mais dispersas e a mistura, por conseguinte, torna-se mais fluida.
Devido à variedade de marcas e tipos desses aditivos, torna-se critico na hora de escolher um bom superplastificantes na preparação do concreto de alto desempenho. Sobre tudo, a sua escolha é determinada em função do desempenho, compatibilidade com o cimento e dosagem.
O período de colocação e a maneira como o aditivo é acrescentado à mistura é fundamental para sua eficácia e melhoria de sua consistência.
3.3 Escória de alto forno
A escória é o corpo obtido da oficina do ferro-gusa no alto forno. Todas as impurezas que contém no minério de ferro e no coque passam para a escória de alto forno, juntamente com a adição de calcário, dolomita e as cinzas do coque.
Do ponto de vista químico, a escória tem uma composição mais constantes que os metalurgistas observam, pois qualquer desvio dela obtém-se demandas significativas de energia e em valores adicionais.
A escória fundida é uma massa que, por sua insolubilidade e menor densidade, sobrenada no ferro-gusa e é conduzida por canais, até o lugar de resfriamento. Existem dois tipos diferentes em que a escória pode ser resfriada; a esfriada ao ar ou cristalizada: são vazadas em estado líquido em pátios adequados, onde são resfriados ao ar. Por ser um método lento, os seres componentes desenvolvem diferentes fases cristalinas, e com isto não possuem capacidade de aglomerante hidráulico. Essa escória recebe o nome de escoria bruta de alto forno, podendo ser britada ou usada como material, inerte em semelhantes aplicações, substituindo materiais pétreos. Já no caso da resfriada com agua ou granulada: é um tipo de escória liquida conduzida para equipamentos onde ela é resfriada bruscamente por meio de jatos de água sob alta pressão. Não possuindo tempo adequado para a formação de cristais. A escória granulada de alto forno por seu extenso potencial hidráulico, tem um comércio amplo para esse produto, especialmente para cimenteiras e concretarias onde a escória granulada de alto forno pode ser moída e empregada na fabricação do cimento e concreto.
3.4 Cinza Volante 
A cinza volante é um derivado da queima de carvão em usinas que tem o uso favorável. Era depositada em aterros, pois era considerada um resto de queima. Atualmente, a cinza volante é capturada nos gases de escape de caldeiras e cedida, criando uma entrada de receita essencial para usinas de carvão que ajuda a conter-se seus gastos. 
São vários os benefícios da utilização de cinzas volantes no concreto, um deles é que se torna mais fácil de trabalhar e concluir obras, porque ele pode ser misturado em proporções que tornam o acabamento do concreto no verão mais simples e não comprometem a conclusão da obra no inverno. A mistura do concreto com as cinzas volantes necessita de menos água. E com isso há menos encolhimento e rachaduras. As cinzas volantes criam um concreto com uma resistência elevada à compressão ao decorrer do tempo que o feito com o concreto sem cinzas, porém a diferença não é significativa. Como cinzas custam menos do que cimento, o uso de cinzas volantes na mistura diminui o custo do concreto. 
A utilização da mesma também tem seus lados negativos, embora eles agora sejam compensados pelos benefícios. Os ganhos de resistência à compressão do concreto com cinzas volantes ocorrem lentamente durante um longo período de tempo, do que os de concreto sem cinzas.
3.5 Sílica Ativa 
Melhora a trabalhabilidade do concreto devido ao pequeno diâmetro de suas partículas e reduz o volume de vazios no concreto.
 
Material muito fino, de 10 a 100 vezes menor que o grão de cimento, melhora a trabalhabilidade, durabilidade, eleva a resistência do concreto, tanto nas primeiras idades quanto nas idades futuras, preenche os vazios entre os grãos maiores, tornando a estrutura mais densa. Reage com a cal livre. Comparado ao cimento Portland e as cinzas volantes, a sílica ativa possui distribuição granulométrica das partículas duas ordens de grandezas mais finas. O fato da aceleração rápida na hidratação do cimento Portland é que tem grande resistência nas primeiras idades da estrutura e a resistência nas idades finais é devido a reação pozolânica. 
