Concretos Especiais

O Light Transmitting Concrete foi desenvolvido pelo

húngaro Áron Cosonczi e tem 4% de fibras óticas nas

misturas

Inovações ultrafinas

Conheça os concretos mais inovadores em experiência no mundo e como isso

vai mudar os projetos de estruturais com esse material

Por Rodnei Corsini

O concreto estrutural é um material

relativamente novo. O primeiro cimento

Portland - componente básico do

concreto tradicional junto com a água e

os agregados miúdos e graúdos - surgiu

em 1824, na Inglaterra. "A primeira

norma de concreto armado do mundo é

de 1903. De lá para cá, passaram-se

pouco mais de 100 anos. A rocha tem

milênios, o aço tem cerca de 250 anos,

então o concreto estrutural é o mais

novo dos materiais de construção. E

está em permanente desenvolvimento",

destaca Paulo Helene, diretor da PHD

Engenharia e Consultoria e conselheiro

do Ibracon (Instituto Brasileiro do

Concreto).

O concreto com cimento Portland já está bastante estabelecido. As inovações

principais são aglomerantes, que trabalham em conjunto com o cimento Portland.

Ou, então, o próprio Portand modificado, com melhorias. Outras soluções, ainda,

substituem o cimento Portland por outros produtos para formar o concreto. Também

participam dessas inovações alguns aditivos especiais, colocados na formulação da

mistura. Em termos práticos, a inovação no concreto busca três principais

resultados. "Quando se fala em inovação, estamos pensando em maior durabilidade,

maior resistência e, principalmente, melhor trabalhabilidade", lista Arnaldo Battagin,

chefe dos laboratórios da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland).

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Passarela da Paz, em Seul, feita com concreto

de pós reativos Ductal

O primeiro concreto a usar pós reativos foi

desenvolvido no Canadá, na Universidade de

Sherbrooke, pelo professor Pierre-Claude Aïtcin.

Em vez de ser feito com agregados miúdos e

graúdos, como um concreto convencional, ele

recebe somente agregados miúdos, ultrafinos

(veja o boxe "Materiais ultrafinos"). "Esse

concreto é à base de pó de quartzo, fibras,

aditivos e silicativos, e é ultrarresistente. Em

laboratório, usando recursos como curas

térmicas, a literatura diz que é possível

alcançar até 800 MPa", afirma Battagin. Em

2001, a fabricante Lafarge, na França,

depositou uma patente do concreto de pós reativos, chamando-o de Ductal. Nele,

são adicionadas fibras metálicas ou orgânicas e superplastificantes. Segundo a

Lafarge, o Ductal tem compressão de seis a oito vezes maior do que o concreto

tradicional, flexão dez vezes maior e até cem vezes mais durabilidade.

O produto também alia características do concreto autoadensável. O Ductal não é

fornecido no Brasil, e é mais utilizado em obras no Japão e na Coreia do Sul. A

capital do país, Seul, tem uma passarela de pedestres com um tabuleiro de 3 cm de

espessura feito com o concreto de pós reativos. A obra, projetada pelo arquiteto

Rudy Ricciotti e inaugurada em 2002, tem 130 m de comprimento e passa sobre o rio

Han.

Autolimpante

O concreto autolimpante foi desenvolvido pela empresa italiana Italcementi, em

1996, e é feito com um cimento cujo conceito ganhou o nome comercial TX Active. A

Italcementi fornece os cimentos TX Arca e TX Aria com essa característica

autolimpante. É um cimento branco, fotocatalisador, à base se dióxido de titânio de

estrutura nanocristalina. Estima-se que a produção do cimento com o princípio TX

Active custe dez vezes mais do que a do Portland convencional.

