Pesquisadores desenvolvem estratégia para reduzir em até 75% o custo do concreto de ultra performance

Pesquisadores da Penn State desenvolveram uma estratégia para reduzir em até 75% o custo do concreto de ultra alta performance (UHPC), mantendo a durabilidade, a ductilidade e a resistência do material. O estudo, publicado na revista *Cement and Concrete Composites*, foca na otimização das fibras internas, componentes que, embora representem apenas 2% do volume total do UHPC, podem concentrar cerca de 70% do seu custo final.

Diferente do concreto convencional, o UHPC possui uma estrutura interna densa, projetada para suportar esforços extremos em barragens contra inundações, edifícios altos, pontes e infraestruturas costeiras. No entanto, o preço do material, que pode chegar a ser 30 vezes superior ao do concreto tradicional, restringia sua aplicação a projetos muito específicos.

A função das fibras, geralmente metálicas, é atuar como reforços que retardam a propagação de fissuras sob tensão ou flexão, conferindo flexibilidade a um material naturalmente frágil. Para testar a viabilidade de redução de custos, a equipe produziu 15 variações de UHPC. Dessas, nove utilizavam fibras metálicas com diferentes diâmetros, comprimentos, formas, ranhuras ou ganchos, visando aprimorar a aderência à matriz de cimento.

As análises avaliaram a resistência à tração e compressão, a fluidez no estado fresco, a ductilidade e a força de ligação entre as fibras e o cimento. Os resultados indicaram que as fibras de microaço e as de aço com nervuras mantêm o desempenho original mesmo com a redução de metade do seu volume total.

Essa descoberta beneficia especialmente a construção acelerada de pontes, método em que componentes pré-fabricados são montados no local da obra. Nesse sistema, o UHPC é empregado como material de ligação entre as peças de concreto tradicional, garantindo a estabilidade de áreas sujeitas a grandes esforços.

O estudo também contemplou fibras não metálicas, como basalto, vidro fibrilado e polímeros reforçados com carbono ou vidro. Embora essas alternativas ainda não igualem o comportamento do aço em aplicações exigentes, são vistas como caminhos para soluções mais econômicas e com menor impacto ambiental. A otimização do uso de fibras pode, inclusive, diminuir as emissões geradas durante a fabricação do material. O objetivo agora é aprimorar novos designs de fibras para que a produção do UHPC seja acessível a mais fabricantes, eliminando a dependência de fórmulas proprietárias.