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CARLOS HENRIQUE DE CARVALHO
ESTUDOS DE CASO NAS APLICAÇÕES DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
NA AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA A COMPRESSÃO E
DETECÇÃO DE CORROSÃO NO CONCRETO ARMADO DA CONSTRUÇÃO
CIVIL
SÃO CRISTOVÃO, SERGIPE – BRASIL
MAIO/2014
i
ii
“Hei de vencer! Antes a derrota, a triunfar sem glória.”
José Job de Carvalho, meu pai, comerciante sergipano de sucesso na sua época.
iii
AGRADECIMENTOS
Ao nosso bom Deus por me propiciar saúde vigorosa para a finalização de uma
Tese de Doutorado aos sessenta e sete anos de idade.
À Professora Ledjane Silva Barreto, minha orientadora, meus agradecimentos
pela formidável transferência cognitiva, fundamental para os objetivos dos trabalhos e
pela motivação permanente.. Minha admiração e elevado respeito pela sua notável
capacidade científica, tecnológica e empreendedora.
Ao Professor João Batista Severo Júnior, notável Doutor em Estatística, meus
agradecimentos pelo profícuo e competente trabalho de processamento estatístico dos
dados experimentais e pelo fomento do meu despertar nas interpretações físicas e
mecânicas dos experimentos através de técnicas estatísticas mais confiáveis à
engenharia diagnóstica estrutural.
`À Professora Michelle Cardinale, meus agradecimentos pelas orientações e
apoios nas medições eletroquímicas no P²CEM.
Aos demais professores do P2CEM, pela transmissão dos seus profundos
conhecimentos durante a fase dos créditos disciplinares.
A todos abnegados servidores do P²CEM e em especial à servidora Kaká.
Aos colegas da pós-graduação P²CEM, pelo ambiente alegre e solidário
propiciado durante nossa jornada.
À Fundação Universidade Federal de Sergipe pela viabilização do Doutorado em
Engenharia de Materiais em Sergipe, a CAPES, FINEP, CNPQ e FAPITEC pelo apoio
financeiro.
A direção da Construtora Carvalho Ltda e a empresa Beton Engenharia Ltda
pelo apoio logístico laboratorial e financeiro indispensáveis à realização dos trabalhos
no campo.
À minha dileta família pelo carinho e compreensão durante as minhas
ausências.
iv
Resumo da Tese apresentada ao P²CEM/UFS como parte dos requisitos necessários para
a obtenção do grau de Doutor em Ciência e Engenharia de Materiais (D.Sc.)
ESTUDOS DE CASO NAS APLICAÇÕES DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
NA AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA À COMPRESSÃO E
DETECÇÃO DE CORROSÃO NO CONCRETO ARMADO DA CONSTRUÇÃO
CIVIL
Carlos Henrique de Carvalho
Maio/ 2014
Orientadora: Professora Drª Ledjane Silva Barreto
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
A presente tese tem em seu escopo geral avaliar o desempenho de materiais e
técnicas de medição de propriedades mecânicas e de corrosão frente a degradação das
construções especialmente em ambientes agressivos com o fito subliminar de avaliar o
uso das técnicas não destrutivas (ENDs) na engenharia diagnóstica da construção civil.
Para os estudos de corrosão foram utilizadas as técnicas de ultrassom, resistividade do
concreto, medidas de potenciais de corrosão e micromagnéticas em corpos de prova de
concreto armado e placas de aço sujeitas ao processo de corrosão eletrolítica acelerado,
visando-se obter correlações confiáveis entre as propriedades e a degradação corrosiva
dos aços. Apenas com as técnicas micromagnéticas combinadas foram obtidas
excelentes correlações e pequenos desvios na detecção da corrosão de placas de aço,
demonstrando alta potencialidade dessa nova metodologia. Com o ultrassom e
resistividade não foram encontradas correlações. Na avaliação da resistência a
compressão, foram estudadas correlações entre as velocidades ultrassonoras e índices
esclerométricos com essa propriedade mecânica através de um mil e cem (1.100) corpos
de prova rompidos nas idades de 3, 7, 14, 21 e 28 dias. Os corpos de prova foram
moldados durante a construção da superestrutura (pilares, vigas e lajes) do 3º ao 13º
pavimentos de um edifício residencial em Aracaju/Se. Não existiram correlações em
quaisquer das idades de cura, tanto com os resultados da obra aos 28 dias como do
laboratório nas idades referidas. Correlações confiáveis com o tempo foram obtidas no
monitoramento do endurecimento do concreto (cinética da hidratação do cimento) via
técnicas de ultrassom, esclerometria, resistividade e resistência a compressão. O estudo
também abordou a importância da análise estatística das incertezas nas medições
experimentais.
v
Abstract of Thesis presented to P²CEM/UFS as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Doctor in Materials Science and Engineering (D.Sc.).
CASE STUDIES IN APPLICATIONS OF NDT IN EVALUATION OF
COMPRESSION STRENGTH AND DETECTION OF CORROSION ON THE
CONCRETE CONSTRUCTION
Carlos Henrique de Carvalho
May/2014
Advisoris: Ledjane Silva Barreto
Department: Materials Science and Engineering
This thesis has in its general scope evaluate the performance of materials and
techniques for measurement of mechanical properties and corrosion address degradation
of buildings especially in aggressive environments with subliminal aim to evaluate the
use of non-destructive techniques (NDT) in diagnostic engineering construction. For
corrosion studies the techniques of ultrasound, concrete resistivity, corrosion potential
measurements and micromagnetic in specimens of reinforced concrete and steel plates
subjected to accelerated electrolytic corrosion process were used, if aiming to obtain
reliable correlations between properties and corrosion degradation of steel. Only with
the combined micromagnetic techniques excellent correlations and small deviations in
the detection of corrosion of steel plates were obtained, demonstrating high potential of
this new methodology. With ultrasound and resistivity no correlations were found. In
assessing the compressive strength correlations between ultrasounds speeds and
hammer impacts indices were studied with this mechanical property through one ousand
and one hundred of specimens ruptured at ages 3, 7, 14, 21 and 28 days. The specimens
were cast during the construction of the superstructure (columns, beams and slabs) from
3rd to 13th floors of a residential building in Aracaju / Se. There were no correlations in
any of the ages of healing, both with the results of the work at 28 days as the laboratory
referred to in ages. Reliable correlations with time were obtained in monitoring the
hardening of concrete (cement hydration kinetics) by ultrasound techniques, rebound
hammer resistivity and compressive strength. The study also addressed the importance
of the statistical technique of analysis of the uncertainties in the experimental
measurements.
vi
SUMÁRIO
FICHA CATALOGRÁFICA.............................................................................................i
PENSAMENTO................................................................................................................ii
AGRADECIMENTOS....................................................................................................iii
RESUMO DA TESE .......................................................................................................iv
ABSTRACT......................................................................................................................v
SUMÁRIO........................................................................................................................vi
LISTA DE FIGURAS..................................................................................................... ix
LISTA DE TABELAS...................................................................................................xiv
CAPÍTULO 1.
1.INTRODUÇÃO................................................................................................ 1
1.1 Justificativas............................................................................................................ ...1
1.2 Objetivo Geral.............................................................................................................4
1.3 Objetivos Específico....................................................................................................5
1.4 Divisão do Trabalho....................................................................................................5
CAPÍTULO 2.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.........................................................................7
2.1 Concreto e Durabilidade..............................................................................................7
2.2 Usos dos ENDs na avaliação de desempenho do concreto.......................................12
2.3 Princípios e Potencialidades da Técnica do Ultrassom.............................................14
2.4 Princípios e Potencialidades da técnica esclerométrica.............................................19
2.5 Princípios e Potencialidades das técnicas micromagnéticas......................................20
2.6 Princípios e Potencialidades da Técnica de Resistividade Elétrica do Concreto –
Método de Wenner (4 eletrodos) e de Medidas dos Potenciais da meia-célula das
armaduras de aço dos concretos sem revestimento.........................................................30
2.7 Estudos de detecção de corrosão de armaduras em concretos...................................36
CAPÍTULO 3.
vii
3. MATERIAIS e MÉTODOS.............................................................................38
3.1 Caracterização dos Materiais...................................................................................38
3.2 Ensaios de laboratório utilizando ultrassom, resistividade e potencial
eletroquímico...................................................................................................................41
3.3 Métodos de Medidas Micromagnéticas....................................................................45
3.4 Metodologia para os estudos de ultrassom e esclerometria em um sistema real de
pontes na cidade de Aracaju/Se.......................................................................................48
3.5 Metodologia para o estudo de correlações em sistema real: Edifício do Condomínio
Residencial Ouro Verde em Aracaju/Se..........................................................................52
3.6 Estudos da evolução do endurecimento do concreto por ultrassom, esclerometria
e resistividade...............................................................................................................58
CAPÍTULO 4......
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................59
4.1 Resultados e Discussões dos Estudos de correlações, perda de massa e medidas
eletroquímicas para ensaios de laboratório......................................................................59
4.1.1 Estudo das correlações ultrassonoras com a corrosão..........................................59
4.1.2 Avaliação das perdas de massa nas armaduras dos corpos de prova corroídos
(CA 50 ϴ 6.3mm) para 1 cm e 2,5 cm de recobrimentos da armadura...........................64
4.1.3 Estudo de correlações com medidas de Resistividade e Taxa de Corrosão.........65
4.1.4 Medidas eletroquímicas de potenciais de meia-célula ........................................67
4.2 Resultados e Discussões sobre as técnicas micromagnéticas..............................69
4.3 Resultados e Discussões das medidas de ultrassom e esclerômetro em um
sistema real de pontes em Aracaju/Se.............................................................................75
4.3.1 Resultados e Discussão utilizando a média de medições únicas em cada ponto
amostral...........................................................................................................................76
4.3.2 Resultados e Discussão utilizando dez medidas ultrassônicas e cinco de impacto
em cada ponto amostral...................................................................................................78
viii
4.3.3 Analise da correlação entre a técnica esclerométrica e a ultrassonora ...............83
4.4 Resultados e Discussões das correlações com ultrassom e esclerometria com a
resistência à compressão dos concretos...........................................................................84
4.5 Resultados e Discussões das correlações entre ultrassom, esclerometria e
resistividade com o tempo de cura do concreto...............................................................94
CAPÍTULO 5.
CONCLUSÕES................................................................................................102
CAPÍTULO 6
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS.............................................104
CAPITULO 7
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..............................................................106
ANEXOS: A-B-C.........................................................................................................115
ix
L I S T A D E F I G U R A S
Figura 1: Diagrama de Pourbaix, mostrando a zona de passivação e corrosão do aço..10
Figura 2: Tipos de corrosão e os fatores que a provocam............................................ 11
Figura 3: Causas físicas da deterioração do concreto. Adaptado por MEHTA [37]e
Ribeiro et Cunha [42]......................................................................................................12
Figura 4: Correlações entre fc e V para as séries M1, M3 e M5 ..................................15
Figura 5: Correlação entre taxa de corrosão instantânea (método de polarização linear)
e amplitude média de atenuação da onda ultrassônica....................................................17
Figura 6: Correlação entre intensidade espectral e perda de massa nas barras de aço do
concreto armado [56].......................................................................................................18
Figura 7: Reflexão da onda ultrassônica: (a) antes da corrosão, (b) depois da corrosão
[53]...................................................................................................................................19
Figura 8: Relação entre as propriedades mecânicas e micromagnéticas para materiais
ferromagnéticos...............................................................................................................22
Figura 9: Magnetização e rotação de domínios magnéticos, CULLITY [82]...............23
Figura 10: Curva de Histerese......................................................................................25
Figura 11: Sistema 3MA-II............................................................................................26
Figura 12: Sensor micromagnético ..............................................................................27
Figura 13: Sinais medidos pelo sistema 3 MA...............................................................28
Figura 14: Método dos quatros eletrodos para medir a resistividade elétrica do concreto
(CARINO, 1988 apud Hoppe)........................................................................................ 33
Figura 15: Esquema do equipamento de medidas de potenciais de meia-célula...........34
Figura16: Forma de aço inox para a confecção dos corpos de prova de prova prismático
de 10 cm x 10 cm x 20 cm de concreto...........................................................................41
x
Figura 17: Corpo de prova de concreto armado usado para o ensaio em laboratório
.........................................................................................................................................42
Figura 18: Fotos do ensaio de corrosão eletrolítica acelerada......................................43
Figura 19: Corpos de prova de concreto armado usado para o ensaio de corrosão. Onde
P1, P2 e P3 indicam as posições onde as medidas de ultrassom foram
realizadas.........................................................................................................................43
Figura 20: Esquema para medição dos potencias de corrosão no corpo de prova após a
aceleração da corrosão.....................................................................................................44
Figura 21: Medições com o ultrassom...........................................................................44
Figura 22: Foto equipamentos do Método 3MA-II em uso com placa de concreto
fino...................................................................................................................................46
Figura 23: Amostras de aço ABNT 1020 corroídas utilizadas no trabalho................ ..46
Figura 24: Visualização do equipamento utilizado e da distribuição das linhas de fluxo
do campo magnético na presença de um material não magnético...................................48
Figura 25: Malha retangular ajustada para medidas por martelo de impacto e ultrassom
em região de cortante máximo de uma longarina de ponte.............................................50
Figura 26: Tipologia estrutural de uma das pontes ensaiadas........................................50
Figura 27: Foto do ensaio de ultrassom observando-se uso de forma com furo central
.........................................................................................................................................53
Figura 28: Ensaio esclerométrico em piso plano e rígido..............................................54
Figura 29: Prensa de ruptura e tanque de imersão com água potável............................54
Figura 30: Equipamentos dos ensaios: esclerômetro e ultrassom..................................55
Figura 31: Estrutura do Edifício Condomínio Residencial Ouro Verde no bairro Jardins
em Aracaju/Se..................................................................................................................56
Figura 32: Uso do ultrassom em viga e uso do pacômetro em um pilar da estrutura do
Edifício............................................................................................................................57
xi
Figura 33: Visão dos ensaios em um dos pavimentos do Edifício.................................57
Figura 34: Aspecto dos corpos de prova após o ensaio de corrosão acelerada
eletrolítica........................................................................................................................61
Figura 35: Gráfico geral com as médias das resistividades para 2,5 cm.......................66
Figura 36: Gráfico comparativo dos potenciais antes e após a corrosão para
recobrimento de 5 cm......................................................................................................68
Figura 37: Gráficos de correlação multiparamétricas para as placas sem recobrimento,
com tempo de exposição de 0, 7, 14, 21 e 28 dias. AHCT: análise harmônica do campo
magnético tangencial;ARB: análise do ruído de Barkhausen; ACP: análise das
correntes parasitas; ALL: combinação dos métodos.......................................................70
Figura 38: Gráficos de correlação multiparamétrica para as placas com recobrimento de
5 mm de polímero............................................................................................................71
Figura 39: Gráficos de correlação multiparamétricas para as placas com recobrimento
de 10 mm de polímero, com tempo de exposição de 0, 7, 14, 21 e 28 dias. AHCT:
análise harmônica do campo magnético tangencial; ARB: análise do ruído de
Barkhausen; ACP: análise das correntes parasitas; ALL: combinação dos métodos.....72
Figura 40: Resultados obtidos para 0, 7,5 e 15 mm de lift off com placa de concreto
fino...................................................................................................................................74
Figura 41: Valores médios da Ponte 1 usando Método 1: (a) esclerometro; (b)
ultrassom..........................................................................................................................76
Figura 42 Valores médios e intervalos de confiança com aplicação do teste t de Student
para o Método 1 da Ponte 1: (a) esclerometro; (b) ultrassom.........................................76
Figura 43: Medidas dos pilares Ponte 1 pelo Método 2. a) esclerometro; b) ultrassom;
Aplicação do teste F para os dados do impacto ( c ) e ultrassom ( d ); e) legenda das
Figuras 5 a 7, relativas aos itens ( c ) e ( d ), onde a notação P-X-Y significa o valor do
Fcalculado do pilar..........................................................................................................80
xii
Figura 44 Medidas de pilar da Ponte 2 pelo Método 2. a) Esclerometro; b) Ultrassom;
Aplicação do teste F para os dados do impacto( c ) e o ultrassom ( d ); Legenda
avaliada na Figura 47 (e)................................................................................................ 81
Figura 45: Medidas de pilar da Ponte 3 pelo Método 2. a) Esclerometro; b) Ultrassom;
Aplicação do teste F para os dados do impacto (c ) e ultrassom (d); Legenda é avaliada
na Figura 47 (e)................................................................................................................82
Figura 46: Gráficos sem correlações entre ultrassom e esclerômetro -s pontes 1,2,3 e
4.......................................................................................................................................84
Figura 47: Resultados das correlações entre a resistência à compressão e velocidade do
ultrassom do 3º ao 13º pavimentos……………………………………………………..86
Figura 48: Distribuição de frequências das velocidades ultrassonoras com 3 dias.…...87
Figura 49: Distribuição de frequências das velocidades ultrassonoras com 28
dias..…………………………………………………………………………………….87
Figura 50. Avaliação da normalidade dos dados experimentais para os resultados com 3
dias...................................................................................................................................88
Figura 51. Resultados das medições entre escelrometria e resistência a compressão do
3º ao 13º pavimentos........................................................................................................90
Figura 52. Distribuição de frequências dos índices esclerométricos com 3 dias...........91
Figura 53. Distribuição de frequências dos índices esclerométricos com 28 dias........91
Figura 54. Resultados das medições entre ultrassonografia e esclerometria do 3º ao
13ºpavimentos..................................................................................................................93
Figura 55. Correlação entre as medidas de ultrassom com as resistências a compressão
ao longo do período de cura dos concretos de 3, 7, 14, 21 e 28 dias...............................95
Figura 56. Medições ultrassonoras em todas as idades do estudo de caso.....................95
Figura 57. Medições ultrassonoras em todas as idades com as médias..........................96
xiii
Figura 58. Correlação entre as medidas esclerométricas com as resistências a
compressão ao longo do período de cura dos concretos de 3, 7, 14, 21 e 28 dias...........97
Figura 59. Medições esclerométricas em todas as idades do estudo de caso.................97
Figura 60. Medições esclerométricas em todas as idades com as médias......................98
Figura 61. Correlação entre as medidas esclerométricas com as ultrassonoras ao longo
do período de cura dos concretos de 3, 7, 14, 21 e 28 dias.............................................98
Figura 62. Medições de ruptura a compressão em todas as idades do estudo de caso.99
Figura 63. Medições de ruptura a compressão em todas as idades com as médias......100
Figura 64. Medições de resistividade do concreto em todas as idades do P²CEM.....100
Figura 65. Medições de Resistividade em todas as idades com as médias.................101
xiv
L I S T A D E T A B E L A S
Tabela 1. Classificação do concreto em função da velocidade do ultrassom.................16
Tabela 2. Parâmetros do Sistema 3 MA.........................................................................28
Tabela 3. Valores de resistividade no concreto visando medir a probabilidade de
corrosão...........................................................................................................................33
Tabela 4. Ensaio do potencial de corrosão.....................................................................35
Tabela 5. Composição Química do Cimento..................................................................38
Tabela 6. Traço do concreto usado e resistências aos 3, 7, 14 e 21 dias........................40
Tabela 7. Resultados dos ensaios ultrassônicos com recobrimento de cinco (5) cm na
corrosão eletrolítica acelerada.........................................................................................61
Tabela 8. Velocidades do ultrassom “antes “ e “após” a corrosão para o recobrimento
de 2,5 cm..........................................................................................................................62
Tabela 9. Velocidades do ultrassom “antes “ e “após” a corrosão............................... .62
Tabela 10. Para o recobrimento de 1 cm........................................................................64
Tabela 11. Para o recobrimento de 2,5 cm.....................................................................64
Tabela 12. Resistividade e Perda de Massa para recobrimento de 1 cm.......................66
Tabela 13. Resistividade e Perda de Massa para recobrimento de 2,5 cm...................67
Tabela 14. Faixas de potenciais conforme ASTM 876-09 [108]....................................68
Tese de Doutorado – Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 1-INTRODUÇÃO
1
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
1.1 Justificativas
Com relativa frequência, a mídia nacional tem divulgado de forma
sensacionalista os casos de ruínas de edificações estruturais novas e antigas com
prejuízos econômicos, sociais, de sustentabilidade ambiental e de vidas humanas.
Causas diversas são diagnosticadas nos campos dos equívocos de projetos,
durabilidade dos materiais, má execução bem como no uso e manutenção inadequados
na pós-ocupação.
No tocante ao comprometimento da durabilidade dos materiais, em regra, esse
pode ser induzido através de quatro mecanismos: químico, eletroquímico, induzido por
radiações ionizantes e não ionizantes e desgastes físicos-mecânicos. RIBEIRO [1]
afirma que a durabilidade não é simplesmente uma característica dos materiais, mas
um resultado da interação de um material ou componente com o meio ambiente.
A filosofia de otimização da durabilidade de um material deve ser praticada a
partir da fase de sua concepção, durante o seu processo de produção e durante o seu
uso.
Portanto, tornam-se imperiosos um bom projeto de concepção, a produção
propriamente dita e o uso de materiais com a possibilidade agregada de
monitoramento das suas propriedades em serviço, visando-se correções de eventuais
manifestações patológicas latentes e/ou visíveis e a retroalimentação com informações
científicas e tecnológicas de todo ciclo produtivo do insumo material otimizando
assim a durabilidade.
Tese de Doutorado – Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 1-INTRODUÇÃO
2
GJØRV [2] publicou que para se obter uma durabilidade mais controlada e
melhorada é necessário especificar alguns requisitos com base no desempenho que
podem ser verificados e controlados durante a produção do concreto.
O cimento usado nas estruturas de concreto armado da indústria da construção
civil é o material de construção mais consumido do mundo. Tem responsabilidades
fundamentais no compósito concreto armado devido suas propriedades físicas/
mecânicas e a promoção do ambiente alcalino imperioso à passivação das armaduras
de aço. Esse material se inclui no contexto dos materiais cimentícios inovadores em
eficiência na produtividade e durabilidade, melhorias das propriedades, qualidade, nas
adições e ligantes, nas aplicações de nanotecnologia dentre outros [3].
Os desafios atuais da indústria da construção civil visando uma vida útil mínima
da estrutura de concreto armado com bom desempenho durante o uso objetivam
sobremaneira a durabilidade dos materiais. As pesquisas atuais se baseiam em
modernos conceitos que incluem reologia, química de superfícies, nanotecnologia,
biodegradação, entre outras [3]. As demandas pela sustentabilidade envolvem também
os materiais não convencionais onde resíduos industriais e agroindustriais, materiais
de fontes renováveis como os lignocélulas para a produção de compósitos cimentícios
são estudados.
