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Palavras-chave: Concreto. Ultra-som 8 páginas

Concreto endurecido - Determinaçãoda velocidade de propagação de ondaultra-sônica

NBR 8802FEV 1994

Origem: Projeto NBR 8802/1992CB-18 - Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e AgregadosCE-18:301.05 - Comissão de Estudo de Ensaios de Concreto na EstruturaNBR 8802 - Hardened concrete - Determination of ultrasonic wave transmissionvelocity - Method of testDescriptors: Concrete. UltrasoundEsta Norma substitui a NBR 8802/1985Válida a partir de 30.03.1994

Método de ensaio

SUMÁRIO1 Objetivo2 Definições3 Aparelhagem4 Execução do ensaio5 ResultadosANEXO A - Verificação da homogeneidade do concretoANEXO B - Posição relativa entre os dois transdutoresANEXO C - Principais fatores que influenciam os resultados

1 Objetivo

Esta Norma prescreve o método de ensaio não-destrutivopara determinar a velocidade de propagação de ondaslongitudinais, obtidas por pulsos ultra-sônicos, através deum componente de concreto, e tem como principaisaplicações:

a) verificação da homogeneidade do concreto (verAnexo A);

b) detecção de eventuais falhas internas de concre-tagem, profundidade de fissuras e outras imper-feições;

c) monitoramento de variações no concreto, ao longodo tempo, decorrentes de agressividade do meio(ataque químico) principalmente pela ação de sul-fatos.

2 Definições

Para os efeitos desta Norma são adotadas as definiçõesde 2.1 a 2.4.

2.1 Acoplante

Material a ser utilizado entre as faces dos transdutores edo material a ser ensaiado, a fim de permitir o contato con-tínuo entre as superfícies, na menor espessura possível.

Nota: Graxas de silicone ou mineral, e vaselina fornecem boaconexão quando usadas em concretos que tenham asuperfície lisa.

2.2 Freqüência ultra-sônica

Freqüência de vibração de onda longitudinal acima de20 kHz.

2.3 Onda longitudinal

Vibração ou distúrbio que percorre o interior do materialonde o modo de vibração das partículas, em cada instan-te, tem o deslocamento na mesma direção da propa-gação do distúrbio.

2.4 Velocidade de propagação

Relação entre distância percorrida por uma vibração oudistúrbio durante um intervalo de tempo.

3 Aparelhagem

A aparelhagem necessária ao ensaio está descrita em 3.1a 3.6.

2 NBR 8802/1994

3.1 Circuito gerador-receptor

Aparelho de pulso elétrico de baixa freqüência ultra-sô-nica, com alta estabilidade e precisão de leitura de pelomenos 0,1 µs.

3.2 Transdutor-emissor

Aparelho que possibilita a transformação do pulso elétri-co em onda de choque numa faixa de 24 kHz a 500 kHz.

3.3 Transdutor-receptor

Aparelho que possibilita a transformação da onda dechoque em pulso elétrico, com amplificação adequadaao circuito do gerador-receptor.

3.4 Circuito medidor de tempo

Aparelho que possibilita medir o tempo decorrido desdea emissão da onda até a sua recepção. Este circuito podeser provido de um ajuste para descontar o tempo gastonos cabos conectores entre o gerador-receptor e os trans-dutores. O tempo gasto no percurso pode ser lido em umtubo de raios catódicos ou em um mostrador digital.

3.5 Cabos coaxiais

Cabos que devem permitir a conexão perfeita dos trans-dutores ao circuito gerador-receptor.

3.6 Barra de referência

Peça que possibilita a aferição do equipamento ultra-sônico, feita de material metálico, com superfícies de aco-plamento com acabamento polido e vibração do tempo detrânsito gravada.

4 Execução do ensaio

4.1 Preparação dos corpos-de-prova ou componentes deconcreto

4.1.1 Os corpos-de-prova ou componentes de concretoa serem ensaiados devem ter as superfícies planas, lisase isentas de sujeira.

4.1.2 Os corpos-de-prova ou componentes de concreto aserem ensaiados que não sejam suficientemente lisosdevem ter suas superfícies de ensaio regularizadas atra-vés de processos mecânicos ou com camada de pastade cimento, gesso ou resina epóxi, em espessura mínimaa fim de possibilitar bom acoplamento com os transdutores.

Nota: Caso a regularização das superfície de ensaio dos corpos-de-prova ou do componente a ser ensaiado seja feita porprocessos mecânicos, as vibrações não devem afetar aestrutura interna do material a ser ensaiado.

4.1.3 Os corpos-de-prova ou os componentes de con-creto a serem ensaiados devem ter as mesmas condi-ções de composição e umidade relativa.

Nota: Superfícies úmidas não causam problemas.

4.2 Ensaio

4.2.1 Calibrar o aparelho usando a barra de referência oudispositivo equivalente.

4.2.2 Verificar se as superfícies de ensaio dos corpos-de-prova ou componentes de concreto correspondem ao de-finido em 4.1.

4.2.3 Aplicar fina camada de acoplante nas faces dostransdutores ou no corpo-de-prova a ser ensaiado.

4.2.4 Posicionar os transdutores de acordo com os arran-jos descritos no Anexo B:

a) transmissão direta, com os transdutores nas facesopostas do material;

b) transmissão indireta, com os transdutores na mes-ma face;

c) transmissão semidireta, com os transdutores nasfaces adjacentes.

