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Válida a partir de edição ABNT NBRNORMA BRASILEIRA © ABNT 2013 ICS ISBN 978-85-07- Número de referência 8 páginas 8802 Segunda 07.01.2013 07.02.2013 Concreto endurecido — Determinação da velocidade de propagação de onda ultrassônica Hardened concrete — Determination of ultrasonic wave transmission velocity 91.100.30 03935-8 ABNT NBR 8802:2013 E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservadosii ABNT NBR 8802:2013 © ABNT 2013 Todos os direitos reservados. A menos que especifi cado de outro modo, nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e microfi lme, sem permissão por escrito da ABNT. ABNT Av.Treze de Maio, 13 - 28º andar 20031-901 - Rio de Janeiro - RJ Tel.: + 55 21 3974-2300 Fax: + 55 21 3974-2346 abnt@abnt.org.br www.abnt.org.br E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados iii ABNT NBR 8802:2013 Sumário Página Prefácio ...............................................................................................................................................iv 1 Escopo ................................................................................................................................1 2 Termos e defi nições ...........................................................................................................1 3 Aparelhagem .......................................................................................................................1 3.1 Circuito gerador-receptor ..................................................................................................1 3.2 Transdutor-emissor ............................................................................................................2 3.3 Transdutor-receptor ...........................................................................................................2 3.4 Circuito medidor de tempo ................................................................................................2 3.5 Cabos coaxiais ...................................................................................................................2 3.6 Barra de referência .............................................................................................................2 4 Execução do ensaio ...........................................................................................................2 4.1 Preparação dos corpos de prova ou componentes de concreto ..................................2 4.2 Ensaio ..................................................................................................................................2 5 Resultados ..........................................................................................................................3 6 Relatório do ensaio ............................................................................................................3 Anexos Anexo A (normativo) Verifi cação da homogeneidade do concreto .................................................4 Anexo B (normativo) Posição relativa entre os dois transdutores ..................................................5 B.1 Transmissão direta .............................................................................................................5 B.2 Transmissão indireta .........................................................................................................5 B.3 Transmissão semidireta ....................................................................................................5 Anexo C (informativo) Principais fatores que infl uenciam nos resultados .....................................8 Figuras Figura B.1 – Transmissão direta .........................................................................................................6 Figura B.2 – Transmissão indireta .....................................................................................................6 Figura B.3 – Exemplo de gráfi co obtido pela transmissão indireta ...............................................7 Figura B.4 – Transmissão semidireta ................................................................................................7 E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservadosiv ABNT NBR 8802:2013 Prefácio A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada responsável pela identifi cação de quaisquer direitos de patentes. A ABNT NBR 8802 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados (ABNT/CB-18), pela Comissão de Estudo de Métodos de Ensaio de Concreto (CE-18:300.02). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 09, de 24.09.2012 a 23.10.2012, com o número de Projeto ABNT NBR 8802. Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR 8802:1994), a qual foi adequada à Diretiva ABNT, Parte 2, sem mudanças técnicas. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte: Scope This Standard establishes the method of non-destructive testing to determine the speed of propagation of longitudinal waves, obtained by ultrasonic pulses through a component of concrete, and its main applications: a) check the homogeneity of the concrete (see Annex A); b) detection of internal concreting fl aws, depth of cracks and other imperfections; c) monitoring variations in the concrete, over time, due to aggressive environment (chemical attack) mainly by the action of sulfates. E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno NORMA BRASILEIRA ABNT NBR 8802:2013 © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados 1 Concreto endurecido — Determinação da velocidade de propagação de onda ultrassônica 1 Escopo Esta Norma estabelece o método de ensaio não destrutivo para determinar a velocidade de propagação de ondas longitudinais, obtidas por pulsos ultrassônicos, através de um componente de concreto, e tem como principais aplicações: a) verifi cação da homogeneidade do concreto (ver Anexo A); b) detecção de eventuais falhas internas de concretagem, profundidade de fi ssuras e outras imperfeições;c) monitoramento de variações no concreto, ao longo do tempo, decorrentes de agressividade do meio (ataque químico) principalmente pela ação de sulfatos. 2 Termos e defi nições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e defi nições. 2.1 acoplante material a ser utilizado entre as faces dos transdutores e do material a ser ensaiado, a fi m de permitir o contato contínuo entre as superfícies, na menor espessura possível NOTA Graxas de silicone ou mineral e vaselina fornecem boa conexão quando usadas em concretos com a superfície lisa. 2.2 frequência ultrassônica frequência de vibração de onda longitudinal acima de 20 kHz 2.3 onda longitudinal vibração ou distúrbio que percorre o interior do material onde o modo de vibração das partículas, em cada instante, tem o deslocamento na mesma direção da propagação do distúrbio 2.4 velocidade de propagação relação entre a distância percorrida por uma vibração e o respectivo intervalo de tempo 3 Aparelhagem A aparelhagem necessária ao ensaio é a seguinte. 3.1 Circuito gerador-receptor Aparelho de pulso elétrico de baixa frequência ultrassônica, com alta estabilidade e precisão de leitura de pelo menos 0,1 μs. E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados2 ABNT NBR 8802:2013 3.2 Transdutor-emissor Aparelho que possibilita a transformação do pulso elétrico em onda de choque em uma faixa de 24 kHz a 500 kHz. 3.3 Transdutor-receptor Aparelho que possibilita a transformação da onda de choque em pulso elétrico, com amplifi cação adequada ao circuito do gerador-receptor. 3.4 Circuito medidor de tempo Aparelho que possibilita medir o tempo decorrido desde a emissão da onda até a sua recepção. Este circuito pode ser provido de um ajuste para descontar o tempo gasto nos cabos conectores entre o gerador-receptor e os transdutores. O tempo gasto no percurso pode ser lido em um tubo de raios catódicos ou em um mostrador digital. 3.5 Cabos coaxiais Cabos que devem permitir a conexão perfeita dos transdutores ao circuito gerador-receptor. 3.6 Barra de referência Peça que possibilita a aferição do equipamento ultrassônico, feita de material metálico, com superfícies de acoplamento com acabamento polido e vibração do tempo de trânsito gravada. 4 Execução do ensaio 4.1 Preparação dos corpos de prova ou componentes de concreto Os corpos de prova ou componentes de concreto a serem ensaiados devem ter as superfícies planas, lisas e isentas de sujeira. Os corpos de prova ou componentes de concreto a serem ensaiados que não sejam sufi cientemente lisos devem ter suas superfícies de ensaio regularizadas através de processos mecânicos ou com camada de pasta de cimento, gesso ou resina epoxídica, com espessura mínima, a fi m de possibilitar bom acoplamento com os transdutores. Caso a regularização das superfícies de ensaio dos corpos de prova ou do componente a ser ensaiado seja feita por processos mecânicos, as vibrações não podem afetar a estrutura interna do material a ser ensaiado. Os corpos de prova ou os componentes de concreto a serem ensaiados devem ter as mesmas condições de composição e umidade relativa. NOTA Superfícies úmidas não causam problemas. 4.2 Ensaio Calibrar o aparelho usando a barra de referência ou dispositivo equivalente. Verifi car se as superfícies de ensaio dos corpos de prova ou componentes de concreto correspondem ao defi nido em 4.1. E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados 3 ABNT NBR 8802:2013 Aplicar fi na camada de acoplante nas faces dos transdutores ou no corpo de prova a ser ensaiado. Posicionar os transdutores de acordo com os arranjos descritos no Anexo B: a) transmissão direta, com os transdutores nas faces opostas do material; b) transmissão indireta, com os transdutores na mesma face; c) transmissão semidireta, com os transdutores nas faces adjacentes. O acoplamento e a pressão entre as superfícies dos transdutores e do corpo de prova ou componente que está sendo ensaiado devem ser considerados satisfatórios quando for obtido o valor mínimo de leitura com variação de até ± 1 %. A medida da distância entre os pontos onde devem ser acoplados os centros das faces dos transdutores deve ser determinada com precisão de ± 1 %. 5 Resultados Calcular a velocidade de propagação de ondas conforme a seguinte equação: V L t = onde V é a velocidade de propagação, expressa em metros por segundo (m/s); L é a distância entre os pontos de acoplamento dos centros das faces dos transdutores, expressa em metros (m); t é o tempo decorrido desde a emissão da onda até a sua recepção, expresso em segundos (s). NOTA O tempo efetivo é o tempo mínimo lido menos o tempo gasto nos cabos condutores, caso o aparelho (ver 3.4) não seja provido desta correção. 