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Parede de blocos de concreto LiTraCon no

Cella Septichora Visitor Centre Pécs, Hungria

Os fabricantes afirmam que ele funciona mais

ou menos como a fotossíntese. Por isso, o

cimento também é chamado de antipoluição. A

reação fotocatalítica ativada pela luz do sol faz

com que reagentes oxidantes presentes no

concreto convertam óxidos de nitrogênio (NOx)

em nitrato (NO3), elemento não nocivo ao

ambiente. Com o clima ensolarado, o produto

pode eliminar até 90% de óxidos de nitrogênio

e benzenos, entre outros poluentes. Segundo

boletins técnicos da Heidelberg, fabricante do

TioCem - cimento que também emprega o TX

Active -, quando não há luz solar direta sobre o concreto fotocatalítico e a radiação

UV está baixa ainda há eliminação de até 70% dos poluentes. Estudos da

Italcementi calculam que, em uma cidade como Milão, a cobertura de 15% da

superfície urbana com produtos contendo o TX Active permitiria a redução da

poluição aproximadamente pela metade.

A fórmula do TX Active é um segredo industrial. "Mas sabemos, por meios próprios,

que o dióxido de titânio usado na composição tem que estar na forma de anatásio,

que é uma das formas do titânio", revela Battagin. Uma obra construída com

concreto feito com TX Active, além do benefício ao meio ambiente, não fica

enegrecida com a fuligem. A primeira construção a empregar concreto fotocatalisador

foi a Igreja do Jubileu, em Roma, finalizada em 2003. O TX Arca, usado na

construção, foi desenvolvido especialmente para atender às demandas do arquiteto

Richard Meier, que projetou a igreja.

Processo de redução do NOX com o cimento TioCem com TX Active

Função estética

O concreto translúcido e o fotogravado, pouco difundidos, atendem principalmente

aspectos estéticos. O concreto translúcido, desenvolvido na Hungria pelo arquiteto

Áron Losonczi, foi registrado como LiTraCon (Light Transmitting Concrete). Sua

característica translúcida é resultado da mistura de 4% de fibras óticas com 96% de

concreto tradicional. É fornecido em blocos pré-fabricados de até 50 MPa com

colorações branca, cinza ou preta. As peças podem ter até 1,2 m x 0,4 m, com

espessuras de 2,5 cm a 5 cm.

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Igreja do Jubileu, em Roma, com concreto

autolimpante

Biblioteca da Escola Técnica

Superior de Eberswalde, na

Alemanha, com concreto

fotogravado

Ainda menos divulgado, há o concreto

fotogravado. "Esse concreto pode ter uma

fotografia gravada diretamente nele, por meio

de relevos superficiais, em jogos de sombra. A

gravação é feita com uma resina que é aplicada

na superfície do concreto e, assim, é possível

transferir uma foto para ele", descreve Paulo

Helene. Preferencialmente, é usado um cimento

branco. Mas é possível usar cimento cinza

também. A transferência da imagem à

superfície do concreto é feita com a retardação

na cura do concreto com a resina. Com isso, determinadas partes não endurecem e,

depois de lavado, permanece uma superfície mais escura. Há, ainda, os concretos

coloridos em que são adicionados pigmentos. São empregados principalmente em

pisos externos, e eliminam a necessidade de revestimento para ganho estético.

Condutor

O concreto convencional é um isolante elétrico e

térmico. Mas se ele for construído com determinadas

fibras, pode se tornar um condutor elétrico e um

condutor de temperatura: são os concretos condutores,

ou condutivos. Isso permite que eles sejam usados

como aquecedores. Obviamente, têm pouca utilidade no

Brasil e em países de clima tropical. "Está demonstrado

que uma forma de impedir a formação de neve nas

estradas e pontes é o uso de sais de degelo. Esses

sais, à base de cloreto de cálcio e cloreto de sódio, são

muito agressivos às estruturas de concreto. Então, essa

tecnologia permite fazer um aquecimento do concreto

pela energia elétrica", diz Paulo Helene. O produto foi

desenvolvido pelo IRC (Institute for Research in

Construction), no Canadá. A inovação está

essencialmente na adição de fibras de carbono e

partículas condutivas à mistura do concreto. Podem ser usadas fibras de vários

comprimentos e diâmetros, o que faz com que elas reforcem o concreto além de

torná-lo condutor térmico e elétrico.