4.2.5 O acoplamento e a pressão entre as superfícies dostransdutores e do corpo-de-prova ou componente queestá sendo ensaiado devem ser considerados satisfató-rios quando for obtido o valor mínimo de leitura com va-riação de até ± 1%.

4.2.6 A medida da distância entre os pontos onde devemser acoplados os centros das faces dos transdutores de-ve ser determinada com precisão de ± 1%.

5 Resultados

5.1 Calcular a velocidade de propagação de ondas con-forme a seguinte fórmula:

LV =

t

Onde:

V = velocidade de propagação (m/s)

L = distância entre os pontos de acoplamento doscentros das faces dos transdutores (m)

t = tempo decorrido desde a emissão da onda até asua recepção (s)

Nota: O tempo efetivo é o tempo mínimo lido menos o tempogasto nos cabos condutores, caso o aparelho (ver 3.4) nãoseja provido desta correção.

5.2 A apresentação dos resultados deve conter as se-guintes informações:

a) localização na estrutura e identificação dos cor-pos-de-prova, ou componentes de concreto en-saiados;

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b) distância entre as superfícies de contato dos trans-dutores durante o ensaio;

c) direção de propagação da onda;

d) indicação da posição relativa dos transdutores;

e) velocidade de propagação;

f) descrição sucinta da preparação das superfícies econdições de umidade do concreto;

g) outras que ainda se fizerem necessárias.

/ANEXO A

4 NBR 8802/1994

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A-1 Deve ser definido um sistema de pontos para cobriruniformemente um volume apropriado de concreto na es-trutura, para se verificar a homogeneidade do concreto. Oespaçamento entre os pontos individuais depende dasdimensões do componente da estrutura, da precisão re-querida e da variabilidade do concreto. Em grandes es-truturas e onde o concreto é razoavelmente uniforme, averificação pode ser feita em pontos dispostos em malhade 1 m2. Em pequenas peças ou em concreto com muitavariação é necessário um espaçamento menor.

A-2 Devem ser evitados os pontos onde exista grandeconcentração de armadura, principalmente no sentido

ANEXO A - Verificação da homogeneidade do concreto

longitudinal ao de propagação das ondas, pois a velocidadede propagação de ondas é maior no aço do que no con-creto.

A-3 É possível expressar a homogeneidade do concretoem forma de parâmetros estatísticos, tais como o desviopadrão (s) ou o coeficiente de variação (δ) das medidas develocidade de propagação de ondas ultra-sônicas no con-creto, feitas em pontos da malha. Contudo, tais parâme-tros só podem ser usados para comparar variações emcomponentes de concreto similares, devendo ser con-siderados os fatores expressos no Anexo C.

/ANEXO B

6 NBR 8802/1994

B-1 Transmissão direta

Este arranjo é o mais recomendado na determinação davelocidade de propagação de ondas através de um mate-rial, pois desta forma as ondas são recebidas com maiorintensidade. Os transdutores se posicionam em facesopostas, conforme indicado na Figura 1.

B-2 Transmissão indireta

Este arranjo é utilizado quando se tem acesso a apenasuma face do corpo-de-prova ou componente e essa facetem comprimento suficiente para propiciar o desloca-mento do transdutor-receptor.

B-2.1 Para se determinar a velocidade de propagação énecessário:

a) fixar o transdutor-emissor em um ponto (E);

b) fazer a leitura do tempo de propagação de ondasestando o transdutor-receptor nos pontos R1, R2,

ANEXO B - Posição relativa entre os dois transdutores

R3,........., Rn, eqüidistantes entre si e sobre umamesma reta que contém o ponto fixo do trans-dutor-emissor, conforme indicado na Figura 2;

c) locar, em um sistema cartesiano de eixos, as dis-tâncias entre os pontos E e R1 a Rn e os tempos lidospara que a onda ultra-sônica percorra estas distân-cias, conforme indicado na Figura 3.

B-2.2 A inclinação da reta obtida é a velocidade de pro-pagação de onda do material ensaiado.

Nota: Na transmissão indireta é necessário atentar para a corretadeterminação da distância entre os transdutores.

B-3 Transmissão semidireta

Este arranjo entre os transdutores só deve ser utilizadoquando não houver a possibilidade de acesso a duas fa-ces opostas de um corpo-de-prova ou componente deconcreto e a única face acessível não tenha comprimentosuficiente para se utilizar o arranjo de transmissão indire-ta. Ver Figura 4.

Figura 2 - Transmissão indireta

Figura 1 - Transmissão direta

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Figura 3 - Transmissão indireta

Figura 4 - Transmissão semidireta

/ANEXO C

8 NBR 8802/1994

C-4 Tipo, densidade e outras características dos agre-gados.

C-5 Tipo de cimento e grau de hidratação.

C-6 Direção de ensaio da peça.

C-7 Tipo de adensamento do concreto.

C-8 Idade do concreto.

C-1 Distância entre as superfícies de contato dos trans-dutores.

C-2 Presença de armadura, principalmente no sentido depropagação da onda.

C-3 Densidade do concreto, que depende do traço e dascondições de concretagem.

ANEXO C - Principais fatores que influenciam os resultados