civil-06-CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

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EDUARDO REBELLO MIGUEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 
 
 
 
 
 
 
 Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado à Universidade 
Anhembi Morumbi no âmbito do 
Curso de Engenharia Civil com 
ênfase Ambiental. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2003 
 
 
EDUARDO REBELLO MIGUEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO 
 
 
 
 
 Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado à Universidade 
Anhembi Morumbi no âmbito do 
Curso de Engenharia Civil com 
ênfase Ambiental. 
 
Orientador: 
Prof. Eng° Fernando José Relvas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2003 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
 
Agradeço ao Professor Engenheiro Fernando José Relvas pela orientação 
dada no tema do trabalho. 
 
Agradeço ao Professor Doutor Mestre Engenheiro José Rodolfo Scarati 
Martins pela colaboração e orientação dada na execução do trabalho. 
 
Agradeço aos meus pais, Manuel Amilcar Miguel e Ivone Mª Rebello Miguel, 
por todo apoio e dedicação para a minha formação acadêmica. 
 
Agradeço a minha namorada, Doutora Isabela Gil Régis do Amaral, por todo 
amor, carinho e apoio. 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
RESUMO ...................................................................................................... III 
ABSTRACT .................................................................................................. IV 
LISTA DE FIGURAS......................................................................................V 
LISTA DE FOTOGRAFIAS...........................................................................VI 
LISTA DE TABELAS...................................................................................VII 
1 INTRODUÇÃO........................................................................................ 1 
2 OBJETIVOS ........................................................................................... 3 
2.1 Objetivo Geral .............................................................................................. 3 
2.2 Objetivo Específico .................................................................................... 3 
3 METODOLOGIA DO TRABALHO ......................................................... 4 
4 JUSTIFICATIVA ..................................................................................... 5 
5 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................. 6 
5.1 Definição do CAD........................................................................................ 6 
5.2 Evolução Histórica ..................................................................................... 8 
5.3 Materiais Empregados............................................................................. 12 
5.3.1 Cimento................................................................................................. 13 
5.3.2 Agregados ............................................................................................ 14 
5.3.3 Água ...................................................................................................... 16 
 i
 
5.3.4 Aditivos ................................................................................................. 16 
5.3.5 Adições Minerais ................................................................................. 18 
5.4 Produção, Lançamento e Controle do CAD....................................... 20 
5.5 Propriedades Mecânicas......................................................................... 26 
5.6 Durabilidade ............................................................................................... 28 
5.7 Vantagens do CAD ................................................................................... 31 
6 EXEMPLOS DE OBRAS COM CAD .................................................... 33 
6.1 Edifício Scotia Plaza................................................................................. 35 
6.2 Edifício Water Tower Place .................................................................... 38 
6.3 Petronas Tower ......................................................................................... 40 
7 ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA.......................................... 43 
7.1 Estudo 1....................................................................................................... 44 
7.2 Estudo 2....................................................................................................... 47 
8 CONCLUSÕES..................................................................................... 55 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................ 57 
 
 
 ii
 
RESUMO 
 
 
 
Este trabalho define e aborda o uso do Concreto de Alto Desempenho 
(CAD), demonstrando a sua eficiência na construção civil e sua evolução 
tecnológica ao longo dos anos. São apresentados os tipos e características 
específicas dos materiais utilizados na sua composição e alguns parâmetros 
considerados para a produção e controle do CAD. 
 
No trabalho é destacado a sua alta resistência à compressão e suas 
propriedades mecânicas diferenciadas do concreto convencional, assim 
como sua alta durabilidade mesmo em ambientes agressivos. São citadas as 
vantagens técnicas e econômicas ao se especificar o CAD em obras civis. 
 
São apresentados três casos que utilizaram este material na sua execução e 
dois estudos de viabilidade econômica do uso do concreto de alto 
desempenho comparados ao concreto convencional em edificações. O uso 
do CAD demonstrou uma redução na quantidade de materiais utilizados e 
economia de custo da ordem de 11% nesses estudos apresentados. 
 
 
 
 iii
 
ABSTRACT 
 
 
 
This work defines and it approaches the use of the High-Performance 
Concrete (HPC), demonstrating his efficiency in the civil building and his 
technological evolution along the years. The types and specific 
characteristics of the materials used in his composition are presented and 
some parameters considered for the production and control of HPC. 
 
In the work his high resistance to the compression is detached and their 
differentiated mechanical properties of the conventional concrete, as well as 
his high durability even in aggressive atmospheres. The technical and 
economical advantages are mentioned when HPC in civil works is specified. 
 
There are presented three cases that used this material in their execution 
and two studies of economical viability of the use of the high-performance 
concrete compared to the conventional concrete in constructions. The use of 
HPC demonstrated a reduction in the amount of used materials and 
economy in the order of 11% in these presented studies. 
 
 
 iv
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 5.1: Utilização de Aço e CAD nos Edifícios mais Altos do Mundo .... 11 
Figura 5.2: Materiais Empregados na Composição do HPC = CAD ............ 12 
Figura 5.3: Influência do Agregado Graúdo no Concreto............................. 15 
Figura 5.4: Exemplo de traço do Concreto para fck > 80 MPa..................... 22 
Figura 5.5: Evolução Relativa de Resistências ............................................ 24 
Figura 5.6: Faixa entre fck e fcd................................................................... 26 
Figura 5.7: Comparação entre CAD e Concreto Usual, Carbonatação........ 29 
Figura 5.8: Comparação entre CAD e Concreto Usual, Cloretos................. 29 
Figura 7.1: Croqui da Planta do Edifício Estudado....................................... 47 
Figura 7.2: Reduções de Seção para os pilares do Modelo I....................... 49 
Figura 7.3: Distribuição da Resistência à compressão no Modelo II............ 50 
Figura 7.4: Distribuição da Resistência à compressão no Modelo III........... 50 
Figura 7.5: Volume de CAD em comparação ao Volume total de concreto . 51
Figura 7.6: Custo Total dos Modelos I, II e III ..............................................53 
Figura 7.7: Custo Total de cada Edifício (concreto + aço + fôrmas) ............ 53 
 
 
 
 v
 
LISTA DE FOTOGRAFIAS 
 
Foto 5.1: Diferença de um Concreto sem e outro com Superplastificante ... 23 
Foto 5.2: Concreto com Pigmento e Superplastificante ............................... 23 
Foto 5.3: Comparação da Microestrutura do CAD e Concreto Usual........... 27 
Foto 6.1: Edifício Scotia Plaza ..................................................................... 35 
Foto 6.2: Edifício Water Tower Place........................................................... 38 
Foto 6.3: Petronas Tower............................................................................. 40 
Foto 7.1: Foto do Edifício Estudado ............................................................. 48 
 
 
 vi
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 5.1: Grupos de Resistência ................................................................ 6 
Tabela 5.2: Classificação dos Concretos ....................................................... 7 
Tabela 5.3: Evolução do consumo médio mundial de cimento, per capita..... 9 
Tabela 5.4: Cimentos Mais Indicados .......................................................... 13 
Tabela 5.5: Limites para produção de 1 m³ de CAD .................................... 21 
Tabela 5.6: Resistência do CAD em função da Relação a/c........................ 26 
Tabela 6.1: Edifícios Executados com CAD................................................. 34 
Tabela 6.2: Dados Edifício Scotia Plaza ...................................................... 36 
Tabela 6.3: Concreto desenvolvido para o Scotia Plaza.............................. 36 
Tabela 6.4: Evolução da Idade do Concreto ................................................ 37 
Tabela 6.5: Dados Edifício Water Tower Place............................................ 39 
Tabela 6.6: Dados Petronas Tower.............................................................. 41 
Tabela 7.1:Consumo de Materiais para Execução de um Pavimento.......... 44 
Tabela 7.2: Custo Comparativo da Estrutura ............................................... 46 
Tabela 7.3: Consumo e Custo do Concreto nos Modelos............................ 51 
Tabela 7.4: Consumo e Custo do Aço nos Modelos .................................... 52 
Tabela 7.5: Consumo e Custo de Fôrmas nos Modelos .............................. 52 
 
 
 vii
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 
 
O concreto foi inventado em meados do século XIX e os primeiros edifícios 
em concreto armado foram construídos há pouco mais de um século 
(SERRA, 1997). Desde então o concreto permaneceu uma mistura de 
cimento, agregados diversos e água. Contudo, nos últimos anos a pesquisa 
vem propondo alterações significativas nessa situação. 
 
Os avanços tecnológicos na área da engenharia civil não ficam por conta 
apenas da utilização de novos equipamentos e processos construtivos. Este 
avanço pode ser percebido também no uso de novos materiais e na melhoria 
das qualidades dos materiais já existentes. Atualmente, encontramo-nos 
numa etapa de desenvolvimento da tecnologia do concreto na qual não só o 
proporcionamento dos materiais e suas propriedades são estudadas, mas 
aonde a própria utilização de materiais, até então não presente nas fases 
constituintes de concretos tradicionais, são utilizados. 
 
A necessidade de promover avanços na qualidade do concreto foi percebida 
em função de dois aspectos, sua resistência mecânica e durabilidade. Era 
necessário superar as limitações do concreto quando comparado ao aço, 
principalmente na estrutura de edifícios muito altos e quanto à durabilidade, 
era necessário superar o rápido envelhecimento das estruturas de concreto 
armado, decorrente da infiltração de água nos capilares, carbonatação, 
despasivação e conseqüente corrosão das armaduras. 
 
O concreto de alto desempenho (CAD), foi desenvolvido na Noruega na 
década de 1950 e adotado no Brasil há cerca de dez anos, era conhecido no 
início como concreto de alta resistência (CAR) devido à sua alta resistência 
característica à compressão. Durante muito tempo essa vantagem suplantou 
outras de igual importância como durabilidade e compacidade, até que a 
 1
 
nova definição se tornasse consenso no meio técnico (TÉCHNE, 2002). 
Assim, concretos com resistência a compressão em torno de 100 MPa 
podem ser obtidos e utilizados em obras comuns, com uma série de 
vantagens em relação aos concretos normais, dentre elas a sua maior 
durabilidade. 
 
 
 
 
 2
 
2 OBJETIVOS 
 
 
 
2.1 Objetivo Geral 
 
 
Abordar o uso do Concreto de Alto Desempenho (CAD) demonstrando a sua 
eficiência na construção civil e apresentar algumas informações de estudos 
realizados sobre o CAD, sua conceituação e suas principais características, 
destacando sua elevada resistência à compressão e sua alta durabilidade. 
Fornecer exemplos de utilização deste material e um comparativo de custos 
de um mesmo caso dimensionado para concreto usual e concreto de alto 
desempenho. 
 
