trabalho durabilidade 1

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Instituto Politécnico de Viseu Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Viseu - 1 - Índice Índice de ilustrações ........................................................................................ - 2 - 1 Introdução ............................................................................................... - 3 - 2 Objectivos ............................................................................................... - 3 - 3 Ensaios realizados .................................................................................. - 4 - 3.1 Esclerómetro ....................................................................................... - 4 - 3.1.1 Equipamento ................................................................................ - 4 - 3.1.2 Uso do Esclerómetro .................................................................... - 5 - 3.1.3 Registo e Análise de Resultados .................................................. - 6 - 3.2 Ultra-Sons ......................................................................................... - 11 - 3.2.1 Equipamento .............................................................................. - 11 - 3.2.2 Uso do aparelho Ultra-Sónico ..................................................... - 12 - 3.2.3 Registo e Análise de Resultados ................................................ - 13 - 3.3 Pacómetro ......................................................................................... - 16 - 3.3.1 Equipamento .............................................................................. - 16 - 3.3.2 Uso do Pacómetro ...................................................................... - 17 - 3.3.3 Registo e Análise de Resultados ................................................ - 18 - 3.4 Ensaio de Carbonatação (Fenolfetalaína) .......................................... - 22 - 3.4.1 Equipamento .............................................................................. - 22 - 3.4.2 Metodologia do ensaio................................................................ - 23 - 3.4.3 Registo e Análise de Resultados ................................................ - 24 - 4 Conclusão ............................................................................................. - 26 - 5 Bibliografias .......................................................................................... - 27 -

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Page 1: Trabalho Durabilidade 1

Instituto Politécnico de Viseu Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Viseu

- 1 -

Índice Índice de ilustrações ........................................................................................ - 2 -

1 Introdução ............................................................................................... - 3 -

2 Objectivos ............................................................................................... - 3 -

3 Ensaios realizados .................................................................................. - 4 -

3.1 Esclerómetro ....................................................................................... - 4 -

3.1.1 Equipamento ................................................................................ - 4 -

3.1.2 Uso do Esclerómetro .................................................................... - 5 -

3.1.3 Registo e Análise de Resultados .................................................. - 6 -

3.2 Ultra-Sons ......................................................................................... - 11 -

3.2.1 Equipamento .............................................................................. - 11 -

3.2.2 Uso do aparelho Ultra-Sónico ..................................................... - 12 -

3.2.3 Registo e Análise de Resultados ................................................ - 13 -

3.3 Pacómetro ......................................................................................... - 16 -

3.3.1 Equipamento .............................................................................. - 16 -

3.3.2 Uso do Pacómetro ...................................................................... - 17 -

3.3.3 Registo e Análise de Resultados ................................................ - 18 -

3.4 Ensaio de Carbonatação (Fenolfetalaína) .......................................... - 22 -

3.4.1 Equipamento .............................................................................. - 22 -

3.4.2 Metodologia do ensaio ................................................................ - 23 -

3.4.3 Registo e Análise de Resultados ................................................ - 24 -

4 Conclusão ............................................................................................. - 26 -

5 Bibliografias .......................................................................................... - 27 -

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ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES

Fig.1 – Esclerómetro de Schimidt .................................................................... - 5 -

Fig. 2. Área do muro em estudo ....................................................................... - 7 -

Fig. 3 – Ensaio Esclerométrico ........................................................................ - 8 -

Fig. 4 – Ensaio Esclerométrico, presença de vazios ........................................ - 9 -

Fig. 5 - Área da parede em estudo .................................................................. - 9 -

Fig. 6 – Ensaio ultra-som. Métodos de disposição dos transdutores. ............. - 11 -

Fig. 7 – Aparelho Ultra-Sónico ....................................................................... - 12 -

Fig. 8 – Secção em estudo, lisa e limpa. Colocação de vaselina. .................. - 13 -

Fig. 9 – Ensaio ultra sons. Método ................................................................. - 14 -

directo ............................................................................................................ - 14 -

Fig. 10 – Ensaio ultra sons. Método ............................................................... - 14 -

Indirecto ......................................................................................................... - 14 -

Fig. 11 – Ensaio ultra sons. Método ............................................................... - 15 -

Semi-directo .................................................................................................. - 15 -

Fig. 12 – Pacómetro ...................................................................................... - 16 -

Fig. 13 – Uso do Pacómetro .......................................................................... - 17 -

