Concretos polímeros agregam resistência e vida útil às estruturas

São três os tipos, dependendo dos diferentes materiais e técnicas de produção e uso na construção civil. Conheça!

Publicado em: 22/07/2021Atualizado em: 04/08/2021

Texto: Redação AECweb/e-Construmarket

Concretos polímeros
Os concretos polímeros são caracterizados pelos diferentes materiais que o compõem (Foto: P.KASIPAT/Shutterstock)
Há um certo desconhecimento por parte de alguns profissionais sobre os benefícios do emprego de polímeros como agentes para a melhoria das propriedades dos concretos convencionais
Osny Pellegrino Ferreira

Apesar de os concretos polímeros colaborarem com a durabilidade ou com os esforços a que são submetidas as construções ao longo de sua vida útil, ainda há resistência quanto ao seu uso no país. “Há um certo desconhecimento por parte de alguns profissionais sobre os benefícios do emprego de polímeros como agentes para a melhoria das propriedades dos concretos convencionais. Este cenário tende a se modificar a partir do momento em que os próprios projetistas de estruturas passem a especificar essas tecnologias e materiais como forma de melhorar o desempenho de suas construções”, considera o professor doutor em engenharia Osny Pellegrino Ferreira, aposentado do Instituto de Arquitetura de São Carlos, Universidade de São Paulo.

Ele ensina que são três os tipos de concreto polímero, caracterizados pelos diferentes materiais que o compõem e, também, quanto às técnicas adotáveis para sua produção e utilização na construção.

1 - Polymer Modified Concrete e Polymer Cement Concrete

O primeiro é o concreto modificado com polímero – em inglês, Polymer Modified Concrete (PMC). É composto por um aglomerante a base de cimento Portland, que sofre a adição de polímero na massa do concreto ainda fresca, numa proporção inferior a 1% da massa do concreto.

Seu subtipo é o Polymer Cement Concrete (PCC), com conteúdo de polímero que supera 1% da massa do concreto. A matriz cimentícia é misturada aos agregados miúdo (areia) e graúdo (brita) e mais a água de amassamento contendo o polímero, que pode atingir teores mais elevados em relação ao conteúdo de cimento. Pode ser produzido pelos métodos normais utilizados na produção dos concretos convencionais.

“Embora sua produção possa ser feita no próprio canteiro de obra com uso dos equipamentos disponíveis, os profissionais o vêm utilizando já pronto como um produto comercializado para as diferentes aplicações na construção”, afirma. Os exemplos são as argamassas colantes para o assentamento de pisos cerâmicos e os grautes específicos para recomposição estrutural de elementos de concreto armado. Há mais de uma dezena de empresas atuantes no mercado nacional que disponibilizam esses produtos no setor da construção.

As propriedades de argamassas e concretos à base de cimento Portland podem ser modificadas utilizando polímero ou copolímero, adequando suas propriedades físicas e químicas segundo as exigências. Os polímeros que atendem a essa condição são o látex em emulsão aquosa a base de estireno-butadieno, o estireno-acrílico, o PVA etc., além de outros não emulsionados, encontrados na forma de pós.

2 - Polymer Impregnated Concrete (PIC)

A impregnação do concreto de cimento Portland no seu estado endurecido por um polímero ou copolímero – Polymer Impregnated Concrete (PIC) é o segundo tipo. Neste caso, o conteúdo de polímero pode ficar entre 3 e 8% da massa do concreto. “Essa resina polimérica, na sua forma líquida, penetra nos poros abertos da superfície do concreto, possibilitando ganhos de resistência mecânica ao elemento. E, também, a melhoria de desempenho sobre a ação de agentes agressivos presentes no meio”, expõe.

Os tipos PMC e PIC e o subtipo PCC são empregados para a recuperação de elementos e sistemas estruturais deteriorados, visando a segurança e a extensão da vida útil da construção. As técnicas usadas para impregnação de concretos, com o objetivo de corrigir patologias, podem se basear na aplicação de uma resina polimérica de média a baixa viscosidade, feita sobre a superfície do elemento, do mesmo modo como uma pintura convencional, utilizando ferramentas simples como pincéis, rolos ou sprays tipo airless.