 
2.2 Objetivo Específico 
 
 
Como objetivos específicos deste trabalho sobre o Concreto de Alto 
Desempenho destacam-se: 
 
• Definição e principais características; 
• Evolução histórica; 
• Os materiais utilizados na sua elaboração; 
• Produção, lançamento e controle; 
• Características físicas e mecânicas; 
• Exemplos de obras que utilizaram este material; 
• Vantagens técnicas e econômicas ao especificar este tipo de 
concreto.
 3
 
3 METODOLOGIA DO TRABALHO 
 
 
 
A metodologia do trabalho foi desenvolvida considerando diversas fontes de 
pesquisa. 
 
Os conceitos básicos que norteiam o tema do estudo foram extraídos de 
livros técnicos. Os “sites” da Internet contribuíram na busca de artigos e 
informações adicionais sobre o tema. 
 
As normas técnicas com especificações sobre temas relacionados ao estudo 
foram coletadas para elucidar o trabalho. 
 
Anais de congressos foram de grande valia para apresentação de relato de 
casos práticos da aplicação do concreto de alto desempenho, assim como 
depoimentos na utilização do material estudado proporcionaram demonstrar, 
exemplificar e ilustrar o estudo. 
 
 4
 
4 JUSTIFICATIVA 
 
 
 
Talvez poucas pessoas tenham conhecimento disso, mas o concreto é o 
segundo material mais utilizado no mundo, atrás apenas da água 
(MONTEIRO, 2003). Através do emprego do concreto armado tem sido 
construída a maioria das obras de infra-estrutura dos países, assim como 
edificações residenciais, comerciais e industriais. Essa enorme aceitação do 
concreto justifica-se pelas suas características excepcionais de versatilidade, 
durabilidade, economia e resistência. 
 
A durabilidade do concreto usual está se tornando um assunto de 
preocupação na maioria dos países porque um número muito grande de 
estruturas de concreto apresenta sérios sinais de deterioração. Nos últimos 
tempos a questão da durabilidade tem ganhado ênfase e devido a sua 
importância já absorve grande parte da atenção dos engenheiros. 
 
Outra característica fundamental do concreto é a sua resistência, visto que 
um concreto mais resistente proporciona estruturas mais esbeltas, levando a 
um melhor aproveitamento das áreas a serem projetadas. Nos últimos anos 
tem havido uma maior utilização de concretos com resistência à compressão 
acima de valores que antes eram normalmente empregados. 
 
Considerando que a meta ideal é construir estruturas resistentes, com maior 
durabilidade, potencializando o espaço arquitetônico e reduzindo os custos 
de manutenção, o Concreto de Alto Desempenho pode ser uma boa 
alternativa, por apresentar propriedades relativamente superiores às do 
concreto tradicional. Portanto divulgar informações sobre este material 
relativamente novo no Brasil é de grande valia, contribuindo para o 
desenvolvimento da Engenharia Civil. 
 
 5
 
5 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
 
 
5.1 Definição do CAD 
 
 
Para definir oconcreto de alto desempenho (CAD) ou high-perfomance 
concrete (conhecido internacionalmente como HPC) deve ser feita uma 
definição de concreto de alta resistência, pois o CAD não é apenas um 
concreto com uma resistência mecânica elevada. 
 
Definem-se concretos de alta resistência aqueles que apresentam médias de 
resistência à compressão unixial acima das usuais em um dado local ou 
época (DAL MOLIN et alli, 1997). 
 
Conforme a NBR 8953 (1992), os concretos são classificados em dois 
grupos conforme a tabela abaixo: 
 
Tabela 5.1: Grupos de Resistência 
Grupo I de 
Resistência 
Resistência 
característica a 
compressão (MPa) 
Grupo II de 
Resistência 
Resistência 
característica a 
compressão (MPa) 
C10 10 C55 55 
C15 15 C60 60 
C20 20 C70 70 
C25 25 C80 80 
C30 30 
C35 35 
C40 40 
C45 45 
C50 50 
Fonte: NBR 8953, 1992. 
 6
 
A classificação proposta por AMARAL FILHO (1997) tem uma certa 
coerência com a tendência norueguesa sempre respeitável por ser o centro 
mais avançado do mundo em concretos de alto desempenho. 
 
Tabela 5.2: Classificação dos Concretos 
Classe 
Resistência à 
compressão 
(MPa) 
Equipamentos 
de produção 
Materiais 
Diagrama Tensão x 
deformação x ε 
Diagramas de 
tensões de 
compressão 
na flexão 
simples 
Tipo de 
ruptura à 
compressão 
 
 
 
 
Baixa 
 
 
 
 
 
< 25 
 
 
 
 
Canteiro Comum 
 
 
 
Cimento Portland 
areia agregados 
comuns 
Parabólico c/ nítido 
patamar longo da 
plastificação 
 
 
Retangular 
(estádio III) 
 
 
 
Fratura áspera 
com agregados 
intactos 
 
 
 
Média 
 
 
 
25 – 50 
 
 
 
Centrais com bom 
controle 
tecnológico 
 
Cimento Portland 
areia agregado 
comum 
superplastificante 
(com ou sem m.s. 
ou Fly – Ash) 
Parabólico c/ patamar 
nítido, mas menor 
 
 
Retangular 
(estádio III) 
 
 
 
Fratura áspera 
com parte dos 
agregados 
rompidos 
 
 
 
Alta 
 
 
 
50 – 90 
 
 
 
Centrais com 
rigoroso controle 
tecnológico 
 
Cimento Portland 
areia agregado 
muito bom 
superplastificante 
Microsílica Baixo 
teor a/c 
Triangular c/ pequeno 
patamar 
 
Triangular ou 
trapezoidal 
 
 
 
Fratura lisa 
com agregados 
cisalhados 
(ruptura frágil) 
 
 
 
Ultra 
Alta 
 
 
 
90 – 100 
Fábricas de pré-
moldados e 
instalações 
especiais 
Cim. Portland 
Areia de bauxita 
calcinado 
agregado idem ou 
de ferro 
superplastificante 
microsilica 
Baixíssimo teor 
a/c 
Diagrama x ε a 
determinar em cada 
caso 
 
A determinar 
 
Diferente em 
cada caso 
ruptura 
totalmente 
frágil 
Fonte: AMARAL FILHO, 1997. 
 
 
DINIZ (1997) destaca que se costuma distinguir a diferença de concreto de 
alto desempenho e concreto de alta resistência, sendo alto desempenho 
relacionado principalmente à durabilidade do concreto e que alguns 
 7
 
concretos atingem um bom desempenho a partir de uma resistência de 
compressão aos 28 dias de 35 MPa e os concretos de alta resistência são 
considerados acima dos 55 MPa de resistência à compressão. 
 
Atualmente aplica-se o conceito ampliado de concreto de alto desempenho, 
que além do aumento da resistência mecânica contempla também uma 
maior durabilidade. 
 
A redução na quantidade de água, isto é, a redução na relação água/cimento 
(a/c), aumenta a resistência do concreto, mas reduz a trabalhabilidade do 
concreto fresco. Por isso os concretos de alto desempenho são produzidos 
com aditivos que permitem reduzir a quantidade de água mantendo e até 
melhorando a trabalhabilidade. 
 
A adição da sílica ativa ou outros “fillers” preenche os vazios da zona de 
transição do aglomerante/agregado, proporcionando uma estrutura mais 
compacta. 
 
Pode-se dizer que CAD é sinônimo de concreto com sílica ativa, pois esta, 
como regra geral, é a única forma de obter-se as qualidades requeridas 
dentro do enfoque custo-benefício (AMARAL FILHO, 1998). 
 
 
5.2 Evolução Histórica 
 
 
A partir do patenteamento do cimento Portland por Joseph Aspdin em 1824 
na Inglaterra e a conseqüente difusão da fabricação mundial, o concreto tem 
sido o material de construção civil mais utilizados em todas as regiões do 
mundo (HELENE, 1997). As estatísticas demonstram que o consumo de 
cimento médio mundial, per capita, tem aumentado progressivamente neste 
 8
 
século, estando em 1990 com 210 kg/habitante/ano, quase quatro vezes o 
consumo em 1950, conforme mostra a tabela (HELENE,1997). 
 
Tabela 5.3: Evolução do consumo médio mundial de cimento, per capita 
Ano/década 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 
Consumo - kg/hab/ano 19 38 40 55 104 158 203 210 
Fonte: HELENE, 1997. 
 
Só no ano de 2000 o Brasil produziu cerca de 39,6 milhões de toneladas de 
Cimento Portland (ABCP, 2003). 
 
O concreto de alto desempenho (CAD), foi desenvolvido na Noruega na 
década de 1950 (TÉCHNE, 2002) e FREEDMAN (apud AITCIN, 2000) diz 
que no início de 1960 começou a ser usado em quantidades significativas 
em estruturas importantes nos EUA. 
 
Naquele tempo muitos projetistas estavam satisfeitos em projetar estruturas 
baseadas em concretos de 15 a 20 MPa, os quais eram bem conhecidos, 
econômicos e seguros (AITCIN, 2000). Não era óbvio para a maioria dos 
engenheiros que o concreto um dia deslocaria o aço na construção de 
arranha-céus, a sabedoria daquela época era que o concreto era bom 
apenas para ser usado nas fundações e na construção dos pisos dos 
edifícios de grande altura ou para proteger elementos estruturais contra o 
fogo. 
 
AITCIN (2000) diz que as resistências à compressão pararam de crescer em 
torno dos 60 MPa porque uma barreira técnica foi encontrada, que somente 
poderia ser superada com a disponibilidade de novos materiais. 
 
No começo de 1970 era impossível fazer concreto com uma resistência à 
compressão maior que 60 MPa porque os redutores de água de que se 
dispunha normalmente à época não eram capazes de reduzir mais a relação 
água/cimento (a/c) BLICK (apud AITCIN, 2000). 
 9
 
BLICK (apud AITCIN, 2000) diz também que era necessário encontrar 
redutores de água que apresentassem os menores efeitos indesejáveis, 
objetivando reduzir a relação a/c tanto quanto possível, pois os concretos de 
alto desempenho eram entregues com um abatimento muito baixo, 
tipicamente de 75 mm a 100 mm. 
 
