Esaios não destrutivos de concreto

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ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS DE CONCRETO
André Aimberê Morais e Silva; Erika Tenório Gegenheimer Pimentel; Guilherme Saturnino Reis; Magno Augusto Giacomin da Silva; Matheus Melo Andrade; Rosiani Oliosi Ramos; Thamara Macedo Soares Coutinho de Oliveira.
andre.aimbere@gmail.com; erikagegenheimer@hotmail.com; guilherme_reis124@hotmail.com; magno.giacomin@gmail.com; matheus0795@hotmail.com; rosiani.ramos@cesan.com.br; thamara.macedo.tm@gmail.com. 
Laboratório de Materiais de Construção – Lígia Abreu Martins
Resumo
Este documento apresenta o modelo de formatação a ser utilizado nos artigos submetidos às Atividades Complementares dos módulo III e IV. Para este resumo não se deve ultrapassar 250 palavras sintetizando o tema em questão, objetivo do estudo, a metodologia e as considerações finais a que se chegou. Deve-se evitar frases longas e não se recorre a citações ou uso de qualquer tipo de ilustração (gráfico, tabela, fórmulas).
Palavras-chave: Artigo Científico. Metodologia. Normas.
Introdução
	Para garantir a segurança das estruturas de concreto faz-se necessário a aplicação de testes através de diversos ensaios que contenham níveis elevados de precisão e detalhe que indicarão o estado do material que está sendo utilizado. 
	De longa data, o método mais usual de se inspecionar e fazer diagnósticos de desempenho das estruturas de contreto se dá por através de ensaios de resistêcia à compressão de testemunhos extraídos da própria estrutura. Esta prática, porém, nem sempre é recomendada, devido à geometria das estruturas que nem sempre permitem a possibilidade de extração dos testemunhos com as dimensões padronizadas para os ensaios, bem como, trazem riscos e danos para a estrutura, provenientes do seccionamento.
	Tendo isto em vista, a utilização de ensaios não destrutivos passa a ser uma alternativa mais atraente àquela já utilizada, uma vez que os métodos se modernizam, trazendo com isso o aumento da precisão de análise pela combinação dos diversos métodos e detalhamento de outras características.
1 Ensaios não destrutivos de concreto
Utilizando-se dos diversos métodos de ensaios não destrutivos de concreto, torna-se possível alcançar resultados satisfatórios nos ensaios, mantendo-se a estrutura íntegra.
	Na inspeção de metais, a utilização de métodos de ensaios não destrutivos já está consolidada, porém, para o concreto, isso é uma prática relativamente nova. O desenvolvimento lento de técnicas não destrutivas para inspeção e avaliação das propriedades do concreto se deve ao fato desse material ser heterogêneo, causando interferências nas medidas realizadas, como atenuação, dispersão, difração e reflexão dos sinais. Apesar disso, algum progresso tem sido observado no desenvolvimento de métodos de ensaios não destrutivos para aplicação em concreto, e vários deles têm sido normalizados por diversos órgãos regulamentadores no mundo todo.
	Tratando-se de maneira geral, existem duas classes de métodos de ensaios não destrutivos para aplicação em estruturas de concreto. A primeira consiste em métodos usados para estimar a resistência do material, tais como o ensaio de dureza superficial (esclerometria), resistência à penetração, ensaios de arrancamento e método da maturidade. A segunda classe inclui os métodos que medem outras características e defeitos internos do concreto por meio de propagação de ondas e termografia infravermelha. Além desses métodos, existem outros que fornecem informações sobre a armadura, como a localização das barras de aço, seu diâmetro e o potencial de corrosão. Serão abordados assim, alguns destes métodos.
1.1 Ensaio de dureza Superficial ou Esclerometria
Os métodos de ensaio desenvolvidos para medir a dureza superficial do concreto são baseados na realização de um entalhe na superfície ou no princípio do ricochete. O método da indentação consiste principalmente no impacto de uma determinada massa com uma dada energia cinética sobre a superfície do concreto, sendo medida a profundidade do entalhe resultante. O método baseado no princípio do ricochete, mais aceito e praticado mundialmente, consiste em medir o retorno de uma força no regime elástico após seu impacto com a superfície do concreto.
Também conhecido como esclerômetro de reflexão de Schmidt, este equipamento é leve, barato e simples de operar. Com esse instrumento é possível avaliar a uniformidade da resistência mecânica do concreto "in loco", com danos praticamente nulos à superfície do material. Contudo, os valores obtidos não são precisos já que dependem da uniformidade da superfície, da condição de umidade, da carbonatação superficial e da rigidez do elemento estrutural, mesmo se corrigindo a localização do êmbolo. No Brasil, o procedimento para execução desse ensaio é estabelecido na NBR 7584:1995.