A sílica ativa é quase indispensável na fabricação do concreto de alto desempenho, por causa do seu modo é possível um uso mais reduzido da quantidade de cimento. Ela atua com os compostos cimentícios de duas maneiras, a primeira é uma reação química, chamada de pozolânica. Quando a sílica ativa é adicionada no concreto fresco, ela reage quimicamente com o CaOH para produzir uma quantidade adicional de CSH, inclusive com características superiores, do ponto de vista de adesividade, àquele produzido pela simples hidratação do cimento, aumentando a resistência à compressão e química. A segunda função da sílica ativa é o efeito filer. Como a sílica ativa de FeSi é cerca de 100 vezes menor que o cimento, ela preencherá vazios criados pela água, chamadode empacotamento, refina a microestrutura do concreto, criando uma estrutura porosa bem mais densa. 
AGREGADOS
São materiais minerais granulares e inertes utilizados principalmente em obras de infraestrutura e edificações. Na construção é conhecido pelo nome específico: filer, pedra britada, bica-corrida e etc.
A mineração de agregados possui características típicas, como: altos volumes de produção, beneficiamento simples, baixo preço unitário e grande custo relativo de transporte. Os agregados podem ser naturais ou artificiais. Os naturais se encontram em forma particulado na natureza: areia, cascalho e pedregulho. Já os artificiais são aqueles produzidos por processos industriais, como as pedras britadas, escória de alto forno e argila.
No concreto de alto desempenho o emprego dos agregados devem seguir as exigências mínimas prescritas nas normas atuais para fabricação do concreto convencionais (NBR 7211, NBR 7215, NBR 12654). Os agregados devem ser bem avaliados, limpos e sem pó aderente, com granulometria do agregado de forma uniforme para não comprometer a resistência do concreto.
Os agregados utilizados para a fabricação do CAD são areia natural e brita. Se ele é feito utilizando a brita o seu preparo vai as partículas com menos elementos fracos. 
4.1 Agregado Graúdo
	Agregado cuja maior parte de suas partículas fica retida na peneira com abertura de malha de 4,75 mm, ou a porção retida nessa mesma peneira. (NBR NM 53)
A escolha do agregado graúdo é fundamental na produção do concreto, pois podem afetar as propriedades do concreto tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. Os agregados graúdos precisam ser não alongados e sua escolha deve ser uniforme, não tendo tanta separação dos elementos finos e grossos. A dimensão da agregação graúdo, alterna de 10 a 14mm. Sua seleção é preferível que seja feita depois de passar por exames da mineralogia e petrografia, para garantir que suas partículas sejam resistentes e suficientes, evitando o rompimento precoce do concreto de alto desempenho.
	As principais características a serem analisadas são: boas resistência a compressão, módulo de elasticidade maior que a da pasta de cimento, mineralogia, 100% britado e com mínimo de partículas alongadas, granulometria que reduza o consumo de água, composição granulométrica, dimensão máxima, forma e textura superficial, resistência mecânica e reatividade química 
A influência dos agregados graúdos no CAD está diretamente voltada para as propriedades mecânicas pela relação como sua porosidade e a permeabilidade do agregado que afeta na resistência e na durabilidade do concreto
4.2 Agregado Miúdo
	Agregado que passa na peneira com abertura de malha de 9,5mm, que passa quase totalmente na peneira 4,75mm e fica retido, em sua maior parte, na peneira 75μm; ou se define como a porção que passa na peneira de 4,75mm e fica retida quase totalmente na peneira 75 μm (NBR NM 52)
A escolha do agregado miúdo é determinada tanto pelo seu efeito na demanda de água como pelo seu empacotamento físico. No concreto de alto desempenho a boa granulometria dos agregados miúdos está relacionado a quantidade de água utilizada na mistura e com intuito de diminuir esse fator. Como é adicionado em sua mistura a sílica ativa é aconselhável a redução do uso de areias ou a utilização de areia com módulo de finura maior. O uso de areia mais grossa exige menos água no amassamento o que proporciona a obtenção de uma dada trabalhabilidade com relação a/ag menor, o que dá vantagem em termos de economia e resistência.
