3. MATERIAIS E CONCRETOS
3.2. CONCRETOS
Para o estudo dos efeitos da temperatura no concreto, foram confeccionados
06 (seis) lotes de concretagem. Para melhor identificação dos lotes de concretagem,
eles foram referenciados, cada um, por uma cor. Segue então a descrição da
finalidade de cada lote de concretagem e a sua identificação:
Para o estudo do comportamento sem o resfriamento dos concretos
(resistência convencional e alta resistência) sem fibras de polipropileno, foram feitos
(02) dois lotes de concretagens:
- Concreto Vermelho: Estudo do comportamento do concreto de resistência
convencional aquecido até a temperatura especificada (25 ºC, 300 ºC, 600 ºC e 900
ºC) e posterior ensaio de ruptura sem o seu resfriamento. Identificação do ensaio:
ARCSR (Aquecimento de concreto de com Resistência Convencional Sem
Resfriamento).
- Concreto Marrom: Estudo do comportamento do concreto de alta resistência
aquecido até a sua temperatura e posterior ensaio de ruptura sem o seu
resfriamento. Identificação do ensaio: AARSR (Aquecimento de concreto de Alta
Resistência Sem Resfriamento).
Para avaliar o comportamento do concreto após o seu resfriamento foram
executados 03 (três) lotes de concretagem:
53
- Concreto Azul: Estudo do comportamento do concreto de resistência
convencional com 0% de fibras de polipropileno, submetido ao aquecimento e
ruptura após o resfriamento com extintor de espuma mecânica. Identificação do
ensaio: ARCRE (Aquecimento de concreto de com Resistência Convencional
Resfriado com extintor).
- Concreto Verde: Estudo do comportamento do concreto de resistência
convencional com 0,15% de fibras de polipropileno, submetido ao aquecimento com
ruptura após o resfriamento com água à temperatura ambiente. Identificação do
ensaio: ARCRA (Aquecimento de concreto de com Resistência Convencional
Resfriado com água).
- Concreto Amarelo: Estudo do comportamento do concreto de resistência
convencional com 0,30% de fibras de polipropileno, submetido ao aquecimento e
ruptura após o resfriamento ao ar. Identificação do ensaio: ARCRAR (Aquecimento
de concreto de com Resistência Convencional Resfriado ao ar).
Por último, também foi confeccionada uma concretagem (Concreto Branco),
onde parte dos corpos de prova se destinou ao estudo dos efeitos da temperatura do
concreto convencional submetido ao envelhecimento acelerado e outra parte, ao
estudo do efeito tamanho resultante da modificação das dimensões dos corpos de
prova prismáticos.
Fez-se o monitoramento do aquecimento interno de 03 (três) corpos de prova
cilíndricos de concreto de cada um dos lotes apresentados até as temperaturas
máximas de 300 ºC, 600 ºC e 900 ºC.
3.2.1. Distribuição dos Lotes dos Concretos
Pode ser visto nas TAB. 3.1 a TAB. 3.4 mostra a distribuição dos corpos de
prova cilíndricos de 100 mm x 200 mm e prismáticos de 100 mm x 100 mm x 300
mm nos lotes de concretagem de acordo com o formato, resistência média do
54
concreto à compressão e temperatura de ensaio, tipo de envelhecimento e para
se estudar o efeito tamanho nos corpos de prova prismáticos de concreto:
TAB. 3.1 Ensaios de elevação da temperatura e ruptura sem o resfriamento.
T (ºC) Ensaios ARCSR - = 35 MPa AARSR - = 50 MPa
100x200mm 100x100x300mm 100x200mm 100x100x300mm
25 Compressão 3 - 3 -
Flexão - 2 - 2
300 Compressão 3 - 3 -
Flexão - 2 - 2
600 Compressão 3 - 3 -
Flexão - 2 - 2
900 Compressão 3 - 3 -
Flexão - 2 - 2
Para cada lote de concretagem vermelha e marrom foram confeccionados 12
corpos de prova cilíndricos, sendo divididos em 04 grupos de 03 corpos de prova
para a exposição às temperaturas de 25 ºC, 300 ºC, 600 ºC e 900 ºC. Também
foram confeccionados 08 corpos de prova prismáticos, sendo divididos em 04
grupos de 02 corpos de prova para também expô-los às temperaturas de 25 ºC,
300 ºC, 600 ºC e 900 ºC. A FIG. 3.1 mostra a disposição dos corpos de prova para
facilitar a sua identificação e tipo de ensaio.