Fig. 14 – Resultados obtidos no ensaio do pacómetro ................................... - 18 -

Fig. 15 – Resultados do recobrimento em mm, autocad ................................ - 19 -

Fig. 16 – Resultados obtidos no ensaio do pacómetro ................................... - 19 -

Fig. 17 – Resultados do recobrimento em mm, autocad ................................ - 20 -

Fig. 18 – Resultados do recobrimento em mm, autocad ................................ - 21 -

Fig. 19 – Reacção da fenolfetalaína............................................................... - 23 -

Fig. 20 – Após o ensaio. Superfície carbonatada ........................................... - 24 -

Fig. 21 – Após o ensaio. Superfície carbonatada ........................................... - 25 -

Page 3: Trabalho Durabilidade 1

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1 INTRODUÇÃO

Os Ensaios Não Destrutivos (END) e Semi-Destrutivos têm vindo a ser utilizados

de forma crescente na investigação/inspecção de estruturas, na Engenharia Civil,

devido ao seu baixo custo e à facilidade e rapidez de execução.

Este aumento é, também, devido a um conjunto de factores: o aperfeiçoamento

tecnológico, quer do hardware quer do software, na aquisição de dados; as vantagens

económicas na avaliação de estruturas de grande volume, quando comparamos com

ensaios comuns; a capacidade de se avaliar rapidamente, através das inspecções,

estruturas existentes, e posterior avaliação da sua segurança estrutural. Os métodos

dos END são especialmente indicados para a determinação, com segurança, das

propriedades dos materiais que constituem os elementos estruturais.

Para além das características geométricas dos elementos estruturais permitem a

determinação das propriedades dos materiais que os constituem, tais como a

densidade, o módulo de elasticidade, a resistência, a dureza superficial e a

capacidade de absorção. De entre outras características também são utilizados na

localização de descontinuidades superficiais e internas, tais como a presença de

vazios e fissuras e na verificação da presença de humidade, etc.

No entanto, estes ensaios também apresentam algumas desvantagens, como

por exemplo: problemas genéricos de aplicação, derivados da difícil interpretação de

resultados; em alguns dos métodos, falta de normas que estabeleçam os

procedimentos para a sua realização, bem como regras sobre a interpretação dos

resultados obtidos; composição heterogénea e a porosidade de alguns elementos

estruturais, como o betão; fácil alteração das propriedades devido ao tempo.

2 OBJECTIVOS

Estudar vários ensaios não destrutivos numa estrutura de betão armado;

Realizar os ensaios, num local previamente definido, de acordo com as

normas em vigor;

Comentar e comparar os resultados obtidos em cada um dos ensaios

realizados.

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3 ENSAIOS REALIZADOS

De acordo com o que nos foi proposto, foram realizados vários ensaios em

diferentes estruturas de betão armado. Dos vários Ensaios Não Destrutivos,

realizamos Ensaios Mecânicos (Esclerómetro e Ultra-Sons), Ensaio Electromagnético

(Pacómetro) e um Ensaio Químico (Indicador de Fenolfetalaína).

Estes ensaios foram realizados no interior da escola (ESTGV), mais

propriamente num muro de betão armado, parede do pavilhão de madeiras e num pilar

interior do pavilhão de materiais de construção.

3.1 ESCLERÓMETRO

O esclerómetro (fig. 1) é um aparelho que permite obter in situ, de uma forma

simples e não destrutiva, a resistência à compressão de elementos de betão.

Por se tratar de um ensaio de resistência superficial, os valores obtidos são

apenas representativos de uma camada até 5 cm de profundidade. No entanto, o

ensaio é útil para avaliar a homogeneidade do betão, verificar se existe um

determinado nível mínimo de resistência e decidir sobre a necessidade de fazer

ensaios mais completos. A tensão de rotura à compressão, referente a provetes

cúbicos ou cilíndricos, é estimada com base na sua correlação com o índice

esclerométrico.

Este ensaio não substitui a determinação da tensão de rotura à compressão

através de provetes cilíndricos, em laboratório.

3.1.1 Equipamento

O equipamento utilizado é o esclerómetro do tipo de Schmidt (fig. 1).

