UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

FBIO BOTTEGA

ANLISE DO ENSAIO ESCLEROMTRICO, UM ENSAIO NO DESTRUTIVO, NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO

CRICIMA, JULHO DE 2010.

FBIO BOTTEGA

ANLISE DO ENSAIO ESCLEROMTRICO, UM ENSAIO NO

DESTRUTIVO, NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO

Trabalho de Concluso de Curso apresentado para obteno do Grau de Engenheiro Civil, no curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.

Orientadora: MSc. DAIANE DOS SANTOS DA SILVA

Co-orientador: Prof. Esp. ALEXANDRE VARGAS

FBIO BOTTEGA

ANLISE DO ENSAIO ESCLEROMTRICO, UM ENSAIO NO DESTRUTIVO, NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO

Trabalho de Concluso de Curso aprovado pela banca examinadora para obteno do Grau de Engenheiro Civil, no curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC com linha de pesquisa em Ensaios No Destrutivos.

Cricima, 01 de julho de 2010.

BANCA EXAMINADORA

Prof. Daiane Dos Santos Da Silva Mestre Orientador

Prof. Alexandre Vargas Especialista Co-orientador

Prof. ngela Costa Piccinini Mestre Banca

AGRADECIMENTOS

Foram muitas as pessoas que contriburam para a concretizao deste

Trabalho de Concluso de Curso, e meus agradecimentos em especial para:

Meu pai Pedro Bottega e minha me Tnia Fortes Bottega que sempre prestaram

apoio irrestrito e incondicional aos meus estudos.

Meus amigos e parentes pelas palavras de incentivo.

Allan Medeiros, colaborador do IPAT, pelo auxlio na execuo dos ensaios no

laboratrio de materiais da UNESC.

Os engenheiros civis da Construtora Fontana Jakson Arajo e Rodrigo Bianchini,

que gentilmente forneceram material para estudo, na expectativa de contribuir para a

pesquisa cientfica na engenharia civil.

A querida Gissele Tavares, mais conhecida como Gi, por todo o apoio e pacincia

na organizao da minha complicada documentao acadmica de trs

Universidades.

A professora ngela Costa Piccinini pela coordenao do curso, sempre buscando o

melhor para os alunos e professores e para o Curso de Engenharia Civil da UNESC.

A professora Evelise Chemale Zancan com seu bom humor e otimismo insuperveis.

Meus professores orientadores Daiane dos Santos e Alexandre Vargas pelas

instrues na elaborao deste TCC.

Os professores Alexandre Vargas (novamente) e Evnio Ramos Nicoleit pelo contedo passado em

sala que me deu condies de acertar as questes 25, 26 e 27 (Alexandre) e 39 e 40 (Evnio), e

conseguir a aprovao em Primeiro lugar no Concurso Pblico da CASAN 2009 para o cargo de

ENGENHEIRO CIVIL AUDITOR, na funo de realizar auditoria das obras de Engenharia Civil da

CASAN de todo o Estado de Santa Catarina.

