09. enio pazini - ensaios

16 de maro de 2013

TCNICAS DE ENSAIOS IN-SITU PARA A CARACTERIZAO DE MATERIAIS E ESTRUTURAS TCNICAS DE ENSAIOS DE LABORATRIO PARA CARACTERIZAO DE MATERIAIS

CURSO INTERNACIONAL SOBRE DIAGNSTICO E

GESTO DE PONTES

IDD - FHECOR

Dr. Enio Pazini Figueiredo Professor Titular Universidade Federal de Gois [email protected]

O destino dos construtores

produzir a longo prazo

grandes desmoronamentos

Margareth Yourcenar escritora belga

Desabamento de ponte no Paran escancara a

necessidade de investimentos em infra-estrutura

poca (jan/2005)

Advanced corrosion

process in the column

of the bridge in

Norway

Bridge in Norway being

completely repaired

Alcali Aggregate

Reaction in the

foundation blocks

Bridge in service

collapsed (Brazil,

2001)

Pear Harbor in Santa

Marta, Colombia

presenting corrosion

problems.

Pear harbor

structures in Canada

presenting several

corrosion problems.

Advanced durability problems

in this bridge located in Natal,

Brazil.

SITUAES ONDE SE FAZ NECESSIO A

REALIZAO DE ENSAIOS:

CONTROLE DA QUALIDADE DURANTE A EXECUO

fckest < fck ENSAIOS DE COMPROVAO DA ESTRUTURA

CONTROLE DA QUALIDADE EM SERVIO

ERROS DE EXECUO

MUDANA DE USO DA ESTRUTURA

COMPORTAMENTO INADEQUADO DA ESTRUTURA EM

SERVIO

RECALQUES E NECESSIDADE DE CONHECER SUAS CAUSAS

DETERMINAO DA CAPACIDADE RESIDUAL (incndio, impactos,

deterioraes fsico-qumicas, sobrecarga no prevista)

INSPEO VISUAL

Consiste no primeiro passo para avaliao de uma estrutura de concreto fornecendo vrias informaes que podem levar identificao da causa das manifestaes patolgicas observadas.

Etapas de inspeo: Proceder uma inspeo geral da estrutura em questo, de forma

a torn-la familiar;

Obter projetos e documentos sobre a execuo, manuteno e uso da estrutura;

Planejar a metodologia de investigao;

Desenvolver uma inspeo visual detalhada;

De acordo com a necessidade, proceder os demais ensaios tecnolgicos in loco ou indicar a extrao de testemunhos para ensaios em laboratrio.

ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

MTODO / NORMA CLASSIFICAO CUSTO

VELOCIDADE

DE OBTENO

DO RESULTADO

DANO

ESTRUTURA

LOCAL DE

REALIZAO

DO ENSAIO

APLICAO

EXTRAO DE

TESTEMUNHOS DE

CONCRETO

(NBR 7680/83)

ENSAIO

DESTRUTIVO MODERADO MODERADA

LOCALIZADO

E

IMPORTANTE

IN LOCO

RESIST. CARACT. ESTIMADA

COMPRESSO; MDULO DEF.

LONGITUDINAL E

TRANSVERSAL; DIAGRAMA

TENSO/DEFORMAO;RESIST

NCIA TRAO; COEFICIENTE

DE POISSON

EXTRAO DE

TESTEMUNHOS DE

ARMADURA

ENSAIO

DESTRUTIVO MODERADO MODERADA

LOCALIZADO

E

IMPORTANTE

IN LOCO

RESISTNCIA TRAO;

TENSO DE ESCOAMENTO;

ALONGAMENTO E

DOBRAMENTO

ESCLEROMETRIA

(NBR 7584/95)

ENSAIO NO-

DESTRUTIVO BAIXO RPIDA NENHUM IN LOCO

UNIFORMIDADE; ESTIMATIVA

DA RESISTNCIA PELA DUREZA

SUPERFICIAL

ULTRA-SOM

(NBR 8802/94)