O concreto armado é um compósito onde seus componentes, na medida das
respectivas vulnerabilidades das suas propriedades, são susceptíveis aos ataques
agressivos ambientais bem como das condições de uso, os quais influenciam o seu
desempenho durante a vida útil projetada. As edificações são submetidas as névoas
salinas, ação do ácido carbônico através do CO2 do ar, variações térmicas, aumento
de cargas, demandando intervenções onerosas via recuperações e/ou reforços
estruturais [4]. Nesse contexto, fica evidente a necessidade da abordagem
interdisciplinar para os estudos dos mecanismos de degradação e falhas dos materiais.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT aprovou em 2003 a NBR
6118 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimentos [5] onde o foco de
durabilidade tem destaque, além dos conceitos estatísticos de Estados Limites Últimos
(ELU) visando segurança e estabilidade das estruturas e de Estados Limites de
Tese de Doutorado – Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 1-INTRODUÇÃO
3
Serviços (ELS) visando conforto e salubridade aos usuários dessas estruturas ainda na
fase de projetos.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT também concebeu em
2013 a NBR – 15575 – Edificações Habitacionais – Desempenho, com o fito de
garantir vida útil mínima com o desempenho requerido em projeto [6]. Ainda em
2013, a ABNT aprovou a NBR 16230 – Inspeção de estruturas de concreto –
Qualificação e Certificação de pessoas – Requisitos [7] corroborando um leque de
novas normas técnicas visando otimizar melhorias na durabilidade e desempenho das
estruturas de concreto armado no Brasil.
O concreto é um material permeável e pela sua porosidade permeiam água,
oxigênio e elementos agressivos como os cloretos e o ácido carbônico que promovem
a despassivação das armaduras. A expansão do produto corrosivo deflagra a
disgregação do recobrimento protetor dos aços catalisando a degradação da peça
estrutural. O concreto também pode ser atacado por outros agentes deletérios como os
sulfatos, entre outros. Reações expansivas internas nos concretos também podem
promover degradações consideráveis comprometendo a vida útil estrutural como por
exemplo: as reações entre os álcalis do cimento com determinados agregados
denominada de RAA (reação álcalis-agregados).
Desenvolver e/ou selecionar materiais para uso na construção civil requer
compreender o comportamento do material em condições antecipadas de uso e
ambiente de exposição. Diversas técnicas de ensaios destrutivos e não destrutivos são
utilizadas para essa avaliação utilizando várias fontes de energia. Em paralelo com o
monitoramento da integridade estrutural, operações de manutenção frequentemente
requerem localização não destrutiva da barra de reforço e detecção de falhas no
concreto, tais como, vazios, delaminações e trincas. Algumas técnicas destrutivas e
não destrutivas são utilizadas para monitoramento da superfície e subsuperfície de
degradação em estruturas de concreto. Diversos trabalhos mostram o potencial de
ferramentas aplicáveis no setor da construção civil, particularmente as técnicas de
ensaios não destrutivos que empregam fontes de energias penetrantes tais como
ultrassom, termografia infravermelho, radiografia, dentre outras [8-9].
Tese de Doutorado – Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 1-INTRODUÇÃO
4
Portanto, a abordagem dos problemas de degradação de materiais na construção
civil requer pelo menos duas estratégias: o desenvolvimento de novos materiais e/ou
melhoria daqueles já utilizados; e o monitoramento das edificações envolvendo o
desenvolvimento de métodos e técnicas de caracterização, inspeção e acompanhamento.
O uso dos ENDs (ensaios não destrutivos) ainda é incipiente nas inspeções de
estruturas de concreto armado no Brasil muito embora sejam técnicas antigas. O CEB-
FIP – International Federation for Structural Concrete [10] em janeiro de 1989 já
recomendava nas Inspeções Gerais o uso das técnicas não destrutivas mais apropriadas
para a detecção de corrosão latente nas armaduras dos concretos. Entretanto, alguns
peritos em inspeções de estruturas de concreto já estão fazendo uso das técnicas, bem
como empresas especializadas em medições já existem no nicho pericial da construção
civil brasileira [11]. A ABENDI – Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos
instalou um Comitê Técnico para a concepção de uma norma sobre Usos dos ENDs na
Construção Civil.
Além do monitoramento das novas estruturas, a avaliação periódica do
envelhecimento de estruturas civis de concreto armado é importante para a integridade
estrutural e segurança pública. Várias técnicas destrutivas e não destrutivas foram
propostas empregando diferentes fontes de energia para o monitoramento de saúde
estrutural, ARUNACHALAM, K. et al. [8].
A compreensão dos processos de degradação mais comum vem gerando
modelos cada vez mais sofisticados para projetar a vida útil desejada, permitindo o
planejamento de atividades de manutenção e a melhoria de atividades de reparo e
reabilitação, com evidentes benefícios ambientais, sociais e econômicos.
1.2 Objetivo Geral
A presente tese se insere na linha de pesquisa em Tecnologias de Materiais e
Componentes de Sistemas Construtivos do Programa de Pós-Graduação em Ciência e
Engenharia de Materiais da UFS. Teve como objetivo sistêmico avaliar o potencial dos
ensaios não destrutivos para sua incorporação na Engenharia Diagnóstica sobre
estruturas de concreto armado com o fito de auxiliar o aumento da durabilidade e o bom
desempenho na vida útil projetada.
Tese de Doutorado – Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 1-INTRODUÇÃO
5
O caminho de pesquisa utilizado para os fins foi através do estudo da sensibilidade de
técnicas não destrutivas na avaliação das propriedades mecânicas e detecção da
corrosão em concretos estruturais, tanto em escala laboratorial como no campo.
A tese envolve também a avaliação de metodologias e técnicas de ensaios nas
inspeções de desempenho de sistemas construtivos visando estabelecer limites de
confiabilidade requerido para um diagnóstico preciso.
1.3 Objetivos Específicos
1. Avaliar as correlações e confiabilidade na detecção de corrosão em armaduras
de concreto a partir das técnicas de ultrassom, resistividade em concreto, perda de
massa e medidas eletroquímicas em corpos de prova submetidos a corrosão acelerada
em escala de laboratório.
2. Avaliar o potencial de aplicação das técnicas micromagnéticas para detecção
de corrosão em armaduras de concreto.
3. Avaliar a confiabilidade das medidas e correlações estabelecidas para
resistência à compressão a partir das técnicas de ultrassom e esclerometria em um
sistema real de pontes de concreto da cidade de Aracaju-SE.
4. Estudar correlações entre os parâmetros das técnicas de ultrassom e de
esclerometria para a resistência à compressão de concretos em escala de laboratório e
escala real.
5. Estudar as correlações entre os parâmetros das técnicas de ultrassom e de
esclerometria com o tempo de cura de concretos no laboratório.
1.4 Divisão do Trabalho
O trabalho consiste do seguinte escopo:
Revisão Bibliográfica: apresentando as principais características das técnicas
colimadas.
Materiais e Métodos: trabalhos no laboratório e no campo com caracterizações
de materiais de uso laboratorial; ensaios ultrassonoros, esclerométricos, de corrosão
Tese de Doutorado – Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 1-INTRODUÇÃO
6
acelerada, de perda de massa, de resistividade dos concretos, diferenças de potenciais,
resistência a compressão dos concretos visando-se os objetivos propostos.
Resultados/Discussão: apresentando os resultados obtidos com análise
estatística compatível às interpretações e confiabilidade requeridas; discutir os
resultados á luz da literatura e experiências profissionais.
Conclusões/Sugestões para trabalhos futuros: apresentar considerações
conclusivas finais para cada estudo realizado bem como inferir os trabalhos necessários
futuros.
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
7 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Concreto e Durabilidade
O concreto é um material compósito considerado bastante adequado para
suportar carregamento de compressão. Tipicamente, as resistências de tração simples
(quando apenas sob ação de esforços normais) e de tração na flexão (quando sob ação
de momentos fletores) são da ordem de 10% a 15% respectivamente, da resistência a
compressão simples. Esta acentuada diferença de tensão se deve a heterogênea e
complexa microestrutura do compósito concreto. A resistência do compósito concreto é
normalmente muito menor do que as resistências individuais dos componentes
agregados e pasta de cimento hidratada. Essas anomalias de comportamento do concreto
podem ser explicadas pela importância da zona de transição na interface agregado
graúdo e matriz cimentícia.
Pela nova versão da NBR 6118/2014 os concretos que podem ser aplicados em
estruturas de concreto armado variam entre as classes C20 (20 MPa) e C90 (90 MPa)
de resistência característica, de acordo com ABNT NBR 8953 (2011).
O concreto não é um material dúctil, a menos que seja reforçado com aço. O
nível de deformação inelástica antes da ruptura é da ordem de 2.000 x 10-6
consideravelmente menor que os metais estruturais [12].
O funcionamento conjunto do concreto e do aço só é possível graças a aderência.
Devido a aderência, as deformações das barras de aço são praticamente iguais às
deformações do concreto que as envolve. Em virtude de sua baixa resistência a tração, o
concreto fissura na zona tracionada do elemento estrutural em concreto armado. Desse
momento em diante, os esforços de tração passam a ser absorvidos pela armadura. Isso
impede a ruína brusca da estrutura, o que ocorreria, por exemplo, em uma viga de
concreto simples, isto é: sem armação [13].
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
8 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Além de absorver os esforços de compressão, o concreto protege as armaduras
contra a corrosão. Apesar da fissuração, quase sempre inevitável em uma estrutura de
concreto armado, a durabilidade das estruturas não fica prejudicada, desde que as
aberturas de fissuras sejam limitadas. Um recobrimento mínimo de concreto sobre as
armaduras, dependente da agressividade do meio, também é necessário para garantir
durabilidade.
Entretanto, LOURENÇO et SOUZA [14], salientam que essas medidas em
ambientes agressivos, como os ambientes que contêm cloreto e sulfato, podem não ser
suficientes para garantir que a armadura receba uma proteção adequada contra a
corrosão, mesmo que o recobrimento das armaduras apresente elevada qualidade e uma
espessura adequada. Os agentes corrosivos podem penetrar através dos poros ou de
fissuras do concreto e causar uma corrosão significativa das armaduras. Recomendam
medidas adicionais para proteger o aço do concreto contra a corrosão.
As exigências relativas à durabilidade destinam-se a garantir a vida útil das
estruturas, período onde não devem ser necessárias medidas extras de manutenção ou
reparo das estruturas.
A durabilidade das estruturas de concreto é um dos aspectos de maior relevância
dentro da filosofia das modernas normas de projeto. Em 2014 a ABNT editou a norma
NBR 6118 [5] destacando resistências mínimas, maiores recobrimentos, dimensões
mínimas mais conservativas, expansões dos concretos por ação de águas presentes em
solos que contenham ou estejam contaminadas por sulfatos e percepção da
agressividade ao concreto na exposição ao ambiente contaminado por cloretos.
MEHTA [15], na Conferência Internacional sobre Durabilidade do Concreto/91,
já abordava a questão da durabilidade das estruturas de concreto nesses últimos 50 anos.
RIBEIRO [1] salienta que a evolução da construção civil com o aperfeiçoamento
dos sistemas construtivos e dos métodos de cálculo, foram os responsáveis pelo
aumento da esbeltez das estruturas, redução do recobrimento das armaduras e o
aumento substancial das tensões de trabalho que contribuiram decisivamente para uma
menor durabilidade das edificações.
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
9 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
A preocupação com a durabilidade das estruturas vem crescendo ano após ano,
mais recentemente as normas europeias EN 1504/2009-series de 1 a 10 [16] foram
lançadas visando exclusivamente aumentar a vida útil das estruturas de concreto de
forma mais rígida do que as normas brasileiras.
A NBR 15575-1:2008 [6], conhecida como norma de desempenho e com
vigência a partir de 19 de julho de 2013, normatiza o conceito de vida útil de projeto
(VUP).
GJØRV [2;17] vaticina que nos últimos anos ocorreu um rápido
desenvolvimento internacional da durabilidade baseada na probabilidade de corrosão
estabelecida durante a fase de projetos das estruturas de concreto armado em ambientes
agressivos contendo cloretos. Durante a produção dessa estrutura, procede-se o controle
de qualidade do concreto (monitorando difusão de cloretos, penetração de CO2, etc.)
tendo em vista os agentes agressivos presentes e a probabilidade de corrosão inferida na
fase de projetos. Portanto, segundo GJØRV, a estratégia atual e suas recomendações
para a obtenção de uma durabilidade mais controlada e o aumento da vida útil de novas
estruturas de concreto em Portos Noruegueses está embasada em uma probabilidade de
corrosão colimada no binômio Projetos/Desempenho devido a garantia de qualidade
durante o processo construtivo.
Portanto, em regra, para uma dada estrutura de concreto armado em um
determinado ambiente agressivo, a exigência da durabilidade é baseada na especificação
de um período determinado para o serviço antes que certa probabilidade de corrosão
seja alcançada.
Dez por cento (10%) de probabilidade de corrosão como nível superior tem sido
aprovada na Noruega. Para vida útil acima dos 150 anos, a probabilidade de 10% não é
considerada válida e deve ser mantida tão baixa quanto possível e não superior àquele
valor. Além disso, algumas medidas adicionais de proteção são requeridas tais como:
proteção da superfície dos concretos, aço inoxidável, controle do recobrimento, etc., [2;
17].
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
10 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
A corrosão das armaduras dos concretos é um dos fenômenos patológicos mais
encontrados na construção civil e em obras de infraestrutura afetando a durabilidade
requerida. Tradicionalmente, o concreto armado era considerado um material durável
uma vez que suas armaduras de aço se encontravam num ambiente particularmente
propício para manutenção de sua passivação e consequente proteção contra a corrosão.
Entretanto, isso não é verdadeiro na prática e fica evidenciada pela alta frequência com
que estruturas de concreto armado e protendido começam a apresentar deterioração
prematura devido a corrosão do aço, mesmo quando adequadamente executadas.
A garantia que se pensava possuir dessa durabilidade fundamentava-se na
proteção da armadura por uma adequada espessura de cobrimento e um concreto de
baixa permeabilidade. A elevada alcalinidade da solução aquosa dos poros do concreto
favorece a formação e a manutenção de um filme de óxido, aderente na superfície do
aço, que evita a dissolução anódica dos íons ferrosos e, portanto a passivação do aço.
De acordo com o diagrama de Pourbaix, mostrado na Figura 1, com pH entre
12,5 a 13,5 o aço sofre passivação, ou seja, ocorre a formação de um filme de óxido
insolúvel e aderente que protege a estrutura contra a corrosão.
Figura 1: Diagrama de Pourbaix, mostrando a zona de passivação e corrosão do
aço. Adaptado de SANTOS [18].
TEZUKA et FARIAS [19] já afirmavam que quando esse filme de passivação
não é formado ou é enfraquecido e destruído, os processos corrosivos podem se
E(V)
2 0 2 4 6 7 8 10 12 14 2
1,6 1,6
1,2 b 1,2
0,8 Fe 3+
0,8
0,4 passividade 0,4
Fe 2+
Fe2O3
0 a 0 0,1 Faixa usual:
potencial de
-0 corrosão -0 corrosão do
-1 aço carbono
-1 Fe Fe3O4 -1
corrosão
-1 imunidade -1
-2 -2
0 2 4 6 7 8 10 12 14 pH
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
11 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
manifestar. A destruição desse filme pode ocorrer de duas maneiras nas estruturas de
concreto armado:
a. Ação de íons cloretos que podem ser provenientes da névoa salina
ambiental ou já existir na água de amassamento, agregados e aditivos dos concretos
promovendo corrosão localizada, já que há um rompimento pontualmente do filme
passivador.
b. Diminuição da alcalinidade devido às reações de carbonatação que é um
fenômeno químico que ocorre na superfície do concreto e prossegue durante anos para
o interior do concreto promovendo corrosão generalizada, pois há uma redução do pH
do concreto para valores próximos de 8,5. O Ca (OH)2 liberado na hidratação do
cimento combina-se com o gás carbônico do ar atmosférico para formar o CaCO3,
insolúvel em água, conforme mostrado na equação abaixo:
Se a qualidade do concreto tiver sido comprometida por ambos ou qualquer dos
fatores, então o aço passará a ser atacado formando óxidos de ferro hidratado com
volume de 3 a 10 vezes superior ao inicial gerando tensões internas que causam a
disgregação do concreto rompendo a aderência e diminuindo a seção transversal útil
dimensionada. A Figura 2 ilustra os fenômenos descritos acima.
Figura 2: Tipos de corrosão e os fatores que a provocam. CASCUDO, O. [20].
Contudo, as causas de deterioração dos concretos não se restringem apenas aos
nexos químicos e/ou eletroquímicos. Causas físicas são também muito frequentes e
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
12 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
acentuam significativamente a perda de durabilidade bem como a satisfação do
desempenho esperado.
Fig. 3: Causas físicas da deterioração do concreto. Adaptado por MEHTA [15] e
RIBEIRO et CUNHA [21].
O efeito da degradação devido a ação física se resume ao desgaste superficial
devido a abrasão, erosão ou cavitação que promovem perda de massa do concreto e a
fissuração motivada por gradientes térmicos e higrométricos, sobrecargas estruturais,
cristalização de sais nos poros e temperaturas extremas que são pouco comuns no
Brasil.
2.2 Usos dos ENDs na avaliação do desempenho do concreto
Na construção civil, os Ensaios Não Destrutivos mais conhecidos são: Martelo
de Impacto (esclerômetro), Ultrassom, Eco-Impacto, Emissão Acústica, as Técnicas
Eletroquímicas (medição de potencial, resistividade do concreto, impedância,
ressonância magnética), Radiografia e Radar.
Nas construtoras e nas usinas de concreto, o controle de qualidade do material e
da estrutura como um produto necessita utilizar ensaios não destrutivos como
ferramenta que permita análise rápida de verificação da resistência do concreto, do
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
13 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
módulo de elasticidade e da homogeneidade da produção. A maioria das empresas de
consultoria e de controle da qualidade de obras conhece os ENDs. Entretanto, assim
como os projetistas estruturais, elas se limitam a utilizar o ensaio de dureza superficial
(esclerometria) ou extração de testemunhos como contraprova, isto é, para dirimir
controvérsias sobre concretos colocados na estrutura.
CASTRO [22] afirmou que inúmeros engenheiros recém-formados não possuem
noção do potencial de utilização de ENDs na área da indústria da construção. Portanto,
esse desconhecimento tem início na formação acadêmica e a pouco conhecimento no
assunto atinge o nível dos tomadores de decisão responsáveis pelos programas de
controle de fabricação e de manutenção. O projeto estrutural especifica a resistência
característica á compressão e raras vezes também o módulo de elasticidade longitudinal.
O controle de produção da estrutura limita-se á ruptura de alguns corpos de prova
moldados nos canteiros.
As normas NBR 12.655:1996 [23], NBR 9062:2006[24] e a NBR 6118:2003[5]
não fazem referências á utilização de ENDs. Salienta-se, que a NBR 6118:2003[5] é a
norma atual de durabilidade das nossas estruturas de concreto armado.
Contudo, o cenário científico-tecnológico atual aponta para incorporação dos
ENDs e já agrega o controle de qualidade durante o processo construtivo de novas obras
como também a avaliação de vida útil remanescente em obras existentes.
Eventos científicos têm acontecido sobre o tema do uso dos ENDs na construção
civil particularmente sobre estruturas de concreto. Diversos trabalhos e teses têm sido
frequentemente publicados enfatizando a importância imperiosa do uso dos ENDs na
indústria da construção [25-33].
Em suma, a durabilidade das estruturas de concreto armado no mundo moderno
é o tema do momento. Assim, além dos ensaios destrutivos, os ENDs seguem
agregados nas avaliações sistêmicas de garantia da qualidade para a vida útil projetada.
Um sistema de alto nível para regular a segurança estrutural, durabilidade e
desempenho da infraestrutura de cada país é algo emergencial. Segundo NAIERHOFER
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
14 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
[34] vários pesquisadores vêm usando a técnica de ultrassom para a caracterização
precoce do concreto em termos de maturidade e desempenho. Os resultados encontrados
foram promissores.
ERCIKDI, B., YILMAZ, T. et KULEKCI, G. [35], estudaram a resistência e a
cinética de hidratação de corpos de prova de cimento de escória de alto forno com
resíduo industrial correlacionando em laboratório com o ultrassom.
QASRAWI [36] combinou as técnicas de ultrassom e esclerometria na avaliação
da resistência a compressão do concreto de forma simples e com confiabilidade
estatística prevista. Todos os seus gráficos mostraram os intervalor de predição de 95%
permitindo aos profissionais usar os gráficos para correlações entre a resistência
mecânica com o ultrassom ou esclerômetro de forma confiável. Os resultados foram
comparados com os anteriores da literatura e também com os resultados reais obtidos a
partir de amostras extraídas de estruturas existentes.
BREYSSE, D., SOUTSOS, M. et al. [37] publicaram que o RILEM TC INR-207
(International union of Laboratories and experts in construction materials, systems and
structures) tem como regra o uso combinado de técnicas não destrutivas para melhorar
a avaliação do concreto armado.
2.3 Princípios e Potencialidades da Técnica do Ultrassom
A técnica de avaliação das estruturas que utiliza ensaios não destrutivos (ENDs)
cresce exponencialmente em todo o mundo e é aprimorada constantemente abrangendo
vários ensaios. Dentre os que se destacam, pela praticidade, portabilidade e facilidade
no manuseio, está o ultrassom.
Através do ultrassom é possível verificar: resistências mecânicas dos concretos,
módulo de elasticidade, homogeneidade do concreto, defeitos internos, variações nas
propriedades do concreto causadas pelo tempo, uso, etc.
MALHOTRA, V. M. et CARINO. N. J. [38] afirmaram que a técnica da
velocidade de pulso ultrassônico tem sido usada sucessivamente para avaliar a
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
15 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
qualidade dos concretos por mais de sessenta (60) anos. Esse método pode ser usado na
detecção de trincas internas e outros defeitos, bem como alterações nos concretos com a
deterioração devido ao ambiente químico agressivo. Ainda de acordo com o autor, a
técnica ultrassônica possibilita estimar a resistência dos corpos de prova de concreto no
local da obra e monitorar ás mudanças internas estruturais ao longo do tempo.
De acordo com DANIELLETO, C. C. [39], as primeiras sugestões para a
determinação não destrutiva das propriedades mecânicas do concreto em obra, através
da medição da velocidade de propagação do pulso ultrassônico, foram apresentadas em
1945. Entretanto, segundo o autor, este método não teve uso tão difundido quanto o da
dureza superficial (esclerometria).