E se o mundo no corresponde em

todos os aspectos a nossos desejos,

culpa da cincia ou dos que querem

impor seus desejos ao mundo? Carl Sagan

RESUMO

O Ensaio Escleromtrico tem a promessa de estimar a resistncia do concreto de estruturas sem causar perda de resistncia, mas em um estudo preliminar descobriu-se que as normas tcnicas a respeito do ensaio sugerem sua aplicao somente em concretos mantidos em cura e temperatura controladas. No obstante os concretos de obras, que no atendem a esse critrio de temperatura e cura, so os que possuem a maior demanda pelo ensaio. Investigou-se de maneira mais contundente se existem na bibliografia tcnica procedimentos sistematizados de aplicao do esclermetro em obra, e como no foram encontrados, uma nova metodologia foi proposta. Nesta metodologia foi obtida uma curva de correlao da resistncia do concreto e do ndice Escleromtrico, a qual foi comparada com a curva do esclermetro utilizado, e chegou-se a encontrar uma diferena de 33% nas estimativas da resistncia. Analisou-se tambm a influncia das frmas de moldagem do concreto na dureza superficial, utilizando quatro tipos de frmas. A frma de madeira mida foi a que proporcionou os menores ndices Escleromtricos, enquanto que os outros trs tipos apresentaram valores muito parecidos. Avaliou-se a influncia da armadura do concreto no ndice Escleromtrico em obra e em laboratrio, e em nenhuma situao foi constatado aumento ou reduo em seu valor. Conclui-se que o Ensaio Escleromtrico, para obter uma estimativa real da resistncia do concreto, deve levar em conta todos os fatores que ocasionam variao no ndice Escleromtrico e na resistncia do concreto. Ao todo foram 567 impactos com o esclermetro em 12 corpos de prova e 36 corpos de prova cilndricos ensaiados compresso.

Palavras-chaves: Esclermetro de Schmidt. Ensaio Escleromtrico. Dureza

superficial. Concreto. Ensaio No Destrutivo.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 - Curva de Gauss. .......................................................................................27

Figura 2 - Representao generalizada da variao da resistncia em um mesmo

elemento estrutural....................................................................................................32

Figura 3 - Variao da resistncia em vigas..............................................................33

Figura 4 - Aparelho de ultra-som...............................................................................41

Figura 5 - Sonda Windsor..........................................................................................42

Figura 6 - Ensaio de trao direta. ............................................................................43

Figura 7- Estrutura do Ensaio de Arrancamento. ......................................................44

Figura 8 - Execuo do Ensaio Pull-out. ...................................................................44

Figura 9 - Elemento ensaiado com Pull-out...............................................................45

Figura 10 - Aparelho com visor digital incorporado. ..................................................46

Figura 11 - Modelo digital mais sofisticado. ..............................................................46

Figura 12 - Modelo com registro em papel do IE.......................................................46

Figura 13 - Mostrador analgico do IE de um esclermetro......................................47

Figura 14 - Esclermetro de Schmidt tipo N..............................................................53

Figura 15 - rea de ensaio de 9cm X 9cm, para 9 impactos, sugerida pela NBR 7584

(1995). .......................................................................................................................54

Figura 16 - rea de ensaio de 20cm X 20cm, para 16 impactos, sugerida pela NBR

7584 (1995). ..............................................................................................................55

Figura 17 - Exemplo de curva de correlao para o Ensaio Escleromtrico. ............56

Figura 18 - Variao da resistncia na idade para 5 tipos de traos.........................57

Figura 19 - Coleta de concreto em obra com carrinho de mo. ................................59

Figura 20 - Molde cilndrico sendo untado com leo mineral. ...................................59

Figura 21 - Transporte dos CPs em seus moldes para evitar impactos. ...................60

Figura 22 - Lixa usada para regularizao dos topos dos CPs cilndricos. ...............61

Figura 23 - Aspecto do topo de um CP aps regularizao com lixamento manual. 61

Figura 24 - CP 10x20 sendo ensaiado compresso. ...........................................62

Figura 25 - Estado antes do polimento......................................................................62

Figura 26 - Aps polimento. Os crculos em preto e vermelho servem de referncia

para comparao. .....................................................................................................63

Figura 27 - Corte em serra diamantada de CP prismtico. .......................................63

Figura 28 - topo do CP prismtico aps retifica em serra. ........................................64

Figura 29 - Acoplamento do prato da prensa com o CP retificado: melhor fixao do

CP. ............................................................................................................................64

Figura 30 - 11 pontos para ensaio.............................................................................65

Figura 31 - 12 pontos para o ensaio..........................................................................65

Figura 32 - 14 pontos de ensaio................................................................................66

Figura 33 - CP na prensa com as 14 marcaes. .....................................................66

Figura 34 - Ensaio Escleromtrico sendo executado. ...............................................67

Figura 35 - Material para coleta do concreto e moldagem dos CPs na primeira etapa.