Comportamento autoadensável

Os concretos autoadensáveis (CAA) são mais fáceis de serem trabalhados. Como o

nome diz, eles se autoadensam, autonivelam-se. Battagin, chefe de laboratórios da

ABCP, afirma que o autoadensável foi desenvolvido no Japão, mas a grande

aplicação, em 2007, era na Europa. "Naquele ano, cerca de 15% de todo o concreto

produzido na Europa já era autoadensável", diz. O chefe dos laboratórios da ABCP

estima que seu uso deve aumentar significativamente no Brasil também.

"As normas do concreto autoadensável saíram, no Brasil, no último mês de abril,

pelo CB-18. Com as normas, espera-se que se estimule a produção e consumo desse

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Microcápsula com agente especial

regenera fissuras do concreto

concreto." O CB-18 é o comitê de normas técnicas para cimento, concreto e

agregados da ABNT. A melhor trabalhabilidade é somada a outro benefício: menos

ruído na produção das peças com esse produto. Com o concreto autoadensável, é

dispensado o uso de vibração mecânica, que é emissora de ruído. O equipamento é

dispensado e o concreto é diretamente vertido, lançado, nas fôrmas que ele vai

preencher.

Uso em larga escala e sustentabilidade

O concreto tradicional, além de barato, é versátil e

tem suas matérias-primas convencionais - cimento,

água, agregados graúdos e miúdos - disponíveis em

praticamente todos os lugares do mundo em que é

utilizado. Por isso, Battagin destaca que qualquer

inovação que queira ter potencial de, em larga

escala, substituir o concreto feito com cimento

Portland precisa ter viabilidade mundial. "Entre os

novos tipos de cimento e aglomerantes, hoje não há

nenhum que possa ser substituto em grande escala

do cimento Portland na formulação do concreto",

afirma. Mesmo que as matérias-primas usadas nos

novos cimentos estejam disponíveis em grandes

quantidades, há também a questão da

competitividade com o preço do Portland.

Outro ponto para popularização das inovações, além

do técnico e do comercial, é que essas inovações

precisam ser bem conhecidas e divulgadas no

mercado para serem usadas em larga escala. "Esses produtos são desenvolvidos na

área da pesquisa, da academia. O produto existe, mas, muitas vezes,

comercialmente ele não existe. Quem decide por uma tecnologia nova precisa ter

segurança daquilo, de que vai funcionar bem", diz Paulo Helene. A normalização dos

produtos novos também auxilia a sua popularização. Por outro lado, é a

popularização do produto - não só na área de construção civil - que leva à criação de

uma norma. "Qualquer norma é uma fórmula. E ela sempre vem atrás do

desenvolvimento do produto, depois que já há práticas recomendadas, uma boa

engenharia de aplicação. A norma é a generalização de exemplos de sucesso", diz

Battagin.

Além de as inovações na fabricação do cimento e na formulação do concreto

buscarem avanços técnicos - durabilidade, resistência e trabalhabilidade -, outro

objetivo marcante das inovações é a redução da emissão de CO2 na produção do

cimento. Uma das formas mais simples e conhecidas de reduzir a emissão de CO2

na produção do cimento é a adição de pozolanas e escórias de alto-forno,

diminuindo o percentual do clínquer. Outra forma, mais complexa, é o

armazenamento de CO2. A fabricante americana Calera, no Estado da Califórnia,

captura o carbonato de cálcio emitido no processo. Por sua vez, esse carbonato

armazenado é adicionado como matéria-prima ao cimento. Embora tenha as mesmas

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propriedades de um Portland, de durabilidade e resistência, é considerado inovador

pelo seu processo de fabricação.

A menor agressão ao ambiente, entretanto, não fica restrita à produção do cimento.

"As inovações na área de concreto felizmente têm andando em paralelo com a

sustentabilidade. Quando você imagina um concreto translúcido, por exemplo,

significa que você vai gastar menos energia para iluminar sua casa. Quando você

pensa em um concreto condutor de energia, você vai ter menos necessidade de

renovar sua estrutura porque você vai usar energia elétrica em vez de usar energia

química", lembra Paulo Helene.