ENSAIO NO-


UNIFORMIDADE;

HOMOGENEIDADE; MDULO DE

DEFORMAO DINMICO;

DEFEITOS NO VISVEIS;

ESTIMATIVA DA RESISTNCIA

PROVA-DE-CARGA

(NBR 9607/86)

ENSAIO NO-

DESTRUTIVO ALTO MODERADA NENHUM IN LOCO DEFORMAES

PROFUNDIDADE DE

CARBONATAO

Mtodo CPC18 - RILEM

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO BAIXO RPIDA PEQUENO IN LOCO

CAUSA E RISCO DE CORROSO DETECO

ELETROMAGNTICA

DO

POSICIONAMENTO

DA ARMADURA E

AVALIAO DO

COBRIMENTO

ENSAIO NO-



MTODO / NORMA CLASSIFICAO CUSTO

VELOCIDADE

DE OBTENO

DO RESULTADO

DANO

ESTRUTURA

LOCAL DE

REALIZAO

DO ENSAIO

APLICAO

CONTEDO E

PROFUNDIDADE DE

ALCANCE DE

CLORETOS

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO BAIXO MODERADA PEQUENO LABORATRIO CAUSA E RISCO DE CORROSO

POTENCIAL DE

CORROSO

(ASTM C-876/91)

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO MODERADO RPIDA PEQUENO IN LOCO

RISCO DE CORROSO

RESISTIVIDADE ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO MODERADO RPIDA

PEQUENO

/NENHUM IN LOCO

RESISTNCIA DE

POLARIZAO

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO

MODERADO /

ALTO RPIDA PEQUENO IN LOCO

VELOCIDADE DE CORROSO

DEFORMAES

IMPEDNCIA ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO ALTO LENTA PEQUENO LABORATRIO

INTENSIDADE

GALVNICA

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO

MODERADO /

ALTO RPIDA PEQUENO LABORATRIO

RUDO

ELETROQUMICO

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO

MODERADO /

ALTO LENTA PEQUENO LABORATRIO

ABSORO

(NBR 9778/87)

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO MODERADO LENTA

MODERADO /

PEQUENO LABORATRIO

CAUSA E RISCO DE

DETERIORAO DO CONCRETO

E CORROSO

PERMEABILIDADE

A GUA E GASES

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO MODERADO LENTA

MODERADO /

PEQUENO

LABORATRIO /

IN LOCO

TEOR DE UMIDADE ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO BAIXO

MODERADA /

LENTA PEQUENO IN LOCO

CONTEDO DE

SULFATOS

ENSAIO SEMI-

DESTRUTIVO

BAIXO /

MODERADO

MODERADA /

LENTA

MODERADO /

PEQUENO LABORATRIO

RADIOGRFICOS ENSAIO NO-

DESTRUTIVO ALTO LENTA NENHUM LABORATRIO

ENSAIOS PARA AVALIAO DAS ESTRUTURAS

Ensaios semi-destrutivos

Ensaios no-destrutivos

Ensaios destrutivos

Ensaios destrutivos

Estes ensaios so realizados com extrao de testemunhos de concreto

Fornece resultados reais, obtidos diretamente da estrutura


Estes ensaios provocam prejuzos

somente de ordem esttica.

No provocam prejuzos significantes

estrutura analisada e podem ser aplicados

para determinao da capacidade

residual de uma estrutura, estimativa de

resistncia compresso, mudana de

uso da estrutura, dentre outras.