LOURENÇO, L. C. [40] ressaltou que o ensaio com o ultrassom, embora seja de
vasta possibilidade de aplicação e de resultados confiáveis, é de difícil interpretação
requerendo profissional experiente. EVANGELISTA, A. C. J. [41], usando a técnica do
ultrassom, estabeleceu correlações entre a resistência a compressão de concretos (fc)
com as velocidades de propagação das ondas ultrassônicas (v), onde concluiu que os
fatores que mais influenciaram os resultados foram massa específica e o tipo de
cimento. Em relação a massa especifica o autor encontrou diferenças de até 100%, nas
resistências à compressão entre concretos leves e convencionais, devido ao uso
respectivamente de agregados leves e agregados pesados. Este resultado pode ser
visualizado na Figura 4, onde para uma velocidade de 4 km/s a resistência à compressão
alcançada por M5 (agregado leve) é de aproximadamente 25 MPa, enquanto que M3
(agregado pesado) mostra um valor de resistência à compressão em torno de 12,5 MPa.
Figura 4: Correlações entre fc e V para as séries M1, M3 e M5.
EVANGELISTA, A. C. J. [41].
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
16 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
ALMEIDA, I. R. [42] estabeleceu correlação entre os ensaios esclerométricos
com os ensaios de ultrassom para avaliação qualitativa de concretos de alto
desempenho. Estabeleceu correlações entre os resultados com a técnica esclerométrica e
a ultrassônica investigando as resistências mecânicas dos concretos de alto
desempenhos.
MALHOTRA, V. M. et CARINO, N. J. [38] salientam que um grande número
de variáveis afetam as relações entre os parâmetros de resistência do concreto e sua
velocidade de pulso. Para se estimar as resistências a compressão e/ou a flexão dos
concretos devem ser estabelecidas curvas de correlação.
CÁNOVAS, M. F. [43] correlacionou a qualidade do concreto em função da
velocidade da onda ultrassônica conforme a Tabela 1.
Tabela 1. Classificação do concreto em função da velocidade do ultrassom
Fonte: CÁNOVAS-1998
CARMO, M. A. [44] utilizou a técnica de ultrassom para diagnosticar a
deteriorização de marquises de concreto armado nas cidades de Uberlândia e Bambuí e
depois sumarizou os resultados classificando segundo CÁNOVAS, M. F. [43].
Conforme referido, o ultrassom tem sido aplicado nas avaliações mecânicas e
qualificativas da produção dos concretos. Entretanto, é importante ressaltar que essa
técnica tem sido pesquisada para o uso da detecção de corrosão em armaduras. Embora
ainda incipiente, na literatura é possível encontrar trabalhos relacionados ao tema.
Em 1998, YEIH, W. et HUANG, R. [45], demonstraram no concreto armado
uma relação consistente entre a atenuação da amplitude média da onda ultrassônica e a
taxa de corrosão instantânea. Com a Figura 5 pode-se observar uma correlação linear
decrescente logarítmica na qual à medida que se aumenta a taxa de corrosão ocorre uma
redução na amplitude média da atenuação da onda. É possível ainda interpretar que os
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
17 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
concretos do grupo A (água/cimento = 0,35) apresentam menores taxas de corrosão que
os concretos do grupo B (água/cimento = 0,4). Isso é facilmente justificado pelas
porosidades resultantes. Os concretos mais porosos permitem a permeação de agentes
agressivos mais facilmente que os concretos mais densos. Consequentemente os
processos corrosivos serão mais acentuados nos concretos do grupo B.
Além da influência da porosidade os autores investigaram a influencia da área
superficial das armaduras. Para isso foram usadas barras de ϕ 6 mm e 8 mm nos
concretos dos grupos A e B, resultando as series 6A, 8A, 6B e 8B. As curvas mostram
que em relação à variação da área superficial somente para o grupo B é possível
observar a influencia na taxa instantânea de corrosão.
Figura 5: Correlação entre taxa de corrosão instantânea (método de polarização
linear) e amplitude média de atenuação da onda ultrassônica [45].
SAKURADA et al [33] avaliaram o nível de corrosão em barras de reforço em
estruturas de concreto usando a técnica de ultrassom. O desgaste das barras foi
acelerado por meio de corrosão eletrolítica e a perda de massa foi calculada de acordo
com a equação abaixo:
Perda de massa (%) =
. 100
Os autores notaram que a intensidade espectral diminui a medida que a corrosão
aumenta. Essa diminuição foi atribuída a mudança na superfície da barra de reforço,
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
18 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
diferença na densidade entre os produtos de corrosão e a barra e por fim a presença de
fissuras no concreto. É importante ainda ressaltar que as alterações na intensidade do
espectro são mais pronunciadas para frequências acima de 100 kHz. A Figura 6 mostra
os espectros obtidos para barras com perda de massa de 0 %, 2,3% e 3,0 %.
Figura 6: Correlação entre intensidade espectral e perda de massa nas barras de
aço do concreto armado [33].
SAHAMITMONGKOL,R., CHOTESUWAN, A. et al [31] também
investigaram a utilização do ultrassom para a detecção de corrosão em barras de aço
usadas como reforma em estrutura de concreto. Os autores observaram que a razão entre
o pico da onda refletida ao longo da armadura e o pico da onda refletida por baixo da
armadura, tende a aumentar quando as barras são corroídas. Isso é colocado no Figura 7
a-b.
Explica-se pelo fato de que a corrosão cria microfissuras em torno da superficie
da barra, Desta forma esta zona cria uma maior atenuação na velocidade da onda que se
propaga ao longo da barra porque nas fissuras existirá ar. ZHU, J., KEE, SH. et al [46]
chegaram a resultados experimentais que indicaram que a existência de bolhas de ar na
massa cimentícia mesmo fresca diminui significativamente a velocidade da onda
ultrassonora longitudinal, mas tem pouco efeito sobre a propagação da onda de corte
transversal.
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
19 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 7: Reflexão da onda ultrassônica: (a) antes da corrosão, (b) depois da
corrosão [31].
Os resultados apresentados pelos artigos aqui citados são otimistas, no entanto
uma pesquisa mais sistemática usando a técnica de ultrassom ainda se faz necessária,
pois na literatura o número de trabalhos usando esta técnica para a detecção de corrosão
ainda é reduzido. O ultrassom é principalmente utilizado e muito eficiente na avaliação
da qualidade do concreto produzido, na determinação de vazios internos, fissuras, etc.
2.4 Princípios e Potencialidades da técnica esclerométrica
MALHOTRA [38] registra que em 1948 um engenheiro suíço Ernst Schmidt
desenvolveu um martelo de teste para medir a dureza da superfície do concreto pelo
princípio do rebote. O dispositivo denominado Rebound Schmidt Hammer mede a
repercussão de uma massa de mola impactando a superfície via extremidade livre de um
êmbolo de aço. A massa sofre um recuo após o choque registrando um índice de
impacto denominado índice esclerométrico que depende da rigidez da peça a ser
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
20 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
impactada. É um ensaio que mede a dureza da superfície e a qualidade superficial do
concreto.
O martelo de rebote Schmidt visa principalmente a dureza de uma superfície
com pouca relação teórica com a resistência do concreto. No entanto, dentro de limites,
correlações empíricas foram estabelecidas entre essas propriedades e o número de
rebote do martelo de impacto. No entanto, existe um amplo grau de discordância entre
pesquisadores sobre a precisão dessas correlações.
As limitações do martelo devem ser consideradas. É um ensaio normalizado pela
ABNT 7584/95[47] para avaliação da dureza superficial de concreto endurecido. Porém,
essa norma no Anexo A – Campo de aplicação, subitem A-4. 3 estimula o seu uso para
a avaliação da resistência à compressão dos concretos desde que vinculada a uma curva
de correlação confiável e compatível com os materiais locais. Em regra, esse
procedimento não é observado e são usadas inadequadamente curvas de correlação do
fabricante.
A literatura é farta em artigos correlacionando índices esclerométricos com as
resistências à compressão dos concretos bem como com as velocidades ultrassonoras.
2.5 Princípios e Potencialidades das técnicas micromagnéticas.
2.5.1 Generalidades
Na construção civil, a corrosão das armaduras nas estruturas em face dos
ambientes agressivos tem sido considerada como uma das maiores manifestações
patológicas que comprometem a vida útil projetada, portanto a durabilidade estrutural.
Diversos trabalhos de cadastramentos de danos em estruturas de concreto armado
mostraram que a corrosão de armaduras é o fenômeno responsável por uma grande parte
dos danos nas estruturas com índices de ocorrência variando de 27% a 64% [48]. A
durabilidade e a consequente previsão da vida útil continuam sendo objetos de diversas
pesquisas na engenharia civil e o fenômeno da corrosão das armaduras em concretos
passou a ser o problema econômico de primeira importância na construção civil da
maioria dos países desenvolvidos além dos problemas ecológicos e de sustentabilidade
causados pelas recuperações. O controle da durabilidade de estruturas de concreto
armado será um dos principais desafios para o engenheiro do futuro [17; 48-49].
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
21 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
A teoria micromagnética embasa as propriedades mecânicas e magnéticas dos
materiais ferromagnéticos como os aços usados nas estruturas da construção civil na
mesma origem: os defeitos cristalinos da microestrutura do material. As propriedades
são sensíveis às variações microestruturais. É o conceito básico fundamental das
técnicas de caracterização de materiais [50]. A Fig. 8 ilustra a interdependência entre
propriedades mecânicas e micromagnéticas de materiais ferromagnéticos como os aços
usados nas estruturas de concreto armado.
Os ENDs são técnicas utilizadas na inspeção de materiais, estruturas e
equipamentos sem danificá-los, sendo executados nas etapas de fabricação, construção,
montagem e no pós-uso de componentes e estruturas de engenharia. Encontra-se em
desenvolvimento nos setores de energia, petróleo, metal mecânico, aeronáutico entre
outros, [51; 52-55].
Fundamentalmente, existem muitas similaridades entre as propriedades
mecânicas e magnéticas nos materiais ferromagnéticos. As características
microestruturais, as quais são responsáveis pelo endurecimento dos materiais, tais como
vacâncias, discordâncias, precipitados, contornos de grãos e a presença de átomos ou
partículas de segunda fase dispersos na matriz influenciam o movimento das
discordâncias sob carregamento mecânico, assim como influenciam o movimento das
paredes de contorno de domínio magnético sob carregamento magnético. Deste modo, é
possível avaliar diferentes propriedades mecânicas através da medida não destrutiva de
diferentes propriedades eletromagnéticas. Esse é o princípio básico das técnicas
micromagnéticas [50; 53; 55].
DIAS, A.R.P. [60] escreveu que o magnetismo é o fenômeno segundo o qual os
materiais impõem uma força atrativa ou repulsiva sobre outros materiais. Os materiais
são classificados conforme sua resposta a ação de um campo magnético, H. Os
ferromagnéticos, como o ferro, possuem momento magnético permanente mesmo na
ausência de um campo magnético externo e, quando na presença do campo externo, eles
alinham seus spins na direção do campo externo de maior intensidade.
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
22 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Martins [50] mostrou a boa sensibilidade das medidas micromagnéticas para a
análise de tensões em arames da armadura de tração de risers flexíveis na ausência do
Lift off.
Fonte: MARTINS, C. O. D [50].
Figura 8. Relação entre as propriedades mecânicas e micromagnéticas para
materiais ferromagnéticos.
Portanto, muitos pesquisadores têm analisado características mecânicas de
materiais ferromagnéticos a partir de medidas magnéticas não destrutivas.
BUONSANTI, M., CALCAGNO, S. et al. [56] obtiveram mapas de campos
magnéticos para o controle e previsão do crescimento de fissuras de origens mecânicas
em elementos de concreto armado através de técnicas micromagnéticas das correntes
parasitas.
DOBMANN, G.[57], apresentou os princípios físicos e aplicações industriais do
sistema 3MA (método micromagnético multiparamétrico para a análise de
microestrutura e estado de tensões). Através das técnicas micromagnéticas como a
medição do ruído magnético Barkhausen, a permeabilidade incremental e análise
harmônica do campo magnético tangencial, pode-se definir procedimentos de inspeção
para o monitoramento de peças e componentes de processo de produção visando
caracterizar suas propriedades mecânicas como dureza e resistência à tração na indústria
de galvanização dos aços como também em fábricas de placas de rolamentos pesados.
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
23 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
HOLLER, P., HAUK, V. et al. [58], já em 1988 estudaram durante as fases de
lingotamento contínuo, laminação a quente, forjamento, laminação a frio, tratamentos
térmicos e usinagem de aços, a influência da microestrutura e estado de tensão residual
em combinação com as condições de carga adicionais durante o serviço, visando
determinar as propriedades dos materiais e seus comportamentos utilizando o sistema
3MA com suas técnicas de inspeção tais como: ruído de Barkhausen, permeabilidade
incremental, espectroscopia de impedância, etc.. O objetivo foi mostrar a correlação
entre as características do material e as respostas do sistema 3MA.
2.5.2 Domínios Magnéticos
Os domínios magnéticos podem ser vistos como regiões onde todos os átomos
possuem spins alinhados em uma mesma direção e sentido [50;57].
O estado chamado desmagnetizado é aquele que, sem a influência de tensões ou
campos magnéticos externos aplicados, os domínios se encontram distribuídos
aleatoriamente e a magnetização resultante do material é igual ou praticamente zero.
Quando os domínios sofrem a influência de um campo externo ou estado de tensões, os
átomos sofrem uma rotação conjunta em volta do seu próprio eixo e se alinham na
direção mais próxima do campo magnético externo aplicado. Esse conceito foi
introduzido em 1906 para explicar a propriedade dos materiais magnéticos.
Esse processo continua com o aumento da força do campo até que a amostra se
torne um único domínio resultante alinhado com o campo aplicado. A Figura 9 ilustra o
processo de magnetização e saturação dos domínios com a direção do campo externo.
Figura 9. Magnetização e rotação de domínios magnéticos, CULLITY [59].
2.5.3 Paredes de domínios
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
24 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Sabe-se que um material ferromagnético é subdividido em domínios magnéticos
com diferentes orientações. A região de transição entre domínios adjacentes é chamada
de Parede de Domínio ou Paredes de Bloch.
Quando um campo magnético é aplicado a um ferromagneto os domínios com
orientação magnética favorável em relação ao campo externo aplicado tendem a crescer.
Para esse crescimento o deslocamento de uma ou mais paredes de domínio se faz
necessário. Esse mecanismo é importante no processo de magnetização de quase todos
os materiais magnéticos e por esta razão o movimento das paredes de domínios é muito
estudado.
Com a aplicação de um campo magnético pequeno, o movimento das paredes de
Bloch é também pequeno e reversível, isto é, elas retornam para as posições originais
com a retirada do campo.
Se, por outro lado, for aplicado um campo forte, o deslocamento das paredes é
grande e passa a ser influenciado por outros fatores. As paredes têm que vencer
obstáculos maiores como, por exemplo, granularidades, precipitados de segunda fase,
fases não ferromagnéticas e descontinuidades do material. Esse movimento é
irreversível, pois exige aplicação de campo contrário forte para poder vencer novamente
os obstáculos e retornar a posição original. Esta é considerada a principal contribuição
ao processo de histerese.
2.5.4 Curva de Histerese
A histerese, palavra que deriva do grego e que significa atraso, é um fenômeno
característico das substâncias ferromagnéticas. Sabe-se que essas substâncias se
imantam facilmente quando na presença de um campo magnético. Mas o que ocorre se
as retirarmos da influência deste campo? É muito conhecido esse fato. Acontece que, ao
fazer isso, a substância não é desmagnetizada completamente, tão menos de forma
instantânea. A esse acontecimento denominamos histerese magnética.
O ciclo de magnetização é representado pelo gráfico de magnetização M do
material em função do campo magnético externo aplicado H. Em outras palavras, o
ciclo mostra o quanto um material se magnetiza sob a influência de um campo
magnético e o quanto de magnetização permanece nele depois que esse campo é
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
25 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
desligado. Por exemplo, o ferro se magnetiza com um campo externo de baixa
intensidade mantendo uma magnetização relativamente baixa depois desse processo.
Fonte: Marcelo Knobel adaptado de Hyper Physics.
Figura 10. Curva de Histerese.
O esquema acima mostra como a magnetização de um material magnético varia
em função da intensidade do campo magnético aplicado sobre ele.
O ciclo de histerese de um material magnético é obtido ao aplicar sobre ele um
campo magnético e medir sua resposta (magnetização). O campo inicialmente é nulo e é
aumentado gradativamente (linha tracejada), até o material não mudar mais sua
magnetização com a aplicação do campo (magnetização de saturação). Depois, ele é
reduzido até atingir o valor nulo novamente. Entretanto, após a aplicação do campo,
geralmente o valor da magnetização não é o mesmo da magnetização inicial, sendo
chamada magnetização remanente (M) ou simplesmente remanência. O sentido do
campo é, então, invertido e vai sendo aumentado mais uma vez. O campo reverso
necessário para fazer com que a magnetização retorne ao valor nulo é conhecido como
campo coercivo ou coercividade (H). O campo continua sendo aumentado até,
novamente, o material alcançar o valor da saturação no sentido inverso. O campo é
posteriormente reduzido e invertido novamente, até fechar o ciclo.
2.5.5 3MA- II - Método Micromagnético Multi-paramétrico para a Análise
de Microestrutura e Estado de Tensões.
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
26 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
É um analisador micromagnético e multiparamétrico de microestrutura e tensões
fabricado pelo Instituto Fraunhofer (Fraunhofer Institute for Non-destructive Testing –
IZFP).
Esse analisador é composto de um módulo central que processa o sinal elétrico
detectado por um sensor micromagnético.
A Figura 11, DIAS, A.R.P. [60], mostra o Sistema 3 MA-II em uso que é
totalmente controlado por um computador.
Figura 11. Sistema 3MA-II. Fonte: DIAS, A.R.P. [60].
Em (a) o equipamento em operação; em (b) a interface entre máquina e
operador. 1- sensor; 2 – módulo central; 3 – computador controlador; 4 – análise
harmônica do campo tangencial; 5 – ruído Barkhausen; 6 – Análise da permeabilidade
incremental e 7 – plano de impedância de correntes parasitas.
A técnica de inspeção por métodos micromagnéticos é indireta e os dados
adquiridos devem ser comparados com valores padrão previamente obtidos por outros
métodos e, então, calibrados no sistema através de uma curva de calibração, DIAS, A.R.
P [60].
O sistema do módulo central do equipamento que é responsável pelo
monitoramento das medições. É controlado por um software.
O sensor consiste de um Yoke magnetizante, DIAS, A. P. [60], que deve ser
acoplado ao material ensaiado para sua excitação magnética e tem uma bobina sensora
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
27 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
que fará a leitura do sinal micromagnético emitido pela amostra. A Figura 12 ilustra o
sensor.
Figura 12. Sensor micromagnético. Fonte: DIAS, A.R.P. [60].
Em (a) a fotografia do sensor; em (b) o diagrama esquemática do seu
funcionamento.
O 3MA baseia-se na relação entre o processo de magnetização e as propriedades
mecânicas e microestruturais de materiais ferromagnéticos.
Esse equipamento combina quatro técnicas micromagnéticas de inspeção que
são: Análise de ruído Barkhausen (ARB), Análise Incremental da Permeabilidade
Magnética (AIP), Análise Harmônica do Campo Magnético Tangencial (AHCT) e
Análise das Impedâncias das Correntes Parasitas (ACP). Apresenta até 41 parâmetros de
resposta combinando as técnicas a fim de determinar com maior confiabilidade o estado
de tensões ou microestrutural de diversos componentes em face de separar efeitos como
as variações microestruturais, atenuação de sinais devido à presença de camadas não
ferromagnéticas, variações geométricas, entre outras.
A amplitude do sinal detectado é influenciada por uma gama considerável de
variáveis e existe a possibilidade do descarte de algumas na inspeção. Torna-se
necessária a seleção dos parâmetros de inspeção, DIAS, A.R.P. [60]. Portanto, cada
técnica necessita que seja feito o correto ajuste de seus parâmetros.
A técnica 3MA só pode ser aplicada em materiais ferromagnéticos.
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
28 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 13. Sinais medidos pelo sistema 3MA. MARTINS, C. O. D. [50].
A Tabela 2 apresenta os parâmetros de resposta de cada técnica do sistema
3MA.
Fonte: MARTINS, C.O.D. [50].
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
29 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
O método é simples, rápido e os diferentes parâmetros são obtidos
simultaneamente. Pode-se usar lift off (afastamento entre o sensor e a peça) zero ou lift
off com camadas não ferromagnéticas cobrindo as peças.
Técnica da Análise do Ruído Barkhausen (ARB):
O Ruído de Barkhausen foi descorbeto por Heinrich Barkhausen em 1919
através de um simples experimento. Ao colocar o sinal proveniente de uma bobina
enrolada sobre um metal na entrada de um amplificador de áudio ele foi capaz de ouvir
pequenos estalos, ruídos de frequência muito maior do que a taxa com o que metal era
magnetizado.
O movimento irregular das paredes dos domínios para vencer os obstáculos
existentes se dá em saltos e geram ruídos. Os parâmetros utilizados na análise do Ruído
Barkhausen são a amplitude RMS (root mean square) e a área da envoltória do ruído.
Foram obtidas correlações muito boas para tensão residual. Outras correlações também
foram obtidas no controle da dureza.
Análise das Harmônicas do Campo Tangencial (AHCT):
As harmônicas possuem frequências múltiplas da forma de onda original. São
geradas por todas as cargas chamadas de não lineares, anisotrópicas e com histerese
como é o caso da carga de magnetização do metal ferromagnético. Essas cargas
possuem essa definição por apresentarem como resposta a um sinal elétrico de
frequência fixa ( por exemplo, uma tensão senoidal), uma forma de onda de frequência
diferente do sinal de alimentação, principalmente na forma.
O procedimento consiste em gerar uma frequência fundamental e medir a
energia e a fase no terceiro, quinto e sétimo harmônicos.
A corrente de magnetização contem, além do componente fundamental, todos os
componentes harmônicos ímpares sendo que o terceiro harmônico é o mais significativo
pela sua amplitude e pela sua frequência.
A presença de harmônicas em um sistema acarreta uma série de efeitos
indesejados como, por exemplo: aumento de perdas por histerese e correntes parasitas,
etc...
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
30 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Análise Incremental da Permeabilidade Magnética:
É a facilidade com que um material pode ser magnetizado. É medida pela
equação B = µH que é a permeabilidade absoluta, mas a permeabilidade incremental
obtida em cada ciclo é medida pela relação ∆B/∆H, isto è: seria a derivada ponto a
ponto da curva de magnetização.
O equipamento 3MA mede esse parâmetro denominado de permeabilidade
magnética incremental. Ela é medida em cada um dos ciclos de magnetização e ao fim
do processo.
Análise das Impedâncias das Correntes Parasitas:
Corrente parasita (eddy current ou corrente de Foucault) é originada numa massa
metálica por indução eletromagnética que acontece quando há uma variação no fluxo
magnético que atravessa o metal. São correntes elétricas que circulam nos metais
condutores gerando calor e portanto perdas.
