Esclerometria

1. Introdução

Em estruturas de concreto armado, a resistência do concreto é uma das propriedades mais importantes. Na engenharia civil estão disponíveis diversos métodos de ensaio para avaliar a resistência do concreto. Um deles são os chamados ensaios não destrutivos que, através de processos mais rápidos, mais simples e mais econômicos, permitem obter informação das propriedades do concreto, além de produzirem pouco ou nenhum dano à peça inspecionada, podendo detectar um problema no estágio inicial e evitar a ruína da estrutura.

2. Ensaios não-destrutivos

2.1 Esclerometria

O ensaio não destrutivo mais usado na atualidade é a determinação do índice esclerométrico. O método baseia-se na medição da dureza superficial do concreto e possui como variável de resposta um índice de reflexão que pode ser usado para a estimativa da resistência a partir da construção de curvas de correlação. O esclerômetro é um aparelho portátil, simples, de baixo custo e que pode viabilizar uma grande quantidade de dados rapidamente.

As leituras através do esclerômetro são bastante sensíveis às variações locais no concreto, especialmente as inertes e buracos próximos da superfície e ainda a descontinuidades próximas a área ensaiada. Os fatores que influenciam os resultados do ensaio esclerométrico são o tipo de acabamento da superfície, tipo de agregado, inclinação do esclerômetro, carbonatação das camadas mais externas do concreto, idade da estrutura, umidade e tipo de cimento além do proporcionamento do concreto.

Outros tipos de ensaios não destrutivos são: a velocidade de propagação de ultrassom e o “pull off”.

2.2 Velocidade de propagação de ultrassons

A velocidade de propagação de ultrassons é provavelmente aquele que tem mais aplicações, por ser um ensaio fácil e rápido de executar. Suas principais aplicações são a determinação da homogeneidade do concreto, avaliação da existência e estimativa da profundidade de fissuras, da existência de grandes vazios e buracos, estimativa da resistência à compressão e determinação do modulo de elasticidade.

2.3 “Pull Off”

O ensaio de “Pull Off” é baseado no conceito de que a força de tração, necessária para arrancar um disco metálico colocado a uma camada da superfície de concreto, está relacionada com a resistência à compressão do matéria. No ensaio a tração é transmitida axialmente a uma peça metálica colocada previamente ao concreto.

2.4 Vantagens e desvantagens dos três métodos

Esclerometria: facilidade de operação, leveza, rapidez de execução nas leituras sem danos a peça de concreto inspecionada. Porém cobre somente uma camada superficial do concreto (cerca de 30mm) e após 3 meses de idade das peças há influência da carbonatação que tende a elevar os índices esclerométricos.

Ultrassom: Portátil e de rápida execução, afere a peça como um todo diminuindo a influência da carbonatação. Custa 4 vezes mais caro que o esclerômetro de reflexão. Além da umidade influir na propagação do som e alterar o valor da resistência a compressão. Piores resultados de correlação a resistência do corpo de prova.

“Pull Off” : Tempo maior de ensaio devido a colagem de pastilhas com epóxi e uso de furadeira serra copo. Custo equivalente ao ultrassom. Trabalha com resistência a compressão em torno de até 80Mpa e pode ser usado convencionalmente pois os concretos atuais estão em torno de 20 a 35Mpa. Melhor desempenho quanto aos ensaios de corpo de prova.

3. Planejamento Experimental

No projeto foi utilizado cimento CP II F-32, agregado miúdo oriundo de rio e agregado graúdo calcário. Moldaram-se corpos de prova cilíndricos e prismáticos para teste de esclerometria, ultrassom e compressão e placas de concreto para pull off. Foi utilizado o método de dosagem experimental do IPT/EPUSP, também conhecido como método dos quatro quadrantes, que é fundamentado nas leis de Lyse, Molinari e Abrams e se baseia no ajuste de curvas de resistência e trabalhabilidade em função dos requisitos estruturais. O abatimento (Slump Test) fixado para esta dosagem foi de 100 ± 10 mm e o teor de argamassa utilizado para todas as misturas foi de a = 52 %. Para garantir a homogeneidade da mistura o concreto foi confeccionado em betoneira de eixo inclinado com capacidade de 240L, adensado em mesa vibratória e curado em câmara úmida durante 112 dias para se garantir uma idade do concreto elevado e simulação mais próxima do real.

3.1 Velocidade de propagação de ultrassom

Foram feitos ensaios dos corpos de prova com um transdutor, o contato entre ele e a superfície de concreto foi feito com gel de ultrassonografia para produzir um acoplamento próximo do perfeito. O resultado final de cada concreto foi obtido a partir da média entre as leituras representativas dos seis corpos de prova de cada concreto estudado.

3.2 Esclerometria

Após os ensaio de velocidade de ultrassom, os corpos de prova foram ensaiados com esclerômetro. O primeiro passo foi romper um corpo de prova à compressão com o intuito de determinar a resistência do concreto para calcular o valor de carga que iria ser impresso nos corpos de prova para a execução dos ensaios esclerométricos. No caso de ensaio em cilíndros, cada corpo de prova foi dividido em três partes de 120° nas quais realizou-se três leituras, sendo uma no centro, uma na extremidade superior e a outra na extremidade inferior do corpo de prova. Nos corpos de prova prismáticos as nove leituras foram feitas na mesma face.

3.3 Ensaios de resistência à compressão simples

Após esses ensaios, os corpos de prova cilíndricos e prismáticos foram ensaiados à compressão simples. Para o capeamento dos corpos de prova foi utilizado pasta de enxofre. Para ambos os ensaios adotou-se a velocidade de carga de 0,4 MPa/s. A resistência à compressão do concreto adotada para os ensaios realizados foi a média dos resultados dos seis corpos de prova ensaiados em cada caso. Esses ensaios foram feitos de acordo com a NBR 5739, a NBR 7584 e a NBR 8802.

3.4 Ensaios “Pull Off”

O ensaio de “Pull Off” aplicado a concreto não é normalizado no Brasil, sendo neste trabalho adotadas as recomendações