Ensaios semi-destrutivos

Ensaios no-destrutivos



ENSAIOS DESTRUTIVOS


EXTRAO DE TESTEMUNHOS DE CONCRETO

NBR 7680 Extrao, Preparo, Ensaio e Anlise de testemunhos

de estruturas de concreto

AMOSTRAGEM: LOTES DE CONCRETAGEM

IMPORTNCIA ESTRUTURAL

INVESTIGAES PARALELAS COM ENSAIOS NO-

DESTRUTIVOS

RESISTNCIA MNIMA: > 5 MPa


NBR 7680 Extrao, Preparo, Ensaio e Anlise de

testemunhos de estruturas de concreto



NBR 7680 / 83 Extrao, Preparo, Ensaio e Anlise de

testemunhos de estruturas de concreto

DIMENSES DO TESTEMUNHO:

15 cm

3 x DIMENSO MXIMA CARACTERSTICA DO

AGREGADO GRADO

> 10 cm

h/ > 1,0 PADRO: h = 30 cm, = 15 cm, h/ = 2



COLUNAS, PILARES E PAREDES-

CORTINA: testemunhos devem ser extrados

50 cm abaixo do topo

Testemunhos no devem conter materiais

extranhos (madeira, ao, etc.)

Extrao na direo ortogonal de

lanamento do concreto



Direo da extrao:

65 sem diferenas significativas

71 horizontal 12% < vertical




RUPTURA Armazenar nas mesmas condies ambientais de uso da estrutura

CLCULO DA RESISTNCIA

NBRs 6118, 12655

0,83 1,00

0,89 1,25

0,93 1,50

0,97 1,75

1,00 2,00

FATOR DE CORREO h/


EXTRAO DE TESTEMUNHOS DE CONCRETO NBR 7680 / 83 Extrao, Preparo, Ensaio e Anlise de testemunhos de estruturas de concreto

INFLUNCIA DA IDADE

1,67 1,59 1,40 1,00 0,71 - AF/POZ

1,15 1,15 1,10 1,00 0,91 0,80 ARI

1,20 1,18 1,11 1,00 0,88 0,68 CP

COMUM

> 2 anos 1 ano 3 meses 28 dias 14 dias 7 dias CIMENTO



INFORMAES IMPORTANTES: Local da extrao

Data da concretagem

Identificao do CP

Data da extrao

Data da ruptura

Dimenses do CP h e

Relao h/

Fator de correo

Resistncia (no ensaio e corrigida)

Observaes (falhas e armaduras)


EXTRAO DE TESTEMUNHOS DE AO

Aplicvel para obteno:

diagrama tenso x deformao NBR 6152/92

resistncia trao NBR 6152/92

tenso de escoamento NBR 6152/92

alongamento NBR 6152/92

dobramento NBR 6153/88

REPOSIO DE

SEO DE

BARRA

EXTRADA


ENSAIOS SEMI-DESTRUTIVOS


ENSAIO DE PERMEABILIDADE AO AR

MTODO DE FIGG

Registro

Mangueiras Auxiliares

Corpo de Prova

Vacumetro

Conexes Especiais

Aspirador Mecnico

(a)


ENSAIO DE PERMEABILIDADE AO AR

MTODO DE FIGG

Detalhe do orifcio no concreto


METODOLOGIA

Ensaio de permeabilidade do concreto ao ar

pelo mtodo de FIGG


Permeabilidade do concreto ao ar

em funo da relao a/c

1134

348,66

27,86

7,65

1

10

100

1000

10000

1 2 3 4

Relao a/c

Tem

po

de P

erm

eab

ilid

ad

e (

s)

0,35 0,50 0,65 0,80


ENSAIO DE ABSORO

ANLISE DOS RESULTADOS


Relao entre a permeabilidade ao ar

e a absoro


Classificao do tipo de material cimentcio em funo do tempo de permeabilidade

(CATHER et al., 1984)

Categoria

Tempo de

Permeabilidade

(s)

Interpretao

Tipo de Material

0

1000

Excelente

Concreto modificado

por polmeros


Relao entre a resistncia compresso

aos 28 dias e a permeabilidade ao ar


CARBONATAO

MEDIDA DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAO

ENSAIOS PARA AVALIAO DA DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

CLCULO DO TEOR DE CLORETOS

NORMAS DE REFERNCIA

NBR 6118: teor de Cl- em relao gua de amassamento < 600 mg/l

BSI: teor de Cl- em relao massa de cimento < 0,35% num quentil de 95% no podendo existir valor individual > 0,5%

ANSI/ACI: teor de Cl- em relao massa de cimento < 2%


MTODO DE ASPERSO DO NITRATO DE PRATA (AgNO3)

Quando a soluo de nitrato de prata aspergida na superfcie do concreto ocorre uma reao fotoqumica.

