NBR 8802 1994 - Concreto endurecido - Determinação da velocidade de propagação de onda ultra-sônica

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Palavras-chave: Concreto. Ultra-som 8 páginas
Concreto endurecido - Determinação
da velocidade de propagação de onda
ultra-sônica
NBR 8802FEV 1994
Origem: Projeto NBR 8802/1992
CB-18 - Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados
CE-18:301.05 - Comissão de Estudo de Ensaios de Concreto na Estrutura
NBR 8802 - Hardened concrete - Determination of ultrasonic wave transmission
velocity - Method of test
Descriptors: Concrete. Ultrasound
Esta Norma substitui a NBR 8802/1985
Válida a partir de 30.03.1994
Método de ensaio
SUMÁRIO
1 Objetivo
2 Definições
3 Aparelhagem
4 Execução do ensaio
5 Resultados
ANEXO A - Verificação da homogeneidade do concreto
ANEXO B - Posição relativa entre os dois transdutores
ANEXO C - Principais fatores que influenciam os resultados
1 Objetivo
Esta Norma prescreve o método de ensaio não-destrutivo
para determinar a velocidade de propagação de ondas
longitudinais, obtidas por pulsos ultra-sônicos, através de
um componente de concreto, e tem como principais
aplicações:
a) verificação da homogeneidade do concreto (ver
Anexo A);
b) detecção de eventuais falhas internas de concre-
tagem, profundidade de fissuras e outras imper-
feições;
c) monitoramento de variações no concreto, ao longo
do tempo, decorrentes de agressividade do meio
(ataque químico) principalmente pela ação de sul-
fatos.
2 Definições
Para os efeitos desta Norma são adotadas as definições
de 2.1 a 2.4.
2.1 Acoplante
Material a ser utilizado entre as faces dos transdutores e
do material a ser ensaiado, a fim de permitir o contato con-
tínuo entre as superfícies, na menor espessura possível.
Nota: Graxas de silicone ou mineral, e vaselina fornecem boa
conexão quando usadas em concretos que tenham a
superfície lisa.
2.2 Freqüência ultra-sônica
Freqüência 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 instan-
te, tem o deslocamento na mesma direção da propa-
gação do distúrbio.
2.4 Velocidade de propagação
Relação entre distância percorrida por uma vibração ou
distúrbio durante um intervalo de tempo.
3 Aparelhagem
A aparelhagem necessária ao ensaio está descrita em 3.1
a 3.6.
2 NBR 8802/1994
3.1 Circuito gerador-receptor
Aparelho de pulso elétrico de baixa freqüência ultra-sô-
nica, com alta estabilidade e precisão de leitura de pelo
menos 0,1 µs.
3.2 Transdutor-emissor
Aparelho que possibilita a transformação do pulso elétri-
co em onda de choque numa faixa de 24 kHz a 500 kHz.
3.3 Transdutor-receptor
Aparelho que possibilita a transformação da onda de
choque em pulso elétrico, com amplificação 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 trans-
dutores. 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 trans-
dutores ao circuito gerador-receptor.
3.6 Barra de referência
Peça que possibilita a aferição do equipamento ultra-
sônico, feita de material metálico, com superfícies de aco-
plamento 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
4.1.1
 Os corpos-de-prova ou componentes de concreto
a serem ensaiados devem ter as superfícies planas, lisas
e isentas de sujeira.
4.1.2
 Os corpos-de-prova ou componentes de concreto a
serem ensaiados que não sejam suficientemente lisos
devem ter suas superfícies de ensaio regularizadas atra-
vés de processos mecânicos ou com camada de pasta
de cimento, gesso ou resina epóxi, em espessura mínima
a fim de possibilitar bom acoplamento com os transdutores.
Nota: Caso a regularização das superfície de ensaio dos corpos-
de-prova ou do componente a ser ensaiado seja feita por
processos mecânicos, as vibrações não devem afetar a
estrutura interna do material a ser ensaiado.
4.1.3
 Os corpos-de-prova ou os componentes de con-
creto a serem ensaiados devem ter as mesmas condi-
ções de composição e umidade relativa.
Nota: Superfícies úmidas não causam problemas.
4.2 Ensaio
4.2.1
 Calibrar o aparelho usando a barra de referência ou
dispositivo equivalente.
4.2.2
 Verificar se as superfícies de ensaio dos corpos-de-
prova ou componentes de concreto correspondem ao de-
finido em 4.1.
4.2.3
 Aplicar fina camada de acoplante nas faces dos
transdutores ou no corpo-de-prova a ser ensaiado.