..................................................................................................................................68

Figura 36 - Material em canteiro de obras aps a coleta de concreto.......................68

Figura 37 - Parte superior da estufa aquecida com lmpadas incandescentes. .......69

Figura 38 - Quatro CPs de cura seca mantido em temperatura ambiente mdia de

21C. .........................................................................................................................69

Figura 39 - Um molde de madeira pinus sendo saturado..........................................72

Figura 40 - Moldes de madeira saturada usados no ensaio......................................72

Figura 41 - Moldes de madeira pinus seca. ..............................................................73

Figura 42 - Dois moldes de madeira compensada secos..........................................73

Figura 43 - Detalhe do material da madeira compensada.........................................74

Figura 44 - Moldes impermeveis. ............................................................................74

Figura 45 - Interior do molde: estanqueidade conseguida atravs de lonas plsticas.

..................................................................................................................................75

Figura 46 - CP D4S-MS e seu molde. .......................................................................75

Figura 47 - D4S-CO e seu molde, superfcie de excelente qualidade.......................76

Figura 48 - D4S-MS e seu molde, ambos ainda midos, mesmo aps 4 dias da sua

concretagem..............................................................................................................76

Figura 49 - D4S-IM desmoldado, superfcie muito lisa..............................................77

Figura 50 - D4E-MU: mesmo em estufa, a madeira no foi totalmente seca. ...........77

Figura 51 - Aspecto da madeira saturada em estufa, na face interior (a) e exterior (b).

Ainda com sinais de umidade na face interior. ..........................................................78

Figura 52 - Molde e CP D4E-MS...............................................................................78

Figura 53 - Molde e CP D4E-CO...............................................................................79

Figura 54 - CP D4E-IM e seu molde .........................................................................79

Figura 55 - Aspecto visual dos quatros CPs D4E......................................................80

Figura 56 - Aspecto visual dos quatros CPs D4S......................................................80

Figura 57 - Peneiramento com peneira comum para isolar o agregado grado do

concreto. ...................................................................................................................82

Figura 58 - Agregado mido de grandes dimenses retido na peneira.....................82

Figura 59 - Volume de agregado grado contido em um molde cilndrico 10x20cm

..................................................................................................................................83

Figura 60 - Pedra britada de basalto. ........................................................................83

Figura 61 - Pesagem do agregado grado saturado superfcie seca........................84

Figura 62 - Colocao da brita para secagem em estufa..........................................84

Figura 63 - Seis CPs cilndricos para o ensaio de compresso e o prismtico para

ensaio de esclerometria. ...........................................................................................88

Figura 64 - Cura saturada. ........................................................................................88

Figura 65 - Estufa aquecida com lmpadas incandescentes. ...................................89

Figura 66 - OUT: temperatura medida no meio do CP. IN: temperatura do ambiente.

..................................................................................................................................89

Figura 67 - Molde com barra nervurada CA50. .........................................................91

Figura 68 - Cura do concreto em reservatrio com gua. .........................................91

Figura 69 - Corpos de prova cilndricos e prismtico com armadura. .......................92

Figura 70 - Posicionamento da barra no concreto e direes dos impactos. ............92

Figura 71 - Nas setas vermelhas duas linhas de ensaio L3 e L4. .............................93

Figura 72 - Viso por inteiro do pilar. No retngulo vermelho, a regio ensaiada. ....94

Figura 73 - Regio ensaiada e armaduras localizadas. ............................................94

Figura 74 - Curva de correlao do esclermetro utilizado. ....................................104

Figura 75 - Agregado retido na #19mm...................................................................121

Figura 76 - Agregado retido na #12mm...................................................................121

Figura 77 - Agregado retido na # 9,5mm.................................................................121

Figura 78 - Agregado retido na #6,3mm..................................................................121

Figura 79 - Agregado retido na #4,8mm..................................................................121

Figura 80 - Equipamento de vibrao utilizado. ......................................................121

Figura 81 - Dois dos trs moldes de madeira cilndricos.........................................134