O fato que onde h presena de cloretos livres, ocorre a formao de precipitados brancos de cloreto de prata e onde os cloretos encontram-se na forma combinada, ou na ausncia de cloretos, ocorre a formao de precipitados escuros de xido de prata (OTSUKI et al., 1992).

Cloretos combinados ou Ausncia de

cloretos

Cloretos livres


FUNCIONAMENTO DO MTODO DE ASPERSO DO

NITRATO DE PRATA

Que teor de cloretos daria incio a formao

dos precipitados brancos de cloreto de

prata?


TEOR DE CLORETOS DETECTADO PELO MTODO

Que teor de cloretos pode ser combinado?

Percentuais de at 0,6% em relao massa de cimento, so completamente convertidos para a forma combinada, em at 28 dias (COLLEPARDI, 1997).


TEOR DE CLORETOS DETECTADO PELO MTODO

Realizao do ensaio de asperso de Nitrato de Prata em

corpos-de-prova de argamassa de 5 x 10 cm


Ausncia de cloretos ou

cloretos combinados

Cloretos livres


Aspecto dos corpos-de-prova aps a asperso

Cloreto de Prata ou Carbonato de Prata?

AgNO3 + Cl- AgCl + NO3

-

Insolvel em

cido ntrico

2Ag + CO2 Ag2CO3 Solvel em

cido ntrico

ACIDIFICAO DA AMOSTRA PARA DETECTAR

CLORETOS OU CARBONATAO

Cloreto de prata

Cloreto de prata + cido

ntrico = no dilui

Carbonato de prata

Carbonato de prata + cido

ntrico = dilui completamente


MTODOS ELETROQUMICOS

QUALIDADE DO CONCRETO

(PENETRAO DE AGENTES

AGRESSIVOS)

CORROSO DA ARMADURA


POTENCIAL DE CORROSO

EQUILBRIO ENTRE IONIZAO DO FERRO E

CONSUMO DE ELTRONS

CRITRIO DE AVALIAO (ASTM C 876/91):

> 95% < -350

50% entre -200 e 350

< 5% > -200

PROBABILIDADE DE

CORROSO

Ecorr

(mV, Cu/SO4Cu)


Anlise dos resultados

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

-70 -50 -30 -10 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290

Idade (dias)

Ec

orr (

-mV

)

Incio dos

ciclos

1% NaCl

5% de probabilidade

de corroso

50% de probabilidade

de corroso


de corroso

Incio dos

ciclos

3% NaCl

Incio dos

ciclos

2% NaCl

Ecorr 2% SBR



0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

-70 -50 -30 -10 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290

Idade (dias)

Ec

orr

(-m

V)

Incio dos

ciclos

1% NaCl95% de

probabilidade de

corroso


de corroso

5% de probabilidade

de corroso

Incio dos

ciclos

2% NaCl

Incio dos

ciclos

3% NaCl

Ecorr 6% SBR



0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

-70 -50 -30 -10 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290

Idade (dias)

Ec

orr

(-m

V)

Incio dos

ciclos

1% NaCl

5% de probabilidade

de corroso


de corroso


de corroso

Incio dos

ciclos

3% NaCl

Incio dos

ciclos

2% NaCl

Ecorr 10% SBR

RESISTNCIA DE POLARIZAO

A Resistncia de Polarizao obtida da inclinao de uma rampa potenciodinmica

(E /I) decorrente da imposio de uma polarizao catdica inicial de 10 mV/minuto em torno do potencial de equilbrio (ANDRADE et al., 1986). A Resistncia de

Polarizao obtida da pendente da curva formada pela variao da corrente (I) em funo da variao do potencial (E).