Monitorando o fluxo dessas correntes induzidas pode-se detectar, avaliar e
localizar descontinuidades presentes nos metais ensaiados. Equivalem-se às
descontinuidades nas peças que provocam fuga de fluxo magnético.
Resposta das técnicas pelo equipamento 3MA:
No final do processo o equipamento 3MA realiza uma regressão linear
multivariável encontrando um coeficiente para cada parâmetro. A resposta do
equipamento não é uma resposta de natureza física única, mas uma combinação
daqueles parâmetros mais sensíveis à variação da tensão mecânica. Alguns não
apresentam nenhuma correlação e contribuem apenas com a dispersão. No final, o
método 3MA-II determina as correlações para cada técnica de per si, bem como a
correlação para o uso combinado dessas técnicas caracterizando junto com as dispersões
a sensibilidade do método na avaliação.
2.6 - Princípios e Potencialidades da Técnica de Resistividade Elétrica do
Concreto – Método de Wenner (4 eletrodos) e de Medidas dos Potenciais da meia-
célula das armaduras de aço dos concretos sem revestimento.
2.6.1 Técnica da Resistividade elétrico-volumétrica
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
31 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
A técnica consiste na medida da resistividade elétrica do concreto frente à
aplicação de um campo elétrico. É utilizada na avaliação e no monitoramento da
probabilidade de corrosão das armaduras, pois controla o fluxo de íons que migram
através do concreto das regiões anódicas e catódicas. A resistência elétrica depende por
seu turno da microestrutura da pasta e da mistura que compõe o concreto. HELENE,
P.R.L. [61] afirmou que a resistência elétrica medida é sensível ao teor de umidade de
equilíbrio e à temperatura do concreto. A interferência das condições geométricas de
ensaio, presença de armaduras, camada carbonatada e a não homogeneidade do concreto
apresentam influências também consideráveis.
A resistividade do concreto só tem influência na velocidade de corrosão quando
o processo já se encontra instalado na estrutura de concreto armado conforme
observação de ANDRADE, c., GONZÁLEZ, J. A. et al. [63]. Na realidade a
resistividade se correlaciona com a taxa de dispersão de cloretos nos poros úmidos.
ANDRADE, C. et D´ANDREA, R. [62] afirmou que é um processo eletrolítico
como consequência do movimento iônico na solução aquosa dos poros da matriz do
concreto. A alta resistividade dificulta o caminho entre o anódico e o catódico. A
resistividade aumenta com a diminuição da temperatura, tendo medidas mais elevadas
no inverno do que no verão.
É interessante ressaltar que as influências relevantes observadas na literatura
relatam as seguintes situações:
a) Para que o ensaio tenha quase que 100% de confiabilidade nos seus
resultados, o concreto deverá ser umedecido até se encontrar saturado, pois se estiver
extremamente seco, ou seja, altamente resistivo, poderá afetar as medidas de potencial
visto que a corrente elétrica tende a evitar materiais resistivos fazendo com que o
eletrodo de referência não a detecte. Isso causaria valores de potenciais mais positivos
em regiões que poderiam estar com corrosão;
b) Millard et al. em 1989 afirmou que a resistividade calculada depende do
espaçamento das sondas. Um espaçamento maior das sondas fornece uma medição mais
consistente quando estiver medindo em um material não homogêneo como o concreto.
No entanto, na hipótese de grande espaçamento, há o perigo de a medição ser afetada
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
32 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
pela armadura. É bastante usado o padrão industrial de espaçamento das sondas em 50
mm como sendo adequado ao concreto.
O teste não destrutivo é importante no diagnóstico e projetos de reparos de
estruturas de concreto, bom indicador de ocorrência de corrosão além de a resistividade
elétrica ser uma propriedade que afeta a cinética da corrosão. Graças a relação entre a
resistividade e o grau de saturação do concreto é possível aplicar a resistividade para
interpretação do valor da probabilidade de corrosão.
Além do ensaio de resistividade para medir a probabilidade de corrosão ela é
usada para avaliar a eficácia da cura. O avanço da hidratação do cimento leva a uma
redução da porosidade do concreto que se reflete em resistência mecânica e
resistividade.
É utilizado para correlações com a permeabilidade de cloreto, identificação de
áreas úmidas e secas do concreto, como também indicação das variações nas relações de
água/cimento numa estrutura de concreto. Sofre as interferências das condições
geométricas do ensaio, presenças das armaduras, não homogeneidade do concreto,
temperatura, dentre outros. Sozinho não é conclusivo.
ANDRADE, C. D´ANDREA, R. [64] salienta que a resistividade também pode
ser utilizada em uma expressão matemática para a predição tanto do período de
iniciação até quando se desenvolve a corrosão. Essa propriedade se baseia na relação
inversa entre resistividade elétrica e a difusão dos íons. Sabe-se que a maior
resistividade produz um menor movimento das cargas elétricas (íons nos poros do
concreto) devido à maior resistividade indicar menor porosidade.
A NBR 9204 (2012) da ABNT estabelece o método de ensaio para a
determinação da resistividade elétrico-volumétricas do concreto endurecido através de
corpos de prova ou testemunhos extraídos.
A ASTM não possui um método de ensaio para medição local da resistividade
do concreto. O sistema de quatro eletrodos descrito por Wenner foi incorporado na
norma ASTM G 57/2002 (Standard test method for field measurement of soil resistivity
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
33 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
using the Wenner four electrode method) para a medição do campo de resistividade do
solo.
A CEB – Comité Euro-International Du Béton [10] estabeleceu parâmetros
quanto à resistividade do concreto para medição de probabilidade de corrosão, mostrada
na Tabela 3.
Tabela 3: Valores de resistividade no concreto, visando medir a probabilidade de
corrosão.
Resistividade do Concreto (KΩ.
cm). Probabilidade de Corrosão
> 20 Desprezível
10 a 20 Baixa
5 a 10 Alta
< 5 Muito Alta Fonte: CEB 192 (1989), apud CARMO (2009).
Dessa forma, o método mais utilizado para medir a resistividade elétrica do
concreto é o dos quatros eletrodos (método de Wernner). No princípio, esse método foi
desenvolvido para medir a resistividade elétrica em solos, mas através de adaptação tem
sido utilizado para avaliar a resistividade elétrica de concretos.
Observa-se na Fig. 14 que nos eletrodos externos passa uma pequena corrente (I)
que mede a diferença de potencial (v) entre os dois eletrodos internos. A corrente é
carregada por íons, no líquido do poro da estrutura, por isso há necessidade de estar
saturado na execução do ensaio.
Figura 14. Método dos quatros eletrodos para medir a resistividade elétrica do
concreto (CARINO, 1988 apud HOPPE).
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
34 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Um espaçamento de 50 mm é geralmente adotado entre os eletrodos dando um
pequeno grau de dispersão permitindo seções de concreto de 20 cm serem analisadas
com precisão.
Mas o teste de resistividade é muito mais rápido e fácil para estimar a
permeabilidade do concreto. Trata-se de um método comprovado e amadurecido que
pode substituir o teste rápido de permeabilidade de cloretos muito mais trabalhoso.
2.6.2 Técnica de Medidas de Potenciais de meia-célula.
O uso e a técnica das medidas de potenciais de meia-célula são normatizados
pela ASTM C 876-09 – Standard Test Method for half-cell potentials of uncoated
reinforcing steel in concrete [65].
Figura 15. Esquema do equipamento de medidas de potenciais de meia-célula.
O fluxo de corrente de corrosão ativa (migração de íons) nos concreto entre as
regiões anódicas e catódicas é acompanhado de um potencial elétrico em torno da
armadura. As linhas equipotenciais interceptam a superfície do concreto e o potencial
em qualquer ponto pode ser medido usando o método. Mapeando contornos
equipotenciais na superfície, as porções da estrutura onde existem altas probabilidades
de atividades corrosivas são identificadas pelos seus elevados potenciais negativos.
A Figura 15 mostra um eletrodo de referência com sulfato de cobre que entra em
contato elétrico com o concreto por meio de um tampão poroso e uma esponja que é
umedecida com uma solução de molhagem (tal como detergente líquido). O potencial
de meia-célula de medida é o potencial do circuito aberto que é medido sob a condição
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
35 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
de ausência de corrente no circuito de medição. Uma leitura de tensão mais negativa na
superfície é interpretada como que a barra incorporou mais elétrons em excesso,
portanto uma maior probabilidade de corrosão. As leituras de potenciais de meia-célula
são indicativas de que existe a probabilidade de atividade corrosiva no aço abaixo da
célula de referência de sulfato de cobre. No entanto isso só é verdadeiro se o reforço de
aço esteja ligado eletricamente ao voltímetro [38].
O CEB [10] estabeleceu parâmetros quanto à probabilidade de corrosão
conforme Tabela a seguir.
Tabela 4. Ensaio do potencial de corrosão.
Potencial de Corrosão relativo
ao eletrodo de referência Probabilidade de Corrosão (%)
Mais negativo que - 350 90
Entre – 200 e - 350 Incerta
Mais positivo que - 200 10 Fonte: ASTM 876/91 apud CARMO (2009).
O uso combinado de técnicas não destrutivas aumenta a confiabilidade dos
diagnósticos técnicos. Várias técnicas eletroquímicas para monitoramento e avaliar a
corrosão das armaduras em concretos são apresentadas em [66-67-68]. O método mais
popular para o teste de corrosão in situ é a medição do potencial de meia-célula.
Entretanto, o autor [69] salienta que esse método deve ser complementado por outros
ensaios não destrutivos. Deve-se notar que os valores potenciais de meia-célula
informam apenas sobre a probabilidade de corrosão e não sobre a taxa. Sabe-se que a
probabilidade de corrosão nas estruturas de concreto depende da condutividade iônica
do eletrólito, a umidade, a temperatura e qualidade do recobrimento de concreto que
cobre a armadura. A condutividade iônica é medida quantitativamente como a
resistividade do concreto [70].
SADOWSKI, L. [70] propôs uma metodologia para avaliar a probabilidade de
corrosão em placas de concreto por meio da combinação dos dois métodos, ou seja, o
método do potencial de meia-célula e o método da resistividade. Os resultados
experimentais indicaram que a metodologia do uso das duas técnicas pode ser usada
com sucesso para avaliar a probabilidade de corrosão em concretos.
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
36 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
MALHOTRA, V. M. et CARINO N.J. [38] salientou que quando o aço perde
sua passividade a resistividade do concreto está correlacionada com a taxa de corrosão
melhor do que o potencial de meia-célula.
2.7– Estudos de correlações e detecção de corrosão de armaduras em
concretos.
2.7.1 Estudos de correlações entre o ultrassom, esclerometria com a
resistência à compressão.
Vários pesquisadores publicaram artigos sobre as correlações entre as
velocidades ultrassônicas e esclerométricas com a resistência a compressão dos
concretos como também correlações entre as velocidades e os resultados dos impactos
com o martelo [71-72-73-74].
Estudos realizados por MACHADO, M. [75] sobre curvas de correlação
características do concreto estrutural usado na cidade do Rio de Janeiro foram
publicados pelo Instituto Brasileiro de Concreto, IBRACON em 2009.
HAMIDIAN, M. et ARIBIYIK, M. [76-77] divulgaram estudos correlacionando
os ensaios não destrutivos esclerométricos e ultrassonoros com a resistência à
compressão dos concretos para utilização no monitoramento da saúde estrutural das
edificações.
POPOVICS, S. [78], elencou os principais fatores que influenciam as
velocidades ultrassonoras nas correlações com a resistência mecânica dos concretos
estruturais. A influência do agregado graúdo nas velocidades é significativa.
ANDRADE, C. et D´ANDREA, R. [62] estudaram o controle de qualidade e a
durabilidade dos concretos via ensaio de resistividade.
2.7.2 Estudos de detecção da corrosão em armaduras dos concretos.
Estudos sobre a detecção de corrosão em armaduras de concreto através dos
ensaios não destrutivos têm sido levados a efeito, entretanto a maior frequência para a
avaliação qualitativa da corrosão tem sido com os ensaios eletroquímicos [79- 80]. O
uso da técnica de medidas dos potenciais das armaduras é muito aplicado pela sua
CAPÍTULO 2- REVISÃO DA LITERATURA
37 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
facilidade de uso nas estruturas em campo. Entretanto, como salientado na revisão
bibliográfica, a técnica de resistividade tem sido usada para o monitoramento dessa
corrosão.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
38 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
. CAPÍTULO 3
MATERIAIS E MÉTODO
Tendo em vista os objetivos específicos a parte experimental abrangeu o
seguinte escopo:
3.1. Caracterização dos Materiais
Os materiais escolhidos para os experimentos foram os insumos mais
constantemente utilizados na confecção de concretos estruturais na construção civil
sergipana, pois apresentam resistências à compressão adequadas ao desempenho
requerido além da otimista expectativa de vida útil projetada. Entretanto, os agregados
miúdos e graúdos possuem variações em face das respectivas jazidas necessitando da
caracterização conforme a seguir. Também, os aços utilizados nos experimentos foram
aqueles frequentemente escolhidos pelos calculistas estruturais nos projetos regionais.
A caracterização do cimento foi realizada tendo em vista a sua importância nas
propriedades do compósito concreto armado.
Os ensaios necessários à caracterização dos materiais usados na confecção dos
corpos de prova de concreto foram realizados nos laboratórios da Pós-Graduação em
Ciência e Engenharia de Materiais da UFS – P2CEM e no Laboratório LAMIR da
UFPR conforme normas técnicas pertinentes da ABNT.
a. Cimento
Trata-se de um CP II Z 32 fabricado pela Indústria Votorantin no município de
Laranjeiras/Se que possui a composição química obtida através da análise química
semi-quantitativa por espectrometria de fluorescência de raios X, com pó prensado,
espectrômetro Phillips PW 2400:
Tabela 5. Composição Química do Cimento.
Amostra
470/11ª
CaO
(%)
SiO2
(%)
Fe2O3
(%)
SO3
(%)
Al2O3
(%)
MgO
(%)
K2O
(%)
TiO2
(%)
55,9 15,5 12,0 3,4 3,2 2,8 0,8 0,4
CuO
(%)
SrO
(%)
P2O5
(%)
Na2O
(%)
ZnO
(%)
PbO
(%)
MoO3
(%)
P.F.
(%)
0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 < 0,1 < 0,1 5,08
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
39 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Para análise granulométrica usou-se o granulômetro CILAS 1064 do LAMIR
(laboratório de minerais e rochas) da UFPR cujos resultados estão no ANEXO A, item
(a).
O cimento utilizado atendeu os requisitos recomendados pelas normas técnicas
da ABNT.
b. Areia
Ensaios das fases cristalinas por análise mineralógica qualitativa por
difratometria de raios X (DRX), com pó total prensado em Difratômetro Philips PW
1830, com o mineral identificado por comparação com os padrões do Joint Commitee
on Powder Diffraction Standards (Internationa Centre for Diffraction Data) e ensaio
granulométrico por peneiramento úmido com peneiras BERTEL entre as malhas mesh 8
e 235 conforme NBR 7181/82 da ABNT.
Os ensaios concluíram se tratar de uma areia predominantemente quartzosa de
granulometria média apropriada para o uso em concretos. No ANEXO A, item (b)
encontram-se os resultados dos ensaios correspondentes.
c. Pedrisco e Brita 1
Foram feitas análises mineralógicas qualitativas por difratometria de raios X
com pó total prensado, difratômetro Phillips PW 1830, análise química semi-
quantitativa por espectrometria de fluorescência de raios X, com pó prensado e
espectrômetro Philips PW 2400 e densidade relativa média de sólido, conforme
resultados constando do ANEXO A, item (c).
Os pedriscos e as britas 1 foram da mesma rocha matriz com diferenças
evidentemente apenas na granulometria. Trata-se de uma rocha ígnea do tipo granito de
termo geoquímico ácido. É um agregado muito utilizado na construção civil bem como
na construção atual de parte do pavimento da BR 101 região sul do Estado de Sergipe.
d. Aço
O aço utilizado foi o CA 50 com barras de bitolas 6.3 mm oriundo da Aciaria
Gerdau de Recife/Pe com 98,4% de Fe e 0,31% de C, com propriedades mecânicas
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
40 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
conforme NBR 7480/2007, praticamente único fornecedor atual de aços para a
construção civil do Estado de Sergipe.
Os resultados dos ensaios de caracterização dos aços utilizados estão no
ANEXO A.
e. Da caracterização mecânica do concreto:
Concebeu-se um concreto de fck para 28 dias com 30 MPa em face de se tratar
da resistência mecânica atualmente mais usada nas nossas estruturas de concreto
armado bem como favorável a uma expectativa da vida útil projetada para nossos
ambientes agressivos.
O estudo final do traço e avaliações das resistências constam da Tabela 6 a
seguir:
Tabela 6. Traço do concreto usado e resistências aos 3, 7, 14 e 21 dias.
Observou-se que, com o traço usado que teve fator água/cimento (a/c) de 0,50,
já aos 21 dias alcançava o fck pretendido de 30 MPa aos 28 dias de cura.
Todos os corpos de prova confeccionados foram moldados com o traço em peso
salientado na Tabela 6 corrigindo-se o fator a/c com a variação de umidade da mesma
areia.
Além dos cilíndricos, os corpos de prova prismáticos moldados eram
imediatamente imersos em tanque de água potável após o tempo de fim de pega do
cimento.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
41 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
3.2. – Ensaios de laboratório utilizando ultrassom, resistividade e
potencial eletroquímico.
a. Preparação dos corpos de prova de concreto.
Para os experimentos foram confeccionados trinta e seis corpos de prova
prismáticos de concreto armado nas dimensões de 10 cm x 10 cm x 20 cm em formas
metálicas inoxidáveis ilustradas na Figura 16. Os corpos foram moldados em duas
camadas de cinco cm cada. As amostras de aços foram colocadas após a primeira
metade lançada e compactada através do rasgo existente em um dos topos da forma
metálica.
Figura 16. Forma de aço inox para a confecção dos corpos de prova prismático
de 10 cm x 10 cm x 20 cm de concreto.
Nos corpos de prova utilizados nesse estudo foram usados aços CA 50 no
diâmetro de 6.3 mm. Algumas amostras foram confeccionadas com armaduras de 12,5
mm e 20 mm do mesmo tipo de aço para avaliações paralelas. A superfície do aço era
decapada via esmeril mecânico com lixa 1500 e imersão química em banho de solução
Clark. A superfície, após a decapagem mecânica e química, se apresentava totalmente
limpa e sem qualquer incrustação ferruginosa. Dessa forma, a amostra de aço CA 50 era
pesada, representando a massa do aço antes da corrosão e inserida no corpo de prova
durante o lançamento do concreto nas formas metálicas com profundidade controlada.
Os corpos de prova foram curados em tanque de imersão. A Figura 17 mostra um corpo
de prova prismático de concreto com o aço de diâmetro 6.3 mm inserido na posição
axial central com saliência de 3 cm.
Ranhura no topo da
forma para
colocação do aço.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
42 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 17. Corpo de prova de concreto armado usado para os ensaios em
laboratório.
Os corpos de prova foram mantidos submersos em recipientes de água
potável durante 3, 7, 14, 21 e 28 dias.
b. Ensaios de corrosão acelerada nos corpos de prova em
laboratório
Após 28 dias de cura, os corpos de prova de concreto prismáticos foram
encaminhados para o ensaio de corrosão acelerada através da sua imersão em um
aquário com a solução salina a 5% de NaCl onde uma corrente de 0,10 A foi aplicada
diretamente no aço embutido no concreto através de conexão nos 3 cm salientes. A
seguir, aguardava-se o fissuramento visível na superfície do corpo de prova quando
então se interrompia a corrosão acelerada.
A Figura 18 ilustra o ensaio de corrosão eletrolítica acelerada aplicada aos
corpos de prova de concreto armado.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
43 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 18. Fotos do ensaio de corrosão eletrolítica acelerada.
Medidas de ultrassom, resistividade e potencial de corrosão eram realizadas
antes e após cada ensaio de corrosão eletrolítica acelerada. Para os ensaios de ultrassom
foram efetuadas 10 medidas em cada uma das três posições do corpo de prova conforme
ilustrado na Figura 19. As medidas de potencial de corrosão também foram tomadas em
número de dez (Figura 20) bem como o de resistividade do concreto. O eletrodo de
referência utilizado foi de calomelano saturado (ECS).
Figura 19. Corpos de prova de concreto armado usado para o ensaio de
corrosão. Onde P1, P2 e P3 indicam as posições onde as medidas de ultrassom foram
realizadas.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
44 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 20. Esquema para medição dos potencias de corrosão no corpo de prova
após a aceleração da corrosão.
Foram realizadas também dez medidas de potenciais no antes e dez no após
corrosão.
c. Detalhes sobre os ensaios eletroquímicos de medidas de potencial,
resistividade e de ultrassom nos corpos de prova antes e depois da corrosão
acelerada.
A Figura 21 salienta fotos dos ensaios de ultrassom e medidas de potenciais de
corrosão sendo realizados em corpos de prova de concreto, antes e após a corrosão
acelerada.
Figura 21. Medição com o ultrassom.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
45 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
As medições nos ensaios de ultrassom e de resistividade visando correlações
com a corrosão de armaduras foram realizadas conforme ilustrado na Figura 19 sobre a
direção longitudinal paralela a armadura embutida visando-se obter os impulsos nas
duas condições: antes e após do ensaio acelerado da corrosão. Essa particularidade da
metodologia de medições ʺsempre sobre as armadurasʺ que foi adotada nos ensaios de
ultrassom e de resistividade foi ʺestrategicamente proposital e opostaʺ às orientações
sobre as influências de variáveis nas medições referidas na literatura.
Como se procurava detectar a corrosão, tanto as medições no ʺantesʺ como
aquelas no ʺapósʺ às corrosões aceleradas tinham, evidentemente, de considerar as
influências da condutividade elétrica das armaduras de forma referencial.
Ensaiaram-se corpos de prova com armaduras de aço no diâmetro de 6,3 mm
recobertas com de 1 cm, 2,5 cm e 5 cm de concreto antes e após a corrosão acelerada.
As perdas de massa foram determinadas para cada recobrimento de armadura pesando-
se antes da corrosão com o aço decapado mecânica e quimicamente (solução Clark) e
posteriormente após a corrosão. A diferença de pesos divida pelo peso inicial sem
corrosão representou a percentagem de massa perdida..
3.3. Métodos de Medidas Micromagnéticas
Os ensaios foram realizados no Laboratório de Metalurgia Física da UFRGS
com o equipamento 3MA- II fabricado pela Fraunhofer Institut da Alemanha usando-se
lift off (afastamento entre o sensor e a placa em estudo) polimérico e de concreto.