“Isso vai depender das dimensões dos elementos a serem tratados. Mas, também, podem ser utilizadas técnicas mais sofisticadas, em que o elemento a ser impregnado passa por um processo de vácuo seguido de imersão na resina ainda sem catalisar, combinado ao aumento de pressão com o intuito de maximizar a quantidade de polímero que é introduzido através dos poros do concreto. No final, sofre a polimerização através de um processo por radiação ultravioleta ou infravermelha, por exemplo”, ensina Ferreira.

Essa modalidade apresenta maior complexidade que o concreto PMC e o PCC, pois é exigido do executor um maior conhecimento sobre as técnicas e os meios de produção que ofereçam maior produtividade, economia e segurança.

3 - Polymer Concrete

O terceiro tipo de concreto polímero é o Polymer Concrete (PC), com conteúdo de polímero variando de 8 a 12% da massa do concreto. “Tem como aglomerante uma resina polimérica, e não o cimento Portland, o qual pode até estar presente, mas apenas como uma carga mineral e sem atuação como ligante”, fala o professor.

A função do polímero é de envolver os agregados naturais ou artificiais presentes na mescla, conferindo trabalhabilidade e capacidade de conformação segundo o molde ao qual é aplicado. Também pode ser utilizado como um material de estucamento para recuperação de elementos deteriorados de concreto convencional ou, ainda, constituir os granitos artificiais, muito utilizados em pisos monolíticos e bancadas de cozinhas projetadas.

“Embora esse terceiro tipo de concreto polímero possa ser produzido no canteiro de obra, não deve prescindir do uso de equipamentos adequados e manuseio especializado por parte de seu produtor ou usuário”, observa. A exemplo dos demais tipos de concreto polímero, o PC é muito utilizado na forma de produtos industrializados, para aplicações específicas. É o caso da recuperação de elementos de concreto convencional ou, ainda, situações particulares como agentes de aderência para engastamento de barras ou perfis de aço no concreto armado.

De acordo com Ferreira, o uso dos polímeros na construção vem se estendendo e abrangendo a utilização em diferentes situações, como revestimentos poliméricos para proteção do concreto à ação de agentes agressivos (overlays); revestimentos impermeabilizantes; e materiais adesivos. “Todos esses compósitos podem ser considerados hoje como imprescindíveis aos serviços ligados à reparação do concreto”, frisa.

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Benefícios dos concretos polímeros

O concreto modificado com polímero (PMC) é o tipo que oferece melhores condições para a produção no canteiro de obras ou pelas concreteiras nas usinas. Até porque pode resultar de uma simples adição durante a fase de mistura dos materiais em betoneira, como normalmente é feito com os aditivos convencionais empregados nos concretos de cimento Portland. Os demais tipos já requerem maior nível de capacitação da parte do fornecedor e, também, do usuário que venha utilizá-lo.

Os polímeros oferecem benefícios às construções e, hoje, seu emprego está consolidado em diferentes setores
Osny Pellegrino Ferreira

“Os polímeros oferecem benefícios às construções e, hoje, seu emprego está consolidado em diferentes setores. Os próprios aditivos utilizados pelas concreteiras no concreto convencional constituem-se exemplos de adições de polímeros, compreendendo valores abaixo de 5% em relação ao conteúdo de cimento. E são fundamentais para a obtenção de concretos de melhor desempenho com vistas à resistência mecânica e durabilidade”, destaca.

A introdução em maiores proporções de materiais poliméricos no concreto tende a favorecer a obtenção de propriedades buscadas pelos engenheiros e arquitetos, preocupados com a melhoria de desempenho das construções, com ganho de resistência mecânica e maior vida útil, além do menor impacto ambiental. Um material que ofereça essas condições possibilita redução de seções dos elementos estruturais e, assim, colabora para diminuir o consumo de energia e de resíduos no ambiente, pois permite minimizar os insumos utilizados na construção, além do incremento de sua vida útil.

As vantagens dos concretos polímeros são perceptíveis a partir do crescimento das exigências técnicas impostas às construções frente às ações atuantes. “Dificilmente teríamos condições a serem satisfeitas por um concreto de cimento Portland, convencional, sem modificação de suas propriedades físicas e mecânicas”, ressalta. É o caso de uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), onde os níveis de agressividade são de extrema intensidade. Esse tipo de obra não resistiria por maior tempo se não tivesse aplicação de materiais capazes de suportar os ataques químicos e biológicos. “Os três tipos de concreto polímero podem ser aplicados neste caso, dependendo dos elementos construtivos e dos agentes atuantes, segundo cada etapa do tratamento dos efluentes”, aponta.