Rp = E I

A velocidade ou intensidade instantnea de corroso (Icorr) obtida a partir da

Resistncia de Polarizao e da aplicao da frmula de STERN; GEARY (1957).

Icorr = __B__

Rp

onde,

B a constante que varia em funo das caractersticas do sistema metal/meio e que

dificilmente abandona o intervalo entre 13 a 52 mV.

l

RESISTNCIA DE POLARIZAO

Para o caso de armaduras embebidas no concreto ou argamassa, ANDRADE;

GONZALEZ (1978) encontraram experimentalmente valores para "B", que levaram

obteno de uma aceitvel concordncia entre as perdas de massa gravimtricas e

eletroqumicas. As discordncias encontradas foram normalmente menores do que o

fator de 2 sugerido por STERN; WEISERT (1959).

Ao dividir a intensidade de corroso, Icorr, pela rea efetiva de estudo "S", obtm-se a

densidade de corroso, icorr.

icorr = __B__

Rp. S

onde,

icorr obtida em A/cm; B dado em mV;

Rp dada em kohm;

S dada em cm.


INTENSIDADE DE CORROSO

MEDIDA DA VELOCIDADE DE CORROSO


RESISTNCIA DE POLARIZAO Rp

Medida da velocidade da corroso (icorr)

CRITRIO DE AVALIAO

(ALONSO & ANDRADE, 1990)

DESPREZVEL < 0,1

MODERADA 0,1 A 0,5

ELEVADA 0,5 A 1

MUITO ELEVADA > 1

VELOCIDADE DO

PROCESSO

icorr (A/cm)


INTENSIDADE GALVNICA (Ig)

Aplicao de diferena de potencial nula entre

dois tramos conectados ao potenciostato

A corrente lida no potenciostato a Ig

Estudo das macropilhas

Influncia do tamanho do ctodo na corroso

do nodo


Icat INTENSIDADE CATDICA

Medida a um potencial de 750 mV (ECS)

Registrada quando I x T alcana regime

estacionrio


Valores de Dap (O2) para diferentes materiais

MATERIAL Dap(O2) (cm/s)

pasta (a/c = 0,5) 1,13 x 10-6 (PAGE, 1987)

argamassa (a/c = 0,5) 1,30 x 10-6 (GJORV, 1986)

concreto (a/c = 0,5) 2,50 x 10-6 (GJORV, 1986)

concreto (a/c = 0,6) 3,70 x 10-6 (GJORV, 1986)

argamassa (a/c = 0,5)

revestimento da armadura base

cimento e polmero plstico

0,90 x 10-8 (FIGUEIREDO, 1994)

argamassa (a/c = 0,5)

revestimento da armadura base

epxi

4,00 x 10-9 (FIGUEIREDO, 1994)


DIFUSO DE CLORETOS

Penetrao de ons atravs da rede porosa

do concreto

Movimentao de ons por efeito de um

campo eltrico


DIFUSO DE CLORETOS

Medidas de [Cl-] nas duas partes da clula

Passagem dos Cl- de forma contnua

JCl = C2 C1

rea do disco x Tempo

Defe = JCl x R x T x i

ZCl x F x CCl x x E (ANDRADE e SANJUAN, 1994)

Defe 10-8 cm/s


IMPEDNCIA

Associao das caractersticas da interface

metal/soluo com um circuito eltrico

(RANDLES)

Re resistncia do eletrlito

C capacidade da dupla camada eletroqumica

Rt resistncia de transferncia (Rp)


IMPEDNCIA

Uso da tcnica de Impedncia para avaliao da corroso

(FIGUEIREDO, 1994)


ENSAIOS SEMI-DESTRUTIVOS PARA

PROGNSTICO DA RESISTNCIA

Ensaio de Arrancamento:

um pino com cabea alargada fundido no concreto

durante a execuo;

o pino e um fragmento cnico do concreto so

extrados usando-se um equipamento de aplicao

de carga de trao;

a fora necessria para arrancar o pino e a

geometria do tronco de cone resultante so

indicadores da resistncia do concreto.