1.2 Ensaio de arrancamento pullout, break-off e pull-of
Os ensaios de arrancamento podem ser usados para o controle da qualidade do concreto. A utilização mais prática destina-se à determinação do tempo adequado para a remoção segura das fôrmas e do tempo de liberação para a transferência da força em elementos de concreto protendidos ou pós-tensionados. Além disso, a tensão de ruptura medida pode ser relacionada às resistências de compressão e de flexão do concreto usando correlações predeterminadas. Existem três tipos de ensaios de arrancamento: pullout, break-off e pull-off.
O método pullout mede a força necessária para extrair um fragmento metálico com geometria específica de uma estrutura de concreto. Essa força de arrancamento é convertida em resistência à compressão equivalente por meio de correlações estabelecidas previamente.
O método break-off consiste no rompimento de uma amostra cilíndrica no plano paralelo à superfície do elemento de concreto. O equipamento para a execução do método consiste de uma célula de carga, de um manômetro e de uma bomba hidráulica manual. A amostra é obtida por meio de uma luva plástica tubular descartável, a qual é inserida no concreto fresco e removida no tempo planejado para o ensaio, ou ainda, pela perfuração do concreto endurecido.
O método pull-off é basea-se no conceito de que a força de tração necessária para arrancar um disco metálico, junto com uma camada da superfície de concreto à qual ele está colado, está relacionada com a resistência à compressão do material. Existem duas configurações para o ensaio: um disco metálico é colado diretamente à superfície de concreto e o volume de material destacado fica perto da face do disco; e a carbonatação e demais efeitos de superfície presentes podem ser evitados pela utilização de um corte parcial a uma profundidade adequada.
1.3 Técnicas de Resistência à Penetração
	Este ensaio é basicamente um método de medida da dureza de um material, não se deve esperar que ele resulte em valores absolutos ou precisos da resistência do concreto de uma estrutura. Porém, é utilizado para medir o desenvolvimento de resistência do concreto nas primeiras idades, a fim de se determinar o momento adequado para a remoção de fôrmas.
Para medir a resistência à penetração de concretos, tanto em laboratório quanto em campo, utiliza-se o penetrômetro Windsor. Esse equipamento emprega um dispositivo ativado à base de pólvora (pistola finca-pinos) para disparar um pino constituído de uma liga de elevada dureza contra o concreto. O comprimento do pino que fica exposto é uma medida da resistência à penetração do concreto e pode ser relacionada com sua resistência à compressão.
1.4 Ensaios de Absorção e Permeabilidade
Os ensaios de absorção envolvem a entrada de um fluido devido à sucção capilar nos poros do concreto, enquanto os ensaios de permeabilidade medem o fluxo de um líquido ou de um gás dentro do concreto sob a ação de um gradiente de pressão.
Apesar de existirem diversos métodos de ensaio para medir a sucção capilar, a resistência à penetração de água e a permeabilidade em laboratório, existem dois métodos básicos para medida em campo: o ensaio de absorção superficial inicial (Isat) e o método Figg. 
Ométodo Isat consiste em uma coluna de pressão constante sendo aplicada sobre a superfície do concreto, sendo medida a taxa resultante de fluxo de água pelo material por unidade de área. 
O método Figg consiste em fazer um furo perpendicular à superfície do concreto e, após o devido preparo, é inserida uma agulha hipodérmica pelo tampão de espuma quando, então, é aplicada uma coluna d'água, sendo medido o volume de água absorvida em um tubo capilar calibrado; para determinar a permeabilidade ao ar substitui-se a seringa por uma bomba a vácuo e um manômetro de pressão.
1.5 Método do Ultrassom
O método do ultrassom é baseado no conceito de que a velocidade de um pulso de ondas longitudinais através de um material depende de suas propriedades elásticas e densidade. O instrumento utilizado no teste consiste de um gerador e um transmissor para a produção e introdução de um pulso de onda no concreto e de um receptor para detectar a chegada do pulso e medir com exatidão o tempo de trânsito do pulso através da estrutura. No Brasil, o procedimento de ensaio pelo método do ultrassom é estabelecido na NBR 8802:1994.
O método do ultrassom pode ser usado para a detecção de defeitos no interior do concreto, bem como de alterações decorrentes da deterioração devido a um ambiente agressivo. Além disso, esse método de ensaio possibilita estimar a resistência à compressão do concreto tanto em corpos de prova moldados durante a concretagem, quanto na própria estrutura. Esta estimativa, porém, é influenciada por diversos fatores relacionados com a composição (dimensão, granulometria, tipo e teor de agregados), cura do concreto, geometria da peça ensaiada e presença de armadura.
