UHPC significa Concreto de altíssimo desempenho. O concreto normal é o concreto padrão usado na maioria das lajes, vigas, colunas e fundações. A principal diferença não é apenas a resistência. A maior diferença é como o material se comporta após a rachadura, além de sua capacidade de bloquear a água e os sais durante uma longa vida útil. O UHPC geralmente precisa de um controle rigoroso da produção. O concreto normal é mais tolerante, mais barato e mais fácil de obter em escala.
Veja abaixo uma comparação prática que o ajudará a escolher o material certo para o seu projeto.
O que é concreto normal?
O concreto normal é o principal material de construção à base de cimento usado na construção diária. Ele usa cimento, água, agregado fino, agregado grosso e aditivos, quando necessário. Sua resistência à compressão varia de acordo com o projeto, mas muitas misturas de uso geral se enquadram na faixa de 20-40 MPa alcance.
O concreto normal funciona bem porque é fácil de dosar, fácil de colocar e econômico. Também é fácil de reforçar com vergalhões. É assim que a maioria dos sistemas de concreto estrutural lida com a tensão.
Onde o concreto normal é comum
- fundações residenciais
- vigas e colunas com vergalhões
- lajes sobre o solo
- pavimentos
- muros de contenção
O que é UHPC?
O UHPC é um composto cimentício avançado. Geralmente, ele é reforçado com fibra, O UHPC tem uma proporção muito baixa de água para aglutinante, além de usar um empacotamento otimizado de partículas. A FHWA descreve o UHPC como um composto cimentício com w/cm abaixo de 0,25, além de uma alta porcentagem de descontinuidade interna reforço de fibra. A FHWA também observa que a resistência à compressão do UHPC é superior a 150 MPa, além de resistência à tração pós-fissuração sustentada acima de 5 MPa, com uma estrutura de poros descontínuos que reduz a entrada de líquidos.
O ACI 239R-18 apresenta um escopo semelhante. Ele limita o UHPC ao concreto com resistência à compressão mínima especificada de 150 MPa, além dos requisitos especificados de durabilidade, ductilidade à tração e resistência. A ACI observa que as fibras são geralmente incluídas para atender a esses requisitos. A ACI também destaca a permeabilidade muito baixa devido a uma estrutura de poros densa e descontínua.
O UHPC é geralmente produzido com cimento, sílica ativa, areia fina de quartzo, redutores de água de alto nível e fibras. A ACI informa que as proporções típicas de água e aglutinante estão em torno de 0.15-0.25. A ACI também observa que o UHPC geralmente usa teores de fibra de 2% ou mais por volume, pois as fibras aumentam a ductilidade de tração.
Diferença #1: Projeto de mistura e ingredientes
Usos normais do concreto Agregado grosso como um esqueleto principal. Isso reduz o teor de pasta, além de reduzir o custo. A mistura é projetada para atender aos requisitos de trabalhabilidade, resistência e durabilidade, mas normalmente tem uma tolerância mais ampla para variações no campo.
O UHPC geralmente muda a estratégia. Ele geralmente reduz ou elimina o agregado grosso na matriz para melhorar a homogeneidade. Ele se baseia no empacotamento de partículas em tamanhos finos para reduzir o espaço vazio. A ACI resume três princípios fundamentais: maior homogeneidade, maior densidade por meio do empacotamento e maior ductilidade por meio das fibras.
A FHWA também define o UHPC como um sistema de gradação otimizado com baixo w/cm, além de um alto volume de reforço de fibra.
Resultado prático no local
- O concreto normal pode ser entregue pela maioria das usinas de mistura pronta com controles padrão.
- O UHPC geralmente requer um controle mais rigoroso da matéria-prima, um controle mais rigoroso da umidade, além de maior energia de mistura. A ACI observa que a mistura de UHPC é diferente e precisa de energia extra devido à água limitada e ao pouco agregado grosso.
