Primeiro Edifício de Concreto Reforçado com Fibra de Carbono da Alemanha Ganha Forma na TU Dresden

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

Financiado pelo Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa, o projeto de €5 milhões começou em 2017 e culminará na primavera de 2021 em um edifício universitário compreendendo salas de aula, laboratórios e espaços de apresentação. Embora as fundações tenham sido lançadas em março de 2020, a construção adicional só agora foi retomada após um atraso causado pelo coronavírus.

O design, refinado pelo escritório de arquitetura HENN baseado em Munique, mostra a leveza e moldabilidade do concreto reforçado com fibra de carbono através de seu elemento "twist" e, conforme relatado por John Caulfield na Building Design + Construction, um comprimento de 24 metros de parede de concreto contínua.

O "twist" é formado por dois elementos semelhantes a conchas que servem como parede e telhado. O outro elemento principal é uma caixa pré-moldada de nível dividido. Concreto reforçado com fibra de carbono é usado para ambas as seções. Uma vez concluído, o edifício terá cerca de 40 metros de comprimento, 7,2 metros de largura e 6,9 metros de altura máxima.

Projeto C³ - Carbon Concrete Composite

O projeto C³ - Carbon Concrete Composite é atualmente o maior projeto de pesquisa na indústria de construção alemã. O material compósito concreto de carbono foi 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 alto consumo de matérias-primas. A produção de cimento sozinha é responsável por 6,5% das emissões totais de dióxido de carbono, cerca de três vezes o CO2 emitido pela aviação global.

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

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

Parceiros incluem RWTH Aachen University (Aachen, Alemanha) e Leibniz Institute of Polymer Research (IPF, Dresden). Um trecho da sinopse do projeto explica:

"Materiais novos permitem novos designs e novos métodos de construção. Parece bastante simples, mas muitas vezes há um longo caminho a percorrer. Na engenharia arquitetônica, processos de inovação levam um tempo particularmente longo devido a altas demandas de segurança e durabilidade, bem como procedimentos complexos de padronização e aprovação. Isso vale ainda mais para combinações de materiais de construção de alto desempenho como concreto reforçado com têxtil e concreto de carbono, que trarão uma mudança de paradigma se não uma revolução na construção com concreto, o material de construção mais importante mundialmente em termos de volume.

Usar concreto de carbono pode reduzir significativamente tanto o enorme consumo de recursos quanto as emissões de CO2 da indústria da construção, ao mesmo tempo dando acesso a funções adicionais. No entanto, primeiros projetos de construção demonstraram que, apesar das novas possibilidades, ... materiais convencionais estão simplesmente sendo substituídos. O potencial total do inovador material compósito concreto de carbono só será realizado no futuro se for combinado com estratégias de design inteligentes.

Pesquisa fundamental profunda e uma abordagem holística são pré-requisitos para encontrar métodos adequados para projetar, modelar e projetar com novos materiais de construção. Para compósito de concreto de carbono, isso implica princípios de construção leve adaptados ao material. ... O desenvolvimento de novas estruturas está intimamente ligado a questões de fabricabilidade, levando em conta tanto uma avaliação de sustentabilidade relacionada ao produto quanto um refinamento adequado do próprio compósito.

As estratégias de construção que se mostrarem eficazes permitirão formas completamente diferentes. As novas estratégias de design e combinações de materiais reduzirão consumo de recursos e energia devido a princípios de construção leve anteriormente desconhecidos, enquanto ao mesmo tempo oferecerão alta adequação para uso, segurança estrutural e durabilidade. Adicionalmente, estas novas estratégias e compósitos se refletem em estéticas ambiciosas, que podem 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 por Breton e posteriormente em março pela BFT International, um periódico reconhecido para fabricantes de produtos de concreto e pré-moldados. A Hitexbau (Augsburg, Alemanha) desenvolveu uma linha de produção altamente automatizada para reforços de fibra de carbono, permitindo grandes dimensões bem como grandes volumes. Grades de malha estão disponíveis como rolos ou chapas e supostamente permitem usar concretos com diâmetro de grão grande de até 16 milímetros.

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

Desde 2015, a Hitexbau trabalha em estreita cooperação com tanto a TU Dresden quanto a RWTH Aachen para desenvolver reforços têxteis de fibra de carbono para a indústria de construção e edificações. Além de fornecer reforços, oferece desenvolvimento de produto e testes laboratoriais.

Nota do Editor: Altus Group (Greenville, SC, EUA) é uma aliança de fabricantes de concreto pré-moldado que traz tecnologias inovadoras ao mercado de construção. A partir de 2017, seus membros haviam completado mais de 1.400 projetos usando tecnologia CFRP-reforçado CarbonCast, totalizando 40 milhões de pés² (3,7 milhões de m²). Leia sobre a tecnologia CarbonCast, desenvolvida com Chomarat North America (Williamston, SC, EUA) usando seu produto C-GRID no artigo de 2017: "Desempenho superior em concreto pré-moldado com CFRP".