ENSAIOS SEMI-DESTRUTIVOS PARA PROGNSTICO DA

RESISTNCIA

Windsor Test:(BS 1881 Part 207)

baseia-se no princpio de medir a profundidade com que um pino de ao com caractersticas padronizadas consegue penetrar no concreto aps ser propelido por uma pistola com determinada energia cintica;

a energia cintica de propulso do pino funo da potncia do cartucho de disparo, da posio do cartucho e do pino na pistola e da energia absorvida pelo atrito entre o pino e o tubo de descarga da pistola;

aps propelido, o pino penetra no concreto, sendo a energia cintica inicial absorvida, em parte pelo atrito entre o concreto e o pino e, por outra parte, pelo esmagamento e fissurao do concreto;

o valor da profundidade final que o pino penetra no concreto relacionado com sua resistncia compresso.


ENSAIOS SEMI-DESTRUTIVOS PARA PROGNSTICO DA

RESISTNCIA

Pin Penetration:

o mtodo consiste em medir a profundidade que um pino metlico de

3,56 mm penetra na superfcie do concreto, aps ser propelido pela

ao de uma mola, que lhe confere a energia de 10,3 Joules;

A baixa energia de propulso do Pin Penetration no suficiente

para que haja a penetrao nos agregados grados do concreto;

A influncia de vazios na superfcie do concreto no afeta os

resultados do ensaio Pin Penetration visto que, devido ao reduzido

dimetro do pino, os vazios resultaro em medidas de penetrao

muito grandes, que devem ser desprezadas quando da avaliao

dos resultados.

Caractersticas do ensaio Windsor Test Pin Penetration

Dimetro do pino 6,35 mm 3,56 mm

Comprimento penetrvel do

pino

79,5 mm 7,60 mm

Penetrao tpica de 20 a 75 mm de 0,3 a 7,0 mm

Energia de propulso 792 J 10,3 J


ENSAIOS NO-DESTRUTIVOS

Fissurmetro.

Procedimento para a determinao de movimentao

da fissura pelo mtodo do selo de gesso

(FIGUEIREDO, 1989).

Selo de gesso

Fissura

Procedimento para a determinao de movimentao

da fissura pelo mtodo do alongmetro

Plaquetas de metal coladas

com epxi

Fissura

Alongmetro

ESCLERMETRO

ENSAIO DE ESCLEROMETRIA PARA VERIFICAO DA

HOMOGENEIDADE DO CONCRETO E ESTIMATIVA DA

RESISTNCIA COMPRESSO


ESCLEROMETRIA NBR 7584

Concreto endurecido Avaliao da dureza

superficial pelo esclermetro de reflexo

ENSAIO:

correo para ngulo

rea de ensaio > 70x70, < 200x200 mm

pedra carborundum

superfcie limpa e seca

nmero de impactos > 5 e < 16


ESCLEROMETRIA

TIPO: Esclermetro Schmidt

mede o ndice escleromtrico

quanto maior a dureza maior o

ndice

aferio do aparelho: bigorna

FATORES QUE INFLUENCIAM:

presena de agregados grados

carbonatao

presena de ninhos

irregularidade superficial

saturao ou umidade da

superfcie

VANTAGENS:

Facilidade de execuo

Baixo custo dos equipamentos

DESVANTAGENS:

Coef. variao interno do ensaio relativamente alto ( 10%)

UTILIDADE:

Homogeneidade

Avaliao da resistncia

Mapeamento de zonas de risco

Correlaes com outros ensaios


ENSAIO DE PERMEABILIDADE DO CONCRETO

MTODO DO CACHIMBO


RESISTIVIDADE

IMPORTNCIA:

INICIAO E PROPAGAO DA CORROSO

MTODO DOS QUATRO ELETRODOS (WERNNER)

RESISTIVIDADE = 2 l V

I


RESISTIVIDADE DO CONCRETO

Esquema da medida da resistividade atravs do mtodo dos quatro eletrodos


RESISTIVIDADE DO CONCRETO

MEDIDA DA RESISTIVIDADE

PELO MTODO DOS QUATRO ELETRODOS

UMIDADE DO CONCRETO PROPAGAO DA CORROSO

Medidor porttil e

digital de

resistividade

eltrica superficial

do concreto


RESISTIVIDADE

(critrio de interpretao dos ensaios)

BAIXO > 20000

BAIXO/MODERADO 10000 A 20000

ALTO 5000 A 10000

MUITO ALTO < 5000

RISCO DE

CORROSO

RESISTIVIDADE

(ohm x cm)


DETERMINAO DA VELOCIDADE DE PROPAGAO

DA ONDA ULTRA-SNICA NBR 8802

PRINCPIO:

A velocidade de propagao da onda ultra-

snica num meio depende da densidade,

mdulo de deformao (Ec) e coeficiente de

Poisson

ENSAIO:

Superfcie plana, lisa e limpa

Acoplante (graxa ou vaselina)

Medio do tempo em s

Distncia conhecida

PRINCPIO BSICO DE FUNCIONAMENTO DO ULTRA-SOM

(FERRARI & PADARATZ, 2003)


ULTRA-SOM - RESULTADOS DO ENSAIO

CLCULO DA VELOCIDADE V = L , em m/s

T

CLCULO DO MDULO DE DEFORMAO DINMICO

E = V x x (1+) x (1-2), em kgf/cm

g (1-) onde:

V = velocidade em cm/s

= densidade (kgf/cm) 2,4 x 10-3

g = gravidade 1000 cm/s

= Coef. Poisson 0,2


MDULO DE DEFORMAO DO CONCRETO X VELOCIDADE

DE PROPAGAO DA ONDA ULTRA-SNICA

y = 2E-13x3,9171

R2 = 0,817

10

15

20

25

30

35

3500 3700 3900 4100 4300

VELOCIDADE ULTRA-SNICA (m/s)

M

DU

LO

DE

DE

FO

RM

A

O

OB

TID

O

C/ U

SO

DE

TR

AN

SD

UT

OR

IND

UTIV

O T

IPO

LV

DT

(GP

a)

CORRELAO ENTRE O MDULO DE DEFORMAO E A VELOCIDADE DE PROPAGAO DA ONDA ULTRA-SNICA NO CONCRETO

(SENA, 2003)

CMEC/UFG Goinia 2006

VELOCIDADE ULTRA-SNICA

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

180D;0,78 180D;0,25

Idade ; Relao a/c

Velo

cid

ad

e u

ltra

-s

nic

a m

d

ia (

m/s

)

Moldados Extraidos No prtico

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

180D;Moldados 180D;Extrados 180D;No prtico

Idade ; Tipo

Ve

loc

ida

de

ult

ra-s

n

ica

m

dia

(m/s

)

Relao a/c=0,78 Relao a/c=0,25

Diferena = 102%

Diferena = 123%

Diferena = 122%

Possibilidade de se realizar

ensaios na prpria estrutura,

sem necessidade de se extrair

testemunhos de concreto.