	O módulo de finura do agregado miúdo precisa ser de 2,7 a 3,0. Pelo fato do pouco quantidade de material fino na mistura, não é necessário que a areia seja tão fina. Agregados miúdos podem ser encontrados de maneira natural (nos rios) ou artificial (britamento de rocha) 
DOSAGEM 
O estudo da dosagem de alto desempenho dependem da particularidade de cada projeto. Levando em conta as características básicas do concreto tais como resistência, estanqueidade, trabalhabilidade, retração mínima. Aqueles que possuem o mínimo de vazios e resistências superiores a 40MPa podem ser considerados concreto do alto desempenho.
Devido ao fato de que até hoje foram poucas as construções com CAD. Ainda não existe um procedimento único da dosagem do concreto de alto desempenho. Mesmo que utilizem os mesmo componentes básicos, mais alguns complementares (superplastificantes, sílica ativa e aditivos retardadores de pega), o CAD exige uma produção e execução rigorosa. Qualquer falta de qualidade em sua mistura podem causar problemas, pois a margem de segurança do preparo do concreto de alto desempenho é baixa. O excesso de impurezas na água pode causar problemas na resistência, ou o uso equívoco de aditivos.
O CAD deve ser produzido, transportado e lançado da mesma maneira que os concretos comuns, a única mudança é quantidade da relação água e cimento e a adição de determinados ingredientes.
O que, principalmente, deve ser levado em conta é a necessidade de 28 dias para medição da resistência. E um elevado módulo de deformação, sendo essencial o uso de um agregados, com um elevado módulo de deformação e também um cimento que resulte boa aderência entre as partículas de agregados. Recomenda-se que ele seja produzido em centrais de concreto.
Além do controle da qualidade do cimento, da dosagem dos aditivos e dos agregados é importante o acompanhamento da execução na obra em que será utilizado. Os superplastificantes, à base de lignossulfonatos, naftalenos, sulfonados ou melamina, são as alternativas mais recentes. O traço do CAD varia em função das especificações, resistência, do tipo de armadura, da dimensão dos agregados, entre outros detalhes.
5.1 Métodos de Dosagem
Há vários autores que realizaram trabalhos sobre os métodos para dosagens de CAD. Os mais utilizados são o Mehta-Aïtcin (1990), o de Aïtcin (2000), Nawy (1996), Método de O´Reilly (1998) e o método IBRACON.
O Método Mehta/Aïtcin (1990) é consagrado internacionalmente, possui um fácil desenvolvimento e execução; especialmente na praticidade de definição dos traços. Seu intervalo de relação àgua/aglomerante é entre 0,2 e 0,4. A única adição química utilizada é a sílica ativa, é adaptada em 10% do consumo de cimento
Segundo Aïtcin (2000), o primeiro passo é determinar a relação a/ag para alcançar a resistência dentro das normas que especifica o Concreto de Alto Desempenho, o autor fornece uma curva teórica para medir a relação. Segundo passo é a quantidade de consumo de água necessário. Sabe-se que quanto maior a quantidade de água utilizada, menor a resistência a compressão do concreto. Quando não se conhece o ponto de saturação do aditivo, esse método especifica que pode ser realizado uma mistura experimental partindo de 1% de aditivo, com 145kg/m³ de água. 
Determinar o teor de saturação do aditivo é o terceiro passo, deve ser iniciado com uma mistura de experimental de 1% e ir ajustando até atingir um resultado satisfatório. O quarto passo é a quantidade ideal de agregado graúdos, sugere começar o experimento 1000kg/m³, para depois consertar, se necessário. Quinto passo é a determinação do ar incorporado da mistura, o autor sugere o valor de 1,5% como iniciação 
Fluxograma do Método de Aïtcin (AÏTCIN, 2000).
Depois de calcular todos os materiais, tira-se 1m³ da soma de todos, em volume, para encontrar a quantidade de agregado miúdo. Depois faz a mistura do traço experimental para averiguar a trabalhabilidade do concreto. Adicionar água e aditivos para o caso de haver necessidade de reajustes, ou seja, se o concreto não tiver dentro dos parâmetros desejados. 	Quando tiver atingido o traço esperado, realiza o experimento de rompimento do corpo de prova, nas idades determinadas e analisam as propriedades alcançadas. Esse será o traço definitivo.