Figura 82 - Detalhe do interior do molde de madeira cilndrico. ..............................134

Figura 83 - Os trs moldes de madeira concretados...............................................135

Figura 84 - CPs cilndricos de molde de madeira ensaiados compresso. ..........136

LISTA DE GRFICOS

Grfico 1 - Curva granulomtrica do agregado grado. ............................................85

Grfico 2 - Variao do IE com a idade para cura em temperatura ambiente...........95

Grfico 3 - Variao do IE com a idade para cura por 7 dias em estufa. ..................96

Grfico 4 - Crescimento do IE para frma impermevel. ..........................................97

Grfico 5 - Crescimento do IE para madeira compensada........................................97

Grfico 6 - Crescimento do IE para madeira saturada. .............................................98

Grfico 7 - Crescimento do IE para madeira pinus seca. ..........................................98

Grfico 8 - Influncia das frmas usando a mdia dos IEs das duas curas. ...........100

Grfico 9 - Crescimento da resistncia do concreto................................................100

Grfico 10 - Crescimento da resistncia do concreto para 3 tipos de cura. ............101

Grfico 11 - Crescimento do IE com a idade para os trs tipos de cura. ................102

Grfico 12 - Curvas de correlao individuais para cada tipo de cura. ...................102

Grfico 13 - Curvas de correlao individuais ajustadas.........................................103

Grfico 14 - Curva de correlao final para os 3 tipos de cura................................103

Grfico 15 - Comparao da curva obtida com a curva do esclermetro................105

Grfico 16 - Crescimento da resistncia do concreto..............................................107

Grfico 17 - Comparativo entre curvas de correlao. ............................................127

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 - Formao de lotes pela NRB 12655 (2006). ...........................................26

Quadro 2 - Cronologia dos procedimentos realizados. .............................................70

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Valores para converso de resistncia de corpos de prova cilndricos. ...23

Tabela 2 - Coeficientes de converso da resistncia de diversas geometrias de CPs.

..................................................................................................................................24

Tabela 3 - Variao da resistncia em pilares...........................................................32

Tabela 4 - Variao da resistncia entre topo e base de pilares...............................33

Tabela 5 - Relaes fcj / fc28.......................................................................................36

Tabela 6 - Resistncias compresso aos 28 dias. .................................................39

Tabela 7 - Quantidades de agregado grado encontradas no peneiramento. ..........85

Tabela 8 - ndices Escleromtricos aos 28 dias para cura seca e em estufa. ...........99

Tabela 9 - ndices Escleromtricos para concreto com barra de 8mm....................106

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABECE - Associao Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural

ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas

CP - corpo de prova

D3E - concreto da terceira coleta, de cura seca, em estufa

D3S - concreto da terceira coleta, de cura seca, fora da estufa

D3U - concreto da terceira coleta, de cura normatizada

D4S - concreto da quarta coleta, de cura seca, fora da estufa

D4S-CO - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, de cura seca

fora da estufa, moldado em madeira compensada

D4S-IM - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, de cura seca fora

da estufa, moldado em madeira impermeabilizada

D4S-MS - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, de cura seca

fora da estufa, moldado em madeira pinus seca

D4S-MU - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, de cura seca

fora da estufa, moldado em madeira pinus saturada

D4E - concreto da quarta coleta, de cura seca, em estufa

D4E-CO - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, curado em

estufa, moldado em madeira compensada.

D4E-IM - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, curado em

estufa, moldado em madeira impermeabilizada.

D4E-MS - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, curado em

estufa, moldado em madeira pinus seca.

D4E-MU - corpo de prova prismtico 15x15x30cm, da quarta coleta, curado em

estufa, moldado em madeira pinus saturada.