Quando se pressiona o veio de compressão do esclerómetro contra a superfície

de betão a ensaiar, comprime-se uma mola existente no interior do aparelho. Logo que

o veio atinge o fim do seu curso, é libertada, instantaneamente, uma massa que choca

com a sua extremidade interior. O choque é transmitido à superfície a ensaiar, a qual

reage, provocando um ressalto. O mesmo veio transmite esse ressalto à massa móvel,

que, ao deslocar-se, faz mover um ponteiro, visível no exterior do invólucro do

Page 5: Trabalho Durabilidade 1

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- 5 -

aparelho, e regista o ponto máximo do ressalto da massa. Quanto mais dura e

compacta for a superfície do betão, maior será o ressalto.

O valor de referência obtido através da escala do aparelho – índice

esclerométrico – permite avaliar o valor da resistência à compressão do betão, tendo

em conta o ângulo entre o eixo longitudinal do esclerómetro e a superfície ensaiada.

3.1.2 Uso do Esclerómetro

Após preparação da superfície a ensaiar, a cabeça do veio de compressão é

colocada perpendicularmente à superfície a ensaiar, empurrando o corpo do

esclerómetro contra ela, duma forma contínua, até a massa se soltar e se ouvir o

impacto.

Fig.1 – Esclerómetro de Schimidt

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(1) “Bigorna de Calibração, bigorna em aço para a verificação do esclerómetro, com uma dureza mínima de 52 HRC e

uma massa de 16±1 kg e um diâmetro de aproximadamente 150 mm.”

3.1.3 Registo e Análise de Resultados

De acordo com a Norma Portuguesa EN 12540-2, antes da sequência de

ensaios na superfície de betão, obtivemos e registamos as leituras usando a bigorna

de calibração(1) de aço para verificar que estão dentro da gama recomendada pelo

fabricante. Se não estiverem, limpar ou ajustar o esclerómetro.

Nos quadros seguintes apresentamos o registo de valores do esclerómetro na

bigorna de calibração antes e depois de efectuar o ensaio na superfície de betão.

Início Operador

1 Operador

2 Operador

3

1 78 72 68 2 70 70 68 3 74 72 70 4 76 70 68 5 72 72 74 6 72 72 68 7 72 70 70 8 70 78 68 9 70 72 68

10 72 74 72

Soma 726 722 694

Média 72,6 72,2 69,4

F.Correcção 0,9075 0,9025 0,8675

Ao analisarmos estes resultados podemos verificar que para os vários

operadores obtiveram-se Factores de Correcção diferentes, pois depende da

“pressão” aplicada e mesmo o posicionamento do aparelho. Este Factor de Correcção

foi calculado dividindo a média dos valores por uma constante de 80.

De seguida, efectuamos o ensaio em duas superfícies de betão diferentes.

A primeira zona foi num muro de betão no interior da ESTGV.

Final Operador

1 Operador

2 Operador

3

1 70 76 76

2 76 78 72

3 76 74 76

4 72 76 76 5 72 76 76

6 74 76 72 7 70 74 72

8 76 78 74 9 70 74 70

10 72 76 72

Soma 728 758 736

Média 72,8 75,8 73,6

F.Correcção 0,9100 0,9475 0,9200

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- 7 -

Como ilustra a Fig. 2 a secção está dividida em 16 partes, cada uma com 6,25

cm2 (2.5x2.5), valor mínimo recomendado pela NP EN 12540-2. Cada operador

realizou o ensaio e registaram-se os seguintes valores:

Muro Operador

1 Operador

2 Operador

3

1 30 28 28

2 32 0 38

3 34 36 34

4 26 30 38

5 34 28 28

6 22 30 38

7 32 36 36

8 30 32 32

9 26 32 26

10 28 30 32

11 28 30 26

12 26 28 18

13 26 32 28

14 26 34 24

15 34 34 26

16 30 32 18

Mediana 29 31 28

X 26,32 27,98 24,29

Y 18,35 20,82 15,41

Fig. 2. Área do muro em estudo

Page 8: Trabalho Durabilidade 1

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De acordo com os resultados obtidos na tabela anterior verificamos que para a

mesma secção em estudo os varios operadores obtiveram vários valores de

resistência do betão, como já era esperado.

A resistência do betão (Y), foi calculada através de uma curva de correlação

dada por Y = 0,0108x2 + 0,9021x – 12,87, em que o x é o valor da mediana calculada

para cada operador multiplicada pelo seu Factor de Correcção. De salientar que esta

curva de correlação é para ensaios com o esclerómetro a 0º, ou seja perpendicular à

superfice de betão (Fig. 3).

