Concreto reforçado com fibra de carbono acelera na Alemanha

A Universidade Técnica de Dresden, na Alemanha, anunciou o início da construção de sua casa de demonstração de tecnologia C³ CUBE, conhecida localmente como Carbonhaus. A TU Dresden afirma que o prédio de 220 metros quadrados e dois andares será o primeiro edifício do mundo feito inteiramente de concreto reforçado com fibra de carbono.

Financiado pelo Ministério Federal da Educação e Pesquisa da Alemanha, o projeto de 5 milhões de euros começou em 2017 e culminará na primavera de 2021 em um prédio universitário que compreende salas de aula, laboratórios e espaços de apresentação. Embora as fundações tenham sido feitas em março de 2020, novas construções só agora foram retomadas após um atraso causado pelo coronavírus.

O projeto, refinado pela empresa de arquitetura HENN, com sede em Munique, mostra a leveza e a conformabilidade do concreto reforçado com fibra de carbono por meio de seu elemento de "torção" e, conforme relatado por John Caulfield em Building Design + Construction , um comprimento de 24 metros de parede de concreto sem costura.

A “torção” é formada por dois elementos em forma de concha que funcionam como parede e telhado. O outro elemento principal é uma caixa pré-fabricada de dois níveis. O concreto reforçado com fibra de carbono é usado para ambas as seções. Depois de concluído, o prédio terá cerca de 40 metros de comprimento, 7,2 metros de largura e 6,9 ​​metros de altura máxima.

O projeto C³ - Composto de Concreto de Carbono é atualmente o maior projeto de pesquisa na indústria de construção alemã. O concreto de carbono de material compósito tem sido pesquisado, desenvolvido e cada vez mais aplicado na prática (desde 2006) com a ajuda de um consórcio de mais de 150 parceiros e mais de 300 projetos individuais.

O material mais usado no mundo depois da água - o concreto - sempre levou a um alto consumo de matéria-prima. A produção de cimento sozinha é responsável por 6,5% das emissões totais de dióxido de carbono, cerca de três vezes o CO ₂ emitidos pela aviação global.



Dedicado a explorar novas estratégias de construção usando fibra de carbono reforçada
concreto, 12 milhões de euros em 4 anos financiarão 26 pesquisadores. Eles buscarão não apenas substituir o concreto reforçado com aço anterior, mas também desenvolver novas estratégias de projeto adaptadas às propriedades do concreto reforçado com fibra de carbono.

O projeto é liderado pelo pesquisador de longa data da TU Dresden em fibra de carbono e concreto reforçado com têxteis, Dr. Manfred Curbach, e é intitulado, “Construção para o futuro:CRC / TR 280 Estratégias de projeto para estruturas de concreto de carbono usando um mínimo de material - Fundamentos para uma nova forma de construir. ”

Os parceiros incluem RWTH Aachen University (Aachen, Alemanha) e o Instituto Leibniz de Pesquisa de Polímeros (IPF, Dresden). Um trecho da sinopse do projeto explica:

“Novos materiais permitem novos designs e novos métodos de construção. Parece muito simples, mas geralmente há um longo caminho a percorrer. Na engenharia arquitetônica, os processos de inovação levam um tempo particularmente longo devido às altas demandas de segurança e durabilidade, bem como aos procedimentos complexos de padronização e aprovação. Isso vale ainda mais para combinações de materiais de construção de alto desempenho, como concreto reforçado com têxteis e concreto de carbono, que trará uma mudança de paradigma, senão uma revolução na construção com concreto, o material de construção mais importante do mundo em termos de volume.

“Usar concreto de carbono pode reduzir significativamente o enorme consumo de recursos e o CO ₂ emissões da indústria da construção, ao mesmo tempo que dá acesso a funções adicionais. No entanto, os primeiros projetos de construção demonstraram que, apesar das novas possibilidades, ... os materiais convencionais estão simplesmente sendo substituídos. O potencial total do inovador material composto de concreto de carbono só será realizado no futuro se for combinado com estratégias de design inteligente.

“Pesquisa fundamental profunda, bem como uma abordagem holística são os pré-requisitos para encontrar métodos adequados para a concepção, modelagem e projeção com novos materiais de construção. Para o composto de concreto de carbono, isso implica princípios de construção leve adaptados ao material. … O desenvolvimento de novas estruturas está intimamente ligado a questões de fabricação, levando em consideração tanto uma avaliação de sustentabilidade relacionada ao produto que acompanha e um refinamento adequado do próprio composto.

“As estratégias de construção que se provarão eficazes permitirão formatos completamente diferentes. As novas estratégias de design e combinações de materiais irão reduzir o consumo de recursos e energia devido a princípios de construção leve até então desconhecidos, ao mesmo tempo que oferecem alta adequação para uso, segurança estrutural e durabilidade. Além disso, essas novas estratégias e compostos são refletidos em uma estética ambiciosa, que pode se desenvolver em uma nova 'arte de construir'. ”

Fibra de carbono para reforço de concreto em grandes volumes

A notícia “Reforço de concreto feito de carbono em grandes volumes” foi publicada em janeiro de 2020 pela Breton e posteriormente em março pela BFT International , um jornal comercial reconhecido para fabricantes de concreto e produtos de concreto pré-moldado. A Hitexbau (Augsburg, Alemanha) desenvolveu uma linha de produção altamente automatizada para reforços de fibra de carbono, permitindo grandes dimensões, bem como grandes volumes. As grades reticuladas estão disponíveis na forma de rolos ou folhas e, segundo consta, possibilitam o uso de concretos com grande diâmetro de grão de até 16 milímetros.

Em combinação com revestimentos especiais das estruturas de reforço têxtil e com diferentes formulações de concreto, a Hitexbau afirma que esses reforços possibilitam o concreto com um pico de resistência à compressão de 3.300 newtons por metro quadrado.

Desde 2015, a Hitexbau tem trabalhado em estreita cooperação com a TU Dresden e a RWTH Aachen para desenvolver reforços têxteis de fibra de carbono para a indústria de construção. Além de fornecer reforços, oferece desenvolvimento de produtos e testes de laboratório.

Nota do editor: O Altus Group (Greenville, SC, US) é uma aliança de fabricantes de concreto pré-moldado que traz tecnologias inovadoras para o mercado de construção. Em 2017, seus membros concluíram mais de 1.400 projetos usando a tecnologia CarbonCast reforçada com CFRP, totalizando 40 milhões de pés ² (3,7 milhões de m ² ) Leia sobre a tecnologia CarbonCast, desenvolvida com a Chomarat North America (Williamston, SC, US) usando seu produto C-GRID no artigo de 2017:“Maior desempenho em concreto pré-moldado com CFRP”.