Foi no final dos anos 60 que os superplastificantes (superfluidificantes) foram 
pela primeira vez usados no concreto, a sua introdução ocorrendo quase 
que simultaneamente no Japão e na Alemanha. HATTORI, MEYER (apud 
AITCIN, 2000). 
 
Durante a década de 1980, a dosagem dos superplastificantes foi 
aumentando pouco a pouco e começou-se a perceber que poderiam ser 
usados como um redutor de água de grande efeito RONNEBERG (apud 
AITCIN, 2000). Com o uso de uma dosagem elevada de superplastificante 
descobriu que era possível reduzir a relação a/c do concreto até 0,30 e ainda 
obter um abatimento inicial de 200 mm, visto que antes os concretos com 
redutores de água eram entregues com abatimento inicial de apenas 75 mm 
a 100 mm. BLICK (apud AITCIN, 2000). 
 
AITCIN (2000) relata que um concreto com relações de a/c tão baixas, 
alguns cimentos Portland comerciais começavam a deixar a desejar em 
termos de resistência à compressão, entretanto com uma seleção cuidadosa 
do cimento e do superplastificante era possível diminuir a relação a/c. 
 
No inicio dos anos 80 a sílica ativa começou a ser utilizada na América do 
Norte, embora ao final dos anos 70 na Escandinávia, a sílica ativa começou 
a ser utilizada como material cimentício suplementar no concreto (AITCIN, 
2000). 
 
Foi rapidamente reconhecida a vantagem particular de usar a sílica ativa 
como uma pozolana muito fina e reativa no concreto de alto desempenho, foi 
 10
 
mostrado que é possível tornar trabalháveis concretos com resistências à 
compressão acima de 100 MPa (TÉCHNE, 2002). 
 
A figura 5.1 mostra a mudançagradual da utilização do aço por concreto, 
baseada na publicação de BEEDLE (apud DAL MOLIN et alli, 1997) sobre os 
cem edifícios mais altos do mundo. 
 
 
Figura 5.1: Utilização de Aço e CAD nos Edifícios mais Altos do Mundo 
Fonte: BEEDLE (apud DAL MOLIN et alli, 1997). 
 
 
A aceitação e o uso do CAD está crescendo devagar em muitos países: na 
verdade, seu uso ainda representa uma percentagem muito baixa do 
mercado do concreto, entretanto vários países lançaram importantes 
programas de pesquisa específicos sobre o CAD no final dos anos 80 
(AITCIN, 2000). 
 
 
 11
 
5.3 Materiais Empregados 
 
 
De forma geral, os materiais utilizados no concreto de alto desempenho são 
os mesmos utilizados no concreto convencional. 
 
 
Figura 5.2: Materiais Empregados na Composição do HPC = CAD 
Fonte: ABCP, 1997. 
 
Os CADs requerem materiais constituintes de boa procedência e alta 
qualidade. São utilizados cimentos Portland, agregados miúdos e graúdos, 
água potável, aditivos plastificantes redutores de água e, eventualmente, 
adições de sílica ativa e aditivos superplastificantes. 
 
A seleção de materiais para produção do CAD não é simples, pois existem 
cimentos e agregados com grandes variações nas suas composições e 
propriedades e ainda não foi estabelecida, na opinião de AITCIN (2000), 
uma diretriz clara do tipo de cimento e agregado mais apropriado para 
utilização em CAD. 
 
AITCIN (2000) ressalta, deve ser admitido que, até o presente momento, o 
progresso no campo do CAD tem sido fruto de uma abordagem empírica 
mais do que fundamental e científica. 
 
 12
 
5.3.1 Cimento 
 
Os tipos de cimento atualmente produzidos no Brasil são o cimento Portland 
comum, cimento Portland comum com adições, cimento Portland de alto-
forno, cimento Portland composto, cimento Portland pozolânico e cimento 
Portland de alta resistência inicial. Dentre dessas categorias, são fabricados 
ainda cimentos resistentes a sulfatos (SOUZA, 1998). 
 
Na opinião de HOWARD (apud DAL MOLIN et alli, 1997), não existem 
critérios científicos que especifiquem o cimento mais adequado para a 
produção do CAD. 
 
Segundo AMARAL FILHO (1997) podem ser utilizados os do tipo Portland 
comuns com as pequenas adições permitidas pelas normas. 
 
Em geral, são utilizados cimentos Portland de hidratação rápida e com 
menores teores de pozolana ou escória, mas essas adições aumentam a 
durabilidade do concreto em ambientes agressivos onde há altos teores de 
sulfatos e cloretos (TÉCHNE, 2002). 
 
A tabela 5.4 mostra os cimentos fabricados no Brasil mais indicados para a 
produção do concreto de alto desempenho. 
 
Tabela 5.4: Cimentos Mais Indicados 
Cimento Classe de Resistência Norma 
CP I e I.S 40 NBR 5732 
CP II.E 40 NBR 11578 
CP V ARI NBR 5733 
Fonte: ABCP, 1999. 
 
SIMPLICIO (2003) não indica o uso do cimento aluminoso justificando para 
isto que o mesmo não é de uso corrente, e várias normas o proíbem devido 
 13
 
à possibilidade de corrosão por álcalis e por causa do fenômeno de 
“conversão” que é uma perda de resistência geralmente inevitável em climas 
temperados. 
 
5.3.2 Agregados 
 
A qualificação dos agregados para o emprego em concretos de alto 
desempenho baseia-se no atendimento das exigências mínimas prescritas 
nas normas atuais para concretos convencionais (NBR 7211, 1983; NBR 
12654, 1992). Além destas exigências, outros aspectos devem ser 
considerados para elaboração do CAD. 
 
A seleção dos agregados particularmente resistentes não é necessária para 
a produção do concreto usual. Geralmente, é apenas necessário verificar se 
as exigências de desempenho das normas para agregados estão sendo 
atendidas. Por outro lado, no CAD, a pasta hidratada de cimento e a zona de 
transição podem ser tão resistentes que, se os agregados, particularmente 
os graúdos, não forem suficientemente resistentes, eles podem tornar-se o 
elo mais fraco dentro do concreto (AITCIN, 2000). 
 
De acordo com SIMPLICIO (2003), os agregados são os componentes que 
irão limitar a resistência à compressão do concreto. O módulo de 
elasticidade (E) vai depender quase exclusivamente do tipo de agregado 
utilizado na produção do CAD (AMARAL FILHO, 1998). 
 
a) Agregados Graúdos 
 
Os agregados graúdos devem apresentar elevada resistência à compressão, 
baixo índice de abrasão Los Angeles, baixo teor de materiais friáveis e boa 
aderência à pasta de cimento. As maiores resistências são obtidas com 
basaltos e diabásios. Os agregados devem ser sãos e não-reativos com os 
álcalis do cimento, apresentando grãos com dimensão máxima característica 
 14
 
de 25 mm, o que reduz os efeitos negativos da zona de transição 
pasta/agregado e propicia concretos de resistência mais elevada. São 
recomendadas as britas de grãos próximos a uma esfera, mas com boa 
rugosidade superficial para proporcionar uma boa aderência. Seixos rolados 
e pedregulhos em geral não propiciam concretos com resistência à 
compressão maior que 50 MPa, dentro de condições economicamente 
viáveis (TÉCHNE, 2002). 
 
De acordo com O´REILLY DÍAZ (1998) para os agregados graúdos naturais, 
comumente empregados nos concretos convencionais, tem-se conseguido 
resistências em torno de 120 MPa. 
 
 
Figura 5.3: Influência do Agregado Graúdo no Concreto 
Fonte: ABCP, 1999. 
 
Em concretos de até 20 MPa é conveniente desde que a geometria da 
estrutura assim o permita, produzir concretos com agregados de tamanho 
grande, porém no caso de concretos de alto desempenho é preferível utilizar 
agregados graúdos de pequena dimensão (ABCP, 1999). 
 
AITCIN (2000), relata que quanto mais alta for resistência à compressão 
pretendida, menor deveria ser o tamanho máximo do agregado graúdo. 
Concretos com resistência à compressão de mais de 125 MPa têm sido 
 15
 
produzidos até hoje, com agregado graúdo tendo tamanho máximo de 10mm 
a 14mm 
 
b) Agregados Miúdos 
 
Os agregados miúdos devem demandar a menor quantidade possível de 
água para obtenção de máxima plasticidade e fluidez do concreto. É 
importante que uma grande quantidade de grãos fiquem retidos nas peneiras 
de malhas de abertura 2,4; 0,30 e 0,15 mm. Em contrapartida deve-se evitar 
a retenção de elevados teores nas peneiras 1,2 e 0,6 mm. São preferíveis 
areias de grãos arredondados, e devem-se evitar agregados miúdos moídos 
ou artificiais (TÉCHNE, 2002). 
 
A granulometria da areia deve crescer proporcionalmente à resistência à 
compressão e ao consumo de cimento, é preferível o módulo de finura na 
faixa de 2,70 a 3,00 quando disponível (AITCIN, 2000). 
 
Para as areias, por exemplo, resistências de até 170 MPa podem ser 
atingidas utilizando-se areias naturais, para valores maiores de resistência 
torna-se necessário a utilização de areia artificial (O´REILLY DÍAZ, 1998). 
 
5.3.3 Água 
 
De acordo com o ACI 363 (1991) os requisitos de qualidade da água para 
concretos de alto desempenho são os mesmos que para concretos 
convencionais. 
 
5.3.4 Aditivos 
 
De acordo com J.Calleja (apud SOUZA, 1998), os aditivos “são produtos 
que, acrescentados aos aglomerantes no momento de sua elaboração, e em 
condições adequadas, nas formas convenientes e nas doses precisas, tem 
 16
 
por finalidade modificar ou implementar, em sentido positivo e em caráter 
permanente, certas propriedades do conglomerado, para seu melhor 
comportamento em todos ou em algum aspecto, tanto no estado fresco 
como endurecido”. 
 
Os superplastificantes são produtos químicos adicionados ao concreto em 
teores que não ultrapassam 5 % em relação à massa de cimento. Os 
superplastificantes permitem a execução de concretos de elevada 
resistência e baixíssimo teor água/cimento (TÉCHNE, 2002). 
 
Recomenda-se estudar a compatibilidade cimento/aditivo, pois os aditivos 
superplastificantes são sensíveis à composição dos cimentos e vice-versa. 
Esses estudos experimentais podem ser realizadosem pastas através do 
ensaio do mini “slump” ou através do ensaio do Cone de Marsh, utilizado no 
estudo da fluidez de caldas de injeção de bainhas de cabos de protensão. O 
ideal, no entanto, é estudar a eficiência desses aditivos em concretos, mas 
este estudo é mais oneroso e mais demorado que o simples e rápido estudo 
em pastas (ABCP, 1999). 
 