A única situação em que o concreto polímero não deve ser empregado é a dos ambientes confinados e de baixa ventilação. A tendência atual consiste na utilização de polímeros que sejam emulsionados em água ou que tenham baixa emissão de produtos voláteis (100% sólidos). “Todavia, sempre haveria desprendimento de algum tipo de gás ou vapor decorrente da catalisação dos polímeros utilizados, oferecendo riscos à saúde nessas situações”, alerta.

Patologias dos concretos polímeros

A ocorrência de patologias em qualquer tipo de produto vai depender de diferentes fatores, tanto intrínsecos a eles quanto às formas de aplicação nos elementos e sistemas construtivos em que serão introduzidos. A grande maioria dos polímeros é catalisável após a mistura de dois componentes, a resina propriamente dita e o endurecedor. Cada tipo de produto apresenta níveis de exigência diferenciados com relação à forma de mistura e à maneira de aplicação.

A polimerização, no caso de resinas constituídas por dois componentes, deve ocorrer segundo uma reação estequiométrica, na qual ambos reagem quimicamente entre si, não sobrando nenhum produto que não se encontre polimerizado ao final da reação. Para isso, é fundamental que ocorra a correta quantidade das substâncias e a sua adequada mistura.

Outra exigência refere-se ao tratamento da superfície sobre a qual será aplicado o concreto polímero ou o impregnado de polímero. “Deverá se apresentar livre de impurezas como poeira, umidade ou resíduos que possam prejudicar a aderência entre as superfícies. E mesmo com relação aos agregados envolvidos pela resina a ser polimerizada ao final do processo”, ensina.

As patologias decorrentes da falta desses cuidados podem ser as mais diversas possíveis, como a não polimerização total do material por falta de homogeneidade na mistura; a delaminação da camada impregnada sobre a base (concreto impregnado de polímero); a formação de bolhas na superfície, muito comum no caso de resina poliuretana em função de sua reatividade com a umidade presente na superfície sob tratamento; a diminuição das propriedades elásticas do concreto polímero sob ação dos raios ultravioletas, agravadas pela não utilização de cargas como o óxido de titânio, entre outras.

“Todas essas patologias podem ser eliminadas na totalidade ou minimizadas em grande parte, através da obediência às indicações constantes da ficha técnica dos produtos utilizados e da capacitação dos aplicadores desses materiais. Caso contrário, os benefícios decorrentes de sua utilização serão nulos ou até prejudiciais à construção”, conclui Osny Pellegrino Ferreira.

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Colaboração técnica

Osny Pellegrino Ferreira
Osny Pellegrino Ferreira – Possui graduação em Engenharia Civil pela Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba (1975), mestrado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de São Paulo (1985) e doutorado em Engenharia Civil pela EPUSP (1992). Professor aposentado do Instituto de Arquitetura de São Carlos, Universidade de São Paulo, onde atuou nos cursos de graduação e pós-graduação em engenharia civil e arquitetura e urbanismo. Atua hoje como consultor na empresa Mairal Engenharia – Consultoria e Projetos, no diagnóstico sobre patologias das construções e sistemas estruturais, proteção e recuperação das estruturas de concreto armado quanto a mitigação da corrosão a partir da instalação de ânodos de sacrifício, formulação de concretos especiais para uso em ambientes de alta agressividade como E.T.Es, bases de caldeiras, ambiente marinho, instalações fabris, etc..; promoção de ensaios mecânicos com avaliação de níveis de comprometimento dos elementos estruturais; desenvolvimento de projetos de reforço de fundações com uso de estacas metálicas cravadas por reação e injetadas; rebaixamento de lençol freático com uso da técnica de "air lift"; desenvolvimento de concretos especiais, fibrocimentos, utilização de resíduos agroindustriais na construção, desenvolvimento de novos materiais e componentes, avaliação de sistemas e componentes construtivos, formulação de compósitos em matrizes poliméricas e cimentícias, reforços estruturais com armaduras não metálicas - fibra de vidro.