Ao analisarmos os resultados obtidos podemos verificar alguns valores

“estranhos”, mais propriamente o valor 0, que aparece no Operador 2 na secção 2.

Este valor deve-se à presença de vazios, um dos factores contribuintes para a

influência dos resultados deste ensaio. Antes do ensaio, esta secção apresentava

optimas condiçoes para a realização do mesmo (Fig. 2), mas depois como podemos

ver na Fig. 4 a existência de vazios. Dos restantes valores, podemos dizer que se

encontram mais ou menos entre os valores pretendidos, apesar de haver diferenças

mesmo assim.

Estas diferenças são causadas por factores como por exemplo: a colocação do

esclerómetro, a presença de vazios (como já referimos em cima), a presença de

inertes com maior resistência faz com que o valor obtido seja mais alto bem como a

presença de armadura junto à superfície.

A resistência calculada ao fim do ensaio encontra-se entre os 15 e os 20 MPa de

acordo com os vários operadores.

Fig. 3 – Ensaio Esclerométrico

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- 9 -

A segunda zona em estudo foi numa parede do Pavilhão de Madeiras da

ESTGV.

Realizou-se o mesmo procedimento da secção anterior obtendo-se os seguintes

valores de resistência:

Fig. 4 – Ensaio Esclerométrico, presença de vazios

Fig. 5 - Área da parede em estudo

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Pavilhão Operador

1 Operador

2 Operador

3

1 38 36 34

2 34 42 32

3 32 36 34

4 30 42 30

5 32 40 34

6 30 34 38

7 36 40 34

8 38 44 30

9 38 44 34

10 36 40 40

11 38 36 30

12 32 42 38

13 36 40 36

14 36 34 36

15 36 32 34

16 34 34 34

Mediana 36 40 34

X 32,76 37,90 31,28

Y 28,27 36,83 25,91

Verificamos que nesta os valores de resistência (Y) são mais elevados que os

anteriores e que não há tanta variação significativa de valores. Pensamos nós que

este facto deve-se a que esta parede foi construída com placas pré-fabricadas.

A resistência calculada ao fim do ensaio encontra-se entre os 26 e os 37 MPa de

acordo com os vários operadores.

Ao fim de realizarmos e analisarmos o Ensaio Esclerométrico concluímos que é

difícil chegar a um valor de resistência para as duas secções em estudo, uma vez que

para a mesma secção deu valores bastante diferentes para cada operador. Teríamos

de recorrer a mais ensaios para chegar a um valor de resistência do betão.

(diagnóstico, Ensaios Esclerométricos)

Page 11: Trabalho Durabilidade 1

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- 11 -

3.2 ULTRA-SONS

O ensaio ultra-sónico do betão consiste na determinação da velocidade de

propagação dum impulso ultra-sónico, entre dois pontos de medida (fig. 1), tendo em

vista obter informação sobre: características mecânicas, homogeneidade,

presença de fissuras e defeitos.

O impulso ultra-sónico é gerado num ponto do elemento em estudo através dum

transdutor emissor (1, na fig. 6), a partir dum sinal eléctrico. Depois de atravessar o

betão, o sinal ultra-sónico é captado por um outro transdutor receptor, (2, na fig. 1),

colocado num outro ponto, que o transforma novamente em sinal eléctrico. O tempo

gasto no percurso é medido electronicamente na unidade de medida central, sendo

assim possível calcular a velocidade de propagação.

3.2.1 Equipamento

O equipamento (fig. 7) é composto por uma unidade central, onde se encontra o

gerador de impulsos eléctricos e o circuito de leitura, e por dois transdutores. Faz

ainda parte do equipamento um invar (51,1 microsegundos) que permite fazer a sua

calibração.

Transmissão directa Transmissão semi-directa Transmissão indirecta

Fig. 6 – Ensaio ultra-som. Métodos de

disposição dos transdutores.

Page 12: Trabalho Durabilidade 1

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- 12 -

3.2.2 Uso do aparelho Ultra-Sónico

Os métodos directo e semi-directo têm como finalidade a avaliação das

características de resistência mecânica e de homogeneidade e detecção de

descontinuidades no betão. O método indirecto aplica-se, fundamentalmente, na

determinação da profundidade de fissuras.