Para cada lote de concretagem azul, verde e amarela foram confeccionados
12 corpos de prova cilíndricos, sendo divididos em 04 grupos de 03 corpos de prova
para a exposição às temperaturas de 25 ºC, 300 ºC, 600 ºC e 900 ºC. Também
formam confeccionados 24 corpos de prova prismáticos, sendo divididos em quatro
grupos de 06 corpos de prova para também expô-los às temperaturas de 25 ºC,
300 ºC, 600 ºC e 900 ºC. A FIG. 3.2 mostra a disposição dos corpos de prova para
facilitar a sua identificação e tipo de ensaio.
55
FIG. 3.1 Distribuição dos corpos de prova nos ensaios sem o resfriamento.
TAB. 3.2 Ensaios de elevação da temperatura e ruptura posterior ao resfriamento:
T(ºC)
Ensaios = 35 MPa
100 mm x 200 mm 100 mm x 100 mm x 300 mm
% Fibras - PP ARCRE 0% ARCRA 0,15% R 0,30% ARCRA ARCRE 0% ARCRA 0,15% ARCRAR 0,30%
25
Compressão 3 3 3 - - -
Flexão - - - 3 3 3
Fadiga por flexão
*- - - 3 3 3
300
Compressão 3 3 3 - - -
Flexão - - - 3 3 3
Fadiga por flexão
*- - - 3 3 3
600
Compressão 3 3 3 - - -
Flexão - - - 3 3 3
Fadiga por flexão
*- - - 3 3 3
900
Compressão 3 3 3 - - -
Flexão - - - 3 3 3
56
FIG. 3.2 Distribuição dos corpos de prova por ensaios com resfriamento.
TAB. 3.3 Ensaios de Envelhecimento Acelerado
Envelhecimento Ensaios = 35 MPa
100x200mm 60x60x200mm 100x100x300mm
Sem
Envelhecimento
Compressão 4 - -
Flexão - 3 5
Envelhecimento
Moderado
Compressão 3 - -
Flexão - 3 3
Envelhecimento
Severo
Compressão 3 - -
Flexão - 3 3
TAB. 3.4 Ensaios de Envelhecimento Acelerado
Ensaios = 35 MPa
6cmx6cmx20cm 10cmx10cmx30cm 15cmx15cmx50cm
57
3.3. MATERIAIS
Neste item é feita a descrição de todo o material que constituíram os corpos
de provas de concreto dos lotes.
3.3.1. Cimento Portland
O cimento Portland utilizado na confecção do concreto de resistência
convencional ( = 35 MPa) e no concreto de alta resistência ( = 50 MPa) foi o
cimento Portland composto com escória CP II – E da classe de resistência 32 da
Holcim, oriundo da fábrica localizada no município de Cantagalo/RJ.
Segue nas TAB. 3.5 e TAB. 3.6 Os parâmetros físicos e químicos de um cimento
produzido na fábrica referenciada, comparativo às especificações da ABNT NBR
11578 (1991).
TAB. 3.5 Exigências químicas segundo a ABNT NBR 11578 (1991).
Determinações Químicas Cim
pesquisaLimites (% da massa)
para o CPII - E
Resíduo insolúvel (RI) 2,07 2,5
Perda ao Fogo (PF) 1000 ºC 4,63 6,5
Óxido de magnésio (MgO) 3,68 6,5
Trióxido de Enxofre (SO
3) 1,60 4,0
Anidrido carbônico (CO
2) 4,38 5,0
TAB. 3.6 Exigências físicas e mecânicas segundo a ABNT NBR 11578 (1991).
Características e propriedades Unidade Cim
pesquisaLimite da
classe 32
Finura Resíduo na peneira 75 µm (#200) % 0,4 12
Área Específica (Blaine) m²/kg 370 260
Tempo de início de pega h 2,6 1
Tempo final de pega h 4,2 10
Resistência
à
compressão
1 dias de idade MPa 9,6 -
3 dias de idade MPa 20,98 10
7 dias de idade MPa 28,68 20
58
FIG. 3.3 Cimento utilizado para a confecção dos concretos.