Diferença #2: resistência e comportamento de rachaduras
O concreto normal tem boa resistência à compressão. Sua resistência à tração é fraca, por isso racha sob tensão. No projeto estrutural, os vergalhões suportam a maior parte das forças de tração. O concreto suporta a compressão.
O UHPC aumenta muito a resistência à compressão e o desempenho de tração pós-fissura. A FHWA informa que a resistência à compressão do UHPC é superior a 150 MPa, além de resistência à tração pós-fissuração sustentada acima de 5 MPa.
A ACI também destaca a ductilidade de tração, além do endurecimento por deformação ou comportamento elástico-plástico sob tensão uniaxial em formulações típicas de UHPC.
O que isso significa na prática
- O concreto normal racha mais cedo sob tensão, portanto, o controle de rachaduras depende muito da disposição dos vergalhões, da cobertura e do detalhamento.
- O UHPC pode suportar a tensão de tração após a rachadura porque as fibras fazem a ponte entre as rachaduras. As larguras das rachaduras podem permanecer estreitas, e o material pode absorver mais energia antes da falha.
O UHPC não elimina a necessidade de engenharia. Ele muda o que é possível. Ele também pode permitir que os projetistas reduzam alguns reforços convencionais em elementos específicos quando o método de projeto permitir. A ACI observa que as fibras de aço podem melhorar a ductilidade, além de eliminar algumas armaduras de aço doce em determinados casos.
Diferença #3: Durabilidade e permeabilidade
O concreto normal pode ser durável, mas a durabilidade depende do controle da proporção água-cimento, da disciplina de cura, da espessura da cobertura e do projeto da classe de exposição. Se as rachaduras se abrirem muito, a água e os cloretos podem atingir o aço mais rapidamente. Isso aumenta o risco de corrosão.
O UHPC é amplamente reconhecido por sua baixíssima permeabilidade. A FHWA associa isso a uma estrutura de poros descontínua que reduz a entrada de líquidos.
A ACI também afirma que o UHPC tem uma permeabilidade muito baixa devido a uma estrutura de poros densa e descontínua.
Também há fortes evidências de testes por trás dessa afirmação. No trabalho de caracterização de propriedades de materiais UHPC da FHWA, Graybeal relatou uma rápida penetrabilidade de cloreto (ASTM C1202) abaixo de 50 coulombs para o UHPC tratado com vapor, além de valores muito mais baixos ao longo do tempo para o UHPC não tratado à medida que ele amadurecia.
Onde isso é mais importante
- zonas marinhas
- exposição ao sal de degelo
- zonas de respingos de produtos químicos
- regiões de congelamento e descongelamento com alta umidade
- Juntas de pontes e revestimentos de fechamento, onde o vazamento é comum
Diferença #4: Produção, cura e controle de qualidade
A produção normal de concreto é padronizada. A maioria das fábricas pode fornecê-lo com controle de qualidade de rotina. A colocação e a cura ainda são importantes, mas o fluxo de trabalho é familiar.
O UHPC precisa de um controle mais rígido do processo. A ACI explica que o UHPC inclui pouca água e pouco agregado grosso, portanto, a mistura requer energia extra para dispersar a água e superar a baixa ação de mistura interna.
O UHPC também tem caminhos de teste mais formais em muitos projetos. A ASTM C1856/C1856M é uma prática amplamente referenciada para a fabricação e o teste de amostras de UHPC. Um resumo público da norma observa que ela se aplica ao UHPC com resistência à compressão especificada de pelo menos 120 MPa, além do tamanho nominal máximo do agregado abaixo de 5 mm, além de uma faixa de fluxo definida.
Impacto prático
- O UHPC exige uma forte disciplina de dosagem.
- O UHPC se beneficia de misturas experimentais, além de planos de cura consistentes.
- O UHPC geralmente precisa de equipes treinadas para a mistura, a colocação e o acabamento.