O método semi-directo aplica-se apenas na impossibilidade de colocação dos

transdutores segundo o método directo.

Os ensaios devem ser efectuados em superfícies lisas, sendo conveniente usar

uma massa de contacto (no nosso caso, vaselina) entre os transdutores e a superfície,

de modo a melhorar a transmissão acústica.

Qualidade do betão em função da velocidade da propagação dos ultra-sons

Velocidade de propagação de ondas (m/s)

Estado do elemento de betão

Superior a 4575 Excelente

3660-4575 Bom

3050-3660 Questionável

2135-3050 Mau

Inferior a 2135 Muito mau

Fig. 7 – Aparelho Ultra-Sónico

Page 13: Trabalho Durabilidade 1

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3.2.3 Registo e Análise de Resultados

De acordo com a NP EN 12504-4, antes de realizarmos o ensaio de ultra-som,

calibramos o aparelho com um “invar” retirando um coeficiente de calibração.

Verificamos se as superfícies em estudo estavam lisas e limpas, para depois

colocarmos a vaselina (Fig. 8) e daí prosseguirmos ao ensaio.

Na parede do Pavilhão de Madeiras (ESTGV), só foi possível usar o método

indirecto, devido à difícil/impossibilidade passagem dos transdutores.

Para melhor compreensão de resultados e uma vez que existem vários factores

que influenciam os mesmos (estado da superfície, tipo e quantidade de inertes,

proporções da mistura, temperatura, presença de armaduras, presença de fissuras e

vazios internos, frequência do transdutor emissor, etc.), realizamos este método para

três situações diferentes como nos mostra a tabela seguinte:

Dist. dos Transdutores(m)

0,3 0,6 0,85

coef. =65.7% v(m/s)

v(m/s)

v(m/s)

Operador 1 80,60 3722,08 170,40 3521,13 338,70 2509,60

Operador 2 93,90 3194,89 171,00 3508,77 299,40 2839,01

Operador 3 80,90 3708,28 171,50 3498,54 318,50 2668,76

Operador 4 80,60 3722,08 184,20 3257,33 320,90 2648,80

Fig. 8 – Secção em estudo, lisa e limpa.

Colocação de vaselina.

Page 14: Trabalho Durabilidade 1

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- 14 -

De acordo com os resultados obtidos, verificamos que quanto maior a distância

de transdutores menor é a velocidade de propagação, pois é calculada dividindo a

distancia entre transdutores pelo resultado obtido do aparelho. Verifica-se para todos

os operadores.

De referir também que a diferença de valores entre os vários operadores deve-

se ao facto de ser um aparelho muito sensível e também o posicionamento dos

transdutores não ser o mesmo entre os operadores.

Ao nível da qualidade de betão podemos concluir que para a distância de 30 cm

o estado do betão apresenta-se, bom (valores de velocidade entre 3660-4575). Para

distâncias superiores a qualidade do betão vai ser menor.

Para o muro de betão da ESTGV já foi possível fazer o estudo pelos três

métodos, directo, semi-directo e indirecto.

O método directo (Fig. 9) foi realizado por três operadores obtendo-se os

seguintes resultados:

No método indirecto (Fig. 10) os resultados obtidos foram:

Dist. dos Transdutores(m)

0,200

coef. =65% v(m/s)

Operador 1 47,50 4210,53

Operador 2 48,60 4115,23

Operador 3 48,10 4158,00

Dist. dos Transdutores(m)

0,25 0,5

coef. =65.7% v(m/s) v(m/s)

Operador 1 68,20 3665,69 155,20 3221,65

Operador 2 67,40 3709,20 176,80 2828,05

Operador 3 63,90 3912,36 155,30 3219,58

Fig. 9 – Ensaio ultra sons. Método

directo

Fig. 10 – Ensaio ultra sons. Método

Indirecto

Page 15: Trabalho Durabilidade 1

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- 15 -

Por fim no método semi-directo (Fig. 11) os resultados foram:

De acordo com os resultados obtidos para os diversos métodos é-nos

perceptível que o método directo nos dá valores melhores em termos de qualidade de

betão, pois a velocidade de propagação é maior (aproximadamente 4200 m/s).

As distâncias entre os transdutores, no método directo igual á espessura do

muro, 20 cm; no método indirecto distância entre transdutores; no semi-directo é

calculada a raiz quadrada das distâncias horizontais ao quadrado mais as verticais ao

quadrado (Dist. = 156,012,010,0 22 m).