Para os ensaios foi necessária a correta seleção das variáveis que aliassem
velocidade de inspeção com boa resolução e repetibilidade dos resultados.
Na Foto 22 seguinte observa-se o teste com o lift off de concreto fino sobre a
placa de aço ensaiada.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
46 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 22. Foto equipamentos do Método 3MA-II em uso com placa de concreto
fino.
a. Materiais
Chapas planas de aço ABNT 1020 (5 x 50 x 200 mm³) foram utilizadas na
simulação do avanço da degradação por corrosão onde as amostras foram submetidas a
uma atmosfera de névoa salina contendo 5% NaCl por diferentes períodos (7, 14, 21 e
28 dias) conforme ilustrado na Fig 23 onde se percebe o crescente avanço da corrosão.
Não foi ensaiado o próprio concreto armado usado nas estruturas tendo em vista
que o sensor do equipamento só produzia resultados estatisticamente confiáveis até o
afastamento de 15 mm, portanto salientou a necessidade da fabricação de um novo
sensor adaptado à realidade do campo onde o recobrimento mínimo é de 25mm.
Figura 23. Amostras de aço ABNT 1020 corroídas utilizadas no trabalho.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
47 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Foram escolhidas essas chapas por se tratarem de aço usual nas construções civis
e facultavam um lift off compatível como sensor utilizado.
Inicialmente foram realizados os ensaios sem a presença de lift off. Os
resultados obtidos serviram como referência para a análise da intensidade do sinal.
Posteriormente, para simular a presença do recobrimento de concreto, foram usadas
chapas de material polimérico com variação de lift off nas espessuras de 5 e 10 mm.
Essa escolha se deu com base no trabalho de BENTO, M. et SOLLIER, T. [81], o qual
evidenciou que, assim como o concreto, o material polimérico se apresenta como um
material isolante, não ferro magnético, porém de melhor trabalhabilidade no
recobrimento da placa de aço devido a pequena dimensão do afastamento (lift off).
Mesmo assim, posteriormente foram realizados os ensaios com a presença de concreto
também sem lift off e com lift off nas espessuras de 7,5 e 15 cm.
b. Métodos
Na pesquisa se usou o método micromagnético do sistema 3MA – II. Essa
análise micromagnética incluiu a combinação de Análise Harmônica do Campo
Magnético Tangencial (AHT), Análise do Ruído Magnético Barkhausen (ARB) e Multi-
frequência Eddy Currents Analysis (ACP). O equipamento 3MA-II (Análise Magnética,
multiparamétrica da microestrutura e do estado de tensões) utilizado possuia os
seguintes parâmetros:
- 40 medições por pontos, três pontos por amostra;
- calibração por regressão multilinear;
- frequência de magnetização: 200 Hz;
- frequência de análise (ARB): 500 Hz;
- campos magnéticos: AHT (intensidade do campo magnético para a técnica de
análise harmônica do campo magnético tangencial) – 35 A/cm; ARB (intensidade do
campo magnético para a técnica da análise de ruído magnético Barkhausen) – 35 A/cm;
ACP (intensidade do campo magnético da técnica de análise das correntes parasitas) –
25/cm;
- frequências de análises (ACP): 50, 100, 500 e 1.000 kHz.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
48 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Através da combinação de parâmetros, o método permite separar os diversos
fatores que influenciam o processo de crescimento dos domínios magnéticos fornecendo
informações sobre o estado de tensões, dureza, queima de retifica, degradação, entre
outros [50].
O objetivo da pesquisa foi determinar o número mínimo de parâmetros
micromagnéticos que determinasse a melhor correlação linear com minimização dos
desvios nos resultados. As calibrações foram realizadas com auxílio do programa MMS
fornecido com o equipamento através do módulo de regressão linear multiparamétrica
que buscava novas combinações de parâmetros para encontrar uma melhor correlação
linear com o estado de carregamento externo.
Figura 24. Visualização do equipamento utilizado e da distribuição das linhas de
fluxo do campo magnético na presença de um material não magnético.
3.4. Metodologia para os estudos de ultrassom e esclerometria em um
sistema real de pontes na cidade de Aracaju/Se.
Os diagnósticos técnicos periciais avaliam as estruturas antigas com muita
ênfase nas Inspeções Visuais, Análises Estruturais, com pouca intensidade do subsídio
de ensaios não destrutivos e destrutivos, além de não optarem por uma técnica de
avaliação estatística de dados mais confiável [107].
Embora não existam relações diretas entre a dureza superficial e a velocidade do
ultrassom com a resistência mecânica do concreto, encontram-se na literatura propostas
de correlações entre resultados obtidos a partir de técnicas de ultrassom e esclerometria
[76; 82-83-84-85], cujos dados são ajustados a modelos empíricos por meio de
regressão.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
49 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Para comparar resultados de medições experimentais é necessário garantir a
confiabilidade dos dados obtidos, em especial quando se propõe combinar técnicas tão
diferentes quanto ultrassom e esclerometria. A confiabilidade dos dados e interpretações
das medições podem ser obtidas aliando-se procedimentos experimentais e técnicas
estatísticas adequadas. Porquê, mesmo repetindo os experimentos sob as mesmas
condições, os resultados obtidos não serão idênticos ou diretamente comparáveis,
inclusive pela flutuação dos dados ao redor do valor central decorrente da existência de
erros experimentais que podem ser de natureza sistemática ou aleatória [86-87].
É comum se encontrar trabalhos em diferentes áreas do conhecimento, inclusive
na área de ENDs, que não realizam ou não fazem uso de um tratamento estatístico
adequado dos dados, induzindo conclusões equivocadas [88-89].
É recomendável utilizar testes estatísticos, como por exemplo, o teste t de
Student e o F de Fisher. Embora apresentem simplicidade, se bem utilizados podem
fornecer uma interpretação confiável sobre o comportamento dos erros experimentais
[89-90].
Nesse trabalho foram realizadas medidas de ultrassom e esclerometria
utilizando-se de testes estatísticos para avaliar a confiabilidade dos resultados, visando-
se inferir o desempenho mecânico à compressão e durabilidade dos concretos estruturais
em quatro pontes da cidade de Aracaju/Sergipe devido aumento do tráfego e tempo de
uso.
Foram realizadas 1.360 (um mil trezentas e sessenta) medições ultrassonoras e
680 (seiscentos e oitenta) medições de impactos em pilares e longarinas de quatro
pontes em regiões estruturalmente estratégicas aos esforços internos solicitantes
máximos. Os procedimentos dos ensaios tomaram como referências as normas NBR
7584/95 [47] da ABNT, NM 78:96 do MERCOSUL [91] e ASTM C 805-85/1993[92]
para dureza superficial, e as normas NBR 8802[94] e ASTM C 597/2002[93] para
propagação ultrassonora nos concretos.
O equipamento utilizado para os ensaios de impacto foi do tipo martelo
mecânico SilverSchmidt com energia de percussão de 2,20 N.m e para os ensaios
ultrassonoros do tipo USLab com par de transdutores planos de 54 KHz. Os ensaios de
impactos foram feitos horizontal e perpendicularmente às superfícies dos concretos e os
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
50 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
ultrassonoros através da transmissão direta entre faces opostas. O uso dos equipamentos
obedeceu a rotina de calibração normatizada.
Com o objetivo de minimizar possíveis interferências localizadas, antes do início
efetivo dos ensaios, foram feitas varreduras para localização de armaduras subjacentes
aos locais que posteriormente seriam testados, além de limpeza das regiões amostrais
para regularização e redução da carbonatação superficial. Usou-se um detectador de
armaduras manual do tipo Profoscope. As Figuras 25 e 26 ilustram a demarcação de
uma malha retangular de dez pontos e a tipologia estrutural de uma das pontes
ensaiadas.
Figura 25. Malha retangular ajustada para medidas por martelo de impacto e
ultrassom em região de cortante máximo de uma longarina de ponte.
Figura 26. Tipologia estrutural de uma das pontes ensaiadas.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
51 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Nos mesmos dez (10) pontos de cada malha foram feitas as medições das
velocidades ultrassonoras e dos impactos.
Para a realização desse estudo de caso foram realizados dois métodos de
medição:
Método de Medição 1. As medições foram realizadas por ultrassom e martelo
de impacto através de uma única medição em cada um dos pontos da malha amostral,
recomendação da NBR 7584/95 [47] totalizando-se vinte medições conjuntas em cada
malha amostral de dez pontos.
Método de Medição 2. Medições foram realizadas em cada um dos dez pontos
de novas malhas retangulares com dez réplicas medidas por ultrassom e cinco réplicas
medidas por martelo de impacto, em cada ponto da nova malha, totalizando-se cerca de
cento e cinquenta medições conjuntas.
a. Análise de Dados
Na análise dos dados obtidos das medições pelo Método 1 foi considerada
somente a média aritmética, conforme recomendações de norma (ABNT, 1995),
enquanto que os dados obtidos pelo Método 2 foram estatisticamente analisados através
dos testes t de Student e F de Fisher, SCHWAAB, M. et PINTO, J.C. [95].
O teste t teve como objetivo avaliar a existência de um intervalo comum às
medições gerando uma confiabilidade estatística para a média. O intervalo de confiança
de cada medida foi calculado através da Equação 1 [95].
N
s
xt N
1 (1)
onde: N é o número de réplicas dos experimentos; x é a média amostral; s é o desvio
padrão obtido; tN-1 é o valor da distribuição t com N-1 graus de liberdade e 95% de
confiança.
Com base nas variâncias das medições realizadas pelas duas técnicas é possível
analisar o comportamento dos erros pelo teste F, calculado conforme equação 2.
2
2
*y
xxyF
(2)
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
52 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
onde Fxy* é o valor de F calculado; e 2
x e 2
y são as variâncias dos grupo amostrais.
Em seguida, avalia-se se o valor de Fxy* obtido se encontra dentro dos limites
estabelecidos na Equação 3.
21%12
%100
,,*,,1
vvFFvvF
p
p
(3)
onde v1 e v2 representam o grau de liberdade dos conjuntos amostrais analisados e Fp% e
F100-p% são valores tabelados de F para 95% o nível de confiança.
Assim, para 95% de confiança (p = 2.5%), se o valor do F* (F calculado) for
maior que F0.025 ou menor que 975,0
1
F, ou seja, ficar fora do limite tabelado, isto mostra
que os erros não são equivalentes. Vale ressaltar que todos os testes estatísticos
mostrados admitem implicitamente que as medidas experimentais estão distribuídas de
forma normal [42].
3.5. Metodologia para o estudo de correlações em sistema real: Edifício
do Condomínio residencial Ouro Verde em Aracaju/Se.
Realizaram-se ensaios laboratoriais no P²CEM/UFS e em laboratório sergipano
credenciado pelo INMETRO especializado em controle de qualidade dos concretos. Os
ensaios de campo foram realizados na estrutura de concreto armado do Edifício, ora em
construção, denominado Condomínio Residencial Ouro Verde que possui dezesseis
pavimentos sendo treze tipos, dois de garagens e um da área de uso comum.
As medições no campo foram realizadas na estrutura do edifício citado nos
concretos lançados nos pilares (oito pilares por pavimento), vigas (duas vigas por
pavimento) e lajes (uma por pavimento) após vinte e oito (28) dias de cura, do 13º ao
16º pavimentos, respectivamente para os mesmo concretos ensaiados no laboratório
conforme rastreamento controlador feito pelo autor bem como pela empresa construtora
do empreendimento. Nas idades anteriores a 28 dias, por razões de segurança devido o
processo de retirada, transporte de formas e marcações de alvenarias não nos
facultaram o acesso, portanto as medições nas idades de 3, 7, 14 e 21 dias foram
realizadas apenas no laboratório.
Os ensaios esclerométricos, ultrassonoros e de ruptura a compressão dos
concretos usados no Edifício Condomínio Residencial Ouro Verde em Aracaju visaram
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
53 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
estudar correlações entre os ensaios esses (ultrassom e esclerometria) com as rupturas
mecânicas a compressão bem como entre os próprios ensaios.
Os corpos de prova foram moldados no campo para tempos de curas de 3, 7, 14,
21 e 28 dias, sendo dois corpos de prova para cada caminhão betoneira em cada uma
das idades referidas, totalizando dez corpos de prova para cada caminhão. O número de
corpos de prova moldados em cada pavimento foi de cento e dez (110) unidades
cilíndricas totalizando 1.100 (um mil e cem) na pesquisa. A moldagem dos corpos de
prova no campo foi sempre e unicamente realizada por um único laboratorista da
empresa especializada em controle de concretos, em face da preocupação de minimizar
possíveis erros experimentais conforme planejamento estatístico experimental inicial
orientado por expertise com doutoramento em Estatística.
Os ensaios de obtenção das amostras de corpos de prova seguiram a norma da
ABNT NBR 12655/96. Os ensaios de ultrassom e esclerometria, em campo e no
laboratório, foram todos feitos pelo autor e mais dois auxiliares estagiários formandos
em Engenharia de Materiais pela UFS conforme planejamento estatístico das medições.
Para os ensaios de ultrassom foi confeccionada uma forma de madeira com furo circular
no centro do corpo de prova cilíndrico de concreto para evitar eventuais mudanças de
posições e acoplamentos durante os ensaios. Foram feitas dez medições em cada corpo
de prova ensaiado. A Figura 27 ilustra o uso da forma durante um ensaio.
Figura 27. Foto do ensaio de ultrassom observando-se uso de forma com furo
central.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
54 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Os ensaios esclerométricos foram executados marcando-se o centro de gravidade
do topo superior do corpo de prova cilíndrico e, apoiando-o num pavimento rígido,
procederam-se os impactos perpendiculares à superfície. Apenas um impacto por corpo
de prova foi executado conforme orientação da ABNT NBR 7584/95. A Foto 28 ilustra
o ensaio esclerométrico.
Figura 28. Ensaio esclerométrico em piso plano e rígido.
Em laboratório 11.000 (onze mil) medições ultrassonoras e 1.100 (um mil e
cem) de impactos esclerométricos foram executadas. No campo, aos 28 dias de cura,
foram realizadas 2.700 (duas mil e setecentas) medições ultrassonoras e 270 (duzentas e
setenta) medições de impacto com o esclerômetro. No total global da pesquisa foram
realizadas 13.700 (treze mil e setecentas) medições ultrassonoras bem como 1.370 (um
mil trezentos e setenta ) medições esclerométricas.
Os corpos de prova seguiam para a câmara úmida do laboratório da empresa e
foram ensaiados nas idades referidas e, após medições das velocidades ultrassonoras
bem como esclerométricas, realizaram-se as rupturas a compressão axial. Foto 29 ilustra
a cura e o ensaio de ruptura.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
55 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 29. Prensa de ruptura e tanque de imersão com água potável.
Para os ensaios não destrutivos foram utilizados equipamentos da Proceq e da
Agricef. O esclerometro foi o modelo clássico per Calcestruzzo SilverSchmidt com
energia de impacto de 0,225 kgm. O ultrassom UltraLab possuía dois transdutores com
frequência de 54 kHz apropriada aos concretos. As leituras foram sempre de forma
direta. Para cada corpo de prova foram feitas dez medições ultrassonoras e uma de
impacto no mesmo local central. Após essas medições o corpo de prova era rompido.
Figura 30 ilustra os equipamentos trabalhados na pesquisa.
As medidas ultrassonoras foram obtidas após o equipamento indicar um sinal de
momento da leitura. Medições fora do intervalo recomendado pelo fabricante foram
descartadas.
Em cada turno, antes de cada etapa de medições com o ultrassom, foram
realizadas calibrações do aparelho conforme recomendações e amostra de acrílico
fornecida pelo fabricante. Procederam-se no esclerômetro quatro aferições na bigorna
normatizada, via laboratório de controle de qualidade do concreto.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
56 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 30. Equipamentos dos ensaios: esclerômetro e ultrassom.
a. Ensaios de campo no Edifício Condomínio Residencial Ouro
Verde.
Antes das medições ultrassonoras e esclerométricas eram feitas as localizações
das armaduras através de um pacômetro denominado Profometer pelo fabricante
Proceq. A foto da Figura 33 ilustra o ensaio prévio.
As medições nos pilares foram feitas nas proximidades do piso, nas metades das
alturas e próximas às vigas superiores.
As lajes e vigas foram medidas nas regiões de esforços solicitantes de flexão
máximos.
Foram feitas dez medições ultrassonoras para cada ponto e um único impacto
respectivo. As Figuras 32 e 33 ilustram parte construída do empreendimento
monitorado bem como realizações de ensaios na obra. A Figura 34 salienta um
pavimento- tipo com estrutura executada onde ensaios aos 28 dias foram realizados.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
57 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 31. Estrutura do Edifício Condomínio Residencial Ouro Verde no bairro
Jardins em Aracaju/Se.
Figura 32. Uso do ultrassom em viga e uso do pacômetro em um pilar da
estrutura do Edifício.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
58 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 33. Visão dos ensaios em um dos pavimentos do Edifício.
3.6. Estudos da evolução do endurecimento do concreto por
ultrassom, esclerometria e resistividade do concreto.
Com os ensaios aos 3, 7, 14, 21 e 28 dias nos laboratórios formou-se um banco
de dados experimentais que viabilizou o estudo da evolução com o tempo do
endurecimento do concreto, isto é: um estudo indireto da cinética de hidratação do
cimento via ensaios não destrutivos relativamente simples opção factível diante dos
complexos e demorados ensaios químicos correlatos.
No laboratório P²CEM/UFS foram utilizados os corpos de prova de concreto
com forma geométrica prismática, de 10 cm x 10 cm 20 cm. Esses corpos de prova não
foram rompidos, portanto não se procurou com os dados do laboratório do P²CEM/UFS
correlações entre os ensaios não destrutivos com o tempo de cura dos concretos porque
inicialmente o estudo da cinética não fazia parte do escopo da tese.
A metodologia consistiu dos mesmos procedimentos levados a efeito e referidos
anteriormente quando das medições correntes com as diversas técnicas não destrutivas.
Após as medições, curvas de correlações foram processadas através de software
statistics utilizando-se da análise dos erros experimentais. Curvas também foram obtidas
com gráficos de dispersões do Excel.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
59 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 4
RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Resultados e Discussões dos Estudos de correlações, perda de massa
e medidas eletroquímicas para ensaios de laboratório.
4.1.1 Estudo das correlações ultrassonoras com a corrosão.
IRIE, H., YOSHIDA, Y. et al. [96] afirmaram que o método do ultrassom
através de ondas transmitidas que se propagam através da estrutura é muito usado em
inspeções de materiais homogêneos como o aço. Entretanto, quando o concreto é
irradiado com essas ondas ultrassonoras, elas são espalhadas na água, vazios, agregados
e outras elementos do concreto. As ondas recebidas contêm uma grande quantidade de
ruído com a consequência na dificuldade de identificar a onda desejada como, por
exemplo, aquela partindo do concreto ou das barras de aço incorporadas. Portanto, não é
possível alta precisão.
LENCIS, U., UDRIS, A. et KORJAKINS, A. [97] colocaram também que
existem vários fatores que influenciam a velocidade de propagação do pulso
ultrassônico no concreto armado das estruturas. Investigações outrora realizadas
demonstraram que a presença do reforço (armaduras) próxima da superfície do concreto
testada aumenta a velocidade do impulso e o efeito desse reforço é descrito em normas
específicas. Entretanto, na prática, os testes em estruturas de concreto com dispositivos
ultraespecíficos têm levado seus resultados a dúvidas sobre a relevância dos efeitos dos
reforços.
MALHOTRA, V. M. and CARINO, N. J. [38] textualizaram que a velocidade
do pulso medido no concreto armado nas proximidades de armaduras é muitas vezes
maior do que em concretos simples com a mesma composição. Isto é porque a
velocidade de impulso de compressão no aço é de 1,4 a 1,7 vezes maior que no concreto
simples e, sob certas condições, o primeiro impulso a chegar ao transdutor de recepção
viaja parcialmente no concreto e, em parte, no aço. O aumento aparente na velocidade
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
60 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
de pulso depende da proximidade das medições da armadura, sua orientação em relação
ao caminho da propagação e a velocidade de pulso em torno do concreto [38].
Pelos artigos estudados ficou evidente que as velocidades esperadas sobre as
diretrizes dos aços embutidos são superiores, tanto no “antes da corrosão” como no
“após corrosão”, muito embora tenham enfatizado as possibilidades de dúvidas sobre o
efeito do reforço bem como a possível falta de precisão nesses dados diante das
influências diversas no compósito heterogêneo concreto armado.
Sendo assim, o esperado dos ensaios no presente trabalho era uma redução das
velocidades após a corrosão devido ao estado de fissuração criado em torno do produto
ferruginoso expansivo, aliado às possíveis falhas de aderência inicial. Entretanto,
somente com o recobrimento de cinco (5) cm foram encontradas velocidades no “após
corrosão” mais baixas. Para os demais recobrimentos, 1 e 2,5 cm, as velocidades no
“após corrosão” foram mais altas. LENCIS, U., UDRIS, A. et KORJAKINS, A. [97] na
Tabela 1 do seu artigo mostram que não existe correlação entre velocidades e espessura
do recobrimento da armadura na transmissão direta conforme utilizado no presente
trabalho.
Seguem os resultados com recobrimentos de 1 cm, 2,5 cm e 5 cm, no “antes” e
no “após” corrosão.
a. Resultados das medições “antes” e “após” a corrosão acelerada com o
recobrimento de 5 cm.
Os resultados dos ensaios ultrassonoros nos corpos de prova prismáticos de
concreto com a armadura de aço inserida cinco (5) centímetros abaixo da superfície
plana conforme metodologia descrita no CAPÍTULO 3, item (c), estão inscritos na
Tabela 7, antes e após a realização da corrosão eletrolítica acelerada.
Os resultados dos ensaios ultrassônicos com recobrimento de cinco (5) cm na
corrosão eletrolítica acelerada estão na Tabela 7 a seguir.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
61 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tabela 7. Velocidades ultrassônicas para recobrimento de 5 cm.
De acordo com os resultados, se observa uma queda nas velocidades
ultrassônicas para os quatro corpos de prova e nas três posições medidas.
Como as medições “após a corrosão” foram tomadas tão logo os corpos de prova
aos 28 dias de cura fissuravam visivelmente conforme Figura 34, para um recobrimento
da armadura de cinco (5) centímetros, segundo LENCIS, U., UDRIS, A. et
KORJAKINS, A. [97], a aderência entre o concreto e armadura poderia não estar
satisfatória além do agravamento pela disgregação do concreto causada pela expansão
do produto ferruginoso. MEHTA, P. K. et MONTEIRO, P. J. M. [12] confirmaram que
a presença de armadura afeta muito o resultado e que a microfissuração provocada pelas
condições ambientais mais severas prejudica o percurso das ondas ultrassonoras na
estrutura interna da peça.e desacelera a onda.