Existem quatro famílias principais de superplastificantes comerciais segundo 
BRADLEY (apud AITCIN, 2000): 
 
1. Sais sulfonados de policondensados de naftaleno e formaldeído, 
usualmente denominados polinaftalenos sulfonados ou mais 
simplesmente superplastificantes de naftaleno; 
2. Sais sulfonados de policondensados de melanina e formaldeído, 
usualmente denominados polimelaninas ou mais simplesmente 
superplastificantes de melanina; 
3. Lignossulfonatos com teores muito baixos de açúcar e de 
surfactantes; 
4. Poliacrilatos. 
 
 17
 
Atualmente, as bases mais largamente usadas para fazer superplastificantes 
são dos dois primeiros tipos (naftaleno e melanina) e eles podem ser usados 
em conjunto com redutores de água, com retardadores de pega e ainda com 
aceleradores (AITCIN, 2000). 
 
Estes aditivos redutores de água conduzem a um aumento de retração e são 
úteis por permitirem uma redução do fator a/c. Possuem efeito relativamente 
curto, em torno de 60 minutos e não influenciam de forma nenhuma a 
resistência final do concreto (SIMPLICIO, 2003). 
 
5.3.5 Adições Minerais 
 
Aditivos minerais como a microssílica (sílica ativa) ou as cinzas volantes, 
possuem duas formas básicas de atuação no concreto: uma física, 
denominado efeito filler (preenchimento dos vazios), que colabora para 
aumentar a coesão e a compacidade tanto da fase pasta quanto da ligação 
agregado-pasta, e outra química, a clássica reação pozolânica de 
transformação do frágil hidróxido de cálcio no resistente silicato de cálcio 
hidratado (ALMEIDA, 1997). 
 
A sílica ativa é um pó fino pulverizado de tom cinza, subproduto da 
fabricação do silício metálico, das ligas de ferro-silício e de outras ligas de 
silício (AITCIN, 2000). 
 
Atua no concreto alterando suas características tanto no estado fresco 
quanto no estado endurecido e sua ação está diretamente ligada às suas 
características pozolânicas, com teores de sílica amorfa, SiO2, maior ou 
igual a 85 % em sua composição, e de seu efeito microfiller, devido a 
partículas esféricas com diâmetro médio da ordem de 0,2 µm que, além de 
preencherem os vazios, colaboram para maior reatividade do material 
(SOUZA, 1998). 
 
 18
 
Atualmente a sílica ativa é disponível em quatro diferentes formas: em bruto, 
como produzida, em forma de nata de sílica ativa, em forma densificada e 
misturada com o cimento Portland (AITCIN, 2000). 
 
Os grãos da sílica ativa são cerca de cem vezes menores que os do cimento 
e preenchem os espaços vazios existentes na zona de transição entre 
cimento e agregado (TÉCHNE, 2002). 
 
De acordo com SOUZA (1998), comparando os concretos convencionais, os 
concretos com sílica ativa apresentam as seguintes vantagens: 
 
• Maiores resistências à compressão e à tração; 
 
• Menor permeabilidade, porosidade e absortividade; 
 
• Maiores resistências à abrasão e à erosão; 
 
• Maior resistência a ataques químicos, como de sulfatos e de cloretos; 
 
• Maior aderência concreto novo – concreto velho; 
 
• Menor índice de reflexão no concreto projetado. 
 
BONINI et all (1999) destaca que um concreto com 8% de sílica ativa do 
peso de cimento utilizada na composição de um concreto incrementa 50 % 
na aderência média e 57 % na aderência de ruptura entre concreto e 
armadura. 
 
Dados os materiais disponíveis atualmente, é quase impossível exceder o 
limite de 100 MPa de resistência à compressão em um determinado 
concreto sem usar a sílica ativa na sua composição (AITCIN, 2000). 
 
 19
 
5.4 Produção, Lançamento e Controle do CAD 
 
 
A produção, o transporte e o lançamento do CAD devem ser da mesma 
forma que um concreto usual, com maior atenção no fato da enorme coesão 
das partículas o que exige concretos de abatimento do tronco de cone um 
pouco maior que os usuais, ou seja, mais fluidos (AITCIN, 2000). 
 
Em geral o CAD é muito trabalhável e de fácil assimilação pela mão de obra 
operacional, que gosta da substituição do concreto convencional pelo CAD 
(ABCP, 1999). 
 
De acordo com AITCIN (2000), para obter sucesso na produção de um 
concreto de 100 MPa, por exemplo, exige-se: 
 
• Um agregado muito resistente, limpo, áspero e cúbico (com algumas 
exceções para cascalhos glaciares); 
• Um cimento com desempenho notavelmente bom, tanto 
reologicamente com em termos de resistência; 
• Um superplastificante que seja totalmente compatível com o cimento 
selecionado. 
 
Pouco tem sido feito na área dos métodos de dosagem do CAD, até 
recentemente pesquisadores e produtores de concreto tendiam a adotar ou 
modificar formulas convencionais, testadas ao longo do tempo. Em qualquer 
caso, ainda não existem métodos rápidos e seguros para formular o CAD 
(O´REILLY DÍAZ, 1998). Através dos anos, foi desenvolvido e usado com 
sucesso, na Universidade de Sherbrooke, um método semi-empírico que é 
simples de compreender e fácil de ser colocado em prática (AITCIN, 2000). 
 
Os traços dos CADs são muito sensíveis a qualquer variação das 
proporções, especialmente na quantidade de água, um aumento de 3 a 5 
 20
 
litros por metro cúbico na mistura pode representar um decréscimo de 10 a 
20 MPa na resistência a compressão (AITCIN, 2000). 
 
SERRA (1997) indica as proporções usuais dos diversos materiais para 
produzir 1 m³ de concreto de alto desempenho, em média, dentro dos 
seguintes limites conforme a tabela 5.5. 
 
 
Tabela 5.5: Limites para produção de 1 m³ de CAD 
400 kg < Cimento < 600 kg 
650 kg < Agregado Miúdo < 750 kg 
1000 kg < Agregado Graúdo < 1100 kg 
1% < Superfluidificantes < 2% 
 (do peso do cimento) 
120 kg < Água < 160 kg 
7% < Sílica Ativa < 15% 
 (do peso do cimento) 
Fonte: SERRA, 1997. 
 
 
O traço exemplificado a seguir é da estrutura utilizada no edifício E-Tower, 
localizado em São Paulo/SP – Brasil, no qual obteve resistência à 
compressão de 125 MPa, um valor relativamente alto e portanto nota-se 
uma leve diferença nos limites de traço citado acima por SERRA, 1997. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 21
 
Material Característica Massa (Kg) Proporção 
Cimento CP V – ARI – Alta Resistência Inicial - RS 623 1 
Pedra Brita 1–basalto (pedreira basalto/Campinas-SP) 1027 1,65 
Areia Quartzo róseo Itaporanga (granulometria constante) 550 0,88 
Sílica Ativa Camargo Corrêa 93 0,15 
Pigmento Óxido de ferro 4% Bayer 25 0,04 
Gelo 
Toda água do traço com relação a/c 0,18 
(água/aglomerante) 
130 0,18 
Aditivo 1 Super plastificante de 3ª geração ( ~ 1%) 6,2 0,01 
Aditivo 2 Estabilizador da hidratação ( ~ 0,5%) 3,60 0,0058 
Figura 5.4: Exemplo de traço do Concreto para fck > 80 MPa 
Fonte: MEDEIROS, 2002. 
 
 
O tempo da mistura é usualmente maior para os concretos de alto 
desempenho do que para os concretos usuais sendo recomendável que o 
CAD seja produzido em centrais de concreto, pois exige controle rigoroso da 
massa dos materiais (AITCIN, 2000). 
 
Se a Central estiver no local de aplicação, a execução é como a usual. Se a 
Central estiver distante, o ideal é trazer o concreto já pronto, com parte da 
água, até o local de lançamento. Nesse local é feita uma lama com o 
restante da água, os aditivos e a sílica ativa. Essa lama é obtida num 
misturador de alta turbulência e lançada no caminhão betoneira. Neste, ela 
deve misturar por 8 minutose sob rotação em torno de 25 rpm. É necessário 
ficar atento ao tempo útil de superplastificante (AMARAL FILHO, 1998). 
 
O slump do CAD tem que ser maior do que o de um concreto convencional, 
pois, em igualdade de slump, o CAD requer maior energia de vibração. O 
tempo de aplicação é função do tipo de superplastificante usado e, como 
regra geral, é inferior a 40 minutos (AMARAL FILHO, 1998). 
 
 22
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Foto 5.1: Diferença de um Concreto sem e outro com Superplastificante 
Fonte: SERRA, 1997. 
 
Não há risco de segregação, seja por causa da ferragem densa, altura de 
lançamento ou vibração exagerada. A vibração da ferragem também é 
inócua, pois a alta coesão e a ausência de exsudação impedem o 
isolamento das ferragens por película d´água que se formaria no concreto 
convencional (AMARAL FILHO, 1998). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Foto 5.2: Concreto com Pigmento e Superplastificante 
Fonte: MEDEIROS, 2002. 
 
 
O lançamento do CAD não difere do lançamento de concretos 
convencionais. Pode-se bombear o CAD, fazer o lançamento por grua, 
correia transportadora, jericas ou caçambas. Na etapa de adensamento é 
importante evitar o surgimento de bolhas aprisionadas de ar, geradas pela 
 23
 
alta viscosidade e coesão da massa, é recomendável a utilização de 
vibradores de fôrma. 
 
O projeto, montagem e desmontagem das fôrmas para estruturas de CAD 
devem obedecer às técnicas de bem construir, válidas para as fôrmas 
destinadas a concretos convencionais (AITCIN, 2000). 
 
A retirada das fôrmas pode se dar precocemente, desde que prevista no 
projeto, pois as resistências iniciais dos CADs são sempre superiores à dos 
concretos convencionais e outra razão que permite a retirada precoce é o 
fato de se obterem altos módulos de elasticidade a baixas idades (ABCP, 
1999). 
 
 
Figura 5.5: Evolução Relativa de Resistências 
Fonte: ABCP, 1999. 
 
Um concreto de fck 20 Mpa, por exemplo, pode atingir 40% da resistência 
aos três dias, enquanto que um concreto de fck 50 MPa, pode apresentar 
70% de sua resistência nos mesmo três dias (ABCP, 1999). 
 
