Investigação Da Viabilidade E Confiabilidade Da Aplicação Do Ultra-Som Na Determinação De Propriedades Mecânicas E De Qualidade Do Concreto

Resumo

A pesquisa teve como objetivo fazer uma análise da viabilidade aferição da qualidade do concreto através da aplicação do método de propagação da onda ultra-sônica em corpos de prova de idades de 14, 28. 56 e 91 dias, com classes de resistência nominadas 10, 20 e 30 MPa, tendo como parâmetro a velocidade de propagação da onda, obtida pela medição do tempo de percurso da onda em milissegundos em uma distância de vinte centímetros, equivalente ao corpo de prova, e através desta, estabelecendo  correlações , averiguando a relação direta entre esta velocidade e o resultado obtido em prensa hidráulica, chegando a conclusão de que tais aferições são de certa forma possíveis, entretanto com a necessidade de aprimoramentos. Foram efetuadas medições da deformação dos corpos de prova com a idade de 56 dias, com o uso de elastômeros acoplados a prensa, que, no entanto forneceram resultados difusos, sem conclusão definitiva sobre o Módulo de Elasticidade das peças. Também foram feitas leituras em vigas em escala reduzida e de modo direto, semi direto e indireto, mostrando resultados similares nas leituras entre si, o que demonstra não haver grande disparidade entre o tipo de medição, não sendo estes resultados totalmente conclusivos.

Palavras-chave: ultra-som, concreto, qualidade.

De acordo com Anugonda, Wiehn e Turner (2001), a importância do concreto na infra-estrutura mundial é evidente por sua difusão ao redor do globo. Estruturas em concreto, incluindo estradas, aeroportos, represas, pontes e edifícios, estão continuamente sujeitos aos efeitos que degradam sua integridade estrutural.

Tais males têm origem em alguma etapa do processo de produção das construções, que pode ser dividido em: planejamento, projeto e execução, somando-se a isso a falta de manutenção. Conforme cita Beber (2007), somente no Rio de Janeiro existem mais de quinhentas marquises com problemas estruturais, decorrentes da falta de manutenção, causando problemas nas edificações e causando acidentes com danos materiais e humanos.

Essa situação é justificada, além da falta de recursos financeiros, por questões de âmbito cultural para realizar ações sistemáticas de inspeção, no caso do Brasil. No entanto, segundo Carmo et al (2006), nos países desenvolvidos experiências demonstram que inspeções periódicas, que resultam em intervenções preventivas, são de menor custo, além de evitar danos maiores, tanto financeiros quanto sociais.

O mundo tem o anseio em todas as áreas do conhecimento de progredir no que tange a qualidade dos produtos e processos. Com o concreto em si não é diferente, pois um material que é considerado um dos mais consumidos em todo o mundo, perdendo em consumo somente para a água, necessita no mínimo de esforços no sentido de focar a melhoria do mesmo.

Enquanto as nações desenvolvidas, em especial os Estados Unidos e o Japão desenvolvem pesquisas no âmbito do concreto há décadas, buscando sempre o menor consumo e o melhor desempenho, tanto de resistência quanto de qualidade geral, o Brasil ainda está alguns passos atrás nesse sentido. No entanto, esse atraso é relativo a questões de manutenção, pois no que tange ao desenvolvimento do Concreto Armado, o Brasil ocupa lugar de destaque no cenário mundial.

O contexto atual das estruturas de concreto armado, em processos de modernização, tanto de materiais, como dos processos construtivos como um todo, criam uma demanda de novos ensaios, com melhor precisão e que sejam mais práticos de se fazer.

Já os ensaios destrutivos, conforme o nome já preconiza, são aqueles com extração de testemunhos cilíndricos, geralmente de 15x30cm, que ao serem submetidos à compressão axial em uma prensa calibrada, sofrem ruptura e aferem a resistência do concreto, sendo ainda os mais confiáveis para tal finalidade.

Entretanto, apesar de serem confiáveis, causam danos à estrutura, e em algumas peças mais esbeltas, não é possível realizar extrações, impossibilitando dessa maneira a obtenção de informações significativas para avaliar a segurança de uma estrutura. Outro ponto é que, ao efetuar-se uma extração, o leigo geralmente sofre desconforto ao presenciar a extração, pois isso gera uma sensação de insegurança em boa parte das pessoas, que desconhecem os processos de inspeção como um todo.

Nessa realidade, os ensaios não-destrutivos (ENDs) oferecem a opção da inspeção expedita, e com certa precisão, desde que devidamente calibrados para tal fim. Ensaios como a Esclerometria e o Ultra-som possibilitam uma avaliação, de forma indireta, da qualidade do material, resistência, e outras variáveis (RODRIGUES; FIGUEIREDO, [entre 1998 e 2006]).

Os ENDs ainda não são difundidos no Brasil tanto quanto em países como a Espanha, que nos dias de hoje rivaliza com Estados Unidos, Inglaterra e Japão, porém a sua aceitação é crescente e cada vez mais os métodos são pesquisados e aprimorados, visando a sua adaptação a realidade local. Tal realidade se constata pelo número de publicações e pesquisas oriundas destes países, além do fato de que a maioria dos aparelhos utilizados para as medições também vem destes locais.

No entanto, a maior preocupação é se essa calibração é correta e compatível como o que se propõe, pois os dados existentes, em boa parte dos casos, necessitam de adequações a cada realidade e região analisada. Essa necessidade é mais imperiosa no caso do ultra-som, que tem precisão melhor que a esclerometria, por exemplo.

Objetivos

Objetivo geral

Analisar a viabilidade de aplicação do método de propagação de ondas ultra-sônicas na determinação da qualidade do concreto.

Objetivos específicos

1. Compreender os procedimentos da norma NBR 8802/94 – Determinação da Velocidade de Propagação da Onda Ultra-Sônica no Concreto Endurecido;
2. Estudar e entender o manuseio da aparelhagem de medição da onda ultra-sônica;
3. Conceber o programa experimental, definindo materiais, protótipos e métodos de ensaio;
4. Compilar e sistematizar os resultados experimentais;
5. Analisar os resultados estabelecendo correlações confiáveis na determinação da qualidade deste material

Concreto e Infraestrutura

As estruturas de concreto não são novidade na história. Desde o Império Romano já havia tecnologia acerca do concreto, apesar deste ser diferente em composição do atual. Um exemplo disso é o Panteão, localizado em Roma, cuja cúpula até hoje fascina tanto Leigos como Engenheiros e Arquitetos.

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FIGURA 1: Pantheon de Roma

Fonte: KAEFER, 1998, p.14.

No entanto, o concreto utilizado hoje é baseado no Cimento Portland, desenvolvido por Joseph Aspdin nos idos de 1824 na Inglaterra. O cimento possui esse nome por apresentar tonalidade parecida com a de uma rocha situada na Ilha de Portland, ao sul da Grã-Bretanha.