3.3.2. Agregado Miúdo
O agregado miúdo utilizado foi areia comercial de rio lavada proveniente de
um areal no município de Seropédica/RJ, como pode ser visto na FIG. 3.4. A TAB.
3.7 apresenta os ensaios de caracterização do material.
A distribuição granulométrica da areia está apresentada apresenta na TAB. 3.8,
enquanto seu gráfico na FIG. 3.4.
FIG. 3.4 Amostra da areia utilizada.
TAB. 3.7 Parâmetros de caracterização do agregado miúdo
PARÂMETROS VALORES
Massa específica (ABNT NBR NM 52, 2003). 2,58 g/cm³
Módulo de finura (ABNT NBR 7211, 2005). 2,96
59
TAB. 3.8 Distribuição granulométrica da areia utilizada
Peneiras
(% Passante)
Limites recomendados pela ABNT
NBR NM 248 (2003) (Zona 2 - Média) Curva da areia
utilizada
# mm Limite Superior Limite inferior
1 1/2" 38,1 100 100 100,0
1" 25,4 100 100 100,0
3/4" 19,1 100 100 100,0
1/2" 12,7 100 100 100,0
3/8" 9,5 100 100 100,0
0 6,3 100 93 100,0
n.º 4 4,8 100 89 98,0
0 2,4 100 75 93,0
n.º 10 2 95 65 88,0
n.º 16 1,2 90 55 68,0
n.º 30 0,6 59 35 35,0
n.º 50 0,3 30 5 8,0
FIG. 3.5 Curva granulométrica da areia utilizada.
Da FIG. 3.5 conclui-se que a areia situa-se entre os limites recomendados
pela ABNT NBR NM 248/2003 para Zona 2 com graduação média.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,300 3,000 30,000
P
a
s
s
a
n
te
(
%
)
Peneiras (mm)
Curva Agregado
Limite Inferior
Limite Superior
60
3.3.3. Agregados Graúdos
Os agregados graúdos, britas “0” e “1”, foram de rocha tipo gnaisse,
provenientes de um britador no município de Duque de Caxias/RJ. A amostra da
Brita “0” e sua distribuição granulométrica são mostradas na FIG. 3.6 TAB. 3.9,
respectivamente.
FIG. 3.6 Amostra da brita “0” utilizada.
TAB. 3.9 Distribuição granulométrica da brita “0”.
Peneiras Material Retido % Que Passa da Peneiras
Peso (g) % Amostra Total % Acumulada Amostra Total (mm)
3 pol 0,00 0 0 100 76,2
2 pol 0,00 0 0 100 50,8
1 1/2 pol 0,00 0 0 100 38,1
1 pol 0,00 0 0 100 25,4
3/4 pol 0,00 0 0 100 19,1
1/2 pol 98,90 2 2 98 12,5
3/8 pol 1015,21 22 24 76 9,5
N
04 2683,80 59 83 17 4,8
N
08 773,92 17 100 0 4,2
N
010 0 100 0 2,0
61
A curva granulométrica e a caracterização da brita “0” são mostradas na FIG.
3.7 e curvas granulométricas e TAB. 3.10, respectivamente.
FIG. 3.7 Curva granulométrica da brita “0” utilizada.
TAB. 3.10 Parâmetros de caracterização da brita “0”
PARÂMETROS VALORES
Massa específica (ABNT NBR NM 52, 2003). 2,70 g/cm³
Módulo de finura (ABNT NBR 7211, 2005). 4,78
Dimensão máxima característica (ABNT NBR 7211, 2005). 12,5 mm
A amostra da Brita “1”, a sua distribuição e curva granulométrica, juntamente
com os seus parâmetros são mostrados nas FIG. 3.8, TAB. 3.11, e FIG. 3.9 e TAB.
3.12, respectivamente.
FIG. 3.8 Amostra da brita “1” utilizada.
0 20 40 60 80 100 0,01 0,1 1 10 100
%
Q
U
E
P
A
S
S
A
D
A
A
M
O
S
T
R
A
T
O
T
A
L
62
TAB. 3.11 Distribuição granulométrica da brita “1” utilizada.