Se a cura com água é essencial para o concreto usual, ela é crucial para o 
CAD. O rigor da cura tem que ser maior do que no concreto convencional. A 
falta de exsudação e a baixa relação a/c obrigam que a cura seja feita 
imediatamente após a retirada da fôrma ou acabamento da superfície 
(AMARAL FILHO, 1998). 
 24
 
A cura tem que ser feita por 7 dias e 7 noites sem interrupção, nunca sem 
autorizada uma cura úmida por menos de três dias. Uma solução cômoda e 
eficaz é o uso de camadas de aniagem mantidas úmidas com a circulação 
de água gotejando de furos em tubos plásticos (AMARAL FILHO, 1998). 
Além disso, esperar 24 horas para começar a cura úmida é um grande erro 
porque a retração autógena do CAD começa tão logo a hidratação se inicia e 
isso ocorre bem antes de 24 horas (AITCIN, 2000). 
 
Segundo AITCIN (2000), quanto mais baixa for à relação a/c, maior atenção 
deverá ser dada à implementação da cura úmida o mais cedo possível. 
 
A resistência à compressão evolui com a mesma taxa tanto na cura úmida 
como na cura seca tendendo a estabilizar nas últimas idades do concreto 
(SPEGLICH et alli, 1997). 
 
A cura deve ser feita imediatamente após o adensamento do concreto 
fresco, para impedir a perda precoce de água de hidratação, evitar retração 
e controlar a temperatura do concreto até que alcance o nível de resistência 
desejado (AMARAL FILHO, 1998). 
 
A ABCP (1999) recomenda que o controle da resistência à compressão dos 
concretos de alto desempenho deve seguir as recomendações da NBR 
12.655 Concreto, Preparo, Controle e Recebimento da ABNT. No caso de 
construção de estruturas de concreto com CAD, recomenda-se implantar um 
controle tipo NBR ISSO 9002. 
 
Dimensionar e construir com o CAD reduz os riscos de conseqüências 
desastrosas devido a uma eventual entrega de concreto com fck abaixo do 
especificado, conforme a figura 5.6. 
 
 
 25
 
 
Figura 5.6: Faixa entre fck e fcd 
Fonte: ABCP, 1999. 
 
 
5.5 Propriedades Mecânicas 
 
 
AITCIN (2000), destaca que é um equívoco acreditar que as propriedades 
mecânicas do CAD são simplesmente aquelas de um concreto mais 
resistente. 
 
Como para os concretos usuais, a resistência à compressão do CAD 
aumenta à medida que a relação a/c diminui, mas diferentemente do 
concreto usual, a “lei” da relação a/c é apenas valida até a “resistência de 
ruptura” do agregado graúdo tornar-se o elo mais fraco dentro do CAD 
(AITCIN, 2000). 
 
Tabela 5.6: Resistência do CAD em função da Relação a/c 
Relação água/cimento Faixa da Resistência Máxima (MPa) 
0,40 – 0,35 50 – 75 
0,35 – 0,30 75 – 100 
0,30 – 0,25 100 – 125 
0,25 – 0,20 > 125 
Fonte: AITCIN, 2000. 
 26
 
AMARAL FILHO (1998), diz que as resistências à tração e tração na flexão 
seguem aproximadamente as mesmas leis do concreto convencional. 
 
A designação de módulo de elasticidade pode e deve ser usada em vez de 
módulo de deformação, pois, acima de 50 MPa (de fck), os diagramas 
tensão-deformação tendem a ser retos-triangulares, e a Lei de Hook e 
Hipótese de Navier são integralmente obedecidas (AMARAL FILHO, 1998). 
 
A obtenção do módulo de elasticidade vai depender quase exclusivamente 
do tipo de agregado (AMARAL FILHO, 1998), SIMPLICO (2003), diz que a 
maioria das expressões empregadas para o cálculo do módulo de 
elasticidade são baseadas apenas na resistência à compressão do concreto, 
sem levar em consideração os demais fatores influentes, por isto, torna-se 
necessário verificar a validade destas expressões aplicadas ao CAD. 
 
SIMPLICIO (2003) destaca que as diferenças entre os gráficos tensão-
deformação para os concretos normais e de alto desempenho seriam: uma 
maior linearidade para maiores resistências à compressão, uma deformação 
relativa à tensão máxima também maior e uma reduzida deformação última 
comparada à dos concretos de baixa resistência. 
 
 
 Concreto de Alto Desempenho Concreto Convencional 
Foto 5.3: Comparação da Microestrutura do CAD e Concreto Usual 
Fonte: ABCP, 1997. 
 
 27
 
As fotos obtidas com microscópio eletrônico (com aumento de 3500 vezes), 
permitem comparar a microestrutura do concreto comum com a 
microestrutura do concreto de alto desempenho. 
 
O CAD é mais compacto, pois tem melhor estrutura granulométrica e menor 
porosidade decorrente da evaporação de água. Além da estrutura mais 
compacta, a interface entre matriz e agregado é mais resistente no CAD 
(ABCP, 1997). 
 
Conforme a Foto 5.3, o CAD é muito mais impermeável do que o concreto 
convencional, enquanto a porosidade de um concreto comum está em torno 
de 25 % a 30 % do seu volume, no CAD essa porosidade é cerca de 5 % 
(ABCP, 1997). 
 
 
5.6 Durabilidade 
 
 
A expressão “durabilidade do concreto” é usualmente empregada para 
caracterizar em termos gerais, a resistência do concreto ao ataque de 
agentes agressivos físicos e químicos (AITCIN, 2000). 
 
Especificar um concreto de alto desempenho com baixa relação a/c é uma 
condição necessária para obter-se concreto durável, mas isso não é 
suficiente (AITCIN, 2000). 
 
 
 28
 
 
 
Figura 5.7: Comparação entre CAD e Concreto Usual, Carbonatação 
Fonte: ABCP, 1999. 
 
Na comparação entre propriedades do CAD e dos concretos correntes, 
tipicamente relacionadas com a durabilidade das estruturas de concreto, a 
profundidade de carbonatação do CAD não atinge 1 cm em cem anos. 
 
 
Figura 5.8: Comparação entre CAD e Concreto Usual, Cloretos 
Fonte: ABCP, 1999. 
 
Nesta outra figura, a comparação entre propriedades do CAD e dos 
concretos correntes, tipicamente relacionadas com a durabilidade das 
estruturas de concreto prova que o CAD é recomendável para estruturas em 
ambientes marítimos, devido à baixa profundidade de penetração dos 
cloretos ao decorrer dos anos.29
 
GIAMUSSO (1992) apresenta que nos concretos de alto desempenho, a 
permeabilidade à água e ao oxigênio pode ser até 40 vezes menor do que 
os concretos convencionais. 
 
A importância da baixa porosidade é permitir atingir altos ganhos de 
resistências mecânicas e proporcionar um concreto com baixa 
permeabilidade garantindo uma proteção de estrutura frente aos agentes 
que promovem a deterioração do concreto, tornando assim o CAD um 
material com grau de durabilidade muito superior ao dos concretos 
convencionais (JORGE et alli, 2003). 
 
A baixa porosidade requer cuidados com relação à segurança contra fogo 
nas estruturas devido ao risco do “spalling”, ou seja, o lascamento explosivo 
da peça, pois em presença de fogo intenso o vapor derivado do 
superaquecimento da água presente na massa do material não encontra 
saída para a superfície em razão da alta compacidade do concreto 
(TÉCHNE, 2002). 
 
Do ponto de vista do material, o CAD definitivamente não é tão poroso 
quanto o concreto usual, ele não contém praticamente nenhuma água livre e 
quando submetido a um rápido aumento de temperatura, a sua tendência é 
lascar. Entretanto, as barras da armadura de aço podem parar o 
desenvolvimento deste lascamento e ajudar o elemento estrutural a ganhar 
suficiente resistência residual para manter a integridade do todo da 
construção (AITCIN, 2000). 
 
A introdução de uma fibra de polipropileno no CAD aumenta drasticamente a 
sua resistência ao fogo, quando fundindo ou queimando, as fibras criam 
pequenos canais no CAD através dos quais o vapor d´água pode ser 
liberado, evitando o surgimento de pressões internas que resultariam 
lascamento do concreto (AITCIN, 2000). 
 
 30
 
5.7 Vantagens do CAD 
 
 
De acordo com ABCP (1999), o concreto de alto desempenho apresenta 
algumas vantagens técnicas e econômicas. 
 
As vantagens técnicas citadas do CAD são: 
 
• Altas resistências à compressão em baixas idades e idades 
avançadas; 
• Retração de secagem menor que de concretos convencionais; 
• Reduzida deformação lenta (fluência) sob cargas de longa duração; 
• Ausência de exsudação – desde que bem dosado e com o aditivo 
superplastificante compatível com o cimento; 
• Ausência de segregação no lançamento e adensamento – desde que 
bem dosado; 
• Excelente aderência ao substrato de concreto já endurecido. 
Adequado para retomada de concretagens, pisos, revestimentos, 
reparos e reforços; 
• Elevada resistência elétrica; 
• Reduzida carbonatação; 
• Baixo coeficiente de difusão de cloretos; 
• Reduzida permeabilidade a gradientes de pressão de água e gases; 
• Risco de corrosão de armadura reduzido; 
• Alto módulo de elasticidade, ou seja, pequenas deformações. 
 
As vantagens econômicas do concreto de alto desempenho são: 
 
• Estruturas duráveis com baixo custo de manutenção; 
• Elementos estruturais de menores dimensões; 
• Economia nas fundações, em fôrmas de pilares e vigas e em 
armaduras; 
 31
 
• Redução do número e dimensão dos pilares; 
• Maior resistência para a mesma dimensão de fundação, o que 
possibilita aumento do número de pavimentos; 
• Prazos curtos de desforma; 
• A resistência à flexão limita a acentuada esbeltez das estruturas 
horizontais (vigas), exceto em estruturas protendidas onde o uso do 
CAD é recomendado; 
• Quando se compara o preço da peça pronta, o CAD pode ser mais 
econômico em pilares. Em lajes e vigas a economia fica dentro de 
certos limites; 
• Pode ser econômico quando o peso próprio da peça é significativo 
frente à sobrecarga aplicada; 
• A utilização de vigas e lajes deve passar por uma verificação 
econômica e técnica criteriosa, pois o aproveitamento total das 
características de resistência à compressão é limitado pela resistência 
à tração, tipo de solicitação de grande importância nesse tipo de 
estrutura. 
 
