Resumo Concreto de Ultra Alto Desempenho (CUAD)

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CUAD – CONCRETO DE ULTRA ALTO 
DESEMPENHO 
 
Propriedades e Características 
O termo “desempenho” do CUAD refere-se não apenas a resistência mecânica, mas 
também a trabalhabilidade, a estética, o acabamento, a integridade, e, principalmente, 
a durabilidade. 
Assim como os CAD (Concretos de Alto Desempenho) são uma evolução frente ao 
CC (Concreto Comum), a evolução do CAD é o Concreto de Ultra-Alto Desempenho 
(CUAD). Existem vários tipos de CUAD e o CPR (Concreto de Pós Reativos) é o tipo 
que tem sido mais estudado e utilizado. Os primeiros que surgiram foram o DSP 
(“Densified with Small Particles” ou Densificado com Partículas Pequenas) e o MDF 
(“Macro Deffect Free” ou Livre de Macros Defeitos). 
O procedimento para obtenção do DSP, do MDF e do CPR é similar, todos devem 
utilizar partículas finas, consumo elevado de adições minerais e de aditivos 
superplastificantes, para trabalhar-se com a menor relação agua/agregado possível. 
O princípio do CPR é a ausência de agregado graúdo, com tamanho médio das 
partículas de 0,2 mm, daí o seu nome Concreto de Pós Reativos, sendo, sob o ponto de 
vista granulométrico, uma argamassa e não um concreto, ao qual podem ser 
adicionadas fibras. Como as propriedades apresentadas são as mesmas do concreto em 
grau muito mais elevado, o termo concreto prevaleceu em função do desempenho deste 
material. 
A ideia básica desse novo tipo de concreto foi eliminar os inconvenientes dos 
agregados graúdos, como as possíveis oclusões ou vazios internos, eliminação da zona de 
transição e aumento da superfície do esqueleto granular. 
Pelo efeito da maior superfície específica, a distribuição das cargas incidentes sobre 
os grãos é mais homogênea, diminuindo a concentração de tensões em eventual falha da 
microestrutura, assim, aumentando a resistência última do material. 
 
 
Propriedades e Características - CPR 
Este novo concreto buscou eliminar os inconvenientes trazidos dos agregados 
graúdos, como oclusões (obstruções de aberturas) e vazios internos, eliminação de zonas 
de transição e aumento da superfície do esqueleto granular (agregados finos possuem 
maior superfície). 
Pelo efeito da maior superfície específica, a distribuição das cargas incidentes 
sobre os grãos é mais homogênea, diminuindo a concentração de tensões em eventual 
falha da microestrutura, assim, aumentando a resistência última do material. Sabe-se que, 
quanto menor a dimensão dos grãos, maior é a superfície específica, maior a reatividade 
química e ligações secundárias Dessa forma, os grãos de agregados finos não ficam em 
contato um com os outros, evitando as tensões de contato e possíveis falhas nesses locais. 
O conceito de CPR se baseia em três princípios básicos: 
• Aumento da homogeneidade do material pela eliminação das partículas grossas, 
limitação da areia para prevenir que entrem em contato entre si na pasta 
endurecida, melhoria nas propriedades mecânicas da pasta de cimento hidratada e 
eliminação da zona de transição nas interfaces pasta/agregados; 
• Aumento da compacidade pela otimização das dimensões dos grãos dos pós da 
mistura e, quando possível, pela compressão exercida durante o endurecimento; 
• Refinamento da microestrutura da pasta hidratada por tratamento de calor. 
A maior quantidade de poros no concreto comum está ao redor de 70ηm, no concreto de 
alto desempenho de 15ηm e no concreto de pós reativos em 2ηm., Para este último, 
praticamente todos os poros são inferiores a 10ηm. 
 
Composição – CUAD 
1. Cimento: os cimentos recomendados são o CPI (não utilizado atualmente no 
mercado) e o CPV ARI, que são os mais reativos, com rápida hidratação; 
2. Sílica Ativa: é um pó extremamente fino que pode substituir até 25% do cimento 
do CUAD. A sílica ativa consome hidróxido de cálcio/portlandita (subproduto da 
hidratação do clínquer), conforme a reação pozolância demonstrada abaixo: 
H2O + SiO2 + Ca(OH)2 = C-S-H secundário 
Porém, como é utilizado uma grande quantidade deste mineral, chega uma hora 
que não há mais hidróxido de cálcio para ser consumido. Assim, a sílica começa 
a atuar como um micro filer, preenchendo os pequenos vazios na zona de transição 
e entre os agregados, provocando o refinamento dos poros e consequentemente, 
deixando o concreto mais resistente. Efeito conhecido como “efeito filer”; 
3. Pó de Quartzo: utilizado para conferir boa compacidade, com granulometria 
máxima de 10µm; 
4. Agregado miúdo: no caso do CUAD, é utilizado areia fina com granulometria 
máxima de 0,5mm, pois assim a pasta fica mais homogênea; 
5. Microfibras: geralmente são de aço, com granulometria máxima de 0,2mm. 
Conferem ductibilidade e auxiliam no processo de coesão, impedindo o 
aparecimento de fissuras; 
6. Aditivo Superplastificante: confere boa trabalhabilidade e auxilia no fato da 
relação água/cimento ser tão baixa, cerca de 0,1 a 0,2; 
7. Água. 
 