Mais uma vez, podemos verificar que cada operador obteve valores diferentes,

pois estamos perante um aparelho muito sensível. Mesmo assim verificamos que no

método directo esta diferença de valores não é tão elevada como nos outros

métodos, dando-nos a ideia de que será o método mais fiável.

Sendo assim concluímos que o nosso betão em termos de qualidade apresenta

um estado Bom. (diagnóstico, Ensaio de Ultra-sons em betão)

Dist. dos Transdutores(m)

0,156

coef. =65.7% v(m/s)

Operador 1 67,70 2307,31

Operador 2 77,70 2010,36

Operador 3 60,70 2573,39

Fig. 11 – Ensaio ultra sons. Método

Semi-directo

Page 16: Trabalho Durabilidade 1

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3.3 PACÓMETRO

O pacómetro permite detectar a posição e a direcção das armaduras, as suas

dimensões e recobrimento, em estruturas de betão armado e pré-esforçado, de

forma não destrutiva. Também podem ser utilizados na detecção de cabos de pré-

esforço, mas com maiores limitações, que se prendem por um lado, às características

próprias destes elementos resistentes e, por outro, às capacidades do equipamento.

3.3.1 Equipamento

O medidor de recobrimento (fig. 12) é um aparelho portátil, alimentado por pilhas

e composto, fundamentalmente, pela unidade de leitura (que tem incorporado um

microprocessador), por dois detectores, um grande e outro pequeno, e dois

espaçadores.

O alcance de medição depende do diâmetro do varão e do tamanho do detector,

podendo ir até 360 mm, com uma precisão ± 2 mm ou 5 % até 75 % do alcance

(Norma BS 1881 Part 204).

O ajuste do zero é automático, bastando para tal afastar o elemento detector

(cerca de 1 m), de elementos metálicos.

O método de detecção de armaduras é auxiliado por um sistema áudio, variável

com a distância às armaduras.

Fig. 12 – Pacómetro

Page 17: Trabalho Durabilidade 1

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- 17 -

3.3.2 Uso do Pacómetro

O ensaio deverá ter por suporte o descrito na seguinte normalização de

referência:

BS 1881 Part 204.

Deverão cumprir-se, ainda, os seguintes procedimentos:

A área de cada zona de ensaio a levantar, por tipo de elemento estrutural,

terá, no mínimo, 2 m2.

No caso de vigas e pilares de estruturas porticadas vulgares, a área de

ensaio deverá distribuir-se, equitativamente, por todas as faces acessíveis.

A malha de armaduras detectada, no elemento estrutural em estudo, será

assinalada (com giz, lápis de cera, etc.), de forma a evidenciar a disposição dos

varões e servir de referência para a localização de outros ensaios, que venham a ser

realizados.

Deverão ser explicitamente indicados quaisquer factores que possam

influenciar as medições como, por exemplo, espessura de recobrimento, posição e

agrupamento das armaduras, direcção das armaduras.

Fig. 13 – Uso do Pacómetro

Page 18: Trabalho Durabilidade 1

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3.3.3 Registo e Análise de Resultados

O ensaio foi realizado em zonas diferentes, as mesmas que nos ensaios

anteriores e um pilar interior.

Na zona do muro de betão armado os resultados que obtivemos foram os

seguintes (Fig. 14). Ligou-se o aparelho e colocado em contacto com o muro percorria-

se até se ouvir um sinal sonoro mais intenso, registando o valor que aparecia no visor

do aparelho. Com isso marcamos com um giz e traçamos de acordo com a figura.

De acordo com os resultados obtidos podemos verificar que em termos de

construção não foi a mais rigorosa, pois o espaçamento das armaduras varia assim

como o seu recobrimento, este sim com valores bastante diferentes.

Para melhor visualização desenhamos em autocad (Fig. 15). Como podemos

verificar os valore do recobrimento da armadura, na parte inferior do muro apresentam

valores de 37 mm e na superior valores de 5, 9 e 14 mm o que nos dá a perceber que

a colocação da armadura foi efectuada no local, “à mão” havendo normalmente erros

nessa colocação. Também os recobrimentos da parte superior poderão ser tão baixos

devido a haver emendas ou sobreposição de armaduras.