4.2.4
 Posicionar os transdutores de acordo com os arran-
jos descritos no Anexo B:
a) transmissão direta, com os transdutores nas faces
opostas do material;
b) transmissão indireta, com os transdutores na mes-
ma face;
c) transmissão semidireta, com os transdutores nas
faces adjacentes.
4.2.5
 O acoplamento e a pressão entre as superfícies dos
transdutores e do corpo-de-prova ou componente que
está sendo ensaiado devem ser considerados satisfató-
rios quando for obtido o valor mínimo de leitura com va-
riação de até ± 1%.
4.2.6
 A medida da distância entre os pontos onde devem
ser acoplados os centros das faces dos transdutores de-
ve ser determinada com precisão de ± 1%.
5 Resultados
5.1
 Calcular a velocidade de propagação de ondas con-
forme a seguinte fórmula:
L
V =
t
Onde:
V = velocidade de propagação (m/s)
L = distância entre os pontos de acoplamento dos
centros das faces dos transdutores (m)
t = tempo decorrido desde a emissão da onda até a
sua recepção (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.
5.2
 A apresentação dos resultados deve conter as se-
guintes informações:
a) localização na estrutura e identificação dos cor-
pos-de-prova, ou componentes de concreto en-
saiados;
NBR 8802/1994 3
b) distância entre as superfícies de contato dos trans-
dutores durante o ensaio;
c) direção de propagação da onda;
d) indicação da posição relativa dos transdutores;
e) velocidade de propagação;
f) descrição sucinta da preparação das superfícies e
condições de umidade do concreto;
g) outras que ainda se fizerem necessárias.
/ANEXO A
4 NBR 8802/1994
NBR 8802/1994 5
A-1 Deve ser definido um sistema de pontos para cobrir
uniformemente um volume apropriado de concreto na es-
trutura, para se verificar a homogeneidade do concreto. O
espaçamento entre os pontos individuais depende das
dimensões do componente da estrutura, da precisão re-
querida e da variabilidade do concreto. Em grandes es-
truturas 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
ANEXO A - Verificação da homogeneidade do concreto
longitudinal ao de propagação das ondas, pois a velocidade
de propagação de ondas é maior no aço do que no con-
creto.
A-3 É possível expressar a homogeneidade do concreto
em forma de parâmetros estatísticos, taiscomo o desvio
padrão (s) ou o coeficiente de variação (δ) das medidas de
velocidade de propagação de ondas ultra-sônicas no con-
creto, feitas em pontos da malha. Contudo, tais parâme-
tros só podem ser usados para comparar variações em
componentes de concreto similares, devendo ser con-
siderados os fatores expressos no Anexo C.
/ANEXO B
6 NBR 8802/1994
B-1 Transmissão direta
Este arranjo é o mais recomendado na determinação da
velocidade de propagação de ondas através de um mate-
rial, pois desta forma as ondas são recebidas com maior
intensidade. Os transdutores se posicionam em faces
opostas, conforme indicado na Figura 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 suficiente para propiciar o desloca-
mento do transdutor-receptor.
B-2.1
 Para se determinar a velocidade de propagação é
necessário:
a) fixar o transdutor-emissor em um ponto (E);
b) fazer a leitura do tempo de propagação de ondas
estando o transdutor-receptor nos pontos R1, R2,
ANEXO B - Posição relativa entre os dois transdutores
R3,........., Rn, eqüidistantes entre si e sobre uma
mesma reta que contém o ponto fixo do trans-
dutor-emissor, conforme indicado na Figura 2;
c) locar, em um sistema cartesiano de eixos, as dis-
tâncias entre os pontos E e R1 a Rn e os tempos lidos
para que a onda ultra-sônica percorra estas distân-
cias, conforme indicado na Figura 3.
B-2.2
 A inclinação da reta obtida é a velocidade de pro-
pagação 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 fa-
ces opostas de um corpo-de-prova ou componente de
concreto e a única face acessível não tenha comprimento
suficiente para se utilizar o arranjo de transmissão indire-
ta. Ver Figura 4.
Figura 2 - Transmissão indireta
Figura 1 - Transmissão direta
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Figura 3 - Transmissão indireta
Figura 4 - Transmissão semidireta
/ANEXO C
8 NBR 8802/1994
C-4 Tipo, densidade e outras características dos agre-
gados.
C-5 Tipo de cimento e grau de hidratação.
C-6 Direção de ensaio da peça.
C-7 Tipo de adensamento do concreto.
C-8 Idade do concreto.
C-1 Distância entre as superfícies de contato dos trans-
dutores.
C-2 Presença de armadura, principalmente no sentido de
propagação da onda.
C-3 Densidade do concreto, que depende do traço e das
condições de concretagem.
ANEXO C - Principais fatores que influenciam os resultados