Peneiras Material Retido % Que Passa da Peneiras
Peso (g) % Amostra Total % Acumulada Amostra Total (mm)
3 pol 0,00 0 0 100 76,2
2 pol 0,00 0 0 100 50,8
1 1/2 pol 0,00 0 0 100 38,1
1 pol 0,00 0 0 100 25,4
3/4 pol 344,96 5 5 95 19,1
3/8 pol 5615,10 89 95 5 9,5
1/4 pol 276,40 4 99 1 6,3
N
04 69,51 1 100 0 4,8
N
08 0 100 0 4,2
N
010 0 100 0 2,0
FIG. 3.9 Curva granulométrica da brita “1” utilizada.
TAB. 3.12 Parâmetros de caracterização da brita “1”.
PARÂMETROS VALORES
Massa específica (ABNT NBR NM 52, 2003). 2,64 g/cm³
Módulo de finura (ABNT NBR 7211, 2005). 6,3
Dimensão máxima característica (ABNT NBR 7211, 2005). 19 mm
0 20 40 60 80 100 0,01 0,1 1 10 100
%
Q
U
E
P
A
S
S
A
D
A
A
M
O
S
T
R
A
T
O
T
A
L
63
3.3.4. Superplastificante
O superplastificante à base de policarboxilato foi o Tec-Flow 7000 da Rheotec
Indústria e Comércio de Aditivos Ltda. O material era compatível com o cimento
utilizado e foi aplicado a fim de melhorar a trabalhabilidade do concreto, cujas
características estão reunidas na TAB. 3.9.
FIG. 3.10 Superplastificante utilizado
TAB. 3.13 Características do superplastificante Tec-Flow 7000.
Aspecto líquido Castanho claro
pH 6,5 1,0
Massa específica 1,105 0,02 g/cm
33.3.5. Fibra de Polipropileno
A fibra de polipropileno utilizada neste trabalho era composta por mono
filamentos dispersos e descontínuos, extremamente finos, produzidos através de um
processo de extrusão (FIG. 3.11), são da marca Polycon HPC 20I - HAREX,
fornecidos pela Vulkan do Brasil, suas propriedades estão listadas na TAB. 3.15.
64
FIG. 3.11 Amostra da fibra de polipropileno a utilizada nos concretos.
TAB. 3.15 Parâmetros das fibras de polipropileno (Vulkan do Brasil)
PARÂMETROS VALORES
Massa Específica 0,91 g/cm³
Módulo de Elasticidade 3,5 - 4 GPa
Resistência à tração 0,32 - 0,45 GPa
Ponto de fusão 160 - 170°C
Comprimento (l) 24 mm
Diâmetro (d) 0,21 mm
Relação l/d 114,2
Resistência ao ataque de substâncias químicas excelente
3.4. Dosagem dos Concretos
Para confecção dos concretos tomaram-se os traços confeccionados de acordo
com THOMAZ E CARNEIRO (2008).
Os consumos dos materiais para os dois tipos de concreto estão mostrados na
TAB. 3.14.
65
Para a presente pesquisa, se buscou um traço de concreto com resistência
convencional similar ao executado em pavimentos rígidos nos lotes da BR 101 e
também foi tomado um concreto com o valor limite inferior da classe de alta
resistência para fins de comparação com os resultados do concreto de resistência
convencional.
TAB. 3.14 Consumo de materiais em kg/ m³ por tipo de concreto.
Tipo do Concreto Cimento Superplastificante Água Areia Brita
35 MPa 371 1,5 162 741 1050
50 MPa 432 1,8 160 721 1067
Para cada concreto foi calculado o seu teor de argamassa (α). Para o
concreto convencional ( = 35 MPa) obteve-se α= 51,4%. Para o concreto de alta
resistência ( = 50 MPa) foi obtido o valor de α= 52,0%.
A preparação dos concretos obedeceu aos requisitos da ABNT NBR 12665
(2006).
O traço em peso do concreto convencional (35 MPa) foi 1: 2 : 2,8 : 0,48 e para
o concreto de alta resistência (50 MPa) foi 1:1,7:2,5:0,37 , obedecendo à sequência:
aglomerante : areia : agregado graúdo : relação água/aglomerante, respectivamente.