Fig. 14 – Resultados obtidos no ensaio do pacómetro

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Na parede do Pavilhão de Madeiras os resultados obtidos foram os seguintes

(Fig. 16):

Nesta zona os valores do espaçamento entre armaduras variam, mas em ternos

de recobrimento estes valores não apresentam valores muito distintos, o que nos dá a

perceber que esta parede foi construída com placas de betão armado pré fabricadas.

Fig. 15 – Resultados do recobrimento em mm, autocad

Fig. 16 – Resultados obtidos no ensaio do pacómetro

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Como podemos ver (Fig. 17) que os valores de recobrimento variam entre os 18

e os 21 mm, o que comparado com a superfície anterior está muito melhor em termos

de construção.

Por fim no pilar interior, detectamos a posição das armaduras e verificamos que

estas estavam distribuídas horizontalmente com espaçamentos entre 13.5 e 14 cm e

verticalmente com 2 ferros afastados de 27 cm. Como mostra a figura (Fig. 18), o

ensaio foi realizado a 1.5 metros de altura onde a armadura apresentava um

recobrimento de 51 mm praticamente em toda a superfície. Na nossa opinião achamos

que a disposição das armaduras está bem distribuída. (diagnóstico, Detecção de

amaduras e avaliação do seu diâmetro e recobrimento)

Fig. 17 – Resultados do recobrimento em mm, autocad

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Fig. 18 – Resultados do recobrimento em mm, autocad

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3.4 ENSAIO DE CARBONATAÇÃO (FENOLFETALAÍNA)

A carbonatação é um dos mecanismos mais correntes de deterioração do

betão armado. O dióxido de carbono presente no ar penetra nos poros do betão e

reage com o hidróxido de cálcio formando carbonato de cálcio e água. Este processo é

acompanhado pela redução da alcalinidade do betão.

Num betão homogéneo, a carbonatação progride com a frente paralela à

superfície. Quando a frente de carbonatação atravessa o recobrimento das armaduras,

estas ficam despassivadas (devido à perda de alcalinidade), permitindo o início da sua

corrosão (desde que existam água e oxigénio), comprometendo, deste modo, a

durabilidade do betão.

A taxa de carbonatação depende de vários factores, particularmente da

permeabilidade do betão (quanto mais permeável, maior será a taxa de

carbonatação) e da humidade relativa (a carbonatação ocorre mais facilmente

quando a humidade relativa se situa entre 55 e 75 por cento).

Utilizando o indicador da fenolftaleína, é possível determinar in situ a

profundidade da frente de carbonatação em superfícies expostas.

Conhecendo a posição da frente de carbonatação em vários pontos duma

estrutura de betão armado, é possível avaliar a sua durabilidade e estimar a extensão

das zonas a reparar.

3.4.1 Equipamento

Fazem parte do equipamento:

Berbequim com percussão.

Martelo e escopro.

Compressor de ar.

Régua graduada em milímetros.

Solução alcoólica de fenolftaleína.

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3.4.2 Metodologia do ensaio

Os pontos de medição são criteriosamente seleccionados, de forma a poderem

se comparar as diferentes medições. Esta selecção tem, também, em conta o tipo de

controlo que se pretende fazer e o grau de rigor pretendido.

Nomeadamente, os elementos estruturais com as superfícies expostas aos

agentes ambientais são objecto de um maior número de medições.

A selecção exacta do ponto de medição terá em conta a posição das armaduras,

que serão localizadas previamente com um detector de armaduras (Pacómetro), a fim

de não serem danificadas.

A profundidade dos furos ou cavidades será superior em, pelo menos, 1 cm, ao

recobrimento medido com o detector de armaduras.

A limpeza correcta do furo é essencial para a fiabilidade dos resultados, que

deixarão de ter validade se existirem resíduos de pó das zonas interiores não

carbonatadas, depositados nas zonas que apresentam carbonatação.

Utilizando um borrifador com a solução alcoólica de fenolftaleína, molham-se as

superfícies internas do furo de ensaio e observa-se a sua coloração. A zona

carbonatada apresenta-se incolor, e a não carbonatada deverá apresentar uma

coloração rosada, sendo possível medir a profundidade da frente de carbonatação na

transição de uma zona para a outra (Fig. 19).

Fig. 19 – Reacção da fenolfetalaína

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3.4.3 Registo e Análise de Resultados

O ensaio de carbonatação foi realizado numa parte de uma viga extraída de uma

escola.

