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Além da resistência do aço: como o concreto ECC torna as pontes mais duráveis?
O concreto é um dos materiais mais utilizados na construção e na engenharia civil. Porém, o concreto convencional muitas vezes apresenta fragilidade sob tensão, o que leva a fissuras e quebras, afetando a durabilidade da estrutura. Nos últimos anos, a comunidade de engenharia recorreu a uma nova classe de materiais – compósitos cimentícios projetados (ECCs) – que estão tornando pontes e outras estruturas importantes mais duráveis e resilientes. Essa inovação tecnológica redefiniu os limites dos materiais de construção tradicionais.
O ECC, também conhecido como material compósito à base de cimento de endurecimento por deformação, tem uma capacidade de deformação à tração mais alta do que o concreto tradicional e pode atingir de 3 a 7% de deformação, o que torna o ECC mais próximo dos materiais metálicos em desempenho, enquanto os materiais não-vidros .
Desenvolvimento e características do ECC
ECC é um material projetado a partir da micromecânica e da mecânica da fratura, o que lhe confere propriedades únicas, incluindo propriedades de tração superiores a outros materiais compósitos reforçados com fibra e excelente processabilidade. Comparado com o concreto de cimento tradicional, o ECC pode produzir pequenas fissuras quando tensionado, em vez de várias fissuras grandes. Este comportamento de microfissuras não só aumenta a resistência à corrosão do material, mas também lhe confere a capacidade de autocura.
Quando surgem fissuras na superfície do ECC e entram em contacto com a água, as partículas de cimento que não reagiram hidratam-se, produzindo substâncias que podem preencher as fissuras, como o silicato de cálcio hidratado (C-S-H). Essas propriedades de autocura permitem que o ECC mantenha a resistência estrutural sob diversas influências ambientais.
Aplicação de ECC em engenharia
As excelentes características do ECC levaram à sua aplicação em projetos de grande escala em muitos países. Por exemplo, a barragem de Mitaka, perto de Hiroshima, no Japão, precisou de reparações devido ao envelhecimento e aos danos. Em 2003, os engenheiros optaram por utilizar o ECC. A barragem de 60 anos ganhou vida com a pulverização de ECC com 20 mm de espessura em 600 metros quadrados de superfície.
Enfrentando o desafio do concreto clássico
A baixa durabilidade e fragilidade do concreto tradicional levam à sua falha sob cargas severas ou mudanças ambientais, o que também é uma das razões para o rápido desenvolvimento do ECC. Muitos grupos de pesquisa estão trabalhando no desenvolvimento tecnológico do ECC, incluindo a Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, e a Universidade de Tecnologia de Delft, na Alemanha. Estas instituições não estão apenas a explorar as propriedades físicas do ECC, mas também a optimizar as suas aplicações na construção.
A forte capacidade de controle de fissuras do ECC pode formar uma boa função de autocura no ambiente externo. Esta tecnologia está mudando gradualmente nossa compreensão dos materiais estruturais tradicionais.
Perspectivas Futuras
Com o desenvolvimento de materiais ECC, o uso de tecnologia patenteada fornece novas ideias para melhorar a durabilidade de pontes e outras infraestruturas. Diferentes tipos de ECC, como ECC leve, concreto autoadensável e ECC tipo spray, permitem que eles mostrem flexibilidade e adaptabilidade em uma variedade de aplicações. Estas inovações não só proporcionam avanços na melhoria do desempenho dos materiais de construção, mas também proporcionam mais possibilidades em termos de protecção ambiental.
No futuro, como promover e aplicar ainda mais a tecnologia ECC para promover uma construção de pontes mais segura e durável será um tópico sobre o qual precisamos pensar profundamente?