END - Ensaio No Destrutivo

LISTA DE SMBOLOS

fck - resistncia caracterstica do concreto

fckj - resistncia caracterstica do concreto de j dias de idade

fck,est - resistncia caracterstica do concreto obtida pela aplicao da NBR 12655

fcj - resistncia do concreto de j dias de idade

fc28 - resistncia do concreto de 28 dias de idade

10x20cm - corpo de prova cilndrico de dimetro 10cm e altura 20cm

15x30cm - corpo de prova cilndrico de dimetro 15cm e altura 30cm

SUMRIO

1 INTRODUO .......................................................................................................18 1.1 Problema.............................................................................................................19

1.2 Justificativa..........................................................................................................19

1.3 Objetivos .............................................................................................................20

1.3.1 Objetivo geral ...................................................................................................20

1.3.2 Objetivos especficos .......................................................................................20

2 FUNDAMENTAO TERICA.............................................................................22 2.1 Consideraes sobre a resistncia do concreto..................................................22

2.1.1 Resistncia compresso axial do concreto - fcj..............................................22

2.1.2 Geometria dos corpos de prova para ensaio de compresso ..........................23

2.1.3 Dimetro do CP e tamanho do agregado grado.............................................24

2.1.4 Controle tecnolgico do concreto .....................................................................25

2.1.5 Resistncia caracterstica compresso do concreto - fck ...............................26

2.1.6 Significado estatstico do fck .............................................................................27

2.2 Clculo do fck .......................................................................................................28

2.2.1 Fcks de interesse ...............................................................................................29

2.2.2 Ponderaes do valor do fck no clculo estrutural ............................................29

2.2.3 Variaes da resistncia na prpria estrutura ..................................................31

2.2.3.1 Variaes da resistncia em um mesmo elemento estrutural .......................31

2.2.4 Determinao do fck da estrutura......................................................................33

2.2.4.1 Locais genricos da estrutura para obter a resistncia .................................34

2.2.5 Transformao de fckj (ou fcj) para fck28 (ou fc28). ...............................................35

2.2.5.1 Transformao conforme NBR 6118 (2003)..................................................36

2.2.5.2 Transformao pela lei de Abrams................................................................36

2.2.6 Umidade dos CPs e testemunhos no ensaio de compresso ..........................37

2.2.7 Consideraes sobre o ganho de resistncia do concreto ...............................37

2.2.7.1 Cura...............................................................................................................38

2.2.7.2 Alta temperatura de cura ...............................................................................38

2.3 Ensaios No Destrutivos na avaliao da resistncia .........................................40

2.3.1 Ultrasom...........................................................................................................41

2.3.2 Penetrao de pinos ........................................................................................42

2.3.3 Pull-off ..............................................................................................................42

2.3.4 Pull-out .............................................................................................................43

2.3.5 Maturidade .......................................................................................................45

2.3.6 Esclerometria ...................................................................................................45

2.4 O Ensaio Escleromtrico e a resistncia do concreto .........................................48

2.4.1 Recomendaes para o Ensaio Escleromtrico...............................................51

2.4.2 Curva de correlao .........................................................................................55

3 METODOLOGIA DA PESQUISA...........................................................................58 3.1 Procedimentos genricos dos ensaios................................................................58

3.2 Execuo dos ensaios.........................................................................................64

3.3 Primeira Etapa - Influncia da frma no IE..........................................................67

3.3.1 Identificao dos CPs prismticos....................................................................71

3.3.2 Tipos de frmas utilizadas................................................................................71

3.3.3 Caracterizao do concreto..............................................................................80

3.3.4 Caracterizao do agregado grado ................................................................81

3.4 Segunda Etapa - Proposta de uma nova metodologia para o Ensaio

Escleromtrico...........................................................................................................86

3.4.1 Identificao dos corpos de prova....................................................................87

3.4.2 Temperaturas de cura ......................................................................................87

3.4.3 Caracterizao do concreto..............................................................................90

3.4.4 Tipos de frmas................................................................................................90

3.5 Terceira etapa - Influncia da armadura no IE ....................................................90

4 RESULTADOS E DISCUSSES...........................................................................95 4.1 Primeira Etapa - Influncia da frma no IE..........................................................95

