344025876-Ensaios-Nao-Destrutivos-de-Estruturas-de-Concreto

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Figura 1 - Ilustração da sequência de execução do ensaio de
esclerometria (Mehta & Monteiro, 2008)
Artigo
Métodos de ensaios não destrutivos para estruturas de concreto
Edição 151 - Outubro/2009
Para garantir a
segurança das
estruturas de concreto é
necessário averiguar sua
condição com um nível
elevado de precisão e
detalhe. De longa data,
a maneira usual de se
inspecionar e fazer
diagnósticos do
desempenho das
estruturas de concreto
está relacionada com ensaios de resistência à compressão em testemunhos
extraídos da própria estrutura. Porém, esse procedimento nem sempre é
recomendado devido à geometria dos elementos estruturais, que muitas vezes
não permite extrair testemunhos com as dimensões padronizadas para os
ensaios, bem como os próprios riscos e danos que o seccionamento de estruturas
pode causar. A utilização de ensaios não destrutivos, ora restritos à avaliação da
uniformidade da resistência mecânica do concreto, passa a ser então uma
alternativa mais atraente, uma vez que os métodos se modernizaram,
aumentando a precisão de análise pela combinação de métodos e detalhamento
de outras características.
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
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Métodos de ensaios não destrutivos para estruturas de concreto | Téchne http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/151/artigo-metodos-de-ensai...
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Figura 2 - (A) Equipamento penetrômetro Windsor composto
pela pistola (1), pino (2), modelo de sonda simples (3) e escala
calibrada de profundidade (4); (B) Execução do ensaio de
resistência à penetração em uma amostra de concreto
(Malhotra & Carino, 2004)
Figura 3 - Esquema para execução do método pullout
(Malhotra & Carino, 2004)
propriedades do concreto se deve ao fato desse material ser heterogêneo, causando
interferências nas medidas realizadas, como atenuação, dispersão, difração e reflexão
dos sinais (Mehta & Monteiro, 2008). 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.
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 (Malhotra & Carino, 2004).
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 (Malhotra & Carino, 2004).
O esclerômetro de reflexão de Schmidt é o instrumento utilizado para a avaliação da
dureza superficial do concreto com base no princípio do ricochete. O procedimento para
utilização do esclerômetro e, consequentemente, realização do ensaio é apresentado na
figura 1. No Brasil, o procedimento para execução desse ensaio é estabelecido na NBR
7584:1995.
O esclerômetro é um equipamento leve, simples de operar e barato. Com esse
instrumento é possível avaliar a uniformidade da resistência mecânica do concreto "in
loco", com danos praticamente nulos à superfície do material (Evangelista, 2002), mas
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
(Mehta & Monteiro, 2008), mesmo se corrigindo a localização do êmbolo.
Técnicas de resistência à
penetração
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
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Figura 4 - Equipamento para
execução do método break-off
(Malhotra & Carino, 2004)
disparar um pino constituído de uma liga de elevada dureza contra o concreto (figura
2). 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 (Mehta &
Monteiro, 2008).
Como o método de resistência à penetração 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 (Mehta & Monteiro, 2008).
Ensaios de arrancamento
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 (figura 3). 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 (figura 4) 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.
Figura 5 - Ilustração do método
pull-off mostrando os dois
procedimentos que podem ser
usados (Malhotra & Carino,
2004)
O método pull-off é baseado 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 (figura 5): 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 (Malhotra & Carino,
2004).
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.
Ensaios de absorção e de 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
(Malhotra & Carino, 2004).
Existem diversos métodos de ensaio para medir a sucção capilar, a resistência à
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Figura 6 - (A) Configuração do
ensaio de absorção superficial
inicial (Isat); (B) configuração do
método de Figg (Mehta &
Monteiro, 2008)
penetração de água e a permeabilidade em laboratório,
porém, para medida em campo, existem dois métodos
básicos (figura 6): o ensaio de absorção superficial
inicial (Isat) e o método Figg. No Isat uma coluna de
pressão constante é 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 preparo devido, 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 (Mehta & Monteiro, 2008).
Método da maturidade
O método da maturidade é uma técnica não destrutiva
para estimar o ganho de resistência do concreto com
base no histórico da temperatura desenvolvida durante
a cura do material. Os efeitos combinados do tempo e
da temperatura sobre o ganho de resistência são
quantificados por meio de uma função de maturidade:
assume-se que amostras das mesmas misturas de
concreto de mesma maturidade atingirão a mesma
resistência, independentemente das combinações
tempo-temperatura que levam àquela maturidade
(Mehta & Monteiro, 2008).
As principais aplicações desse método estão relacionadas com o monitoramento do
desenvolvimento da resistência à compressão nas idades iniciais do concreto, visando à
retirada das fôrmas e do escoramento. Suas limitações devem-se ao fato do ensaio
estar relacionado com medições pontuais, sendo que para investigar as variações
internas do concreto uma grande quantidade de pontos seria necessária, encarecendo o
ensaio (Evangelista, 2002).
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5 comentários Classificar por
Lucas Morais
Muito bom artigo
Curtir · Responder · 30 de maio de 2016 14:41
Bonifácio Neves de Souza · Universidade Federal da Bahia
Em 2012 foi lançada uma nova versão ( NBR 7584:1995). Quem tiver a de 2012
manda para o meu e-mail por favor: bonifacio.nevesouza@gmail.com
Curtir · Responder · 28 de setembro de 2016 08:44 · Editado
JC Kerubin · Empresário em Trabalhador autônomo
bom conteúdo. !.
Curtir · Responder · 28 de outubro de 2016 11:20
Isaias Santos · Trabalha na empresa ARTCD
no brasil esse campo é escasso
Curtir · Responder · 27 de dezembro de 2016 06:13
João Vitor Dourado Falcao · Arquitetura e Urbanismo na UNIFACS
otimo !
Curtir · Responder · 30 de março de 2017 08:15
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