Cura - CUAD 
• Altas temperaturas são necessárias. O ideal é entre 200 a 300°C pois permite que 
as reações pozolânicas (neste caso, a reação da sílica ativa) sejam aceleradas, que 
os efeitos de hidratação aumentem e que o tamanhos dos poros do CUAD 
diminuam; 
• Alta pressão; 
• Necessidade de um central de vapor; 
 
Vantagens 
• De peças leves, com baixo custo de manutenção e maior vida útil, se comparadas 
ao concreto preparado com materiais convencionais; 
• Sua estrutura muito compacta após a cura, devido aos minerais ultrafinos, torna 
esse concreto pouco poroso e pouco permeável à umidade, aos gases e substâncias 
agressivas do ambiente. Portanto, ele é mais durável e resistente à corrosão; 
• A alta resistência à torção e a compressão oferecida pelo material possibilita 
também a execução de estruturas mais leves – tanto em volume quanto em peso –
, com baixo custo de manutenção e uma vida útil muito maior, se comparada à do 
concreto preparado com materiais convencionais; 
• Empresas fabricantes pesquisam outros usos para ele, como em estruturas 
resistentes a incêndios, impacto de explosões, nas edificações de alta segurança 
para centrais nucleares, ou na execução de contêineres de dejetos nucleares. 
• Como ele também é auto-adensável, dispensa equipamentos de vibração e é 
excelente tanto na moldagem de pré-fabricados quanto na recomposição de 
estruturas deterioradas, pois adere facilmente a outros concretos; 
• A junção de fibras confere, ainda, ductilidade, que propicia uma alta capacidade 
de deformação em tração, comparável à do ferro fundido, tornando o uso de 
armadura desnecessário, no caso de estruturas muito delgadas; 
• Sua pequena relação água-cimento conseguida pelo aditivo superplastificante, 
elimina os espaços vazios e torna o produto pouco poroso e atrativo para o uso em 
concreto protendido. 
 
Desvantagens 
• O CPR ainda é uma tecnologia inacessível à grande maioria das empresas 
brasileiras, devido às técnicas de execução, que envolvem cura do material com 
grande pressão e altas temperaturas 
• As fibras metálicas específicas para esse concreto não são comercialmente 
disponíveis no país, agregando o custo de importação das matérias-primas 
 
Usos 
O CUAD tem uma infinidade de usos na construção civil: tabuleiros de pontes, 
viadutos e passarelas, vigas, colunas, estacas, cornijas, tubos, túneis pré-fabricados, 
painéis acústicos, placas de revestimento de fachada, objetos de arte, mobiliário urbano e 
de interiores, cascos de embarcações, elementos de reservatório etc. A sua formulação 
suporta o emprego na execução de estruturas capazes de suportar situações extremas, 
como incêndios, impacto de explosões, nas edificações de alta segurança para centrais 
nucleares, ou na execução de contêineres de dejetos nucleares. 
Sua qualidade plástica de ser autoportante (se suporta sem depender de outras 
estruturas), permite a criação de formas extremamente delgadas e complexas, como em 
projetos de passarelas, residências e edifícios públicos. Sua primeiraexperiência foi a 
Passarela da Paz, em Seul, na Coreia do Sul, em 2002. O arco central tem um vão de 120 
m, com 4,3 m de largura e espessura de 1,30 m. Sobre a passarela, há uma placa de 
concreto de apenas 3 cm de espessura. 
Em suas utilizações destacam-se a produção de pré-fabricados e a recomposição 
de estruturas deterioradas, uma vez que ele é facilmente aderido a outros concretos. 
Na América do Norte, ele vem sendo usado, também, na recuperação de antigas 
estruturas de pontes e viadutos. Nesses casos, o concreto é preparado “in loco”. O 
conceito de recuperação consiste em substituir o concreto deteriorado nas zonas sob 
exposições mecânica e ambiental severas. O novo produto aumenta a rigidez e a 
capacidade portante da obra, proporcionalmente à espessura da camada de reparação, e 
ainda assegura uma excelente proteção contra a penetração da água e de agentes 
agressivos, aumentando a resistência da peça recuperada, sem, no entanto, modificar 
significativamente o peso de sua estrutura.