4.2 Segunda Etapa - Proposta de uma nova metodologia para o Ensaio

Escleromtrico.........................................................................................................101

4.3 Terceira Etapa - Influncia da armadura no IE..................................................105

4.3.1 Em laboratrio ................................................................................................105

4.3.2 Em obra..........................................................................................................107

5 CONCLUSES E RECOMENDAES PARA TRABALHOS FUTUROS .........108 5.1 Primeira Etapa - Influncia da frma no IE........................................................108

5.2 Segunda Etapa - Proposta de uma nova metodologia para o Ensaio

Escleromtrico.........................................................................................................108

5.3 Terceira Etapa - Influncia da armadura ...........................................................110

REFERNCIAS.......................................................................................................111 APNDICES ...........................................................................................................113 APNDICE A - ndices Escleromtricos e ensaios compresso da Primeira Etapa. .....................................................................................................................114 APNDICE B - Agregados grados retidos nas peneiras da primeira etapa. ..120 APNDICE C - ndices Escleromtricos e ensaios compresso da Segunda Etapa. .....................................................................................................................122 APNDICE D - Curvas de correlao...................................................................126 APNDICE E - ndices Escleromtricos e ensaios compresso da Terceira Etapa. .....................................................................................................................128 APNDICE F - ndices Escleromtricos da Terceira Etapa em obra.................131 APNDICE G - Ensaios de compresso em corpos de prova moldados em frma cilndrica de madeira..................................................................................133

18

1 INTRODUO

O concreto tradicional, utilizado nas construes comuns, composto,

basicamente, por um aglomerante (o cimento), um agregado grado (seixo ou pedra

britada), um agregado mido (areia) e gua. Da mistura desses quatro componentes

resulta um composto pastoso, nesta fase, chamado de concreto fresco. Pelas

reaes qumicas desse composto, iniciadas no contato da gua com o cimento, o

concreto fresco vai ganhando consistncia, perodo denominado de pega.

medida que as reaes de hidratao do cimento se desenvolvem, o

concreto vai ganhando rigidez e se transformando em um material slido. nesse

estado que possvel avaliar a sua propriedade mais importante: a resistncia

compresso. a avaliao dessa propriedade, utilizando um equipamento

denominado Martelo de Schmidt, o objetivo do Ensaio Escleromtrico. E este

ensaio o alvo deste trabalho.

O Ensaio Escleromtrico permite estimar a resistncia do concreto pela

medida da dureza de sua superfcie. Essa medida feita sem provocar reduo da

capacidade resistente da pea ensaiada e sem provocar dano superficial relevante,

por isso esse ensaio tambm tratado como sendo um Ensaio No Destrutivo

(END).

Para melhor compreenso, o trabalho foi dividido em cinco captulos. O

captulo 2 trata da fundamentao terica, abrangendo conceitos da resistncia do

concreto, uma viso geral dos principais Ensaios No Destrutivos e detalhes de

aplicao do Ensaio Escleromtrico. O captulo 3 contempla a parte prtica do

trabalho, que foram experimentos em laboratrio e em obra, detalhando como foram

realizados. O captulo 4 apresenta os resultados dos experimentos e comentrios a

respeito. As concluses finais e recomendaes para trabalhos futuros esto no

captulo 5. No Apndice A esto os valores dos ndices Escleromtricoss obtidos nos

ensaios e os valores dos ensaios compresso dos corpos de prova cilndricos.

19

1.1 Problema

A obteno da resistncia compresso do concreto em estruturas j

executadas muitas vezes necessria, e para se obter boa preciso, faz-se a

extrao de testemunhos de concreto da estrutura, sendo os mesmos ensaiados

compresso. Entretanto, esse procedimento gera danos significativos estrutura

ensaiada. J o Ensaio Escleromtrico tem a promessa de estimar a resistncia do

concreto sem causar perda de resistncia do elemento estrutural, no entanto, sua

aplicao no concreto das estruturas de obras correntes possui poucos

esclarecimentos tcnicos na literatura.

