No início da década de 1990, Victor Li, professor de engenharia civil e ambiental da Universidade de Michigan, desenvolveu Compósitos Cimentícios Projetados, também conhecido como concreto dúctil ou dobrável. Mais de 20 anos depois, pesquisadores da LSU estão perto de trazer este material para adoção em massa, produzindo um ECC de baixo custo que utiliza ingredientes prontamente disponíveis. Além disso, por meio de testes atualizados, ele provou ser muito superior ao concreto tradicional e pode melhorar muito a infraestrutura de transporte nesta região.

"Comparado ao concreto típico, nosso material ECC de baixo custo tem cerca de 300 vezes mais capacidade de deformação, mais de duas vezes a resistência à flexão, e uma maior resistência à compressão, "disse Gabriel Arce, pesquisador associado sênior do Departamento de Gerenciamento de Construção Bert S. Turner da LSU e investigador principal do projeto de ECC da LSU. “O custo do nosso material é aproximadamente 2,5 vezes o do concreto normal; o custo do ECC típico pode ser mais de quatro vezes o do concreto normal.

"Contudo, quando você leva em consideração a possibilidade de construir pavimentos com metade da espessura e a produtividade de construção aprimorada devido à capacidade de construir pavimentos sem juntas, o custo dos pavimentos com nosso material ECC deve ser comparável ao do concreto tradicional. ECC tem o potencial de fornecer [Louisiana] pavimentos de concreto mais duráveis ​​e confiáveis ​​que podem mitigar a necessidade de reparos recorrentes, economizando tempo e dinheiro [do público]. "

O novo e aprimorado ECC levou mais de um ano para ser criado. Depois de se formar com seu Ph.D. da LSU, Arce apresentou sua proposta para o projeto, "Avaliação do desempenho e da relação custo-eficácia de compósitos cimentícios engenheirados (ECC) produzidos a partir de materiais locais da região 6" para o Consórcio de Transporte dos Estados Centro-Sul, ou Trans-SET.

Trans-SET é uma parceria colaborativa entre nove instituições importantes e duas faculdades comunitárias, liderado pela LSU, e estabelecido para lidar com a deterioração acelerada da infraestrutura de transporte por meio de "tecnologias de ponta, novos materiais, e processos de gestão de construção inovadores. "Seus membros são LSU, Arkansas State University, Baton Rouge Community College, Universidade Técnica Navajo, New Mexico State University, Oklahoma State University, Prairie View A&M University, Texas A&M University, Universidade do Novo México, Universidade do Texas em Arlington, e Universidade do Texas em San Antonio.

A Trans-SET financiou o projeto e os testes começaram em quatro tipos diferentes de areia; dois tipos de materiais reciclados de borracha fragmentada; cinco tipos diferentes de fibra; e três tipos diferentes de cinzas volantes, que é um subproduto da combustão do carvão e pode ser utilizado para substituir parcialmente o cimento em materiais de concreto. Uma vez que a equipe definiu os ingredientes crus, várias misturas de ECC foram avaliadas quanto à resistência à compressão, resistência à tracção, capacidade de deformação, desempenho flexural, trabalhabilidade, e desempenho de cracking. Esses foram refinados com base nos resultados dos testes e avaliados posteriormente.

No fim, Arce e sua equipe escolheram os seguintes ingredientes:

• Um tipo de fibra PVA prontamente disponível no mercado dos EUA. Não possui o revestimento de óleo normalmente usado em fibras de PVA para aplicação de ECC, mas reduz substancialmente o custo e aumenta a praticidade. Eles também foram capazes de reduzir o conteúdo de fibra em 25 por cento, enquanto ainda produz um material dúctil.
• Areia fina de rio disponível localmente no rio Mississippi. A areia é fina o suficiente para ser implantada em materiais de ECC e é uma substituição para a areia de microssílica cara e difícil de obter normalmente usada.
• Cinzas volantes disponíveis localmente, que substituiu até 75 por cento do cimento utilizado na mistura de ECC.

“Pudemos adequar a mistura cimentícia e a interface entre as fibras e a matriz cimentícia de forma a permitir um comportamento dúctil do concreto, "Arce disse." Em termos mais simples, a fórmula utiliza os materiais certos nas proporções certas. "

Nos próximos meses, Arce e a equipe desenvolverão ainda mais seu trabalho com um projeto no Centro de Pesquisa de Transporte de Louisiana Pavement Research Facility. Lá, eles construirão uma seção de pavimento ECC de 210 pés de comprimento e usarão o Sistema de Carregamento de Transporte Acelerado de 65 pés de LTRC PRF, ou ATLas 30, para simular o carregamento de caminhões para teste de pavimento. O equipamento ATLaS 30 é capaz de comprimir muitos anos de desgaste da estrada em poucos meses de testes para obter dados de desempenho no material ECC.