Para os traços dos concretos convencionais verde (ARCRA) e amarelo
(ARCAR), foram especificados os percentuais de fibra de polipropileno de 0,15% e
0,30%, em volume, que correspondente a 1,43 kg/m³ e 2,85 kg/m³, respectivamente.
As FIG. 3.11 e 3.12 mostram amostras de moldes e de materiais empregados
na confecção dos concretos.
No dia da concretagem, há cerca de 01 (uma) hora antes do início, as partes
metálicas foram umidificadas: equipamento de slump, cuba e pás da betoneira,
moldes metálicos, e ferramental para evitar a absorção de água da mistura por parte
destes materiais.
66
67
FIG.3.13 Pesagem e separação dos materiais.
Após lavagem dos moldes, foi diluído e aplicado o desmoldante de acordo
com as especificações do fabricante, FIG. 3.13 e a água contida no
superplastificante foi então abatida.
FIG. 3.14 Desmoldante aplicado nos moldes de madeira e metálicos.
Após a checagem de todo o material e equipamento necessários para a
concretagem do dia, com a betoneira em movimento, limpa e vazia foi feita a
preparação do concreto obedecendo a uma sequência de inserção dos materiais na
betoneira FIG. 3.15.
68
A betoneira é do tipo de eixo inclinado, com capacidade de 320 de concreto
existente no Laboratório de Materiais de Construção e Concreto da Seção de
Engenharia de Fortificação e Construção do IME, SE/2, FIG. 3.14.
FIG. 3.15 Betoneira de eixo inclinado (capacidade de 320 )
Inicialmente foi adicionado todo o agregado graúdo e 1/3 da água de
amassamento, com o acionamento da betoneira por 3 minutos.
Em seguida, foi feita a adição de todo o cimento e mais 1/3 da água de
amassamento, sendo todo misturado por mais 3 minutos. Por fim, foram adicionados
o todo o agregado miúdo e o restante da água com o superplastificante diluído e o
último material a se adicionado é a fibra de polipropileno, quando for o caso,
permanecendo a betoneira em movimento por mais 5 minutos.
69
(a) Colocação de todo agregado graúdo
juntamente com o primeiro terço da água
de amassamento, aguardando-se 3 min;
(b) Colocação de todo o cimento com o
segundo terço da água de
amassamento, aguardando mais 3
min;
(c) Colocação de toda a areia;
(d) Simultaneamente se colocou o
último terço da água de
amassamento com o
superplastificante diluído;
(e) por último foi adicionada a fibra de
polipropileno e então se aguardou mais 5
minutos;
(f) Aspecto final do concreto, pronto
para se realizar o abatimento e
moldagem dos corpos de prova.
FIG. 3.16 Sequência da colocação dos materiais para a preparação do concreto.
70
3.1. Moldagem e Cura dos Corpos de Prova
A moldagem e cura dos corpos de prova obedeceram aos itens atinentes à
NRB 5738/2003.
Anteriormente à moldagem foi feito procedimento para o ensaio de
abatimento (slump test), segundo a ABNT NBR NM 67/1998. O concreto de
resistência convencional sem fibras apresentou o abatimento de (35 ± 10) mm,
enquanto para o concreto de resistência convencional com fibras foi de (15 ± 10) mm
e para o concreto de alta resistência (30 ± 10) mm, de acordo com a FIG 3.16.
FIG. 3.17 Amostra de abatimentos dos concretos convencionais e de alta
resistência.
Como os resultados médios obtidos pelo ensaio de abatimento foram
menores que 60 mm, optou-se por realizar o adensamento vibratório dos corpos de
prova com a mesa vibratória indicada na FIG. 3.17.
Foram inseridos de 03 (três) termopares do tipo K, de acordo com a FIG.
3.18, por lote de concretagem atentando para a fixação, correto posicionamento e
estanqueidade do molde cilíndrico.
71
FIG. 3.18 Mesa vibratória utilizada no adensamento do concreto
FIG. 3.19 Termopar tipo K utilizado para o registro das temperaturas.