Dessa maneira questiona-se: possvel aplicar o Ensaio Escleromtrico

nas estruturas de concreto das obras comuns, seguindo as informaes da

literatura, principalmente a Norma MERCOSUL NM 78, e obter resultados

confiveis?

Ainda dentro da temtica do Ensaio Escleromtrico, pergunta-se: as

frmas de moldagem podem influenciar a dureza superficial do concreto? Armaduras

no concreto causam influncia significativa no ndice Escleromtrico?

1.2 Justificativa

A avaliao da resistncia do concreto de estruturas de concreto armado

muitas vezes necessria para esclarecer dvidas e auxiliar os engenheiros na

tomada de decises. Essa necessidade surge, por exemplo, quando se deseja

comparar a resistncia do concreto de elementos estruturais concretados com vrias

betonadas, quando se deseja estabelecer a data da retirada dos escoramentos de

uma estrutura, avaliar a homogeneidade da dureza superficial de estruturas novas e

antigas, quando se realiza uma percia, etc.

Para a avaliao da resistncia do concreto, o mtodo mais comumente

aceito o de extrao de testemunhos, o qual consiste na perfurao de um

elemento estrutural e extrao de um cilindro de concreto que ser ensaiado

compresso. Esse mtodo possui o inconveniente de reduzir a capacidade

20

resistente do elemento estrutural, e por isso, muitas vezes evitado. Os Ensaios

No Destrutivos justamente tem a vantagem de no produzir dano estrutural, e por

isso que tm uma tendncia de aceitabilidade cada vez maior na engenharia, e suas

aplicaes, portanto, merecem estudos mais aprofundados. O Ensaio

Escleromtrico um Ensaio No destrutivo bastante difundido e possui muitas

vantagens em relao a outros ensaios, no entanto, sua aplicao em concretos de

obras parece carecer de informaes tcnicas. Tambm outros detalhes do ensaio

possuem poucos estudos divulgados, como a influncia da armadura e do material

das frmas no ndice Escleromtrico, fazendo jus a uma pesquisa cientfica.

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivo geral

O objetivo geral deste trabalho executar o Ensaio Escleromtrico tanto

em laboratrio como em obra, para compreender seus detalhes de aplicao e, se

possvel, torn-lo mais aceito pelos profissionais da rea da engenharia civil.

1.3.2 Objetivos especficos

Propor uma nova metodologia de obteno de curvas de correlao para

concretos mantidos em condies no normatizadas, que seria uma alternativa

proposta da NM 78.

Determinar as melhores tcnicas para a execuo da esclerometria de modo

a obter os melhores resultados.

21

Verificar se frmas de madeira seca, madeira mida, madeira compensada e

frma impermevel fornecem os mesmos ndices Escleromtricos para um mesmo

concreto sob mesma cura.

Verificar a influncia da armadura no ndice Escleromtrico.

22

2 FUNDAMENTAO TERICA

2.1 Consideraes sobre a resistncia do concreto

2.1.1 Resistncia compresso axial do concreto - fcj

A resistncia compresso axial do concreto, ou simplesmente fcj, a

caracterstica do concreto mais importante para estruturas, pois a partir dela que

se d todo o processo do clculo estrutural de concreto armado.

A verificao de fcj de um concreto, de forma simplificada, pode ser

determinada seguindo os passos abaixo:

a) Coleta de quantidade suficiente de concreto para a moldagem dos corpos de

prova (CPs);

b) A forma e tamanho do molde devem seguir a NBR 5738 (2008), item 7.1: A

dimenso bsica do corpo de prova deve ser, no mnimo, 4 vezes maior que a

dimenso nominal mxima do agregado grado do concreto. Para concretos

comuns, geralmente, so usados moldes cilndricos de base 10cm e altura

20cm ou base 15cm e altura 30cm;

c) O lanamento, adensamento e cura dos corpos de prova devem ser feitos

seguindo as prescries da NBR 5738 (2008);

d) O ensaio de compresso, em prensa, do corpo de prova: padronizado pela

NBR 5739 (2007). A idade padronizada para o ensaio de 28 dias;

e) Determina-se a tenso de ruptura dividindo-se a carga de ruptura do CP pela

rea de sua seo transversal, expressando o resultado com aproximao de

0,1 MPa.