As inovações também contribuem com a sustentabilidade na medida em que gastam

menos material para produzir o concreto. Se for analisado 1 m³ de um material de

250 MPa, por exemplo, e 1 m³ de um concreto de 50 MPa, o primeiro gasta mais

energia para ser produzido. Mas, com o concreto de 250 MPa, são feitas muito mais

peças. A economia é de volume de material para a mesma função. Paulo Helene cita

o exemplo do edifício e-Tower, em São Paulo. "Fizemos uma comparação de um

concreto de 40 MPa e outro de 80 MPa para o mesmo pilar da e-Tower.

A economia foi de 70% menos areia, 70% menos brita, 20% menos cimento, além

de menos água. A quantidade de material é menor, mas o metro cúbico do concreto

de 80 MPa libera mais CO2 e consome mais energia que o metro cúbico do concreto

de 40 MPa. Só que, com o concreto de 80 MPa, usei menos da metade do volume de

material", compara. "E além das vantagens sustentáveis, de economia de materiais,

eu tenho benefícios em termos de via útil."

Outras inovações

Concretos com fibra de vidro. São colocadas pequenas fibras de vidro de

modelacidade alta, previamente tratadas para não serem reativas com os álcalis do

cimento. Com isso, é possível ter resistências elevadas e flexibilidade. Esse concreto

é usado somente em peças pré-fabricadas para fachadas.

Novacem. Esse cimento foi considerado, em 2009, uma das dez maiores inovações

tecnológicas pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology). Ainda em fase não

comercial, o produto utiliza silicato de magnésio em vez de carbonato de cálcio. Com

isso, a emissão de CO2 durante sua produção é muito reduzida.

EMC. O cimento EMC (Energetically Modified Cement), produzido pela americana

Texas, consegue melhor desempenho na composição do concreto devido à forma

como é produzido. Em vez de ser moído em com bolas de aço, o moinho usa

vibração. "Com isso, são criadas microfissuras dentro das partículas de cimento, o

que torna o material muito mais reativo. Assim, é possível usar menos cimento no

concreto para produzir a mesma resistência do que se fosse usado o cimento

Portland moído com moinho de bolas", explica Battagin.

Ceramicrete. O aglomerante, à base de fosfato, foi desenvolvido pelo físico indiano

Arun Wagh e patenteado nos EUA, no laboratório Argonne, do Departamento de

Energia do governo americano. A pasta do Ceramicrete pode adquirir resistência até

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três vezes maior do que o cimento Portland.

Autorreparo. A evolução de calor na formulação do concreto maciço pode causar

fissuração térmica. Há soluções em desenvolvimento, como um aditivo com

microcápsulas contendo um produto que reage com um catalisador adicionado à

mistura. "Essas cápsulas são fechadas e têm um agente. Quando o concreto começa

a fissurar - tudo isso no nível microscópico -, ele destrói essa cápsula onde está o

agente e, em contato com o catalisador que está na massa do concreto, o produto

entra nas fissuras e as obturam", detalha Battagin. Com isso, o concreto não fica

mais fissurado, ele se autorregenera. Outra forma de autorreparo utiliza uma

bactéria na pasta do concreto que sintetiza carbonato de cálcio e produz

continuamente uma calcita densa e impermeável.

Nanotecnologia. Uma inovação no desenvolvimento de cimentos inovadores é a

nanotecnologia. "A nanotecnologia está melhorando a natureza do cimento, para que

ele seja composto de partes mais eficientes para o resultado final, no

desenvolvimento de aditivos. E ela tem sido aplicada com sucesso na área de

concreto", afirma Paulo Helene. Ela permite, por exemplo, que sejam adicionados

nanotubos de carbono à mistura, o que aumenta a resistência do concreto no nível

da microestrutura.

Materiais ultrafinos

Os concretos ultrafinos, assim como os de alta resistência, foram desenvolvidos na

Universidade de Sherbrooke, no Canadá, durante a década de 1990. "São concretos

com agregados finos - não se utiliza brita, como no tradicional. Só areia, areias

finas, às vezes até artificiais, como pó de quartzo e cimentos bastante reativos", diz

o professor Paulo Helene. Esses concretos conseguem, por meio de adições,

microfibras, pó de quartzo, chegar a resistências muito elevadas, acima de 250 MPa,

e são vendidos em peças pré-fabricadas.

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