A dosagem proposta pelo Método de O´Reilly (1998) pode ser dividido em duas partes: a primeira é a experiência para determinar a proporção entre os agregados e a segunda calcula por meio detabelas e aproximações os outros materiais necessários para mistura do concreto.
Primeira parte: por um experimento determina a melhor composição entre os agregados, do de maior granulometria para o de menor. O autor desse método destaca que o fator de forma dos agregados é contundente e mais preponderante que a granulometria. A técnica mais precisa é experimental, que é baseado na determinação da porcentagem de vazios da mistura entre os agregados.
Faz-se ensaios com diversas porcentagens entre dois componentes (agregados). Então calcula para cada uma das misturas a massa especifica compactada. Nota-se que a massa unitária é, a massa da mistura compactada, com vazios, dividida pelo volume do recipiente. É necessário que os materiais encontrem-se secos e bem misturados. Depois acha a massa especifica dos agregados miúdos e agregados graúdos, por meio da norma da NBR. Com as massas específicas de cada material e a massa unitária da mistura compactada já calculadas, é possível definir a porcentagem de volume dos vazios
Segunda Parte: O consumo de água e cimento do traço se decide com base no experimento anterior. Com isso, se mistura um traço experimental, e com os valores de resistência à compressão média do concreto, do cimento utilizado e de constantes tabeladas pelo autor, se encontra a característica ‘A’ do agregado
	
VANTAGENS E APLICAÇÃO EM ESTRUTURAS
Os Concretos de Alto Desempenho se sobressaem com por inúmeras vantagens. Eleva a resistência e aumenta a durabilidade tanto nos primeiras anos como nos seguintes, diminui os pesos das estruturas, excelente aderência e tantos outros citado anteriormente. 
Os arquitetos o utilizam em edifícios altos com a intenção de projetar lajes cada vez menos espessas, além de possuir uma estética mais interessante. Empreiteiros gostam de seu uso devido a rápida desmoldagem dos elementos estruturais. Em geral, sua utilização é como concreto Impermeável (devido a adição da sílica ativa ou Metacaulim, pode-se garantir uma impermeabilidade de 10 a 20 vezes superior ao concreto usual), alta resistência ao ataque de cloretos e sulfatos (exemplos: estações de tratamento de esgoto, coletores de esgoto, estações de tratamento de água, obras marítimas, instalações portuárias, fábrica de adubo e etc.), alta resistência inicial (normalmente utilizadas em obras emergenciais ou até em estruturas que necessitam de um andamento acelerado. Também em pré moldados, pois pode-se tirar as fôrmas rapidamente), alta resistência (é possível obter resistências acima de fck 40MPa, pode-se projetar prédios bem mais altos, reduzis as seções das estruturas, ganhando espaço interno, reduz a quantidade de concreto, fôrmas e armaduras. Aumento dos vão, da durabilidade e diminui o peso nas fundações), 
O Concreto de Alto Desempenho transforma a estrutura convencional em um projeto bem mais duradouro. Assim sendo, também pode ser aplicado em vários tipos de obras (Paulo Helene, Prof. Titular, USP, 1987), sendo elas: 
Grandes edifícios com poucos pilares e com pilares de menor dimensão;
Estruturas de concreto aparente em ambientes agressivos e em locais onde se requer elevada durabilidade;
Estruturas de concreto nas quais se deseja desforma precoce;
Pontes e viadutos de grandes vãos, protendidos e dos quais se requer vida útil longa;
Soleiras de vertedouros de barragens onde se requer reduzido desgaste por abrasão;
Pisos industriais onde se deseja reduzida o desgaste por atrito ou fricção e elevada resistência química;
Obras marítimas devido à excelente proteção que confere as armaduras contra a corrosão eletroquímica;
Obras de reparo e reforços estruturais devido à excelente aderência ao concreto já endurecido;
 Estruturas protendidas e as pré-fabricadas devido à durabilidade, permitir protensão precoce, reduzida deformação e permitir desforma também precoce.