Figura 34. Aspecto dos corpos de prova após o ensaio de corrosão acelerada
eletrolítica.
Corpos de
Prova aos 28
dias de cura
Velocidade ultrassônica
antes do ensaio de corrosão (m/s)
Velocidade ultrassônica
após o ensaio de corrosão ( m/s)
Posição1 Posição2 Posição3 Posiçao1 Posição 2 Posição3
CP1 4660 ± 21 4665 ± 21 4667 ± 16 3808 ± 10 3766 ± 33 3810 ± 14
CP2 4267 ± 12 4365 ± 21 4499 ± 16 3556 ± 5 3580 ± 41 3669 ± 41
CP3 4218 ± 19 4210 ± 16 4376 ± 43 3558 ± 10 3479 ± 27 3599 ± 35
CP4 4329 ± 24 4332 ± 25 4333 ± 27 3564 ± 23 3610 ± 23 3607 ± 21
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
62 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
b. Tabelas das medições antes e após a corrosão acelerada para
recobrimento de 2,5 cm:
A Tabela 8 apresenta os resultados ultrassonoros para quatro corpos de prova
antes e após a corrosão acelerada. Os ensaios foram feitos nas posições ilustradas na
Figura 19 do CAPÍTULO 3, item (c), onde as posições P1, P2 e P3 são respectivamente
extremidade inicial, meio e extremidade final.
Tabela 8. Velocidades do ultrassom “antes” e “após” a corrosão para o
recobrimento de 2,5 cm.
Observa-se que as velocidades “após a corrosão” para o recobrimento de 2,5 cm
aumentaram opondo-se ao verificado para o recobrimento de 5 cm. Contraria as
afirmativas de literatura quando se esperava uma redução significativa das velocidades
devido as bolhas de ar formadas nas fissuras pelo produto ferruginoso expansivo, ZHU,
J., KEE, SH. et al. [98]. Diante da inconsistência desses resultados seria necessário
aprofundar os estudos, porém não foram realizados pela indisponibilidade na época de
transdutores com frequências diversas conforme literatura referencial.
Tabela 9. Velocidades do ultrassom “antes“ e “após” a corrosão com
recobrimento de 1cm.
Corpos de
Prova aos 28
dias de cura
Velocidade ultrassônica
antes do ensaio de corrosão (m/s)
Velocidade ultrassônica
após o ensaio de corrosão (m/s)
Posição1 Posição2 Posição3 Posição1 Posição2 Posição3
CP1 4175 ± 17 4117 ± 28 4100 ± 5 4848 ± 19 4635 ± 20 4928 ± 17
CP2 4097 ± 30 4036 ± 34 4129 ± 11 4719 ± 33 4506 ± 51 4745 ± 6
CP3 4446 ± 0 4366 ± 34 4280 ± 13 4771 ± 19 4496 ± 31 4638 ± 17
CP4 4191 ± 12 4158 ± 25 4020 ± 11 4812 ± 57 4729 ± 65 4736 ± 23
Corpos de
Prova aos 28
dias de cura
Velocidade ultrassônica
antes do ensaio de corrosão ( m/s)
Velocidade ultrassônica
após o ensaio de corrosão (m/s)
Posição1 Posição2 Posição3 Posição1 Posição 2 Posição3
CP1 4660 ± 21 4666 ± 36 4667 ± 16 4498 ± 18 4349 ± 73 4341 ± 23
CP2 4267 ± 12 4365± 21 4500 ± 16 4504 ± 18 4380 ± 15 4390 ± 8
CP3 4218 ± 19 4210 ± 16 4376 ± 43 4501 ± 34 4412 ± 43 4391 ± 5
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
63 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Para o recobrimento de 1 cm no “após corrosão” também se obteve aumento das
velocidades ultrassonoras oposto ao esperado diante do estado de fissuração causado
pela expansão do produto ferruginoso numa zona mais próxima da superfície do corpo
de prova.
A inconsistência de natureza física encontrada entre os resultados para
recobrimentos de 5 cm, 2,5 cm e 1 cm com inversão das tendências de redução das
velocidades diante de um número relativamente razoável de medições abre uma
discussão sobre a falta de confiabilidade na correlação entre velocidades ultrassonoras e
corrosão instalada para uma única frequência de transdutor..
BENOUIS, A. and GRINI, A. [102] relacionaram a influência da porosidade do
concreto com as velocidades ultrassonoras para fatores água/cimento > 0,50
demonstrando a lógica de que quanto maior a porosidade menor a velocidade
ultrassonora.
POPOVICS, S. [78] afirmou sobre a complexidade da estrutura interna do
concreto onde os fatores que afetam a resistência podem afetar as velocidades de forma
diferente, especialmente que a resistência é controlada pela pasta de cimento enquanto a
velocidade de pulsação é controlada pelas propriedades dos agregados.
IRIE, H., YOSHIDA, Y. et al. [96] divulgaram que as ondas recebidas contêm
uma grande quantidade de ruído com a consequência na dificuldade de identificar a
onda desejada como, por exemplo, aquela partindo do concreto ou das barras de aço
incorporadas.
LENCIS, U., UDRIS, A. et KORJAKINS, A. [97] concluíram que o efeito do
reforço na velocidade de impulso no concreto depende tanto do método ultrassônico
como dos parâmetros técnicos do aparelho de medição.
ANUGONDA, P. WIEHN, J. S. et al. [99] discute a propagação e o
espalhamento do ultrassom em concretos devido a sua heterogeneidade. Mediram a
difusividade e dissipação do ultrassom no concreto ao longo do intervalo de 100-900
kHz que são frequências bem acima da frequência de 54 kHz usual das inspeções no
compósito. Prevêem que o uso dessas frequências irá resultar em novas técnicas para
caracterizar propriedades e danos em estruturas de concreto.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
64 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
4.1.2 Avaliação das perdas de massa nas armaduras dos corpos de
prova corroídos (CA 50 ϴ 6.3mm) para 1 cm e 2,5 cm de recobrimentos da
armadura.
As Tabelas 10 e 11 apresentam os resultados das perdas de massa para as
situações de recobrimentos das armaduras onde os resultados das velocidades
ultrassonoras aumentaram inconsistentemente no “ após corrosão”.
Tabela 10. Perda de massa para o recobrimento de 1 cm.
Corpos de Prova Massa antes da
corrosão (g)
Massa após
corrosão (g)
% de perda de
massa
1 41,20 36,80 10,68
2 41,69 36,02 13,60
3 41,57 37,31 10,25
4 41,58 35,54 14,53
Tabela 11. Perda de massa para o recobrimento de 2,5 cm.
Corpo de Prova Massa antes da
corrosão (g)
Massa após
corrosão (g)
% de perda de
massa
1 41,49 33,16 20,01
2 41,75 33,61 19,50
3 42,08 35,39 15,90
4 41,09 35,01 14,80
Observaram-se perdas de massa muito elevadas tanto para 1 cm como 2,5 cm de
recobrimentos diante da literatura estudada como SAKURADA, Y., IRIE, H. et al. [33],
que nas frequências de 100-300 KHz encontraram perdas de massa entre 1,01 a 3,55%
para recobrimentos de 1, 3 e 5 cm com 97,6% da superfície do aço corroída.
O aumento da taxa de corrosão com o recobrimento de 2,5 cm foi devido ao fato
da necessidade de maior quantidade de corrente para provocar a expansão fissuradora.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
65 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
4.1.3 Estudo de correlações com medidas de Resistividade e Taxa de
Corrosão.
Os resultados das medidas tanto para 1 cm como para 2,5 cm de recobrimentos
refletiram praticamente o que a literatura expressa sobre a técnica como, por exemplo,
ANDRADE, c., GONZÁLEZ, J. A. et al. [63] onde a resistividade do concreto só tem
influência na velocidade de corrosão quando o processo já se encontra instalado na
estrutura de concreto armado. Segundo os autores [63], na realidade a resistividade se
correlaciona com a taxa de dispersão de cloretos nos poros úmidos.
As medidas de resistividade antes da corrosão apresentaram valores na zona
considerada de probabilidade muito alta conforme parâmetros do CEB – Comité Euro-
Internacional Du Betón [10], sendo uma característica dos concretos dos corpos de
prova porque estavam inicialmente fora do tanque de imersão em solução salina para a
corrosão acelerada. Fatores como ar, umidade, presença de armaduras entre outros
intervenientes nas medições de resistividade elétrica dos concretos são abordados por
LENCIONI, J. W. et LIMA, M. G [100].
As resistividades no “após corrosão” nos mesmos corpos de prova avaliados
com a técnica do ultrassom do item anterior 4.1.1, praticamente a totalidade
apresentaram diminuição da resistividade. SADOWSKI, L. [70] cita que FELIU, S,
GONZALEZ, J. A. e ANDRADE, M.C l. em 1990 no trabalho “Confinement of the
eletrical signal for in situ measurement of polarization resistance in reinforced
concrete” mostraram que a resistividade do concreto é inversamente proporcional á taxa
de corrosão.
O efeito dos íons cloretos na resistividade elétrica dos concretos é contraditório
conforme afirmações de LENCIONI, J. W. et LIMA, M. G. [100]. Já MORRIS, W.,
VICO, A et VÁZQUEZ, M. [101] concluíram que a resistividade aumenta com o teor
de cloretos em relação ao peso do cimento nos concretos.
A Figura 36 ilustra o resultado geral com as médias das resistividades para os
corpos de prova com recobrimentos de 2,5 cm. Os resultados com o recobrimento de
1 cm praticamente foram semelhantes e estão contidos no ANEXO C, item (a) e (b).
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
66 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 35. Gráfico geral com as médias das resistividades para 2,5 cm.
As medições no “após corrosão” foram inferiores a do “antes corrosão” devido
ao fato de que uma maior porosidade ou índice de vazios indica menor resistividade ao
movimento das cargas elétricas nos concretos bem como a concentração de cloretos
existente [100-101]. Ocorreu um aumento de vazios que foi provocado pelas fissuras
resultantes da disgregação do concreto em face da expansão dos produtos de corrosão,
fato comprovado pelo estado de fissuração visível.
Os resultados para a perda de massa ocorrida e as medições das resistividades
nos mesmos corpos de prova trabalhados com o ultrassom constam nas Tabelas 12 e 13.
Tabela 12. Perda de Massa para recobrimento de 1 cm.
Corpo de Prova curados
aos 28 dias
Perda de massa devido
corrosão acelerada (%)
1 10,68
2 13,60
3 10,25
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
0 1 2 3 4
Res
isti
vid
ad
e (k
ῼcm
)
Corpo de prova
Antes da corrosão
Depois da corrosão
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
67 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tabela 13. Perda de Massa para recobrimento de 2,5 cm
Corpo de Prova curados
aos 28 dias
Perda de massa devido
corrosão acelerada %
1 20,01
2 19,50
3 15,90
4 14,80
No aspecto das perdas de massa observou-se que com recobrimento de 1 cm a
perda foi menor do que com recobrimento de 2,5 cm, bem como o tempo para a
visibilidade do estado de fissuração. Portanto, menor quantidade de elétrons saindo do
anodo na pilha eletrolítica gerada.
4.1.4 Medidas eletroquímicas de potenciais de meia-célula.
4.1.4.1 Ensaios realizados com corpos de prova prismáticos com 5 cm de
recobrimento.
Os ensaios demandaram cerca de 78 horas entre o início da aplicação da corrente
elétrica de 0,10 A com potencial lido na fonte de 14,4 V até a visualização da corrosão.
Segundo a norma ASTM 876-91[47], em estrutura de concreto a armadura pode
ser avaliada quanto à corrosão utilizando faixas de potenciais que informa de maneira
qualitativa a probabilidade da ocorrência dos processos corrosivos, esses valores são
apresentados na Figura 37.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
68 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 36. Gráfico comparativo dos potenciais antes e após a corrosão para
recobrimento de 5 cm.
A Tabela 14, com as faixas de potenciais de corrosão segundo a norma ASTM
876-91[108] possui os intervalos dos riscos de corrosão em função dos potenciais e é
utilizada na comparação com os resultados obtidos demonstrando a eficácia da técnica
no monitoramento da corrosão.
Tabela 14. Faixas de potenciais conforme ASTM 876-09 [108]
Potenciais V (ECS*) Probabilidade de corrosão
> -0,20 10%
<-0,35 90%
-0,20 a -0,35 Incerta
Os resultados apresentados neste primeiro momento refletem uma situação onde
se tem certeza da corrosão na armadura, pois a corrente elétrica aplicada só foi
interrompida após a fissuração visível dos corpos de prova.
Resultados semelhantes foram observados para recobrimentos de 1 e 2,5 cm.
Os resultados mostraram que o teste das medidas dos potenciais de corrosão é
confiável porque os valores após a corrosão visível em todos os corpos corresponderam
0
100
200
300
400
500
600
700
0 1 2 3
Pote
nci
al (m
V)
Corpos de prova
Antes da corrosão
Após a corrosão
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
69 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
aos 90% de probabilidade da tabela da ASTM C 876 – 09, portanto apenas ratificando a
literatura.
SADOWSKI, L. [70] com suas experimentações usando as duas técnicas não
destrutivas de resistividade do concreto e potencial de corrosão de meia célula em
conjunto obteve informações mais confiáveis sobre a probabilidade de corrosão numa
estrutura testada.
4.2. Resultados e Discussões sobre as técnicas micromagnéticas.
Os resultados estão apresentados nos gráficos seguintes através da relação entre
o tempo esperado de exposição à névoa salina e o tempo de resposta do ensaio nas
magnetizações realizadas nas idades equivalentes a 0 dias, 7, 14, 21 e 28 dias de
exposição. A análise micromagnética foi realizada via combinação de Análise
harmônica do campo magnético tangencial (AHCT), Análise de ruído magnético
Barkhausen (ARB) e Análise multi-frequência das impedâncias das correntes parasitas
(ACP) para detecção da corrosão.
Com a presença da camada lift off fez-se experimentar uma diminuição na
sensibilidade de todas as técnicas, especialmente a Análise Magnética de Ruído
Barkhausen. Isto pode ser explicado pela interação de materiais com o campo
magnético aplicado e a profundidade de penetração padrão. ARB é uma técnica de alta
frequência indicada para análise de superfície e a baixa penetração de campo é afetada
pelas camadas do lift off. Porém, a combinação das três técnicas ARB, ACHT e ACP
proporcionou bons resultados na sensibilidade do método em face das maiores
correlações e menores dispersões. Foram usadas chapas poliméricas e de concreto fino.
a. Lift com chapa de material polimérico de 0 mm.
A Figura 38 apresenta os resultados obtidos através de ensaios com as placas
sem recobrimento (Lift off 0 mm). Observa-se um aumento na resposta magnética em
função do tempo de exposição da placa de aço a névoa salina, indicando uma
sensibilidade a presença e evolução da corrosão nas amostras.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
70 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
As técnicas AHCT (r² = 0,9868) e ACP (r² = 0,9969) apresentaram melhores
correlações e menores dispersões comparadas com a técnica ARB (r² =0,8359). Apenas
a técnica de Análise do Ruído Barkhausen (ARB) apresentou dispersão acentuada.
Entretanto, o uso combinado (ALL 0 mm) resultou em menores dispersões entre os
parâmetros obtidos nas respostas magnéticas diante das demais técnicas isoladamente.
Foi possível, portanto, detectar a presença e evolução da corrosão nas amostras pela
combinação das técnicas micromagnéticas.
Fig. 37. Gráficos de correlação multiparamétricas para as placas sem recobrimento, com
tempo de exposição de 0, 7, 14, 21 e 28 dias. AHCT: análise harmônica do campo
magnético tangencial; ARB: análise do ruído de Barkhausen; ACP: análise das
correntes parasitas; ALL: combinação dos métodos.
As equações 1, 2 e 3 representam a correlação multiparamétrica para os ensaios
das técnicas AHCT, ARB e ACP, respectivamente ilustradas na Figura 37 anterior para
lift off 0 mm. Enquanto que, a equação 4 representa a combinação dos resultados das
três técnicas.
Resposta do Teste MicromagnéticoEND-AHCT [dias] = 3.16E4 - 1.41E4*Vmag + 1.06E4*A3 +
3.61E3*A5 - 5.20E3*P3 – 1.30E3*P5 - 2.23E3*K - 9.16E2*Hro; r2 = 0.9868. (1)
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
71 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Resposta do Teste MicromagnéticoEND-ARB [dias] = 2.14E3* - 4.05E3*Mmax + 4.13E3*Mmédio -
1.08E2*Hcm - 63.3*H75M; r2 = 0.8359. (2)
Resposta do Teste MicromagnéticoEND-ACP [dias] = 5.29E2 + 2.76E4*Im1 - 1.54E4*Mag1 +
1.25E2*Ph1 + 8.78E4*Re2 + 2.16E4*Im2 + 1.85E4*Mag2 - 2.31E2*Ph2 r2 = 0.9960. (3)
Resposta do Teste MicromagnéticoEND-TODOS [dias] = 3.35E3 - 1.43E3*P3 - 6.62E1*P7 -
2.83E2*K - 1.40*H50M + 1.21E3*Re1 + 4.27E3*Im1 - 5.82E3*Mag1 + 1.49E4*Re2 +
1.44E4*Mag2; r2 = 0.9992. (4)
b. Lift off com chapa de material polimérico de 5 mm e 10 mm.
As Figuras 38 e 39 apresentam os resultados obtidos através dos ensaios
realizados com a camada de 5 e 10 mm de polímero (nylon-poliamida) sobre as placas
com e sem corrosão. Nesse caso, percebe-se um aumento da dispersão dos resultados
para as técnicas isoladas, porém, resultados também significativos foram alcançados
através da combinação das três técnicas, Figura 46 e47, ALL 5 mm e ALL 10 mm.
Figura 38. Gráficos de correlação multiparamétrica para as placas com recobrimento de 5 mm
de polímero
O tempo de exposição também de 0, 7, 14, 21 e 28 dias. Técnicas: AHCT
(análise harmônica do campo magnético tangencial); ARB (análise do ruído de
Barkhausen); ACP (análise das correntes parasitas) e ALL (combinação dos métodos).
Equações 5, 6, 7 e 8 abaixo correspondem aos gráficos da Figura 38 com lift off
de 5 mm.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
72 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Resposta do Ensaio END-AHCT [dias] = -1.66E3 - 309*A3 + 1.40E3*P7 + 641*Hro; r2 =
0.9367. (5)
Resposta do Ensaio END-ARB [dias] = 1.52E3 - 5.37E3*Mmédio - 3.52E3*Mr. - 3.68*Hcm; r2
= 0.5699. (6)
Resposta do Ensaio END-ACP [dias] = -3.35E5 - 468*Ph1 - 82.2*Ph2 + 1.01E8*Re3 -
5.51E7*Mag3 + 3.38E5*Ph3; r2 = 0.4145. (7)
Resposta do Ensaio END-TODOS [dias] = -1.46E3 - 1.18E3*A5 + 736*P3 + 537*P7 + 261*SAH
- 123*K + 3.30E4*Re1-7.77E3*Mag1 + 2.80E2*Ph1 - 27.6*Ph2; r2 = 0.9982. (8)
Para o lift off de 10 mm:
Figura 39. Gráficos de correlação multiparamétricas para as placas com
recobrimento de 10 mm de polímero, com tempo de exposição de 0, 7, 14, 21 e 28 dias.
AHCT: análise harmônica do campo magnético tangencial; ARB: análise do ruído de
Barkhausen; ACP: análise das correntes parasitas; ALL: combinação dos métodos.
Equações 9, 10, 11 e 12 correspondentes aos gráficos da Figura 39 para as placas
com recobrimento de 10 mm de polímero (nylon-poliamida):
Resposta do Ensaio END-AHCT [dias] = 1.24E4 - 7.62E3*Vmag - 2.68E3*A3 - 8.81E2*P3 +
3.75E1*P7; r2 = 0.9713. (9)
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
73 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Resposta do Ensaio END-ARB [dias] = 2.15E3 - 1.12E4*Mmédio - 9.95E3*Mr + 3.98*H25M;
r2 = 0.4609. (10)
Resposta do Ensaio END-ACP [dias] = 1.44E3 - 5.78E4*Im1 + 9.00E4*Mag1 - 2.82E5*Re2 -
1.15E5*Im2 + 2.446E3*Ph2; r2 = 0.9747. (11)
Resposta do Ensaio END-TODOS [dias] = 1.19E4 - 8.01E3*Vmag + 1.71E4*A3 + 3.14E3*A5 +
8.77E2*A7 - 6.29E3*K + 1.86E4*Im1 + 2.03E4*Mag1 - 4.82E4*Im2 + 5.47E2*Ph2; r2 = 0.9983. (12)
Nota-se também, em relação ao lift off anterior de 0 mm, que houve uma
redução da sensibilidade com o uso isolado das técnicas. Entretanto, a elevada
sensibilidade (r² = 0,9983 com baixa dispersão), do uso combinado das três técnicas
apresentou melhor aplicabilidade.
c. Lift off com chapa de concreto fino com 0, 7,5 e 15 mm.
A Figura 40 ilustra as respostas magnéticas do método 3MAII com o uso
combinado das três técnicas (AHCT, ARB e ACP), com lift off de 0 mm, 7,5mm e 15
mm em concreto fino.
LF 0 mm LF 7,5 mm
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
74 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
LF 15 mm
Figura 40. Resultados obtidos para 0, 7,5 e 15 mm de lift off com placa de
concreto fino.
As equações 13,14 e 15 da Figura 40 representam respectivamente com as placas
de concreto fino os lift off de O; 7,5 e 15 mm.
Para lift off de 0 mm: Resposta do Ensaio END-TODOS [horas] = 1.73E+3*(1) – 3.90E+2*(A7) – 5.50E+2*(P3) – 1.01E+2*(UHS) - 1.01E+2*(Hro) – 3.01E+1*(Mmax) + 2.06E+3*(Im3) – 1.30E+4*(Mag3); r2 = 0.9995. (13). Para lift off de 7, 5 mm:
Resposta do Ensaio END-TODOS [horas] = 5.28E+4*(1) – 5.55E+4*(Vmag) + 5.34E+4*(A3) +
4.10E+3*(A5) + 1.18E+2*(P5) + 3.79E+3*(UHS) – 2.28E+4*(K) – 1.08E+3*(Mr) – 2.02E+2*(Ph3);
r² = 0.9331 (14).
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
75 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Para lift off de 15 mm:
Resposta do Ensaio END-TODOS [horas] = 6.87E+4*(1) – 7.41E+4*(Vmag) +
4.62E+4*(A3) + 4.83E+3*(UHS) – 2.05E+4*(K) + 1.29E+3*(Mmax) – 5.11E+5*(Im2) –
2.95E+2*(Ph3) – 4.801E+5*(Im4); r2 = 0,9505 (15)
Com o aumento do lift off, as medidas obtidas com o recobrimento polimérico,
além das correlações favoráveis via técnicas combinadas, apresentou dispersões com o
lift off de 5 e 10 mm muito pequenas em relação àquelas obtidas com o recobrimento de
concreto fino de 7,5 e 15 mm.