Outra vantagem que AITCIN (2000) destaca é em relação ao meio ambiente, 
pois sempre que o CAD é usado no lugar do concreto convencional, ficou 
demonstrado que o poder aglomerante do cimento Portland foi usado mais 
eficientemente. O consumo mais elevado de água no concreto usual resulta 
uma microestrutura fraca e porosa. Uma vez que a produção de cimento 
demanda muita energia, preparar um concreto usual pode ser considerado 
um desperdício parcial, pois comparando o uso de materiais necessários 
para suportar uma mesma carga em uma determinada estrutura com 
concreto usual e com CAD, o concreto de alto desempenho usa menos 
cimentos e menos agregados. 
 
 
 
 
 32
 
6 EXEMPLOS DE OBRAS COM CAD 
 
 
 
O CAD apesar de ter tido um desenvolvimento relativamente recente e de 
ainda estar sendo intensamente investigado em muitos centros de pesquisa 
de todo o mundo, vem sendo a cada dia que passa mais utilizado nas obras 
civis realizadas em diversos países. 
 
O CAD pode ser utilizado em vários tipos de estruturas: Edifícios altos com 
poucos pilares ou de dimensões reduzidas; Estruturas de concreto aparente 
em ambientes agressivos; Estrutura de concreto para desforma precoce; 
Pontes e viadutos de grandes vãos, protendidas, que necessitam de longa 
vida útil; Soleiras de vertedouros de barragens que exigem reduzido 
desgaste por abrasão; Pisos industriais com reduzida abrasão e elevada 
resistência química; Obras marítimas, devido à proteção que confere as 
armaduras contra corrosão eletroquímica; Obras de reparo e reforços 
estruturais devido à excelente aderência ao concreto já endurecido; 
Estruturas protendidas e pré-fabricadas, onde confere maior durabilidade, 
permite protensão e desforma precoces e apresenta reduzida deformação 
(TÉCHNE, 2002). 
 
Apesar do CAD ser um material relativamente novo no Brasil, em prédios 
comerciais e públicos, recuperações estruturais, lajes, bases de máquinas, 
plataformas “offshore”, pavimentos de aeroporto, estruturas marítimas, 
tanques e silos, barragens, pontes, paredes diafragma, estacas, vigas, 
fôrmas, anéis e aduelas pré-moldadas, reservatórios, revestimentos, pisos 
industriais, etc., em todas essas aplicações o CAD vem sendo utilizado no 
Brasil. Se o volume ainda não é grande, pelo menos a diversidade de uso já 
pode ser considerada (ALMEIDA et alli, 1995). 
 
 
 33
 
A tabela 6.1 apresenta as características de alguns edifícios realizados no 
Brasil e no exterior com o CAD. 
 
 
Tabela 6.1: Edifícios Executados com CAD 
 
EDIFÍCIO 
 
LOCAL 
 
ANO 
 
No Pav. fck 
(MPa) 
 
a/(c+ag.) C 
(kg/m3) 
Adições 
(kg/m3) 
MASP São Paulo 1963 45 0,32 565 
Lake Point Tower Chicago 1965 70 52 
Water Tower Place Chicago 1975 79 62 0,35 505 CV-12% 
River Plaza Chicago 1976 56 62+ 0,35 505 CV-12% 
Columbia Center Seattle 1983 76 66 0,25 384 CV-20% 
Interfirst Plaza Dallas 1983 72 69 
311 South Wacker 
Drive Tower 
Chicago 1989 79 83 272 MS 
Grand Arche de la 
Défense 
Paris 1988 65 0,40 425 MS-7% 
Two Union Square Seattle 1989 58 115 0,20 513 MS-8% 
Pacific First Center Seattle 1989 44 115 534 CV-11% 
MS-1% 
Scotia Plaza Building Toronto 1988 70 0,30 315 E-43% MS-
11% 
One Wacker Place Chicago 1990 100 80 
CNEC São Paulo 18 60 0,28 523 MS-12% 
225 W. Wacker Drive Chicago 1989 31 96++ MS 
Melbourne Central 
Tower 
Melbourne 1990 55 80 0,33 MS 
Cond. Emp. Previnor Salvador 18 60 0,32 560 MS-10 a 
12% 
Suarez Trade Salvador 1993 31 60 0,29 540 MS-11% 
First Republic Bank 
Plaza 
Dallas 1986 72 69 0,35 354 CV-42% 
One Peachtree 
Center 
Atlanta 1991 95 83 0,29 MS-8,7% 
LEGENDA: CV - Cinza Volante; MS - Microssílica; E - Escória. 
NOTA: +. dois pilares experimentais de 76 MPa; ++. pilar experimental de 117 MPa. 
Fonte: DAL MOLIN et alli, 1997. 
 
 
Neste trabalho será relatado características e especificações de três 
edifícios executados em concreto de alto desempenho no mundo. 
 
 34
 
6.1 Edifício Scotia Plaza 
 
 
O Scotia Plaza é um edifício de 68 andares e 275 m de altura, construído 
entre 1986 e 1987no centro de Toronto, Canadá. Esse edifício de grande 
altura foi inteiramente projetado em concreto com resistência especificada 
de 70 MPa. Foi o primeiro edifício de grande altura canadense para o qual 
era especificada uma resistência à compressão tão alta. Recentemente, tem 
sido construídos diversos outros edifícios de grande altura com concretos 
com resistência à compressão de 70 MPa ou ainda mais alta, mas em 
muitos aspectos a construção do Scotia Plaza representa uma realização 
significativa no domínio da tecnologia do CAD no Canadá e um dos 
primeiros usos de escória de alto-forno na composição de um concreto de 
alto desempenho (AITCIN, 2000). 
 
 
 
Foto 6.1: Edifício Scotia Plaza 
Fonte: CITIES, 2003. 
 
 
 
 
 35
 
Tabela 6.2: Dados Edifício Scotia Plaza 
Cidade: Toronto
País: Canadá 
Ano: 1989 
Altura: 275,0m 
Andares: 68 
Arquitetos: Webb Zerafa Menkes Housden Partnership 
Engenherios: Quinn Dressel Associates 
Clients/Developers: Campeau Corporation and the Bank of Nova Scotia 
Custo Inicial: US$ 200.000.000,00 
Fonte: STRUCTURAE, 2003. 
 
O estudo apresenta as características deste concreto utilizado na construção 
do Scotia Plaza e dados do controle tecnológico que foi feito neste concreto. 
 
O concreto desenvolvido especificamente para este projeto foi, de fato, 
preparado com uma mistura de cimento Portland, escória de alto-forno 
finamente moída e sílica ativa, cuja composição é apresentada na tabela 
abaixo. 
 
Tabela 6.3: Concreto desenvolvido para o Scotia Plaza 
Água Materiais Cimentícios Agregados kg/m³ Aditivos l/m³ 
Kg/m³ Cimento Sílica* Escória Graúdos Finos Redutor** Super***
145 315 36 135 1130 745 0,835 6,0 
* Sílica Ativa ** Redutor de Água *** Superfluidificante 
Fonte: AITCIN, 2000. 
 
 
De acordo com AITCIN (2000) esse concreto foi preparado numa central 
dosadora, o que significa que o concreto foi misturado no caminhão 
betoneira. Tiveram que ser desenvolvidos uma seqüência e procedimentos 
especiais de carregamento para se obter um traço reprodutível. O 
procedimento desenvolvido teve sucesso porque a resistência a compressão 
 36
http://www.aviewoncities.com/toronto.htm
 
das 142 partidas de concreto que foram ensaiadas apresentou uma média 
de 93,6 MPa aos 91 dias, com um coeficiente de variação de 7,3 %. 
 
Durante a construção foi desenvolvido um extensivo programa de controle 
de qualidade. Os resultados mostraram que o fornecedor do concreto estava 
apto a manter um controle de traço, considerando que a concretagem 
estendeu-se por 20 meses. 
 
Tabela 6.4: Evolução da Idade do Concreto 
Idade em dias 2 7 28 56 91 
N° de cargas testadas 124 149 149 146 142 
f´ck (MPa) 61,8 67,1 83,7 89,5 93,6 
s (MPa) 5,5 4,7 6,1 6,1 6,8 
V (%) 8,9 7,0 7,3 6,8 7,3 
Fonte: AITCIN, 2000. 
 
O cliente afirmou que o fato de que a resistência do concreto fosse mais alta 
do que a necessária era para ele um grande conforto. Além disso, o 
construtor afirmou ser razoável o custo do CAD por metro quadrado, 
enquanto os benefícios eram significativos (AITCIN, 2000). 
 
Segundo AITCIN (2000), para resistir as cargas causadas por ventos de alta 
velocidade, um concreto de 70 MPa resultaria uma alternativa não 
competitiva para um edifício de estrutura metálica, enquanto, com uma 
resistência à compressão de 85 MPa, a alternativa de concreto parecia ser 
mais econômica e poderia fornecer algumas vagas de estacionamento a 
mais nos subsolos. 
 
 
 
 
 
 37
 
6.2 Edifício Water Tower Place 
 
 
Os dados deste edifício foram retirados do estudo de AITCIN (2000). 
 
O edifício Water Tower Place foi construído em 1970, possui 86 andares e 
situado em Chicago, EUA. Apesar de que pelos padrões atuais os 60 MPa 
de resistência à compressão de concreto utilizado nas colunas dos andares 
inferiores não representam uma conquista principal, é necessário lembrar 
que essa resistência a compressão foi obtida numa época em que os 
superplastificantes ainda não eram usados na produção do CAD. Na época 
em que este edifício foi construído, somente plastificantes baseados em 
lignossulfonatos estavam sendo usados no concreto e não era fácil obter 
resistências a compressão muito altas. Para atingir altos níveis de 
resistência usando plastificante comum, a composição do concreto tinha que 
ser cuidadosamente otimizada e um programa de qualidade rigoroso tinha 
que ser implementado. A idéia foi concebida para produzir a mais alta 
resistência à compressão, por meio da redução da relação água/cimento, 
tanto quanto possível. 
 
 
Foto 6.2: Edifício Water Tower Place 
Fonte: CITIES, 2003. 
 38
 
Tabela 6.5: Dados Edifício Water Tower Place 
Cidade: Chicago
País: EUA 
Ano: 1976 
Altura: 261,1 m 
Andares: 86 
Arquitetos: Loebl Schlossman Dart & Hackl 
Fonte: STRUCTURAE, 2003. 
 