Para a inserção dos termopares, foi adotado o seguinte procedimento mostrado
na FIG. 3.19.
72
(a) Marcação de 5,0 cm no corpo do
termopar (centro do cilindro);
(b) Reforço do local marcado para fins de
proteção ao se fechar o molde e
remarcação do local;
(c) Aspecto final dos termopares após sua
remarcação;
(d) Posicionamento do termopar a 10,0 cm
do topo do molde;
(e) calafetagem da linha de fechamento do
molde com massa removível inerte;
(f) Aspecto final do molde cilíndrico com o
termopar.
73
O concreto foi colocado nos moldes, com o emprego de concha, em camadas
de altura aproximadamente iguais. Antes do adensamento de cada camada, o
concreto foi uniformemente distribuído dentro da fôrma e a última camada
ultrapassou ligeiramente o topo do molde para facilitar o nivelamento.
Os moldes prismáticos de 15 cm x 15 cm x 50 cm foram preenchidos em 02
(duas) camadas igualmente adensadas até o surgimento de bolhas de ar em sua
superfície. Da mesma maneira os corpos de prova cilíndricos (10 cm x 20 cm) onde
foi atentado para que os termopares permanecessem na sua posição horizontal e
para os moldes prismáticos de 6 cm x 6 cm x 20 cm e 10 cm x 10 cm x 30 cm, a sua
moldagem e adensamento ocorreu em uma única camada como vistos na FIG. 3.11.
FIG. 3.21 Moldagem e adensamento dos corpos de prova.
3.1.1. Cura dos Corpos de Prova
Os corpos de prova foram moldados em local próximo ao do seu
armazenamento e permanecidos ali durante as primeiras 24 horas para os cilindros
e 48 horas para os prismas. Depois foram desmoldados e imersos em tanque com
água saturada de cal por 7 dias (FIG. 3.12), em seguida foram colocados para
complementar a cura ao ar livre até completar a idade de 28 dias.
74
(a) Proteção dos corpos de prova com lona
plástica após moldagem;
(b) Desforma dos corpos de prova
prismáticos após 48 horas;
(c) Desforma dos corpos e prova cilíndricos
após 24 horas;
(d) Colocação dos cilindros e dos prismas
na cura úmida por 7 dias;
FIG. 3.22 Desforma e cura dos corpos de prova.
3.1.2. Identificação dos Lotes dos corpos de prova
Durante a cura dos corpos de prova ao ar livre eles foram identificados e
separados para facilitar o controle e a execução dos ensaios, cada corpo de prova
recebeu um carimbo indicando o lote, resistência percentual de fibras e data da
concretagem. A FIG. 3.23 mostra todos os lotes de concretagem confeccionados.
75
(a) Vista dos corpos de prova da
concretagem vermelha (ARCSR);
(b) Vista dos corpos de prova da
concretagem marrom (AARSR);
(c) Vista dos corpos de prova da
concretagem azul (ARCRE);
(d) Vista dos corpos de prova da
concretagem verde (ARCRA);
(e) Vista dos corpos de prova da
concretagem amarela (ARCRAR);
(f) Vista dos corpos de prova da
concretagem branca para o
envelhecimento acelerado
(ENVMOD e ENVSEV) e efeito
tamanho (EFET).
76
4. ENSAIOS REALIZADOS
Anteriormente e posteriormente a cada ensaio de elevação da temperatura,
de envelhecimento acelerado ou de verificação do efeito tamanho, foram realizados
os ensaios não destrutivos de ultrassom para a medição da velocidade de
propagação das ondas ultrassônicas e de esclerometria com o uso de um
esclerômetro de reflexão nos corpos de prova dos lotes.
4.1. Ultrassom
Também conhecido como ensaio de ultrassom, ele é um meio de verificação
da qualidade do concreto.
Conforme NEVILLE (2013), o aparelho gera um pulso de vibrações em uma
frequência ultrassônica que e transmitida por um transdutor eletroacústico (emissor)
mantido em contato com o concreto em ensaio. Após passar pelo concreto, as
vibrações são recebidas e convertidas em um sinal elétrico por um segundo
transdutor (receptor). O sinal é enviado por um amplificador para um osciloscópio de
raios catódicos. O tempo gasto pelo pulso para atravessar o concreto é medido por
um circuito medidor do tempo com precisão de ± 0,1 microssegundo e,
conhecendo-se a distância percorrida através do concreto, pode conhecendo-ser calculada a velocidade do
pulso.
