Upload
miltonps
View
81
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
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-
DESTRUTIVO BAIXO RPIDA NENHUM IN LOCO
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-
DESTRUTIVO BAIXO RPIDA NENHUM IN LOCO
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DAS ESTRUTURAS
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 PARA AVALIAO DAS ESTRUTURAS
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
ENSAIOS DESTRUTIVOS
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
EXTRAO DE TESTEMUNHOS DE CONCRETO
NBR 7680 Extrao, Preparo, Ensaio e Anlise de
testemunhos de estruturas de concreto
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
EXTRAO DE TESTEMUNHOS 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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
EXTRAO DE TESTEMUNHOS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
EXTRAO DE TESTEMUNHOS DE CONCRETO
Direo da extrao:
65 sem diferenas significativas
71 horizontal 12% < vertical
74 horizontal 5% < vertical
76 horizontal 8% < vertical
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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/
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
EXTRAO DE TESTEMUNHOS DE CONCRETO
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)
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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 PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
ENSAIOS SEMI-DESTRUTIVOS
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
ENSAIO DE PERMEABILIDADE AO AR
MTODO DE FIGG
Registro
Mangueiras Auxiliares
Corpo de Prova
Vacumetro
Conexes Especiais
Aspirador Mecnico
(a)
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
ENSAIO DE PERMEABILIDADE AO AR
MTODO DE FIGG
Detalhe do orifcio no concreto
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
METODOLOGIA
Ensaio de permeabilidade do concreto ao ar
pelo mtodo de FIGG
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
ENSAIO DE ABSORO
ANLISE DOS RESULTADOS
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
Relao entre a permeabilidade ao ar
e a absoro
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
Relao entre a resistncia compresso
aos 28 dias e a permeabilidade ao ar
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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%
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
FUNCIONAMENTO DO MTODO DE ASPERSO DO
NITRATO DE PRATA
Que teor de cloretos daria incio a formao
dos precipitados brancos de cloreto de
prata?
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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).
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
Ausncia de cloretos ou
cloretos combinados
Cloretos livres
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
MTODOS ELETROQUMICOS
QUALIDADE DO CONCRETO
(PENETRAO DE AGENTES
AGRESSIVOS)
CORROSO DA ARMADURA
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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)
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
95% de probabilidade
de corroso
Incio dos
ciclos
3% NaCl
Incio dos
ciclos
2% NaCl
Ecorr 2% SBR
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
(-m
V)
Incio dos
ciclos
1% NaCl95% de
probabilidade de
corroso
50% de probabilidade
de corroso
5% de probabilidade
de corroso
Incio dos
ciclos
2% NaCl
Incio dos
ciclos
3% NaCl
Ecorr 6% SBR
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
(-m
V)
Incio dos
ciclos
1% NaCl
5% de probabilidade
de corroso
50% de probabilidade
de corroso
95% de probabilidade
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.
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
INTENSIDADE DE CORROSO
MEDIDA DA VELOCIDADE DE CORROSO
ENSAIOS PARA AVALIAO DA DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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)
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
Icat INTENSIDADE CATDICA
Medida a um potencial de 750 mV (ECS)
Registrada quando I x T alcana regime
estacionrio
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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)
ENSAIOS PARA AVALIAO DA DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
DIFUSO DE CLORETOS
Penetrao de ons atravs da rede porosa
do concreto
Movimentao de ons por efeito de um
campo eltrico
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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)
ENSAIOS PARA AVALIAO DA DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
IMPEDNCIA
Uso da tcnica de Impedncia para avaliao da corroso
(FIGUEIREDO, 1994)
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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 PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE 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 PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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 PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
ENSAIO DE PERMEABILIDADE DO CONCRETO
MTODO DO CACHIMBO
ENSAIOS PARA AVALIAO DA DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
RESISTIVIDADE
IMPORTNCIA:
INICIAO E PROPAGAO DA CORROSO
MTODO DOS QUATRO ELETRODOS (WERNNER)
RESISTIVIDADE = 2 l V
I
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
RESISTIVIDADE DO CONCRETO
Esquema da medida da resistividade atravs do mtodo dos quatro eletrodos
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE 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)
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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)
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
Velocidade ultra-snica (m/s)
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
Velocidade ultra-snica (m/s)
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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%)
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE 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).
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
DETECO ELETROMAGNTICA DA ARMADURA
USO DO DETECTOR ELETROMAGNTICO PARA CONHECER A
POSIO, DIMETRO, COBRIMENTO E ESPAAMENTO DA
ARMADURA
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
FERRAMENTA AUXILIAR: REBARBADOR PNEUMTICO
RUPTURA DO CONCRETO COM REBARBADOR
PNEUMTICO PARA EXPOSIO DA ARMADURA
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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
ENSAIOS PARA AVALIAO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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