	 
PROPRIEDADES MECÂNICAS DO CAD
As propriedades do Concreto de Alto Desempenho não são do mesmo tipo que do concreto convencional. Os concretos com altas resistências atuam como materiais compostos não isotrópicos, construídos da pasta de cimento hidratado e agregados que tem propriedades dos agregados utilizados nos concretos usuais. Sua microestrutura é comportada, incluindo a zona de transição com o agregado graúdo. Por isso é que as propriedades mecânicas do agregado graúdo tem tanta influência no fim do concreto.
O que mais diferencia o CAD do concreto comum são suas propriedades: permeabilidade; resistência a compressão, calor de hidratação, retração autógena, condições de cura, módulo de elasticidade, permeabilidade, durabilidade e efeito de altas temperaturas.
7.1 Resistência a compressão
	É um dos fatores mais importantes do concreto de alto desempenho, sua elevada resistência é a principal característica. É a resistência que diferencia o CAD dos concretos convencionais. Sendo geralmente especificada nos projetos de estrutura, além de servir de referência. 
Seu ensaio, através da moldagem e dos corpos de prova e da ruptura aos 28 dias, é realizado de acordo com as normas da NBR. A determinação da resistência à compressão pode ser uma medida de qualidade. Pode-se dizer que conhecendo seu valor, sabe-se a estimativa do desempenho do concreto em termos mecânicos, e indiretamente sua durabilidade. O aumento da resistência irá depender da dosagem dos materiais e adição dos plastificantes e superplastificantes.
	Devido ao tempo de início da reação de hidratação do cimento, que é um pouco mais demorada pelo fato do uso de plastificantes e retardadores, a resistência inicial à compressão do CAD pode demorar mais para se ampliar do que os concretos normais. Mas a partir do momento que começa a hidratação do cimento, a reação desenvolve rapidamente. Para os que estudam o concreto de alto desempenho, os fatores que mais influenciam à resistência à compressão são: relação água/cimento; ar incorporado; tipo de cimento; agregados; água de amassamento e aditivos; condições de cura; e parâmetros de ensaio.
7.2 Calor de hidratação
	Calor de hidratação é sempre proporcional a quantidade de cimento em hidratação e não o conteúdo total do cimento utilizado. A adição de aditivos retardadores, superplastificantes ou menor quantidade de água no concreto, pode afetar a emanação do calor de hidratação. A influência do calor de hidratação na questão térmica está diretamente relacionada com o maior consumo de cimento do concreto e o tipo de cimento
	Para reduzir a porosidade da pasta de cimento, e em consequência aumentar a resistência, é preciso reduzir a água e o ar de dentro na mistura. A resistência mecânica da pasta depende de relação a/c ou a/ag que controla a porosidade e, consequentemente, a compacidade e o número de compostos hidratados no tempo, que é função da idade e do histórico da temperatura ambiente
É analisado também que a resistência da pasta depende do grau de hidratação dos compostos do cimento (C-S-H primário) e do avanço das reações pozolânicas com o hidróxido de cálcio para formação de silicatos de cálcio secundários. Para obter pastas de cimento hidratas para o CAD, pode-se trabalhar apenas na relação a/ag.
Para conter o calor de hidratação no período da concretagem, têm determinadas medidas preventivas, sendo elas: seleção do tipo de cimento mais conveniente, utilização de aditivos retardadores de pega, emprego de aditivos plastificantes ou superplastificantes que permitam a diminuição do gasto de cimento e redução do consumo de cimento com o uso de materiais pozolânicos, como sílica ativa, casca de arroz, metacaulim, dentre outros. Pode-se, também, empregar armadura específica para ater ou evitar a formação de fissuras por retração térmica; utilizar agregados que atribuem maior capacidade de deformação ao concreto, além de menor módulo de deformação; aumentar a dimensão máxima do agregado; entre outras medidas preventivas.