6 Relatório do ensaio A apresentação dos resultados deve conter as seguintes informações: a) localização na estrutura e identifi cação dos corpos de prova, ou componentes de concreto ensaiados; b) distância entre as superfícies de contato dos transdutores durante o ensaio, expressa em metros (m); c) direção de propagação da onda; d) indicação da posição relativa dos transdutores; e) velocidade de propagação, expressa em metros por segundo (m/s); f) descrição sucinta da preparação das superfícies e condições de umidade do concreto; g) outras que ainda se fi zerem necessárias. E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados4 ABNT NBR 8802:2013 Anexo A (normativo) Verifi cação da homogeneidade do concreto A.1 Deve ser defi nido um sistema de pontos para cobrir uniformemente um volume apropriado de concreto na estrutura, para se verifi car a homogeneidade do concreto. O espaçamento entre os pontos individuais depende das dimensões do componente da estrutura, da precisão requerida e da variabilidade do concreto. Em grandes estruturas e onde o concreto é razoavelmente uniforme, a verificação pode ser feita em pontos dispostos em malha de 1 m2. Em pequenas peças ou em concreto com muita variação, é necessário um espaçamento menor. A.2 Devem ser evitados os pontos onde exista grande concentração de armadura, principalmente no sentido longitudinal ao de propagação das ondas, pois a velocidade de propagação é maior no aço do que no concreto. A.3 É possível expressar a homogeneidade do concreto em forma de parâmetros estatísticos, como o desvio-padrão (s) ou o coefi ciente de variação (δ) das medidas de velocidade de propagação de ondas ultrassônicas no concreto, feitas em pontos da malha. Contudo, tais parâmetros só podem ser usados para comparar variações em componentes de concretos similares, devendo ser considerados os fatores expressos no Anexo C. E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados 5ABNT NBR 8802:2013 Anexo B (normativo) Posição relativa entre os dois transdutores B.1 Transmissão direta Este arranjo é o mais recomendado na determinação da velocidade de propagação de ondas através de um material, pois desta forma as ondas são recebidas com maior intensidade. Os transdutores se posicionam em faces opostas, conforme Figura B.1. B.2 Transmissão indireta Este arranjo é utilizado quando se tem acesso a apenas uma face do corpo de prova ou componente, e essa face tem comprimento sufi ciente para propiciar o deslocamento de transdutor-receptor. Para se determinar a velocidade de propagação é necessário: a) fi xar o transdutor-emissor em um ponto (E); b) fazer a leitura de tempo de propagação de ondas, estando o transdutor-receptor nos pontos R1, R2, R3, ..., Rn, equidistantes entre si e sobre uma mesma reta que contém o ponto fi xo do transdutor-emissor, conforme indicado na Figura B.2; c) locar, em um sistema cartesiano de eixos, as distâncias entre os pontos E e R1 a Rn e os tempos lidos para que a onda ultrassônica percorra estas distâncias, conforme indicado na Figura B.3. A inclinação da reta obtida é a velocidade de propagação de onda do material ensaiado. NOTA Na transmissão indireta é necessário atentar para a correta determinação da distância entre os transdutores. B.3 Transmissão semidireta Este arranjo entre os transdutores só deve ser utilizado quando não houver a possibilidade de acesso a duas faces opostas de um corpo de prova ou componente de concreto e a única face acessível não tiver comprimento sufi ciente para se utilizar o arranjo de transmissão indireta, conforme Figura B.4. E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados6 ABNT NBR 8802:2013 E R Figura B.1 – Transmissão direta L4 L3 L2 L1 E R1 R2 R3 R4 Figura B.2 – Transmissão indireta E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados 7 ABNT NBR 8802:2013 Ln m L4 L3 L2 L1 t1 t2 t3 t4 tn s α V = tg α D is tâ nc ia e nt re o s tr an sd ut or es Figura B.3 – Exemplo de gráfi co obtido pela transmissão indireta R E Figura B.4 – Transmissão semidireta E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno © ABNT 2013 - Todos os direitos reservados8 ABNT NBR 8802:2013 Anexo C (informativo) Principais fatores que infl uenciam nos resultados Os principais fatores que infl uenciam nos resultados do ensaio são os seguintes: a) distância entre as superfi cies de contato dos transdutores; b) presença de armadura, principalmente no sentido de propagação da onda; c) densidade do concreto, que depende do traço e das condições de concretagem; d) tipo, densidade e outras características dos agregados; e) tipo de cimento e grau de hidratação; f) direção de ensaio da peça; g) tipo de adensamento do concreto; h) idade do concreto. E xe m pl ar p ar a us o ex cl us iv o - U N IV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á - U F C - L IN K - 0 7. 27 2. 63 6/ 00 01 -3 1 Nota: Este procedimento é cópia não controlada quando impresso. É válido o documento disponível na Intranet Corporativa. Somente para uso interno