Um projeto de pesquisa da TU Dresden e da TU Aachen conseguiu lançar a pedra fundamental para o primeiro cubo de carbono do mundo em Dresden. Pretende-se provar que o concreto de carbono é o material compósito do futuro. Em que medida economiza materiais, recursos e CO 2 , onde é utilizado e quais as possibilidades que oferece para a construção de casas, você pode saber aqui.
O concreto de carbono como projeto de pesquisa
O primeiro edifício feito de Cube de concreto de carbono, que atualmente está sendo construído em Fritz-Förster-Platz em Dresden, foi projetado não apenas como uma casa na qual as pessoas trabalham e interagem, mas também como um local de representação para a construção de concreto de carbono voltada para o futuro. Um método construtivo que abre inúmeras possibilidades, tanto em termos de design como de construção sustentável. Com o início da construção da primeira casa de concreto de carbono do mundo - composta inteiramente de armadura não metálica - podemos olhar para trás e para uma longa e ao mesmo tempo emocionante história.
The Cube também quer ser uma vitrine para a construção de concreto de carbono voltada para o futuro.
Como tudo começou
Já no início da década de 1990, cientistas da Universidade Técnica de Dresden (TU Dresden) e da Rheinisch-Westfälische Technische Universität Aachen (RWTH Aachen) tiveram a ideia de inserir fibras têxteis na forma de uma esteira em forma de grade no concreto. Na época, a ideia era tão absurda que até os patrocinadores manifestaram preocupação e pediram que a construção civil se convencesse antes de mais nada. Felizmente, grandes construtoras reconheceram o enorme potencial do concreto armado têxtil e, com a sua assinatura, possibilitaram o financiamento do projeto de pesquisa. Desde 2014, o Ministério Federal de Educação e Pesquisa também tem promovido o desenvolvimento e implementação de construção de concreto de carbono no mercado no maior projeto de pesquisa de construção da Alemanha C3 - Composto de concreto de carbono.Mais de 160 parceiros de empresas e instituições científicas trataram de 300 subprojetos com temas como processos de fabricação e processamento, normas e aprovações, segurança ocupacional, demolição, desmontagem e reciclagem.
Concreto têxtil vs. concreto de carbono: qual é a diferença?
Por concreto armado têxtil (TRC) entende-se um material compósito feito de concreto e uma armadura tipo esteira têxtil. Embora no início do projeto de pesquisa fossem usadas principalmente fibras de vidro de alto desempenho resistentes a álcalis para a produção do reforço, hoje as fibras de carbono, isto é, carbono, estão provando ser o material de partida adequado para o reforço em forma de esteira e agora em forma de haste. A combinação de concreto e ambos os tipos de armadura é conhecida hoje como concreto de carbono.
Na fabricação de concreto de carbono, o carbono é usado como material inicial para o reforço, que geralmente tem a forma de um tapete.
A combinação de carbono e concreto economiza recursos
O concreto tem a propriedade de ser capaz de absorver grandes forças de compressão, mas quase nenhuma força de tração. O tapete ou reforço em forma de haste feito de carbono, portanto, forma um componente interno que é capaz de suportar essas forças de tração. Uma interação perfeita que tem muitas vantagens - por exemplo, economia de material de até 80%, dependendo da aplicação. O primeiro componente feito de concreto de carbono, que recebeu uma aprovação geral de construção (abZ) do Instituto Alemão de Tecnologia de Construção, foi um painel de fachada com espessura de apenas dois centímetros. Para um painel de fachada comparável feito de concreto armado, são necessários de oito a dez centímetros. Devido ao pequeno volume de concreto e ao reforço de carbono significativamente mais leve, as emissões de CO2 poderiam ser reduzidas em mais de um quarto.No entanto, a economia de material não só leva a uma redução nas emissões de dióxido de carbono relacionadas à produção e no consumo de energia, mas também economiza recursos valiosos, como areia e água.
Áreas de aplicação do concreto de carbono: renovação e nova construção
Com uma construção de paredes mais finas com concreto de carbono, mais espaço utilizável pode ser ganho na área do novo edifício. A condutividade elétrica da fibra de carbono também permite a integração de funções adicionais, como aquecimento de parede e carregamento indutivo. A vida útil significativamente mais longa, prevista em 200 (em vez de 60 a 80) anos, desempenha um papel importante na construção de pontes. O reforço de carbono quimicamente inerte evita trabalhos de reparação.
O concreto de carbono não está apenas provando ser uma alternativa adequada ao concreto armado em edifícios novos, o material compósito também é usado na reforma de casas ou edifícios antigos. Ao eliminar a cobertura adicional de concreto, necessária para proteger o aço enferrujado, é possível reparar estruturas com uma camada fina de meio centímetro a um centímetro de concreto de carbono. Devido à leveza do carbono, o reforço pode ser colocado muito mais rápido ao renovar silos ou tetos de edifícios. Não é necessário fixar o reforço com âncoras de parede. O peso dos tetos de edifícios existentes é apenas ligeiramente aumentado pela fina camada de concreto de carbono, de modo que o reforço dos componentes de suporte de carga adjacentes, como colunas,Paredes e fundações podem ser amplamente dispensadas e a altura utilizável da sala é quase mantida.
Esquerda: Um silo de câmara dupla em Uelzen foi reformado com concreto de carbono.
À direita: uma ponte ferroviária renovada com concreto de carbono fica em Naila.