7.3 Retração autógena
Existe dois tipos de retração no concreto, a autógena e a por secagem. A rede de poros existentes no concreto tem sua água drenada parao exterior ou para poros menores durante a hidratação, e se não repor a água mediante cura, ou se o concreto for muito compactado a ponto de retardar a entrada de água na mesma velocidade de seu consumo interno, inicia-se o processe de autossecagem que provoca a retração autógena.
A retração autógena do concreto pode ser considerada como uma das causas das fissuras em concretos de alto desempenho em poucas idades, causando redução na durabilidade. Ela pode ser influenciada por vários fatores: dimensões da peça, teor da água de amassamento, dosagem do cimento, natureza do inerte, granulometria, cura, umidade ambiente, composição do cimento, etc.
	
7.4 Condições de cura
	É um dos procedimentos mais críticos e importantes na fabricação do concreto, um concreto que não passa pelo processo de cura, não terá a mesma qualidade, mesmo que tenha tido cuidado com o preparo, transporte, lançamento e adensamento. Sua principal função é manter a umidade da mistura durante o período de hidratação do cimento e reduzir ao máximo a retração do concreto. 
Os concretos com cura úmida apresentam melhores resultados de resistência à compressão, permeabilidade e penetração de cloretos. É feito a cura do concreto depois do lançamento. É muito importante o controle da temperatura nas primeiras horas após o lançamento, sendo que a alta temperatura não é função do teor de cimento, mas sim, da quantidade de cimento que está sendo hidratada. Como na mistura do CAD a relação a/c é baixa, a falta de água é um fator limitante na hidratação dos cimentícios. 
7.5 Módulo de elasticidade
	Sua determinação é feita através da NBR 8522/84 – Determinação do módulo de deformação estática e diagrama de tensão deformação. Seu conhecimento é necessário porque o cálculo do módulo de elasticidade é que define a elasticidade da estrutura.
	Quanto maior a resistência do concreto, menos ele deforma, e maior será o seu módulo de elasticidade. Portanto como o CAD é um concreto que possui alto valor de resistência, logo também possui um grande módulo de elasticidade 	
	Mesmo com diversos estudos já existentes, a grande importância de verificar-se a abordagem teórica do módulo de deformação é a real compreensão dos principais fatores que o afetam, sendo eles: agregado graúdo (sua forma, tamanho e porosidade), porosidade (quanto menor a porosidade, maior será a capacidade de restringir deformações).
	No Concreto de Alto Desempenho seu cálculo deve ser abordado com maior atenção. Como o módulo de deformação representa declividade da curva de tensão x deformação, e sabendo-se que tal curva para o concreto apresenta um comportamento não linear, existem diferentes métodos para obtenção de seu valor. 
1º Módulo de deformação tangencial inicial estático e instantâneo: Este valor pode ser obtido através de métodos de ensaio já determinados.
2º Módulo de deformação secante estático: Este valor de módulo de elasticidade é de grande importância pois trata-se da tensão de serviço normalmente recomendada nos códigos e normas de projeto
3º Módulo de deformação corda: declividade da reta entre dois pontos da curva, representado pela reta genérica OM, que representam uma tensão ou uma deformação específica. É pouco utilizado para projetos.
7.6 Permeabilidade
	Nas estruturas de concreto é fundamental o estudo do transporte dos fluidos em seu interior. Dessa maneira é possível avaliar a durabilidade da estrutura. Um concreto durável é aquele que conserva, ao longo do tempo, sua forma original, mas nenhum material é inerente as interações ambientais, desta forma o fim da vida útil ocorre no momento em que as propriedades deterioram-se. 
Segundo estudos, hoje em dia é enorme o crescimento nos custos de manutenção e recuperação estruturais, por isso é que ao estudar a permeabilidade e seus fatores relevantes determina-se uma maior durabilidade na vida do concreto, pois a água é um agente principal, tanto para sua criação, quanto para sua destruição. A água é um material com moléculas pequenas capaz de penetrar em cavidades e poros pequenos, quando se trata de sólidos como o concreto a água tem inúmeros processos físicos de degradação e processos químicos de deterioração.