1.6 Método da Frequência de Ressonância
Uma propriedade dinâmica importante de qualquer sistema elástico corresponde à sua frequência fundamental de ressonância. Como a frequência fundamental de um material está relacionada principalmente com seu módulo de elasticidade dinâmico e sua densidade, é possível avaliar a integridade de uma estrutura a partir de correlações matemáticas entre.
Muito embora o equipamento básico utilizado para este teste e o procedimento de ensaio associados ao método de frequência de ressonância tenham sido normalizados em diversos países, além do fato de que há equipamento de ensaio disponível comercialmente, a utilização desse método é limitada. Diversas tentativas têm sido feitas para se estabelecer relações empíricas entre o módulo de elasticidade dinâmico e a resistência do concreto. Algumas relações obtidas parecem adotar-se apenas para tipos particulares de concretos, mas existem dúvidas de que uma relação generalizada qualquer possa ser estabelecida entre as propriedades em questão.
Porém, apesar destas limitações, a determinação da frequência de ressonância tem sido empregada de modo positivo no estudo dos efeitos de condições ambientais agressivas em amostras de concreto, além da avaliação do dano sofrido pela ação do fogo e da deterioração decorrente da reação álcali-agregado. As vantagens com a utilização desse método se devem ao fato de que sucessivas determinações podem ser realizadas em uma mesma amostra, sendo capaz de identificar, com precisão, as alterações na microestrutura do concreto.
1.7 Método da Termografia Infravermelha
Este método se baseia no princípio de que as anomalias abaixo da superfívie dos materiais afetam o fluxo de calor através dos mesmos. Desta forma, a termografia infravermelha constitui uma técnica não destrutiva de sensoriamento remoto que tem se mostrado como um método de ensaio eficiente, útil e econômico para avaliação do concreto. Assim, com esse método, é possível detectar, com precisão, grandes defeitos e delaminações no interior de estruturas de concreto, tais como tabuleiros de pontes, pavimentos de estradas, pisos de garagens, pavimentos de estacionamento e muros de arrimo. Como uma técnica de ensaio, destaca-se dentre suas qualidades a precisão, a repetitividade, a economia e a não inconveniência ao público durante a execução do ensaio.
2 Considerações Finais
	
3 Referências 
IENH. Manual de normas de ABNT. Disponível em www.ienh.com.br
Avaliação da Resistência do Concreto Usando Diferentes Ensaios Não Destrutivos. A.C.J. Evangelista. 2002. 219p. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro (RJ).
Handbook of Nondestructive Testing of Concrete. 2. ed. V.M. Malhotra; N.J. Carino. Boca Ranton, CRC Press, 2004. 
DE CASTRO, Alessandra Lorenzetti; ÂNGULO, Sérgio Cirelli; BILESKY, Pedro Carlos; DOS SANTOS, Rafael Francisco Cardoso; HAMASSAKI, Luiz Tsuguio; SILVA, Ernan. Métodos de ensaios não destrutivos para estruturas de concreto, Revista Techne, Edição 151 - Outubro/2009. Disponibilizado em http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/151/artigo286643-2.aspx.
4 Resumo
Neste artigo propormos um estudo mais aprofundado de ensaios não destrutivo de concreto, através de diversos métodos de ensaio, convertendo-se possíveis resultados satisfatórios, conservando sua estrutura integra.
Discutindo-se de uma maneira geral, utilizamos duas classes de métodos de ensaio não destrutivo para aplicação de estruturas no concreto. A primeira baseia-se em métodos para estimar a resistência do material, assim como ensaio de dureza superficial (esclerometria), resistência a penetração. A segunda classe inclui métodos que medem outras características e defeitos internos do concreto por meio de propagação de ondas e termografia infravermelha, além desses métodos forão abordados informaçoes sobre a armadura, como a localização das barras de aço, seu diâmetro e o potencial de corrosão.
Através dessas duas classes de métodos de ensaio,obtivemos valores precisos em alguns ensaios, e em outros nem tanto,já que dependiam de alguns fatores externos como:uniformidade da superficie,da condição de umidade,da carbonatação superficial e da rigidez do elemento estrutural.
Por fim,concluimos que os métodos de Frequencia de Ressonancia e o da Termografia Infravermelha são os únicos que estimam com precisão as alterações na microestrutura do concreto e a conveniencia do público durante a execução do ensaio.