A presença da camada não ferromagnética resultou numa grande atenuação dos
sinais medidos, sendo mais influenciada com o revestimento de concreto fino. Isso se
deve a maior homogeneidade do material polimérico bem como sua reduzida espessura.
Essa relação entre atenuação e representatividade serve de indício para a
formulação de uma hipótese que relacione a confiabilidade dos resultados com as
características do sensor magnético. Uma vez que os parâmetros de controle são
dependentes das propriedades magnéticas da amostra, a relação entre a penetração do
campo magnético e a atenuação do sinal de saída pode depender da relação entre a
geometria da amostra, a geometria do sensor e o lift off [71].
A análise das equações mostrou que a medida que o sinal vai sendo atenuado o
programa MMS vai buscando novas combinações de parâmetros para encontrar uma
melhor correlação linear com o estado de carregamento externo, mesmo para sinais de
reduzida intensidade.
Observou-se claramente um aumento na resposta magnética em função do tempo
de exposição à névoa salina refletindo o avanço da frente de corrosão nas placas de aço
experimentadas. O aumento do lift off de concreto fino apresentou um aumento da
dispersão nos resultados quando sem recobrimento, mas ainda assim se verificou um
acréscimo e uma variação direta confiável entre a resposta micromagnética e a evolução
da corrosão.
4.3. Resultados e Discussões das medidas de ultrassom e esclerômetro em
um sistema real de pontes de Aracaju/Se.
A metodologia usou o Método de Medição 1 composto de vinte medições
conjuntas em cada malha amostral de dez pontos conforme NBR 7584/95 [47] de tão
somente uma réplica para cada medida ultrassonora e esclerométrica, e o Método de
Medição 2 composto de cento e cinquenta medições conjuntas sendo de cinco réplicas
para cada ponto amostral esclerométrico e dez réplicas em cada ponto amostral para o
ultrasom [107].
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
76 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
4.3.1 Resultados e Discussão utilizando a média de medições únicas em cada
pontos amostral.
As Figuras 41(a e b) e 42 (a e b) mostram as medições realizadas pelas técnicas
do martelo de impacto e ultrassom. Ambas com medição única em cada ponto amostral
da malha de dez pontos (Método de Medição 1). Assim, os valores apresentados nas
figuras representam os valores médios de índices esclerométricos e velocidades
ultrassônicas de cada pilar. As demais três pontes apresentaram comportamento
equivalente.
Fig. 41. Valores médios da Ponte 1 usando Método 1: (a) esclerometro; (b) ultrassom
Fig. 42. Valores médios e intervalos de confiança com aplicação do teste t de Student
para o Método 1 da Ponte 1: (a) esclerometro; (b) ultrassom.
As medições feitas utilizando o esclerometro e ultrassom das pontes estão
salientadas nas Figuras 41 (a) e (b). As medidas com o esclerometro apresentam valores
representativos acima do índice 47 que pela curva de correlação do aparelho representa
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
77 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
uma resistência à compressão muito favorável para o desempenho mecânico das
estruturas ensaiadas.
No caso das medições ultrassonoras não se dispunha de uma curva de correlação
do fabricante do equipamento, entretanto apresentaram um valor médio de propagação
entre 3.300 m/s a 4.000 m/s, classificado como nível ótimo, de acordo com os valores
propostos por Cánovas [43], inferindo elevadas resistências à compressão dos
concretos, pois essa propriedade mecânica aumenta com o aumento das velocidades
ultrassonoras.
Os resultados mostram que o uso combinado das duas técnicas não destrutivas,
seguindo rigorosamente as normas técnicas, tanto a qualidade das estruturas como suas
respectivas resistências mecânicas a compressão, são satisfatórias no requisito da
segurança estrutural. Entretanto, deve-se tomar muito cuidado ao se fazer uso apenas
dos valores médios durante a análise dos resultados, prática bastante rotineira nos
trabalhos encontrados na literatura e na prática profissional.
A média não representa necessariamente o valor experimental mais provável e
pode não refletir com precisão a realidade física. Tomada isoladamente, o valor da
média não tem nenhum significado; o erro associado também deve ser levado em
consideração [95]. Quando os mesmos resultados foram analisados considerando os
intervalos de confiança, Figuras 42(a) e 42(b), ficaram evidentes implicações na
qualidade dos concretos dos pilares.
Os resultados do ultrassom, analisando-se apenas a média na Figura 41 (b),
mostra que os valores médios de propagação das ondas estão classificados como nível
ótimo. Enquanto que, ao se observar as variabilidades das medidas ao redor da média
para os pilares 1 e 7, se verifica que estes concretos podem ser qualificados em níveis de
ótimo ao regular na conclusão de Cánovas [43], como mostra o intervalo de confiança
da média. Apesar da importância nas medições, em nosso dia a dia normalmente não
nos preocupamos em discutir as incertezas [88], e que podem determinar interpretações
equivocadas.
Além de ficar claro as consequências que podem ocorrer ao analisar os
resultados apenas pelos valores médios, o Método de medição 1 apresenta outra falha:
justamente somar todos os valores da malha amostral, independentemente da técnica de
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
78 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
medição. Da forma como as medições foram realizadas não é correto somar todas as
medidas e utilizar a média juntamente com o intervalo de confiança, pois não é possível
garantir estatisticamente que os valores obtidos ao longo da malha amostral sejam os
mesmos, até porque o concreto ao longo do pilar ou longarina não é homogêneo.
Assim, para que seja possível realizar a soma dessas medidas, é imperioso
repetir as medições em cada ponto da malha amostral para que, após esse procedimento,
sejam realizados os testes estatísticos (t e F), de modo a verificar a homogeneidade da
média e dos erros, como será discutido nos resultados referentes ao Método 2.
Portanto, a análise da qualidade do concreto pode ser comprometida, seja pela
adoção de uma técnica de medição superficial como a esclerometria cujos resultados
mostraram um comportamento semelhante para todos os pilares, Figura 41 (a), seja por
desconsiderar uma análise estatística mais detalhada, ainda que simples, cuja aplicação
aos dados do ultrassom aponta claramente problemas de qualidade do concreto nos
pilares 1 e 7 quando comparados aos demais, Figura 42 (b).
As limitações do Método de Medição 1 foram a motivação para propor um
conjunto diferente de medidas, o Método de Medição 2, para se obter uma garantia de
estatística para os resultados.
4.3.2 Resultados e Discussão utilizando dez medidas ultrassônicas e
cinco de impacto em cada ponto amostral.
As Figuras 43 a 44 mostram os valores obtidos nos pilares e longarinas nas
pontes ensaiadas considerando dez medidas ultrassônicas em cada um dos dez pontos da
malha amostral, seguidas de cinco impactos em cada um desses pontos (Método de
Medição 2) , e não somente uma única medição em cada ponto como recomenda as
normas ABNT (1995) e Mercosur (1996). As cinco medidas de impacto em cada ponto
contrariam a norma ABNT NBR 7584 no subitem 4. 3.5 que determina: “não é
permitido mais de um impacto sobre um mesmo ponto. Quando isso ocorrer, o
segundo valor lido não deve ser considerado no cálculo dos resultados”.
Entretanto, no Método 2 as peças ensaiadas, pilares e longarinas, eram
muito rígidas diante da energia de percussão do martelo de impacto e evitavam
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
79 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
fenômenos de ressonância, vibração ou dissipação significativa de energia. Após cada
impacto no mesmo ponto, vistoriava-se a olho nú observando-se quebras ou fissuras
comprometedoras conforme subitem 5.6.5 da NM 78:96 –Mercosur [91].
Ao analisar os dados da esclerometria, Figuras 43-44-45 (a), os intervalos de
confiança das médias se cruzam. Isto é, com base no teste t, com 95% de confiança, se
deduz que as medições dos pilares são equivalentes em termos de média.
Entretanto, para realizar a soma de todos os valores da malha amostral, é
preciso verificar como se comportam os erros. Para tanto, é preciso fazer o teste F,
conforme pode ser observado nas Figuras 43-44-45 (c). Os valores do Fcalculado ficam
dentro dos limites tabelado do teste F, mostrando que os erros são equivalentes, sendo
possível desta forma realizar a soma de todas as medições.
Considerando os resultados do ultrassom, o comportamento é totalmente
diferente quando comparado aos dados da esclerometria, como mostra as Figuras 43-44-
45 (b).
Fica evidente que as medidas não são homogêneas em cada ponto da malha
amostral. Isso indica que não é possível fazer a soma de todas as medidas de ultrassom e
obter a média para representar a peça, com base em apenas uma única repetição de cada
medida. Além das médias não serem equivalentes para os dados de ultrassom, os erros
também apresentam o mesmo comportamento.
Pode ser observado nas Figuras 43-44-45 (d), que os valores do Fcalculado
estão fora dos limites tabelados, mostrando que as variabilidades são diferentes em cada
ponto do pilar.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
80 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Fig. 43. Medidas dos pilares Ponte 1 pelo Método 2. a) esclerometro; b) ultrassom;
Aplicação do teste F para os dados do impacto (c) e ultrassom (d); e) legenda das
Figuras 5 a 7, relativas aos itens (c) e (d), onde a notação P-X-Y significa o valor do
Fcalculado do pilar.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
81 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Fig. 44. Medidas de pilar da Ponte 2 pelo Método 2. a) Esclerometro; b) Ultrassom;
Aplicação do teste F para os dados do impacto (c) e o ultrassom (d); Legenda avaliada
na Figura 47 (e).
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
82 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Fig. 45. Medidas de pilar da Ponte 3 pelo Método 2. a) Esclerometro; b) Ultrassom;
Aplicação do teste F para os dados do impacto (c ) e ultrassom (d); Legenda é avaliada
na Figura 44 (e).
No caso das medições do esclerômetro, os intervalos de confiança dos meios
sobrepostos estão nas (Figuras 43 (a), 44 (a) e 45 (a)). Com base no teste t com 95% de
confiança, pode-se concluir que as medidas em diferentes pilares foram equivalentes em
termos de média. No entanto, na utilização da soma de todos os valores obtidos para a
rede de amostragem, foi necessário avaliar os erros utilizando o teste F (Figuras 43 (c),
44 (c) e 45 (c). Os valores de Fcalculado estavam dentro dos limites tabulados (Figura
43), indicando que os erros foram equivalentes, assim, portanto, foi possível utilizar as
somas de todas as medições.
Conforme salientado, os resultados ultrassonoros apresentaram características
diferentes comparados com os dados esclerométricos, conforme figuras 43 (b), 44 (b) e
45 (b). As medições nos diferentes pontos da rede de amostragem não foram claramente
homogêneas. Considerando apenas uma única reposição de cada medição, não foi
possível resumir os resultados do ultrassom para obter uma média representativa. Além
dos meios de não ser equivalente para os dados de ultrassom, os erros também
mostraram o mesmo comportamento. Pode ser visto a partir das Figuras 43 (d), 44 (d) e
45 (d) que os valores calculados de F se encontram fora dos limites tabulados, indicando
que a variabilidade era diferente para cada ponto sobre o pilar.
De acordo com os dados de impacto, os concretos foram homogêneos, com
desempenho satisfatório em termos de segurança estrutural e qualidade da construção. A
conclusão do diagnóstico técnico seria a de que as estruturas eram aceitáveis, sem
intervenções.
Por outro lado, os resultados do ultrassom revelaram comportamento divergente,
destacando o fato de que as estruturas não foram homogêneas em toda a sua
composição. Defeitos internos que podem levar a condições estruturais insatisfatórias
incluem a presença de espaços vazios, fissuras e corrosão. A análise dos erros
experimentais fundamenta essa conclusão.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
83 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
4.3.3 Analise da correlação entre a técnica esclerométrica e a ultrassonora.
As Figuras 46 (pontes 1,2,3 e 4) mostram as distribuições de pontos
representativos das médias resultantes das medições com o ultrassom (representadas nas
abcissas) e as medições com esclerometria (representadas nas ordenadas) de quatro
pontes ensaiadas. Em contraste com os resultados anteriores (Almeida, 1993), a
distribuição obtida aqui usando medições de campo reais em quatro pontes indicaram
que não foi possível estabelecer um modelo de correlação que descreve a relação entre o
esclerometro e o ultrassom. Em medições de campo anteriores, Hamidian et al., (2012)
obtiveram coeficientes de correlação (R ²) de 0,0275 e 0,0115, indicando uma falta de
correlação entre os resultados ultrassonoros e esclerométricos.
Esta falta de correlação pode em grande parte ser explicada pelas diferenças
evidentes entre os princípios das técnicas e as propriedades físicas medidas, em
conjunto com os erros e as incertezas inerentes a qualquer método, cuja variabilidade
durante o curso das medições não deve ser ignorado, a fim de evitar comprometer a
confiabilidade dos resultados.
Ponte 1
Ponte 2
30
35
40
45
50
55
60
65
3300 3500 3700 3900 4100VELOCIDADE (m/s)
ÍND
ICE
E
SC
LE
RO
MÉ
TR
ICO
40
45
50
55
60
65
3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600
VELOCIDADE (m/s)
ÌND
ICE
ESC
LE
RO
MÉ
TR
ICO
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
84 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Ponte 3
Ponte 4
Figura 46. Gráficos sem correlações entre ultrassom e esclerômetro -s pontes 1,2,3 e 4.
4.4. Resultados e Discussões das correlações com ultrassom e esclerometria
com a resistência à compressão dos concretos.
Na literatura estudada não foi encontrado tamanho banco de dados usado no
presente trabalho, pois se trata de um edifício residencial com medições do 3º ao 13º
pavimentos de uma estrutura reticulada em concreto armado, com ensaios de ruptura
para a resistência à compressão, ultrassonoros e esclerométricos nos pilares, vigas e
lajes, tanto da obra aos 28 dias como no laboratório aos 3, 7, 14, 21 e 28 dias.
45
50
55
60
65
70
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
VELOCIDADE (m/s)
ÍND
ICE
ES
CL
ER
OM
ÉT
RIC
O
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
85 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
MACHADO, M. et al. [75] trabalhou com concretos usados no Rio de Janeiro
usando quase duzentos (200) corpos de prova de concretos locais na pesquisa de
correlações confiáveis para uso na engenharia local. LORENZI, A. [103] trabalhou com
quatrocentos (400) corpos de prova. Neste presente trabalho aproximadamente um mil e
cem (1.100) corpos de prova foram confeccionados.
Diversos autores expressaram correlações satisfatórias nas suas pesquisas entre as
medidas de ultrassom, esclerometria e resistência à compressão dos concretos.
Autores como ARIBIYIK, M. [77], MAHURE, N. et al. [71], MORENO, E. I. e
CARCANO-SOLIS, R.[73], AYDIN, F. et al. [83] entre outros publicaram trabalhos
onde demonstraram a existência de correlações satisfatórias entre as propriedades do
ultrassom e esclerometria com a resistência à compressão dos concretos.
Visando-se também estabelecer curvas de correlação entre as velocidades
ultrassonoras e os correspondentes resultados de ruptura à compressão dos concretos
usados desde o 3ª até o 13º pavimento do referido edifício e em todas as suas peças
estruturais da superestrutura (pilares, vigas e lajes), foram moldados corpos de prova,
para cada um dos cento e dez (110) caminhões-betoneira lançados, para ensaios nas
idades de 3, 7, 14, 21 e 28 dias de cura.
A Figura 47 apresenta os resultados.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
86 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 47. Resultados das medições entre a resistência a compressão e velocidade do
ultrassom do 3º ao 13º pavimentos.
Observa-se claramente pela distribuição dos dados nas diversas idades de cura
para os dez pavimentos monitorados que não existe correlação entre a técnica de
ultrassom e o ensaio de ruptura para resistência mecânica a compressão dos concretos
em cada uma daquelas idades. Contraria a literatura que estabelece modelos
matemáticos de correlação confiáveis, em geral para a idade de 28 dias. Os valores R²
foram insignificantes.
Foram também analisadas distribuições de frequências dos dados para cada
idade (3,7, 14, 21 e 28 dias) visando-se estabelecer níveis de confiança em torno da
média para a distribuição de probabilidade. Em regra, os dados não apresentaram
distribuição normal, além da grande dispersão, para o estabelecimento de um intervalo
de confiança aceitável na engenharia diagnóstica.
As Figuras 48 ,49 e 50 ilustram as distribuições de frequências com o ultrassom
nas idades de 3 e 28 dias com os dados de laboratório. Os demais gráficos estão no
ANEXO C.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800
RU
PT
UR
A M
Pa
ULTRASSOM m/s
3 dias
7 dias
14 dias
21 dias
28 dias
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
87 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 48. Distribuição de frequências das velocidades ultrassonoras com 3 dias.
A Figura 49 da distribuição de frequências ultrassonoras para 28 dias salientou
apenas no trecho de 4308/4496 uma tendência de normalidade, entretanto sem
consequências físicas para estabelecer uma correlação confiável necessária.
Figura 49. Distribuição de frequências das velocidades ultrassonoras com 28
dias.
3571,20
3654,58
3737,96
3821,34
3904,72
3988,10
4071,48
4154,86
4238,24
4321,62
4405,00
3 dias
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
No o
f obs
3746,0 3839,8 3933,6 4027,4 4121,2 4215,0 4308,8 4402,6 4496,4 4590,2 4684,0
28 dias
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
No o
f obs
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
88 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
A Figura 47 demonstra a existência de velocidades com mesma ordem de
grandeza em quaisquer das idades, isto é: velocidades aos 3 dias iguais aos 28 dias, por
exemplo, salientando que não existe uma tendência estatística confiável entre as duas
propriedades em qualquer idade. Também, do ponto de vista prático se teria uma
interpretação estrutural insegura, pois, por exemplo, aos 28 dias poderia se interpretar
como constante a resistência à compressão para um intervalo de velocidades entre
3700 m/s a 4.700 m/s.
Figura 50. Avaliação da normalidade dos dados experimentais para os resultados
com 3 dias.
A avaliação da falta de normalidade dos dados experimentais nas demais idades
também foram observadas.
A Figura 50 salienta por exemplo, na idade de 3 dias com 95% de confiança, que
pouquíssimos dados poderiam ser utilizados o que inviabiizaria uma interpretação física
real de uma avaliação diagnóstica conclusiva.
O que se pode notar na Figura 47 é uma tendência de crescimento das
propriedades com as idades, isto é: a cinética de hidratação do cimento via técnica do
ultrassom que faz parte dos objetivos secundários neste trabalho.
0
5
10
15
20
25
3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600
R
U
P
T
U
R
A
M
P
a
ULTRASSOM m/s
Todos os dados
98 % de confiança
95 % de confiança
90 % de confiança
75 % de confiança
50 % de confiança3571,20
3654,58
3737,96
3821,34
3904,72
3988,10
4071,48
4154,86
4238,24
4321,62
4405,00
Var1
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
No
of o
bs
Var1: N = 139; Mean = 4052,5655; StdDv = 205,5863; Max = 4405; Min = 3571,2
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
89 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
POPOVICS, S. [78] pesquisou a influência dos agregados graúdos (britas) nas
velocidades ultrassonoras devido a sua alta densidade relativamente à matriz cimentícia,
isto é: a onda ultrassonora encontrando no seu percurso esses agregados suas
velocidades serão maiores do que aquelas do percurso pela massa cimentícia. Como o
concreto é um compósito com mais de 60% do seu volume composto de britas, a
probabilidade de encontrarmos, conforme atestado pela Figura 47, idênticas
velocidades em idades extremas só dependerá do percurso da onda.
Vale ressaltar que todas as medições com o ultrassom foram realizadas pelo
mesmo operador, em corpos de prova cilíndricos colocados dentro de uma forma
trapezoidal para diminuir as influências dos erros experimentais conforme relatado no
Capítulo 3 da Metodologia. Evidentemente, durante a moldagem do corpo de prova
pode ocorrer disposições aleatórias de britas nas diversas direções.
Muitos autores referidos relatam sobre as diversas influências das variáveis
sobre a propagação ultrassonora ao longo do concreto. MACHADO, M. et al. [75]
lembra que as velocidades dos agregados graúdos tem uma influência considerável na
velocidade do concreto como um todo, uma vez que o agregado graúdo ocupa uma
parcela considerável do volume total do concreto. MALHOTRA, V. M. e CARINO, N.
J. [38] afirmaram que muitos pesquisadores descobriram que a velocidade de pulsação
é significadamente afetada pelo tipo e qualidade do agregado. Em geral, a velocidade de
impulso da pasta de cimento é menor do que a do agregado.
No presente estudo não existiram influências da direção do ensaio nos corpos de
prova. Todos os ensaios foram realizados exatamente na mesma direção de moldagem e
sempre ao longo da diretriz axial dos corpos de prova cilíndricos.
CHO, Y.S. [104] alerta que, em função da heterogeneidade da composição do
concreto, a interpretação de resultados através da utilização de velocidades ultrassônicas
é difícil. LORENZI, A. [103], ao justificar o uso das redes neurais artificais nas
correlações ora em discussão, colocou que, de forma geral, pode-se dizer que existe
uma grande dose de incerteza na interpretação dos resultados das velocidades
ultrassônicas sem levar em conta as influências das outras variáveis. Argumentou que a
eficiência da técnica para estimativas da resistência é limitada, sendo mais útil para
estudos comparativos da resistência ao longo do tempo ou de mapeamento de variações
de resistência numa estrutura
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
90 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
No tocante ao estudo das correlações entre a técnica esclerométrica e a de
ruptura para avaliação da resistência mecânica à compressão também não se conseguiu
resultados estatisticamente confiáveis de tendência entre as propriedades conforme
encontrado na literatura. As correlações entre ruptura e esclerômetria em quaisquer
idades de cura não existiram conforme salientado na Figura 51 adiante.
Figura 51. Resultados das medições entre escelrometria e resistência a compressão do
3º ao 13º pavimentos.
As distribuições de frequências dos índices de impactos esclerométricos foram
também analisadas nas diversas idades de cura (3,7,14,21 e 28 dias) reforçando a tese
da não existência de correlações entre os resultados esclerométricos com as resistências
a compressão dos concretos conforme literatura.
As Figuras 52 e 53 atestam a inexistência de correlações confiáveis. As figuras
nas demais idades estão no ANEXO C..
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30 35
RU
PT
UR
A
MP
a
ESCLERÔMETRO IE
3 dias
7 dias
14 dias
21 dias
28 dias
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
91 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 52. Distribuição de frequências dos índices esclerométricos com 3 dias.
Figura 53. Distribuição de frequências dos índices esclerométricos com 28 dias.