Comparação de custos: carbono vs. aço
Se você olhar para os custos, à primeira vista o concreto de carbono parece ser a variante significativamente mais cara: um quilo de aço custa atualmente 1 euro e 1 quilo de carbono custa cerca de 16 euros. No entanto, o carbono é quatro vezes mais leve e até seis vezes mais estável do que o aço e, portanto, atinge 24 vezes o desempenho. Inúmeros projetos já implantados deixam claro que o uso do concreto de carbono não precisa necessariamente estar associado a custos elevados. Num concurso público para a manutenção de uma ponte ferroviária em Naila, o betão de carbono prevaleceu sobre o betão armado. O fator decisivo foi a tecnologia econômica e racional para o reparo. Ao renovar as plataformas da Deutsche Bahn, a velocidade era essencial. Neste caso, os custos de material não foram decisivos,mas os custos dos tempos de fechamento da linha férrea, porque a leveza das peças pré-fabricadas de concreto de carbono economizou um tempo valioso na instalação.
O carbono (abaixo) é mais caro, mas também mais leve e mais forte que o aço. O uso de concreto de carbono não está necessariamente associado a custos mais elevados.
Concreto de carbono: um ciclo de material fechado
De acordo com o estado atual da pesquisa, edifícios feitos de concreto de carbono podem ser facilmente reciclados. Após a demolição de um edifício, os componentes de carbono e concreto podem ser separados com uma pureza de 98 por cento. Para isso, são utilizados processos consagrados já conhecidos nas indústrias de aviação, automotiva e de artigos esportivos. Além disso, dispositivos e máquinas disponíveis comercialmente são adequados tanto para a demolição quanto para a trituração do concreto de carbono. Os componentes são classificados usando sistemas controlados por sensor e baseados em câmera. As fibras de carbono processadas podem então ser usadas para a produção de nova esteira e reforço em forma de haste ou como um material para a produção de carrocerias de automóveis ou quadros de bicicletas. A pesquisa atual é promissora e mostraque até agora nenhum fragmento de fibra respirável na faixa de tamanho da definição da OMS foi encontrado. Conseqüentemente, nenhuma medida além da segurança ocupacional usual é necessária.
Cubo de casa de concreto de carbono: um marco na história da construção
Desde o início de 2020, todo o conhecimento já adquirido sobre a construção em concreto carbono foi incorporado ao projeto do farol Cube. O primeiro edifício do mundo feito de concreto de carbono é o resultado de uma intensa colaboração entre negócios e ciência. O cubo é composto por duas conchas de dupla curvatura e um cubo de dois andares feito de peças pré-fabricadas de concreto de carbono - a chamada caixa. O edifício foi projetado por Henn Architects. Aib Bautzen GmbH é responsável pelo planejamento geral. O edifício pretende, por um lado, demonstrar as capacidades do material e, por outro, apresentar de forma impressionante a vasta gama de possibilidades em arquitetura, tecnologia e economia.O cubo com uma área total de 220 metros quadrados está sendo construído no lote na esquina da Einsteinstrasse com a Zellescher Weg em Dresden. Após sua conclusão, o edifício será submetido a extenso monitoramento durante o uso real. Ele serve, por um lado, como um laboratório e, por outro lado, como um local de eventos para as operações universitárias da TU Dresden. Aqui não só são avaliados os custos operacionais e de ciclo de vida, mas também a adequação a longo prazo no que diz respeito aos aspectos estruturais, estruturais e físicos do edifício.Aqui não só são avaliados os custos operacionais e de ciclo de vida, mas também a adequação a longo prazo no que diz respeito aos aspectos estruturais, estruturais e físicos do edifício.Aqui não só são avaliados os custos operacionais e de ciclo de vida, mas também a adequação a longo prazo no que diz respeito aos aspectos estruturais, estruturais e físicos do edifício.
O Your-Best-Home.net feito de concreto de carbono tem uma área total de 220 metros quadrados e também se destina a servir como local de eventos para a universidade.
Conclusão: o concreto de carbono terá um papel importante no mundo da construção
Com o surgimento do futurístico Cube, uma casa de carbono construída inteiramente com reforço não metálico, uma interação fascinante entre o design dinâmico e as influências cubísticas é demonstrada e a eficiência econômica do material é exemplificada de acordo com todos os requisitos da lei de construção. Olhando para o futuro, empresários e cientistas têm certeza de que o uso dessa tecnologia inovadora já é irreversível e vem conquistando cada vez mais o mercado. Um passo importante para uma implementação bem-sucedida é o fornecimento de uma diretriz para concreto de carbono até o final de 2021. A construção do primeiro edifício feito de concreto de carbono e a diretriz criam pré-requisitos importantes paraa fim de ancorar com sucesso este método de construção no mundo da construção nos próximos cinco anos.
Os autores
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. Eh Manfred Curbach
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. Eh Manfred Curbach estudou engenharia civil na Universidade de Dortmund de 1977 a 1982 e depois realizou pesquisas como assistente de pesquisa até seu doutorado em 1987 nas cadeiras de concreto e construção em concreto armado, primeiro na Universidade de Dortmund e depois na Universidade de Karlsruhe. Após vários anos de experiência prática na Köhler + Seitz, ele assumiu a cadeira de construção sólida na TU Dresden em 1994. Em 2016, ele recebeu o Prêmio do Futuro Alemão do Presidente Federal por sua pesquisa sobre concreto de carbono.
Os autores
Sandra Kranich
Sandra Kranich estudou alemão como língua estrangeira pela primeira vez na Vocational University em Racibórz, Polônia. Em 2007 ela se mudou para a Alemanha e em 2010 concluiu seu bacharelado em pesquisa de mídia / prática de mídia no Instituto de Estudos de Comunicação da TU Dresden. Em 2013, ela obteve seu diploma de mestre em pesquisa de mídia aplicada. Ela ganhou sua primeira experiência profissional na TU Bergakademie Freiberg na área de relações públicas. Desde 2015, ela é responsável pela imprensa e relações públicas no maior projeto de pesquisa de construção da Alemanha C³ - Carbon Concrete Composite e. V. responsável.