A medição de permeabilidade à água, para o CAD, é um estudo complexo, devido à esbelta estrutura de poros existentes. É realizada com equipamentos sofisticados, tanto para execução do ensaio, quanto para aquisição de dados
7.7 Durabilidade
	É a propriedade que faz com que o concreto tenha a capacidade de resistir a ações do intemperismo, como ataques físicos, químicos e a qualquer outro processo de deterioração, durante sua vida útil para a qual foi projetado com um mínimo de manutenção possível (MEHTA, 1994). 
	A durabilidade é a principal responsável pelo crescimento no uso do CAD em todo o mundo. À medida que se reduz a permeabilidade o concreto se torna mais resistente e consequentemente mais durável.
	Não existe método padrão para determinar a durabilidade do concreto, pois ele está relacionado a fabricação do concreto e seu desempenho ao longo da vida útil da estrutura, sem contar que diversos fatores (ambientais, materiais e condições de serviços) influenciam. E como a utilização do Concreto de Alto Desempenho ainda é recente, ainda não se pode afirmar com certa precisão sua durabilidade, pois o mesmo é um produto novo no mercado. O que se pode afirmar que será durável é a elevada resistência que ele atinge.
7.8 Efeito de altas temperaturas
	No meio técnico, prevalece a teoria de que as altas temperaturas são mais perigosas nos Concretos de Alto Desempenho do que em Concretos Convencionais, devido ao desplacamento que ocorre entre as camadas externas, aquecidas, e as internas, ainda resfriadas, por causa da eficiência térmica dos concretos. No CAD esse fenômeno seria mais pronunciado, devido à evaporação das moléculas de água sob altas temperaturas, as quais passariam a ocupar mais espaço, o que não é possível pela densificação da estrutura dos CAD. Por isso, o desplacamento passaria a ser explosivo, também conhecido como efeito spalling. Porém, ao seguir essa linha, desconsidera-se a resistência à tração dos concretos, como se faz nos cálculos estruturais modernos, por normalmente ser desprezível em relação às resistências conferidas pela armadura de aço. Porém, em CAD, essas resistências podem chegar a mais de 8 MPa, passando a ser importantes para absorver tensões de tração que surgem nos concretos, tanto a partir de retrações no estado fresco, por exemplo, como após uma pressão exercida pelo vapor de água sob o efeito de altas temperaturas, no estado endurecido
OBRAS EMBLEMÁTICAS EM CAD 
O emprego do CAD, tanto no Brasil quanto no mundo, vem aumentando cada vez mais. Neste tópico serão mostrados algumas das obras que foi utilizado Concretos de Altos Desempenho. 
Edifício Lake Point Tower. Situado em Chigado (EUA). Altura de 197m. Sua construção foi por volta de 1965. Com fck = 50MPa. 
Water Power Place, com 262m de altura, fica na cidade de Chicago (EUA), sua construção foi em meados de 1970. Possui fck = 60MPa. 
 
Arco de Lá Défense é um cubo oco de 112 metros de altura coberto de mármore branco e aberto no centro, apoiado por 12 pilares de 30 metros cada. Construído em 1988, com um fck = 65MPa. 
O Scotia Plaza é um dos arranha-céus mais altos do mundo, com 275 metros de altura. Construído na cidade de Toronto, Canadá, foi concluído em 1988 com 68 andares.
Two Union Square, em Seattle (EUA). Tem como principais apoios quatro tubos de aço preenchidos com concreto com módulo de elasticidade de 50 GPa. Com revestimento de alumínio de 139 m. O edifício foi concluído em 1988, e possui, em média, fck = 130MPa. 
191 Peachtree Torre , 235m de altura. Construído em 1991. Possui, aproximadamente, fck = 83MPa
Pont de la Confédération. Situada no Canadá. A construção durou entre 1993 e 1997, ponte de 12,9 quilômetros foi inauguradaem 1997. Possui fck = 72MPa. 
Petronas Tower, são dois arranha-céus edificados na cidade de Kuala Lumpur, Malásia Foi concluído em 1999, está entre os edifícios mais altos do mundo (pronto), com 452 metro de altura. Possui fck = 80MPa. 