CMEC/UFG Goinia 2006

CORRELAO LINEAR DA VELOCIDADE COM A RESISTNCIA COMPRESSO

3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

Velocidade ultra-snica (m/s)

10

20

30

40

50

60

70

80

Resis

tncia

c

om

pre

sso (

MP

a)

R = 0,010538294*V - 18,9430073

r2 = 0,9606; r = 0,9801

VELOCIDADE X RESIST. COMPRESSO

A/C = 0,78 e 0,25

R2 = 0,96 R= 0,98

CORRELAO LINEAR DA VELOCIDADE COM O MDULO DE DEFORMAO

3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000


16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

Mdulo

de d

efo

rmao c

om

uso d

e tra

nsduto

r in

dutivo tip

o

LV

DT

(G

Pa)

ELVDT = 0,0035553844*V + 8,1958441

r2 = 0,8558; r = 0,9251

3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000


16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

Mdulo

de d

efo

rmao c

om

uso d

e tra

nsduto

r re

sis

tivo tip

o

str

ain

gage

(G

Pa)

ESTRAIN = 0,00283653248*V + 9,17221041

r2 = 0,9216; r = 0,9600

R2 = 0,92 STRAIN GAGE

LVDT R2 = 0,86


ULTRA-SOM FATORES QUE INFLUENCIAM NO ENSAIO

UMIDADE ( 8%)

ARMADURA TRANSVERSAL

ARMADURA LONGITUDINAL

FALHAS DE CONCRETAGEM

(QUEDA DE V DE 10 A 20%)

NATUREZA E CARACTERSTICA DO AGREGADO ( 20%)

IDADE DO CONCRETO ( 5%)


Critrio de avaliao dos valores ultra-snicos

(WHITEHURST, 1951)

PSSIMO < 2000 m/s

RUIM 2000 a 3000 m/s

REGULAR 3000 a 3500 m/s

BOM 3500 a 4500 m/s

EXCELENTE > 4500 m/s

CONDIES DO CONCRETO

VELOCIDADE DE

PROPAGAO DA ONDA

ULTRA-SNICA NO CONCRETO


OUTRAS UTILIDADES DO ULTRA-SOM:

Determinao da profundidade de fissuras;

Localizao de ninhos de concretagem;

Eficincia do preenchimento de uma fissura

com epxi;

Determinao da espessura de lajes no

terreno.

Esquema para determinao da profundidade de

fissuras no concreto (BAUER, 1987).


DETECO ELETROMAGNTICA DA ARMADURA

USO DO DETECTOR ELETROMAGNTICO PARA CONHECER A

POSIO, DIMETRO, COBRIMENTO E ESPAAMENTO DA

ARMADURA


FERRAMENTA AUXILIAR: REBARBADOR PNEUMTICO

RUPTURA DO CONCRETO COM REBARBADOR

PNEUMTICO PARA EXPOSIO DA ARMADURA


PROVA DE CARGA

NBR 9607 Prova de carga em estruturas de concreto

armado e protendido

As cargas de servio no devem ser

ultrapassadas

Tipos de carga: esttica ou dinmica

Durao: curta ou longa

Aplicao: elementos fletidos


PROVA DE CARGA

Inconvenientes da compresso:

Cargas muito elevadas

Pequenas deformaes

Ruptura frgil

Participao do calculista:

Definir carregamento, deformaes e pontos de controle

Carregamento feito com gua e sacos

Controle:

Medidores de flechas, extensmetros/Tensotast

Verificao com clculo das deformaes e comparao

com as obtidas

Provas de carga

Exemplo de prova de carga

Prova de carga

Exemplo de prova de carga

SENSORES

RILEM Technical Recommendation

Medies com sensores incorporados,

preparados pelo comit tcnico da RILEM,

TC-154, Mtodos eletroqumicos para

medio da corroso de armaduras no

concreto. Faz parte do programa de

pesquisa Europeu COST 521 A corroso

do ao em Estruturas de Concreto Armado.

Tipos de sensores

Umidade

Temperatura

Potencial de corroso

Velocidade de corroso (Rp)

Deformaes (Strain Gages)

Cloretos

Ph

SENSOR DE CLORETOS

09. enio pazini - ensaios

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