A técnica esclerométrica é muito conhecida e utilizada nos diagnósticos
periciais. Mas, conforme colocado na discussão do sistema real de pontes do
CAPÍTULO 4, item 4.3, subitem 4.3.2, deve se restringir tão somente à dureza
superficial para a qual foi concebida.
Os próprios fabricantes disponibilizam curvas de correlações obtidas com
materiais dos seus países quando da comercialização desses aparelhos. É uma prática
antiga e bastante usual a utilização dessas curvas nos diagnósticos técnicos periciais.
10,70 11,67 12,64 13,61 14,58 15,55 16,52 17,49 18,46 19,43 20,40
3 dias
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
No
of o
bs
13,20 14,94 16,68 18,42 20,16 21,90 23,64 25,38 27,12 28,86 30,60
28 dias
0
10
20
30
40
50
No o
f obs
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
92 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Diversos pesquisadores, HAMIDIAN, M. et al. [76], ALMEIDA, I. R. [42],
MOHAMMED, B. S. et al. [84], AYDIN,F. et al. [83] entre outros, estabeleceram
curvas de correlação entre resistência mecânica à compressão com os índices
esclerométricos nos seus trabalhos.
BROZOVSKY, J. [105] recomenda que para a medida de resistência do concreto
não usar diferentes esclerômetros nas mesmas áreas estudadas de uma dada estrutura,
pois a presunção teórica que a mesma resistência seria obtida não se confirmou. Sugeriu
para cada estudo de caso usar apenas um dado tipo de martelo de impacto.
A energia mecânica dispendida no impacto, mesmo compatibilizada com a
rigidez da peça, é insuficiente para alcançar maiores profundidades das peças
estruturais, comprometendo a avaliação da resistência como um todo e se restringindo
às camadas superficiais de recobrimentos.
Os ensaios foram feitos segundo a NBR 7584/95 da ABNT [47] através do
Método de Medição 1 descrito no CAPÍTULO 4, item 4.3, subitem 4.32. da
Metodologia onde apenas uma réplica era feita para cada ponto impactado, portanto
fisicamente considerado que todos os pontos ensaiados eram homogêneos o que não é a
real no concreto. Mas, esse é o procedimento usual com a técnica.
As análises dos dados levantados em todos os concretos do edifício em apreço
também permitiram estudar possível correlação entre as medições com o ultrassom e
com o esclerômetro, conforme Figura 54.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
93 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 54. Resultados das medições entre ultrassonografia e esclerometria do 3º ao 13º
pavimentos.
A Figura 54 apresenta todos os dados obtidos com os corpos de prova analisados
em laboratório do 3ª ao 13ª pavimentos referidos bem com os dados acumulados das
medições em obra aos 28 dias desses mesmos concretos. Observa-se também que não
foram encontradas correlações entre as propriedades, tanto com os dados laboratoriais
como com os dados da obra.
Após a análise desse importante conjunto de dados via técnicas ultrassonoras e
esclerométricas onde se constatou a inexistência de correlações usuais, tanto no
laboratório como no campo, aflorou a necessidade da discussão sobre a mudança no
paradigma modelar hoje praticado através das correlações, para a pesquisa de novos
modelos mais compatíveis com a heterogeneidade desse material cerâmico que é
bastante vulnerável às diversas influências internas e externas.
Os dados das Figuras 47, 51 e 54 são extremamente úteis como referências de
concretos usinados atualmente muito utilizados nos edifícios de Aracaju para fck de
projeto de 30 MPa, mas para se inferir correlações genéricas tornam-se questionáveis.
y = -9E-06x2 + 0,0749x - 133,14
R² = 0,0566 / 3 dias
y = 8E-06x2 - 0,0629x + 134,68
R² = 0,074 / 7 diasy = 6E-05x2 - 0,5102x + 1097,4
R² = 0,0864 / 14 dias
y = 3E-05x2 - 0,2788x + 602,62
R² = 0,0526 / 21 dias
y = 2E-05x2 - 0,1822x + 391,85
R² = 0,1628 / 28 dias
y = 3E-06x2 - 0,024x + 77,846
R² = 0,0298 / dados obra
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800
ES
CL
ER
OM
ET
RIA
IE
ULTRASSOM (m/s)
3 dias 7 dias
14 dias 21 dias
28 dias Dados Obra
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
94 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
4.5 Resultados e Discussões das correlações entre ultrassom e esclerometria com o
tempo de cura do concreto.
4.5.1 Com os dados da obra estudo de caso.
A resistência mecânica a compressão do concreto é a propriedade que mais se
controla na lide construtiva. A resistência da argamassa ou do concreto depende da
coesão da pasta de cimento e de sua aderência às partículas do agregado, NEVILLE, A.
M [106]. Portanto, é o processo de hidratação do cimento que produz a maior influência
na resistência mecânica das argamassas e concretos.
Curvas de hidratação do cimento são conhecidas através da evolução da
resistência mecânica dos cimentos a compressão ao longo do tempo. Na literatura
pesquisada não foram encontradas curvas equivalentes relacionadas com os ensaios não
destrutivos ultrassonoros e esclerométricos.
O aumento da resistência do cimento com o tempo na realidade é o resultado da
cinética da hidratação do cimento.
Com milhares de medições levadas a efeito nesse trabalho de tese obteve-se um
banco de dados capaz de estabelecer curvas da evolução das velocidades ultrassonoras,
índices de impactos bem como da própria resistência a compressão dos concretos ao
longo do tempo de cura de 3, 7, 14, 21 e 28 dias. Na realidade, conseguiu-se estabelecer
curvas efetivas de hidratação do cimento usando-se ensaios não destrutivos.
A Figura 55 evidencia uma curva de aumento da resistência do concreto
ao longo do tempo de cura via velocidades ultrassonoras com boa correlação. A curva
foi obtida processando-se os mesmo dados obtidos para o estudo da existência ou não
de correlações entre ultrassom e ruptura a compressão, porém considerando-se apenas
os valores das velocidades no range 4000/4500 m/s facilmente observado na Figura
47. Nota-se facilmente nesse intervalo a tendência exponencial destacada na Figura 55.
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
95 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 55. Correlação entre as medidas de ultrassom com as resistências a
compressão ao longo do período de cura dos concretos de 3, 7, 14, 21 e 28 dias.
Utilizando-se de todos os dados ultrassonoros nas diversas idades conforme
Figura 47 obtém-se a curva da cinética de hidratação do cimento das Figuras 56 e 57.
Figura 56. Medições ultrassonoras em todas as idades do estudo de caso.
y = 0,1123e0,0013x
R² = 0,876
0
5
10
15
20
25
30
35
40
3.900 4.000 4.100 4.200 4.300 4.400 4.500
RU
PT
UR
A M
Pa
ULTRASOOM (m/s)
3000
3200
3400
3600
3800
4000
4200
4400
4600
4800
0 5 10 15 20 25 30
ULT
RA
SSO
M m
/s
DIAS
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
96 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tomando-se as médias em cada idade se obteve o perfil típico de uma curva
cinética de reação química, nesse caso, reação de hidratação. Em tempos até próximo de
10 dias ocorreu uma reação acelerada e posteriormente o sistema reacional oscilou
dentro de um estado de equilíbrio. A técnica de ultrassom foi a mais eficiente na
definição de um perfil cinético típico, se comparado com as técnicas de esclerometria e
resistividade apresentadas a seguir.
Figura 57. Medições ultrassonoras em todas as idades com as médias.
Adotando-se o mesmo procedimento para os dados que apresentam correlação
ao longo do tempo com as medições esclerométricas, obteve-se curva da Figura 58
equivalente ao endurecimento do concreto para o trecho aproximado entre índices do
range 12/ 25 da Figura 51 a qual denota uma concavidade negativa da parábola.
4000
4050
4100
4150
4200
4250
4300
4350
4400
0 5 10 15 20 25 30
UL
TR
AS
SO
M
m/s
DIAS
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
97 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 58. Correlação entre as medidas esclerométricas com as resistências a
compressão ao longo do período de cura dos concretos de 3, 7, 14, 21 e 28 dias.
Corresponde a uma relação entre resistência a compressão x esclerômetro ao
longo do tempo de cura que seria de uso prático em obras para o planejamento de
desformas usando-se a técnica muito conhecida do martelo de impacto.
Utilizando-se de todos os dados esclerométricos nas diversas idades
conforme Figura 51 obtém-se a curva da cinética de hidratação do cimento das Figuras
59 e 60.
Figura 59. Medições esclerométricas em todas as idades do estudo de caso.
y = -0,0629x2 + 3,2518x - 8,8886
R² = 0,8848
10
15
20
25
30
35
40
10 12 14 16 18 20 22 24 26
RU
PT
UR
A M
Pa
ESCLEROMETRIA IE
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30
ES
CL
ER
OM
ET
RIA
IE
DIAS
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
98 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tomando-se as médias em cada idade, o gráfico se apresenta com a configuração
mostrada na Figura 60 seguinte.
Figura 60. Medições esclerométricas em todas as idades com as médias.
Usando-se do mesmo critério de análise com os dados obtidos para as
correlações referidas anteriormente, as medições esclerométricas e ultrassonoras entre si
também facultaram uma curva com boa correlação ao longo das idades de cura de 3, 7,
14, 21 e 28 dias conforme ilustrado na Figura 61.
Figura 61. Correlação entre as medidas esclerométricas com as ultrassonoras ao longo
do período de cura dos concretos de 3, 7, 14, 21 e 28 dias.
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25 30
ESC
LER
OM
ETR
IA IE
DIAS
y = 0,1631e0,0011x
R² = 0,8878
0
5
10
15
20
25
30
3700 3800 3900 4000 4100 4200 4300 4400 4500
ES
CL
ER
OM
ET
RIA
IE
ULTRASSOM (m/s)
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
99 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Os dados de obra também permitiram estabelecer curvas da ruptura a
compressão dos concretos em todas as idades correspondentes a cinética de hidratação
do cimento tendo como parâmetro ensaio destrutivo de ruptura. Este é o ensaio
corriqueiramente usado na prática da engenharia civil.
As Figuras 62 e 63 ilustram graficamente as medições de ruptura a compressão
em todas as idades com o concreto da obra.
Figura 62. Medições de ruptura a compressão em todas as idades do estudo de
caso.
Tomando-se as médias em cada idade, o gráfico se apresenta com a
configuração mostrada na Figura 63 seguinte.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30
RU
PT
UR
A M
PA
DIAS
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
100 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Figura 63. Medições de ruptura a compressão em todas as idades com as médias.
4.5.3. Curvas de correlação da Resistividade do concreto com o tempo de
cura ensaiados no laboratório P²CEM/UFS.
Para técnica de Resistividade foram moldados corpos de prova prismáticos no
laboratório do P²CEM onde se obteve a curva seguinte:
Figura 64. Medições de resistividade do concreto em todas as idades do P²CEM.
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30
RU
PTU
RA
M
Pa
DIAS
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25 30
RE
SIS
TIV
IDA
DE
k
ῼcm
DIAS
CAPÍTULO 4- RESULTADOS E DISCUSSÕES
101 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tomando-se as médias em cada idade, o gráfico da resistividade do concreto se
apresenta com a configuração mostrada na Figura 65.
Figura 65. Medições de Resistividade em todas as idades com as médias.
Em termos de aplicação prática permitiria o monitoramento do endurecimento
dos concretos lançados nas obras, que é uma informação estratégica interessante na
tomada de decisão pelo aumento da produtividade construtiva sem prejuízo da
segurança estrutural.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 5 10 15 20 25 30
RES
ISTI
VID
AD
E kῼ
cm
DIAS
CAPÍTULO 5- CONCLUSÕES
102 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 5
CONCLUSÕES
Destaque deve ser dado as técnicas micromagnéticas combinadas do 3MA-II que
demonstraram elevada sensibilidade na detecção da corrosão em aço usado no concreto
armado. Apresentaram elevada potencialidade para sua incorporação na engenharia
diagnóstica.
Com a técnica do ultrassom usando-se apenas a frequência de 54 kHz
recomendada para o concreto e à luz dos dados obtidos não se conseguiu estabelecer
correlação com a corrosão de armaduras no concreto.
As técnicas de resistividade e medidas do potencial de meia célula foram
qualitativamente confiáveis para o monitoramento da corrosão nas estruturas de
concreto armado, entretanto não se conseguiu estabelecer correlações aceitáveis.
O uso de técnicas não destrutivas ultrassonoras e esclerométricas combinadas
evidenciou a necessidade de se incorporar o tratamento estatístico de dados através da
análise das incertezas experimentais para uma melhor interpretação qualitativa e
sistemática na engenharia diagnóstica.
A análise das incertezas experimentais em estudos de caso evidenciou a
necessidade de reflexões na norma ABNT NBR 7584/95 – Avaliação da dureza
superficial pelo esclerômetro de reflexão.
Os resultados indicaram que o uso da técnica de impactos deve se restringir
efetiva e tão somente às análises qualitativas das características superficiais dos
concretos. Não é confiável se estimar propriedades mecânicas de peças estruturais como
um todo somente pela dureza superficial, especialmente quando não se aplicam
ferramentas estatísticas adequadas capazes de verificar a variabilidade das incertezas
experimentais em materiais heterogêneos como o concreto.
CAPÍTULO 5- CONCLUSÕES
103 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
À luz do expressivo número de resultados experimentais nos estudos de caso de
um sistema de pontes e no monitoramento do concreto produzido em um edifício com
estrutura de concreto armado, concluiu-se que o modelo de correlação geralmente
adotado pela literatura é falho e necessita de novos estudos visando se encontrar um
modelo matemático que compatibilize imperiosamente todas as variáveis que
influenciam as medições ultrassonoras e esclerométricas nos concretos com a realidade
requerida nas interpretações físicas dos diagnósticos.
Embasados nos resultados discutidos concluiu-se pela inexistência de
correlações objetivadas na tese entre a velocidade ultrassonora e o impacto
esclerométrico com a resistência a compressão dos concretos, tanto no campo como em
laboratório.
É viável tecnicamente o uso das técnicas não destrutivas ultrassonoras e
esclerométricas no monitoramento do endurecimento do concreto. Curvas equivalentes
às de hidratação do cimento foram obtidas com correlações satisfatórias.· Viabilizará
procedimentos operacionais controladores na engenharia de produção civil durante o
processo de desforma de novas estruturas concretadas utilizando no canteiro de obras
técnicas não destrutivas de boa portabilidade.
CAPÍTULO 6- SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
104 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 6
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Aprofundar os estudos micromagnéticos utilizando sensores adequados aos
recobrimentos usuais das armaduras das estruturas de concreto usuais.
Estudar novos modelos matemáticos para avaliar os resultados das técnicas não
destrutivas ultrassonoras e esclerométricas com a resistência a compressão dos
concretos estruturais.
Estudar mudanças nas normas técnicas NBR 7584/95 [70] e NM 78:96 [8] com
a incorporação da análise de erros experimentais e considerações sobre números de
impactos.
Itens das normas de dureza superficial NBR 7584 [70] e NM 78:96 [8]
necessitam de novas reflexões, sobretudo nas avaliações pelas médias aritméticas
simples dos resultados e na indução das aplicações dos martelos de impacto para a
avaliação da resistência a compressão dos concretos.
Estudar a possibilidade da existência de correlações entre as velocidades
ultrassonoras com a corrosão dos aços nos concretos através de transdutores em
diversas frequências com análises simultâneas dos espectros das energias dissipadas.
Integrar variáveis diversas influentes através das redes neurais artificiais ou
equivalentes.
Estudos em campo de correlações entre as medidas de resistividade dos
concretos com a corrosão dos aços.
CAPÍTULO 6- SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
105 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Estudar correlações no campo entre o ultrassom, esclerometria e resistividade
com a resistência à compressão dos concretos antigos através da extração local de
corpos de prova cilíndricos.
Estudar as comparações entre os ensaios químicos de cinética do cimento com as
técnicas não destrutivas ultrassonoras.
CAPÍTULO 7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
106 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
CAPÍTULO 7
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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heating system”, Infrared Physics & Technology, v. 52, 208–213, 2009.
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CAPÍTULO 7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
107 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
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CAPÍTULO 7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
115 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
116 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
A N E X O S
A-B-C
117 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
ANEXO A
CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
f. Do Cimento
Cliente:
Material:
Nº Lamir
Nome da Amostra Técnica Elisiane R. Pescini
Massa Inicial (g)
MALHAS (TYLER) ABERTURA (mm)PORCENTAGEM
RETIDA (%)
35 0,425 0,00 - - 100,00
42 0,355 0,00 - - 100,00
48 0,280 0,00 - - 100,00
80 0,180 0,00 - - 100,00
100 0,150 0,00 - - 100,00
170 0,090 0,00 - - 100,00
200 0,075 0,00 - - 100,00
250 0,063 0,07 0,07 0,07 99,93
270 0,053 0,51 0,51 0,58 99,42
325 0,043 2,03 2,03 2,61 97,39
400 0,036 3,42 3,42 6,03 93,97
500 0,028 6,99 6,99 13,02 86,98
635 0,020 11,67 11,67 24,69 75,31
0,010 26,74 26,74 51,43 48,57
0,006 14,10 14,10 65,53 34,47
0,003 13,54 13,54 79,07 20,93
0,001 12,95 12,95 92,02 7,98
menor 0,001 0,000 7,98 7,98 100,00 0,00
MASSA FINAL (g): 100,00 Diâmetro 10% 1,22 Diâmetro 90% 30,97
Diâmetro 50% 10,43 Diâmetro médio 13,51
% EQUIVALENTE % ACUMULADA ACIMA % ACUMULADA
ABAIXO
100,00 Data: 31/8/11
Sr. Carlos Henrique
Cimento
470/11 A
Cimento
Micrômetros
RESULTADOS DE ANÁLISE
GRANULOMÉTRICA
POR DIFRAÇÃO DE RAIOS LASER Peneiramento Laser
Equipamento Granulômetro CILAS 1064
Tempo de Ultrasom 60 segundos
Análises granulométricas do cimento, LAMIR/UFPR/470/11A em 06/09/11.
Distribuição Granulométrica
0
20
40
60
80
100
120
0,000 0,001 0,010 0,100 1,000
Diâmetro de Partículas (mm)
Fre
qu
ên
cia
ac
um
ula
da
ab
aix
o (
%)
118 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
g. Da Areia
119 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
120 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
h. Pedrisco e Brita um
Amostra de Pedrisco.
121 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Amostra de Brita 1.
i. Aço
Resultado da análise química (% em massa):
Características mecânicas:
122 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Características microscópicas:
123 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
ANEXO B
GRÁFICOS DE MEDIÇÕES DE ULTRASSOM NOS
ENSAIOS DE CORROSÃO ACELERADA
124 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Gráfico equivalente à Figura 36 do texto da tese do capítulo 4, resultados e
discussões, com apenas as médias dos resultados das medições ultrassônicas antes e
depois da corrosão para recobrimento de 2,5 cmm.
ANEXO C
GRÁFICOS DE MEDIÇÕES DE RESISTIVIDADE NOS
ENSAIOS DE CORROSÃO ACELERADA
a. Resultados das Medidas de Resistividade antes e depois da
corrosão com recobrimento de 1 cm.
125 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Gráfico geral com as médias das resistividades para 1cm.
b. Resultados das Medidas de Resistividade antes e depois da corrosão com
recobrimento de 1 cm para cada corpo de prova mostrado no quadro
geral acima.
Gráfico do Corpo de Prova de número 1 do gráfico geral com 1 cm de
recobrimento.
126 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Gráfico do Corpo de Prova de número 2 do gráfico geral com 1 cm de
recobrimento.
Gráfico do Corpo de Prova de número 3 do gráfico geral com 1 cm de
recobrimento.
c. Medidas de Resistividade com recobrimento de 2,5 cm.
Gráficos das Medidas de cada corpo de prova antes e depois das medições
com recobrimentos de 2,5 cm.
127 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Gráfico do Corpo de Prova de número 1 do gráfico geral com 2,5 cm de
recobrimento.
Gráfico do Corpo de Prova de número 2 do gráfico geral com 2,5 cm de
recobrimento.
128 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Gráfico do Corpo de Prova de número 3 do gráfico geral com 2,5 cm de
recobrimento.
Gráfico do Corpo de Prova de número 4 do gráfico geral com 2,5 cm de
recobrimento.
129 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
GRÁFICOS DE DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIAS
Histogramas US
3571,203654,58
3737,963821,34
3904,723988,10
4071,484154,86
4238,244321,62
4405,00
3 dias
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
No
of
ob
s
130 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
3950,604001,74
4052,884104,02
4155,164206,30
4257,444308,58
4359,724410,86
4462,00
7 dias
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
No
of
ob
s
131 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
4099,6 4131,7 4163,8 4195,9 4228,0 4260,1 4292,2 4324,3 4356,4 4388,5 4420,6
14 dias
0
1
2
3
4
5
6
7
No
of
ob
s
132 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
4130,0 4162,2 4194,4 4226,6 4258,8 4291,0 4323,2 4355,4 4387,6 4419,8 4452,0
21 dias
0
1
2
3
4
5
6
7
8
No
of
ob
s
133 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
3746,0 3839,8 3933,6 4027,4 4121,2 4215,0 4308,8 4402,6 4496,4 4590,2 4684,0
28 dias
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45N
o o
f o
bs
134 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
2420,602610,92
2801,242991,56
3181,883372,20
3562,523752,84
3943,164133,48
4323,80
Obra
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50N
o o
f o
bs
135 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Histograma Esclerometro
10,70 11,67 12,64 13,61 14,58 15,55 16,52 17,49 18,46 19,43 20,40
3 dias
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
No o
f obs
136 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
11,70 12,77 13,84 14,91 15,98 17,05 18,12 19,19 20,26 21,33 22,40
7 dias
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30N
o o
f o
bs
137 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
12,70 13,67 14,64 15,61 16,58 17,55 18,52 19,49 20,46 21,43 22,40
14 dias
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9N
o o
f o
bs
138 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
13,20 13,92 14,64 15,36 16,08 16,80 17,52 18,24 18,96 19,68 20,40
21 dias
0
2
4
6
8
10
12N
o o
f o
bs
139 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
13,20 14,94 16,68 18,42 20,16 21,90 23,64 25,38 27,12 28,86 30,60
28 dias
0
10
20
30
40
50N
o o
f o
bs
140 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
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Obra
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141 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Histograma Ruptura
17,00 17,62 18,24 18,86 19,48 20,10 20,72 21,34 21,96 22,58 23,20
3 dias
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No
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142 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
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143 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
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144 Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
Tese de Doutorado-Carlos Henrique de Carvalho
29,8 30,7 31,6 32,5 33,4 34,3 35,2 36,1 37,0 37,9 38,8
28 dias
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rass
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Esclerometro
3 dias 7 dias
14 dias 21 dias
28 dias Dados Obra