O cimento foi cuidadosamente selecionado dentre os disponíveis na região 
de Chicago naquela época. Cerca de dez diferentes cimentos foram testados 
para determinar as suas características reológicas e mecânicas. Diversos 
plastificantes comerciais disponíveis foram testados com o cimento 
selecionado, com vistas a escolher o aditivo mais conveniente. Os objetivos 
desse programa de ensaios era produzir um abatimento de 100 mm na obra, 
para reduzir a quantidade de água de mistura necessária para obter este 
abatimento, aproximadamente 15 % de cinza volante classe F de alta 
qualidade foi colocada em substituição de um peso igual de cimento. 
 
Essa cinza volante ASTM classe F tinha uma cor cinza clara, uma baixa 
perda ao fogo e um baixo teor de álcalis. A cinza volante se mostrou 
eficiente para permitir uma redução suficiente da água da mistura, 
necessária para se obter o abatimento exigido. A areia usada foi natural, 
silicosa e relativamente grossa. O agregado graúdo foi calcário dolomítico 
britado com um tamanho nominal de 10 mm. Era limpo, razoavelmente 
cúbico e muito resistente. 
 
O CAD somente foi usado para os pilares dos 13 primeiros andares. Para os 
andares seguintes a seção dos pilares foi mantida constante mais a 
resistência a compressão aos 28 dias foi reduzida aos poucos para 50, 40, 
35 e 30 MPa. Manter a seção das colunas constante permitiu usar apenas 
um conjunto de formas metálicas para toda a altura do edifício e dessa forma 
 39
http://www.aviewoncities.com/toronto.htm
 
reduzir o custo da obra. Além disso, manter a seção dos pilares constante 
resultou em economias por ocasião do acabamento e no custo dos pisos, 
uma vez que cada andar tinha geometria e área exatamente iguais. Alguns 
dos pilares foram instrumentados para monitorar o comportamento a longo 
prazo deste concreto de alto desempenho pioneiro. 
 
 
6.3 Petronas Tower 
 
 
A construção das duas torres foi iniciada em 1993 e em 1998, na cidade de 
Kuala Lumpur, Malásia, concluiu-se um empreendimento composto de duas 
torres de escritórios. Petronas Tower foi desenvolvido com concreto de alto 
desempenho de 80 MPa. Apesar de ser uma das edificações mais alta do 
mundo com 452 m, seus 88 andares perdem para a Sears Tower de 
Chicago, que tem 110 (VSL, 1999). 
 
 
 
Foto 6.3: Petronas Tower 
Fonte: CITIES, 2003. 
 
 
 
 40
 
Tabela 6.6: Dados Petronas Tower 
Cidade: Kuala Lumpur 
País: Malásia 
Ano: 1998 
Altura: 452,0 m 
Andares: 88 
Arquitetos: Cesar Pelli & Associates, Inc.
Engenherios: Ranhill Bersekutu Sdn. Bhd. ; Thornton-Tomasetti Engineers
Área Total: 341.760 m² 
Volume de concreto: 160.000 m³ 
Custo Inicial: US$ 1.200.000.000,00 
Fonte: AITCIN, 2000. 
 
 
O custo do projeto das Petronas Towers foi de US$ 1,2 bilhão com uma área 
construída de 341.760 m², para o deslocamento interno, as torres possuem 
29 elevadores double-deck em cada uma e a equipe de engenheiros e 
arquitetos conceberam uma ponte metálica, batizada com “skybridge”, que 
interliga as duas torres gêmeas entre os andares 41º e 42º (STRUCTURAE, 
2003).A ponte exigiu um ano de preparativos e 32 horas de trabalho, ela possui 
58,4 m de comprimento e pesa 750 t, sustentada por dois grandes braços 
dispostos num ângulo de 63º e fixados ao nível do 29º andar. Esses braços 
pesam cerca de 60 t e são dotados de terminações artificiais, capazes de 
compensar as movimentações entre as duas torres e a ponte (TÉCHNE, 
1997). 
 
No desenvolvimento da estrutura participaram a norte-americana Thornton 
Tomasetti em parceria com a Ranhill Bersekutu, da Malásia. Após quase 
dois anos de estudos, ensaios dinâmicos em modelos e testes em túnel de 
vento, a equipe chegou a uma solução mista, que combina concreto e aço, 
tomando partido das melhores características dos materiais. Como as torres 
 41
http://www.aviewoncities.com/toronto.htm
http://www.structurae.de/en/firms/data/fir1238.php
http://www.structurae.de/en/firms/data/fir1235.php
http://www.structurae.de/en/firms/data/fir0013.php
 
medem 452 m a partir do solo e quase 530 m se consideradas as fundações, 
o problema de vibrações poderia tornar-se critico nos andares do topo. Além 
disso, era necessário reduzir a movimentação das torres em função da ponte 
metálica de ligação, disposta nos 41º e 42º andares (STRUCTURAE, 2003). 
 
Por fim optou-se por uma estrutura em CAD com fck = 80 MPa até o 60º 
andar, ponto de transição para uma estrutura em aço-carbono. Os pilares de 
concreto são dispostos em circulo e interligados por vigas de aço, sobre os 
quais repousam lajes de concreto moldadas em fôrmas metálicas 
incorporadas à estrutura, essa solução foi aplicada até o 88º pavimento 
(VSL, 1996). 
 
Abaixo do solo, as fundações consistem de 208 estacas-barrete com 
profundidades variando entre 60 e 115 m, sobre as quais apóiam-se blocos 
de concreto (fck = 60 MPa) com 4,5 m de altura e volume de 13.200 m³. 
Todo o conjunto é circundado por uma parede-diafragma com 0,8 m de 
espessura (TÉCHNE, 1997). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 42
 
7 ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA 
 
 
 
Os CADs são viáveis tecnicamente e economicamente, não só a longo prazo 
em função da sua alta durabilidade reduzindo os custos de manutenção, 
mas também e principalmente há curto prazo na própria implantação do 
empreendimento. Estudos de viabilidade comparando custos de construção 
com concretos de resistência à compressão usuais com os concretos de alto 
desempenho com fck de 50, 60 e 65 MPa estão concluindo que os CADs 
vêm trazendo economias já na etapa de implantação. 
 
As seguintes vantagens decorrentes resultam na otimização dos custos de 
implantação (ABCP, 1999): 
 
• A diminuição das dimensões implica menor peso da estrutura; em 
conseqüência, permite substancial economia nas fundações quando 
essa carga for relevante no conjunto; 
• Substancial economia em fôrmas para vigas e pilares e armadura em 
pilares; 
• A redução de dimensões em pilares, e do número de pilares, permite 
ampliação de áreas úteis das edificações, aspecto de grande 
importância para os pavimentos inferiores e de especial significado na 
utilização de garagens; 
• A maior resistência do CAD admite, para as mesmas dimensões dos 
pilares na fundação, edificações com maior número de pavimentos; 
• A maior resistência do concreto nas primeiras idades permite prazos 
mais curtos de desforma dos elementos estruturais, implicando 
maiores velocidades de construção e otimização do reaproveitamento 
de fôrmas. 
 
 
 43
 
Neste capítulo, serão apresentados dois estudos de viabilidade econômica 
do CAD, com dados e custos comparativos com estruturas de concretos 
convencionais. 
 
 
7.1 Estudo 1 
 
 
Para efeitos de um estudo econômico comparativo entre a execução de um 
edifício convencional com concreto usual e CAD foi selecionado um prédio 
de 15 andares com área do pavimento tipo de 320 m², cujo cálculo referia-se 
ao 3º pavimento do prédio, tendo sido utilizado fck de 21 e 60 MPa (DAL 
MOLIN et alli, 1997). Os resultados obtidos de consumo de concreto, 
armadura e fôrmas constam na tabela abaixo. 
 
Tabela 7.1:Consumo de Materiais para Execução de um Pavimento 
 CONCRETO (m3) ARMADURA (kg) FÔRMAS (m2) 
 fck 21 fck 60 % fck 21 fck 60 % fck 21 fck 60 % 
PILARES 13,2 6,8 -49 2.981 1.192 -60 137 93 -32 
VIGAS 14,9 12,1 -19 1.623 1.623 - 180 149 -17 
LAJES 27,0 26,1 -3 994 994 - 281 281 - 
TOTAL 55,1 45,0 -18 5.598 3.809 -32 598 523 -12 
Fonte: DAL MOLIN et alli, 1997. 
 
DAL MOLIN et alli, 1997, relata que as teorias utilizadas para o cálculo foram 
convencionais, não sendo ajustados os valores do módulo de elasticidade, 
comprimento de ancoragem, coeficientes de fluência, etc, que se alteram na 
medida que a resistência se eleva, o que resultaria em valores mais 
favoráveis de consumo para o CAD. Além disso, as seções das vigas 
externas que servem como verga foram mantidas constantes, embora 
pudessem sofrer reduções significativas com o fck de 60 MPa. Por fim, a 
locação dos pilares não foi alterada, resultando muitas peças estruturais com 
seção mínima de armadura e concreto ao passar-se de um fck de 21 MPa 
 44
 
para o de 60 MPa. Mesmo assim nota-se uma economia significativa de 
concreto, armadura e fôrmas, principalmente nas peças submetidas 
essencialmente a esforços de compressão e cisalhamento. 
 
As características dos materiais utilizados são as seguintes (DAL MOLIN et 
alli, 1997): 
 
a) CONCRETOS: 
 
 fck 21 MPa 
traço - 1:2,2 : 4,29 - a/c=0.62 
C = 292 kg/m³ 
Areia do Jacuí e brita basáltica 
Custo estimado: US$ 36,00/m³ 
 
 fck 60 MPa 
traço - 1:1,58 : 3,42 - a/c+ms = 0.40 
aditivo/cimento = 0.0154 
adição de 10% de microssílica (sobre o peso de cimento) 
Areia do Jacuí e brita basáltica 
Custo estimado: US$ 68,00/m³ 
 
b) ARMADURAS: 
 
Aço CA-50, disponível no mercado. 
 
c) FÔRMAS: 
 
Convencionais plastificadas. 
 
 
 45
 
A partir da tabela de consumos dos materiais e do preço dos materiais 
constituintes do concreto e mão-de-obra pela cotação de setembro de 1991 - 
Porto Alegre/RS, realizada por DAL MOLIN et alli foram calculados os 
valores da tabela abaixo. 
 