O ensaio pode ser realizado por transmissão direta, mostrada na FIG. 4.1,
bem como duas posições alternativas dos transdutores: transmissão semidireta e
transmissão indireta ou superficial, sendo que estes utilizam a presença das ondas
transversais e superficiais. Claramente as posições alternativas podem ser utilizadas
quando não for possível o acesso às faces opostas de um elemento de concreto,
mas a energia recebida e, portanto, a precisão é menor que na transmissão direta.
O uso principal do método é no controle de qualidade de concretos similares,
podendo ser detectadas falhas de adensamento alteração na relação água/cimento.
Entretanto, a velocidade do pulso não pode ser utilizada como um indicador geral da
resistência à compressão, pois, por exemplo, o tipo de agregado graúdo e seu teor
no concreto influenciam muito na relação entre a velocidade do pulso e a resistência.
77
Outros fatores que afetam a relação são teor de umidade, idade, presença de
fissuras e a temperatura.
FIG. 4.1 Métodos de propagação e recepção de pulsos ultrassônicos: (a)
transmissão direta; (b) transmissão semidireta e (c) transmissão indireta ou
superficial (Adaptado de NEVILLE, 2013).
O método para a determinação da velocidade de propagação de onda
ultrassônica em concreto endurecido está normalizado pela ABNT NBR 8802 (1994)
e, segundo esta norma, tem por objetivo a verificação da homogeneidade do
concreto, detecção de falhas internas de concretagem, profundidade de fissuras e
outras imperfeições e monitoramento de variações no concreto ao longo do tempo,
decorrentes da agressividade do meio (NEVILLE, 2013).
Para a execução do ensaio no presente trabalho conforme a referida norma,
foi utilizado um equipamento da marca TICO da Proceq Testing Struments com par
de transdutores planos de 54 KHz e as medidas das velocidades de propagação da
onda ultrassônica foram obtidas por transmissão direta, de acordo com a FIG. 4.2.
O presente trabalho também teve como meta investigar o uso do ultrassom
nas avaliações mecânicas e qualitativas dos concretos estruturais.
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4.2. Esclerometria
É um método não destrutivo de ensaio de concreto e é baseado no princípio
de que a reflexão (recuo) de uma massa elástica depende da dureza da superfície
contra a qual a massa impactou. A FIG. 4.3 mostra o esclerômetro e as suas partes
constituintes. Este ensaio também é conhecido como método de ensaio do
esclerômetro de reflexão ou ensaio esclerométrico.
O ensaio é realizado pela pressão de uma haste contra uma superfície lisa de
concreto que deve estar firmemente apoiada. Após a liberação, o recuo da massa da
haste (ainda em contato com a superfície de concreto) e a distância percorrida pela
massa, expressa como uma porcentagem da extensão inicial da mola, é
denominado como índice esclerométrico.
FIG.4.3 Esclerômetro de reflexão ou Schmidt (adaptado de NEVILLE, 2013).
O índice esclerométrico é um valor arbitrário, já que depende da energia
armazenada em uma determinada mola e a dimensão da massa. O ensaio é
sensível à presença de agregados e vazios imediatamente abaixo da haste, de
forma que é necessário realizar 10 a 12 leituras em uma área a ser testada.
A haste deve estar sempre normal à superfície de concreto, mas a posição
relativa do esclerômetro em relação à vertical afeta o índice esclerométrico devido à
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influência da gravidade na massa móvel. Portanto, para um determinado concreto, o
índice esclerométrico de um piso é menor que o de um teto, enquanto superfícies
inclinadas e verticais resultam em valores intermediários.
A variação real é melhor determinada experimentalmente. Não existe uma
relação única entre a dureza e a resistência do concreto, mas relações
experimentais podem ser determinadas para um dado concreto. A relação é
dependente de fatores que afetam a superfície do concreto, como o grau de
saturação e carbonatação. Em consequência disso, o ensaio com o esclerômetro
No documento
Rio de Janeiro 2014
(páginas 52-200)