Diferença #5: custo e valor
O concreto normal ganha no custo do material. Ele está amplamente disponível. Ele atende à maioria das necessidades estruturais quando reforçado com aço.
O UHPC custa mais. A ACI observa explicitamente que o custo do UHPC é alto em comparação com o do concreto convencional, portanto, seu uso deve se concentrar em aplicações que envolvam várias de suas propriedades benéficas ao mesmo tempo.
Portanto, a decisão raramente é “UHPC em todos os lugares”. Em geral, a decisão é “UHPC onde ele economiza o custo do ciclo de vida”.”
Quando o UHPC pode ser econômico
- seções mais finas que reduzem a carga morta
- revestimentos duráveis que prolongam a vida útil
- vazamentos de fechamento que reduzem os problemas de vazamento
- elementos em que os reparos por corrosão são caros
- projetos em que o custo do tempo de inatividade é alto
Onde o UHPC faz sentido, onde o concreto normal faz sentido
O concreto normal é a escolha padrão para a maioria das estruturas. Ele é econômico. É comprovado. É fácil de obter.
O UHPC é uma escolha estratégica. Ele é o melhor quando você precisa de várias vantagens ao mesmo tempo: alta resistência, alta durabilidade, controle rígido de rachaduras e longa vida útil.
Escolha o concreto normal quando
- a estrutura é padrão
- O detalhamento dos vergalhões é simples
- a exposição é moderada
- a simplicidade da cadeia de suprimentos é importante
- o orçamento é apertado
Escolha o UHPC quando
- A durabilidade impulsiona o caso de negócios
- você precisa de elementos finos
- você precisa de alto desempenho de tração do sistema de materiais
- o risco de corrosão é alto
- as juntas de fechamento devem permanecer estanques
A FHWA destaca o UHPC para soluções de infraestrutura de pontes, incluindo camadas finas, revestimentos, cascas, além de conexões moldadas em campo entre elementos pré-moldados.
Orientação especializada: opções de fibra para projetos de UHPC
O desempenho do UHPC depende muito das fibras. A ACI observa que o aprimoramento da ductilidade vem das fibras, com teores típicos de fibra de 2% ou mais por volume, enquanto o conteúdo máximo depende do formato da fibra, da relação de aspecto e dos limites de trabalhabilidade.
Isso torna a seleção de fibras uma verdadeira alavanca de engenharia. Ela afeta o comportamento de tração, o controle da largura da rachadura, a energia de mistura e a qualidade do acabamento.
Como é um bom processo de suporte de UHPC
- definir a exposição, além da vida útil do alvo
- definir as necessidades de desempenho de tração, não apenas a resistência à compressão
- selecionar o tipo de fibra, além da geometria baseada nesse alvo
- Execute misturas de teste para verificar o fluxo, a dispersão de fibras e o comportamento no início da idade
- verificar o desempenho com testes aceitos para o escopo do projeto
Suporte Ecocretefiber™
Ecocretefiber™ é a marca de fibra da Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. Se você estiver desenvolvendo misturas no estilo UHPC, podemos dar suporte à seleção de fibras, ao planejamento de dosagem e à orientação de mistura e, em seguida, passar para o fornecimento estável para produção repetida. Isso é muito útil para fábricas de pré-moldados, além de empreiteiras que desejam revestimentos consistentes ou soluções de reparo duráveis.
Conclusão
A diferença entre o UHPC e o concreto normal é maior do que a resistência à compressão. O concreto normal é a escolha padrão porque é econômico, amplamente disponível e fácil de construir. O UHPC é um composto denso, reforçado com fibras, com resistência muito alta, capacidade de tração pós-fissura sustentada e permeabilidade muito baixa.
O UHPC faz mais sentido quando a durabilidade e a longa vida útil justificam o custo mais alto do material. O concreto normal continua sendo o mais adequado para a maioria das estruturas convencionais. Os melhores projetos usam cada material onde ele oferece o maior valor.