Burj Khalifa. Localizado em Dubai, sendo a maior estrutura, até hoje, já construído pelo ser humano, com 828 metros de altura. Sua construção começou em 2004 e teve fim em 2009. Possui fck = 80MPa. 
Ponte sobre o rio Maranhão, com 585 m de extensão, com 10,40 m de largura, a ponte tem duas faixas de tráfego com pavimento rígido de 30 MPa (com fibras de polipropileno para combater a retração da cura) e liga os municípios goianos de Niquelândia e Uruaçu, na altura do km 980 da Belém-Brasília. O que faz da ponte uma obra diferente das demais é o fato de ela ser a primeira do País a empregar concreto de fck superior a 50 MPa. 
Centro Empresarial PREVINOR, localizado em Salvador, na Bahia. Formado por dois blocos de 18 pavimentos, onde foram usados concretos com resistências características à compressão de 60 MPa. 
Edifício do Supremo Tribunal Federal foi projetado por Oscar Niemeyer, em 1958. Possui fck = 72MPa.
Suarez Trade Center. Durante sua edificação, foram utilizados métodos construtivos revolucionários como, por exemplo, o assentamento de granito, esquadrias e vidros simultaneamente à estrutura de concreto armado. O total da área construída é de 43.000m². Possui fck = 60MPa. 
Centro Empresarial Nações Unidas é um complexo comercial localizado na cidade de São Paulo. Possui fck = 50MPa. 
Pavimento da ponte Rio Niterói. Situada no Rio de Janeiro, no ano de 2000. Possui resistência à compressão em torno de 65MPa. 
Museu Oscar Niemeyer localizado na a cidade de Curitiba, Paraná. O complexo de dois prédios, instalado em uma área de trinta e cinco mil metros quadrados. O primeiro prédio foi projetado por Oscar Niemeyer em 1967. Possui resistência à compressão em torno de 35MPa. 
Edificio Evolution Tower, localiza-se em Curitiba, Paraná. Construído em meados de 2000. Possui fck = 60MPa. 
E-Tower São Paulo. Foi um marco na construção Brasileira. Um edifício com 162m de altura. Está entre os cinco mais altos do país. Os pilares mais solicitados atingiram resistência média na ordem de 125MPa. 
Fundação Iberê Camargo. Localizada em Porto Alegre. Possui fck = 45MPa. 
O Centro Empresarial Antártica é localizado em Ponta Grossa, Paraná. Possui fck = 70MPa. 
Museu de Arte de São Paulo. Foi uma construção recorde na época, com 4 vigas protendidas de 74 metros de vão livre. Possui fck = 45MPa. 
CONCLUSÃO
	
A construção civil, no mundo todo, tem alto custo econômico, principalmente com restauração e reparos de estruturas e devido a isso está sempre em busca de obras que tenham a vida útil mais longa e resistentes a todo tipo de agressão física ou química. 
A partir deste trabalho foi possível concluir o quanto o Concreto de Alto Desempenho é vantajoso, quando se trata de vitalidade. Mesmo sendo uma tecnologia nova no mercado, seu emprego é cada dia maior. É um material que, cada dia mais, se desenvolve. Nos últimos anos surgiram constantes pesquisas relacionadas ao CAD que possibilita a evolução da qualidade do concreto
O CAD supera o concreto convencional em diversos fatores – resistência à compressão, maior durabilidade, melhor módulo de deformação, melhores propriedades mecânicas, reduz o consumo de relação água/cimento, reduz a área das fôrmas, é possível uma menor quantidade em volume de concreto, tem melhor trabalhabilidade que o concreto convencional, baixa permeabilidade, diminui o peso das estruturas e entre outros – isso tudo graças a adição de minerais (sílica ativa, metacaulim ou casca de arroz), de plastificantes, superplastificantes e em alguns casos utilizam até retardadores de pega. Devido a essas características é que em locais com maior índice de agressividade, o uso do CAD é quase que indispensável. 
	Pode-se afirmar que o Concreto de Alto Desempenho é um expoente quando se fala de construção civil.
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