Tabela 7.2: Custo Comparativo da Estrutura 
 CONCRETO ARMADURA FÔRMAS TOTAL 
 fck 21 fck 60 fck 21 fck 60 fck 21 fck 60 fck 21 fck 60 
 MAT. 468 464 1.591 636 3.871 2.628 5.931 3.728 
PILARES M.O. 507 261 1.163 465 774 525 2.443 1.251 
 MAT. 528 826 867 866 5.086 4.210 6.481 5.903 
VIGAS M.O. 572 464 633 633 1.016 841 2.221 1.939 
 MAT. 958 1.782 531 531 7.940 7.940 9.428. 10.252 
LAJES M.O. 1.036 1.002 388 388 1.587 1.587 3.011 2.976 
 MAT. 1.954 3.073 2.989 2.034 16.896 14.777 21.839 19.884 
TOTAL M.O. 2.115 1.727 2.184 1.486 3.377 2.395 7.675 6.166 
TOTAL GERAL 4.069 4.800 5.173 3.520 20.273 17.730 29.515 26.050 
*Valores em dólares. 
Fonte: DAL MOLIN et alli, 1997. 
 
Pela análise dos valores obtidos nas tabelas pode-se chegar às seguintes 
constatações em relação à substituição de um concreto convencional de 
fck21 por um concreto de alto desempenho com fck60 na estrutura estuda 
por DAL MOLIN et alli (1997). 
 
• A alternativa do pavimento em CAD apresentou uma economia de 
11,73% em relação a um concreto usual; 
 
• Para peças submetidas à compressão, a redução do consumo de 
concreto é da ordem de 50%, simultaneamente o consumo de 
armaduras representa uma redução de 60%. 
 
 
 46
 
7.2 Estudo 2 
 
 
Este estudo realizado por FERREIRA et alli (2001), apresenta comparações 
de custos totais, a partir dos resultados de cálculos de dimensionamento 
realizados para três modelos adotados para um mesmo edifício. Foram 
empregados no dimensionamento do edifício, os aspectos, propriedades e 
critérios de cálculo sugeridos por normas e pesquisadores do CAD. 
 
A estrutura utilizada para estudo foi a de um edifício real de 33 pavimentos, 
composto de: cintamento, térreo, dois pavimentos garagem, 25 pavimentos-
tipo, dois pavimentos referentes a apartamentos duplex, além dos 
pavimentosreferentes à casa de maquinas e reservatório. Foi especificado, 
no projeto original deste edifício, um concreto de fck 30 MPa para pilares, 
vigas e lajes, em todos os pavimentos. A planta do pavimento-tipo, de área 
igual a 310,3 m², é mostrada na figura 7.1. 
 
 
 
Figura 7.1: Croqui da Planta do Edifício Estudado 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
 
 47
 
 
Foto 7.1: Foto do Edifício Estudado 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
Os três modelos de estruturas adotadas para cálculo por FERREIRA et alli 
(2001) são: 
 
• Modelo I: Concreto de resistência à compressão de 30 MPa para 
pilares vigas e lajes (edifício com a estrutura original); 
• Modelo II: CAD aplicado somente nos pilares da estrutura. Variação 
da resistência ao longo da altura (65, 45 e 30 MPa); 
• Modelo III: CAD aplicado nos pilares e vigas da estrutura. Variação da 
resistência por pavimento ao longo da altura (65, 45 e 30 MPa). 
 
FERREIRA et alli (2001) procurou empregar nos cálculos de 
dimensionamento do edifício adotado, os aspectos, propriedades e critérios 
de calculo sugeridos por diversas normas e pesquisadores do CAD. Alguns 
fatores como o modelo estrutural adotado, o módulo de elasticidade, o 
coeficiente de Poisson dos concretos. 
 
 
 48
 
MODELO I 
 
Este Modelo adotado para o edifício se constituiu em uma repetição do seu 
cálculo original, utilizando fck = 30 MPa em todos os pavimentos. Foram 
mantidas as mesmas seções transversais dos elementos estruturais, bem 
como o mesmo número de reduções de seção sofridas pelos pilares ao 
longo da altura. 
 
 
 
Figura 7.2: Reduções de Seção para os pilares do Modelo I 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
 
MODELO II 
 
O objetivo do Modelo II é o de fazer com que as seções dos pilares fiquem 
constantes ao longo da altura do edifício, inibindo, assim, os gastos 
adicionais com fôrmas, decorrentes da redução das seções dos pilares e 
também os gastos elevados com consumo de aço. 
 
As variações de resistência ao longo dos pavimentos são apresentadas na 
figura 7.3. 
 
 
 49
 
 
 
 
Figura 7.3: Distribuição da Resistência à compressão no Modelo II 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
 
MODELO III 
 
No Modelo III adotou-se também concretos com classes de resistência 
variando de 65 a 30 MPa ao longo da altura do edifício, contudo, neste 
modelo considerou-se os pilares e as vigas compartilhando das mesmas 
classes de resistências em seus concretos. 
 
 
Figura 7.4: Distribuição da Resistência à compressão no Modelo III 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 50
 
Resultados Obtidos 
 
No Modelo II o volume total de CAD é pequeno se comparado ao volume de 
concreto convencional utilizado (fck 30 MPa). O volume total de CAD, 
somando-se os volumes correspondentes aos concretos de resistências de 
45 e 65 MPa, é cerca de 13,7% neste modelo em relação ao volume total de 
concreto consumido no edifício. No Modelo III o volume total de CAD 
utilizado é correspondente a 29,18% do volume total de concreto usado no 
edifício. 
 
 
Figura 7.5: Volume de CAD em comparação ao Volume total de concreto 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
Comparando-se globalmente os três modelos com relação aos volumes 
consumidos de concreto, independentemente da classe de resistência, 
verifica-se que o edifício calculado a partir do Modelo II apresentou um 
volume total de 2089,3 m³ contra 2247,8 m³ no Modelo I, uma redução de 
7,05% no volume total de concreto empregado. O Modelo III apresentou um 
volume total de 1969,7 m³, representando uma redução maior no volume 
total de concreto em relação ao Modelo I, de 12,37%. 
 
Tabela 7.3: Consumo e Custo do Concreto nos Modelos 
Modelo Consumo Concreto (m³) Custo Concreto (R$) 
I 2247,8 314.706,00 
II 2089,3 298.371,44 
III 1969,7 287.484,47 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
 51
 
Em relação ao custo do aço, o Modelo II apresenta uma economia de 
11,48% em relação ao Modelo I. Já o Modelo III mostra uma economia ainda 
maior em relação ao Modelo I, 14,22%. 
 
Tabela 7.4: Consumo e Custo do Aço nos Modelos 
Modelo Consumo Aço (kg) Custo Aço (R$) 
I 186.066,68 236.304,70 
II 164.703,66 209.173,65 
III 159.606,84 202.700,68 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
Conforme a tabela 7.5, referente ao custo de fôrmas, o Modelo III foi o que 
consumiu menos fôrma por pavimento, logo sendo o mais econômico dentre 
os Modelos estudados. 
 
Tabela 7.5: Consumo e Custo de Fôrmas nos Modelos 
Modelo Consumo Fôrma (m²) Custo Aço (R$) 
I 25.176,7 246.741,66 
II 24.193,6 237.097,28 
III 23.026,2 225.656,76 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
Os Modelos II e III apresentam, desde os andares iniciais até os últimos, 
custos por pavimento significativamente menores do que os do Modelo I, 
conforme a figura 7.7. 
 52
 
 
Figura 7.6: Custo Total dos Modelos I, II e III 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
 
 
 
 
 
Figura 7.7: Custo Total de cada Edifício (concreto + aço + fôrmas) 
Fonte: FERREIRA et alli, 2001. 
 
 
 
 53
 
Foram comparados também os resultados relativos às cargas solicitantes 
nas fundações dos Modelos I e III. Com relação ao peso próprio, as 
fundações do Modelo I sofrem um total de 5871,01 tf de carregamento, 
contra 5133,72 tf nas fundações do Modelo III. 
 
Comparando-se as cargas máximas nas fundações, correspondentes à 
soma das cargas devidas ao peso próprio, cargas permanentes e cargas 
acidentais, foi verificado que as fundações do edifício calculado a partir do 
Modelo I são solicitadas com um total de 11244,07 tf, contra 10505,42 tf nas 
fundações do Modelo III. 
 
Pela análise dos valores obtidos no estudo de FERREIRA et alli (2001) 
pode-se chegar às seguintes conclusões em relação aos três Modelos de 
estruturas. 
 
• O CAD promoveu uma economia de consumo de matérias em ambos 
os edifícios em que foi empregado; 
 
• Em relação ao edifício com concreto convencional, os índices globais 
de economia de custos obtidos foram de 6,7% no Modelo II (CAD só 
nos pilares) e de 10,37% no Modelo III (CAD aplicado nos pilares e 
nas vigas); 
 
• O edifício do Modelo III apresentou uma suavização de carga em 
suas fundações de cerca de 12,56% relativamente ao peso próprio e 
de 6,57% relativamente às cargas máximas atuantes (peso próprio + 
cargas permanentes + cargas acidentais), em relação ao Modelo I 
(concreto convencional). 
 
 
 
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8 CONCLUSÕES 
 
 
 
O Concreto de Alto Desempenho é um concreto com relação água/cimento 
baixa, com utilização de componentes químicos e sílica ativa, ou outros 
“fillers”, no seu traço. 
 
Sua densa microestrutura além de conferir-lhe uma alta resistência e reduzir 
a permeabilidade, resulta numa durabilidade mais elevada do que um 
concreto usual, apresentando também melhor trabalhabilidade devido ao 
emprego de aditivos e adições minerais na sua composição. 
 
A eficiência do CAD na construção civil pôde ser constatada na revisão 
bibliográfica. A utilização proporciona estruturas mais resistentes, esbeltas e 
duráveis além de outras vantagens, devido as suas características e 
propriedades mecânicas terem um desempenho relativamente melhor que 
um concreto convencional. 
 
Ao contrário do conceito de que o CAD para construção de estruturas de 
concreto gera custos maiores, os dois estudos de viabilidade econômica 
com emprego do CAD apresentados no trabalho mostraram uma tendência 
clara de benefícios tanto sob ponto de vista da economia de custo como a 
garantia da durabilidade das estruturas, quando comparado a um concreto 
usual. As economias em relação ao consumo de materiais nas alternativas 
com o CAD mostraram uma significativa redução. Com relação ao custo 
global, os estudos de casos apresentaram uma economia da ordem de 11% 
em relação ao emprego de um concreto usual e conseqüentemente 
reduções nos custos de futuras manutenções devido as suas vantagens 
perante um concreto convencional. 
 
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