Verificamos desde logo que após a utilização do berbequim, este interferiu nos

resultados, uma vez que ao colocarmos fenolfetalaína esta ficou com cor rosada

devido à temperatura provocada pelo berbequim na superfície de betão.

Ao partirmos parte da superfície com o martelo e borrifar a fenolfetalaína

apresentou uma cor rosada a 4,5 cm de profundidade. Isto deve se ao facto de a parte

superior estar mais exposta aos agentes exteriores (Fig. 20).

Ao efectuarmos o mesmo procedimento no lado contrário da viga (Fig. 21)

verificamos que esta superfície estava mais exposta que a anterior, uma vez que está

praticamente carbonatada até profundidade de 7 cm.

Podemos concluir também que a pintura não era a mais adequada para efeitos

de protecção de carbonatação. (diagnóstico, Determinação da profundidade de

carbonatação de betões...)

Fig. 20 – Após o ensaio. Superfície

carbonatada

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Fig. 21 – Após o ensaio. Superfície

carbonatada

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4 CONCLUSÃO

Este trabalho, desenvolvido no âmbito da disciplina de “Durabilidade e

Reabilitação de Estruturas I”, visava a realização de ensaios não destrutivos, com o

intuito de analisar determinadas propriedades dos materiais constituintes dos

elementos estruturais em estudo.

Assim sendo, o primeiro ensaio realizado, designado por “Esclerómetro”,

demonstrou-se, de certa forma inconclusivo, pois por influência de determinados

factores lesivos, obtiveram-se valores algo disparos nas duas secções em estudo, algo

que dificultou a obtenção de um valor de resistência. Esta situação poderia ser

minimizada procedendo à realização de mais ensaios. Seguidamente, foi realizado o

ensaio de “Ultra-sons” no qual, uma vez mais, se obtiveram valores algo variáveis,

algo que se poderá justificar pela elevada sensibilidade do aparelho em utilização. No

entanto, foi possível concluir que, perante utilização do método directo, esta

discrepância de valores foi minimizada, sendo este apontado, neste caso, como o

método mais fiável para determinar a boa qualidade do betão em análise. O terceiro

ensaio, intitulado “Pacómetro”, permitiu-nos averiguar que a construção no muro de

betão não seria muito rigorosa, tendo em conta que o espaçamento das armaduras é

variável, bem como o seu recobrimento, sendo que este último varia de uma forma

mais explícita. Por outro lado, ao analisar a parede do pavilhão de madeiras verificou-

se que o espaçamento entre armaduras varia, uma vez mais, porém, no que diz

respeito ao recobrimento, a variação não se demonstra tão acentuada, algo que

remeterá para uma construção com placas de betão armado pré fabricadas.

Seguidamente e aquando da análise do pilar interior foi possível constatar que as

armaduras se encontravam distribuídas horizontalmente e, aparentemente, de uma

forma apropriada. Por fim e no que respeita ao quarto ensaio, designado “Ensaio de

carbonatação”, no qual foi utilizada Fenolfetalaína, tendo sido realizado numa porção

de uma viga. Este ensaio permitiu concluir que a parte mais exterior da porção em

análise, por se encontrar mais susceptível, encontrava-se mais danificada, sendo que,

por esse motivo, permanecia incolor após administração da fenolfetalaína.

Em suma e após análise de todos os ensaios realizados será possível concluir a

importância destes na determinação de certas características das construções

analisadas. Para além disso, a sua realização foi bastante benéfica para todos nós,

pois permitiu a aquisição de conhecimentos essenciais no âmbito da disciplina em

questão.

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5 BIBLIOGRAFIAS

diagnóstico, O. (s.d.). Detecção de amaduras e avaliação do seu diâmetro e

recobrimento. Obtido de http://www.oz-diagnostico.pt/fichas/1F%20010.pdf

diagnóstico, O. (s.d.). Determinação da profundidade de carbonatação de

betões... Obtido de http://www.oz-diagnostico.pt/fichas/1F%20029.pdf

diagnóstico, O. (s.d.). Ensaio de Ultra-sons em betão. Obtido de http://www.oz-

diagnostico.pt/fichas/1F%20004.pdf

diagnóstico, O. (s.d.). Ensaios Esclerométricos. Obtido de http://www.oz-

diagnostico.pt/fichas/1F%20001.pdf

Outros:

Apontamentos teóricos das aulas.