23

2.1.2 Geometria dos corpos de prova para ensaio de compresso

Atualmente no Brasil, para o ensaio de compresso s existe

normatizao para corpos de prova que possuam a forma geomtrica cilndrica, cuja

altura seja o dobro do dimetro da base. Essa normatizao feita pela NBR 5739

(2007) Ensaios de compresso de corpos de prova cilndricos.

No obstante, em outros pases outras formas geomtricas so adotadas

para o ensaio de compresso, como por exemplo, a forma cbica, que tem a

vantagem de no necessitar de retificao de nenhuma face para melhorar o

acoplamento do CP ao prato da prensa. (GIONGO, 2009).

Quando da utilizao de CPs cilndricos de geometrias diferentes das

especificadas na NBR 5739 (2007), pode-se utilizar os valores de converso da

Tabela 1.

Tabela 1 - Valores para converso de resistncia de corpos de prova cilndricos.

Relao h / d Pesquisador ou

Norma 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50

Petrucci 1,00 0,98 0,96 0,94 0,85 0,70 0,70

Neville 1,00 0,97 0,93 0,90 0,85 - -

Tobio 1,00 1,00 0,97 0,91 0,87 - -

Petersons 1,00 0,97 0,95 0,89 0,83 0,77 0,71

Bungey 1,00 - - - 0,77 - -

Sangha & Dhir 1,00 - 0,95 - 0,83 - -

BS 1881 1,00 0,97 0,92 0,87 0,80 - -

ASTM C 42 1,00 0,98 0,96 0,93 0,87 - -

UNE 83302 1,00 0,98 0,96 0,94 0,90 - -

JIS A1107 1,00 0,98 0,96 0,94 0,89 - -

ABNT NBR 7680 1,00 0,97 0,93 0,89 0,83 - -

Fonte: CREMONINI (1994 apud CASTRO, 2009).

Para corpos de prova de outras geometrias, pode-se fazer uso da Tabela

2.

24

Tabela 2 - Coeficientes de converso da resistncia de diversas geometrias de CPs. Coeficientes de converso Tipo de corpo-

de-prova Dimenses (cm) Valores limites Valor mdio

Cilndrico 15 30 1,00

Cilndrico 10 20 0,94 a 1,00 0,97

Cilndrico 25 50 1,00 a 1,10 1,05

Cbico 10 0,70 a 0,90 0,80

Cbico 15 0,70 a 0,90 0,80

Cbico 20 0,75 a 0,90 0,83

Cbico 30 0,80 a 1,00 0,90

Prismtico 15 15 45 0,90 a 1,20 1,05

Prismtico 20 20 60 0,90 a 1,20 1,05 Fonte: GIONGO (2009)

2.1.3 Dimetro do CP e tamanho do agregado grado

Pela anlise das normas nacionais atuais e antigas, foi constatada certa

confuso na definio do dimetro do molde para corpos de prova ou testemunhos

em funo do dimetro do agregado grado. Normas vigentes utilizam definies

diferentes, o que no deveria ocorrer, pois ocasionam entendimentos distintos sobre

um mesmo assunto. Percebeu-se que a NBR 5738 (2003) foi a norma que realizou a

modificao da definio do dimetro do molde em funo do agregado grado, e

sua verso posterior (e atual), lanada no ano de 2008, manteve essa definio, que

a que se segue:

A dimenso bsica do corpo-de-prova deve ser no mnimo quatro vezes maior que a dimenso nominal mxima do agregado grado do concreto. As partculas de dimenso superior mxima nominal, que ocasionalmente sejam encontradas na moldagem dos corpos-de-prova, devem ser eliminadas por peneiramento do concreto, de acordo com a NBR NM 36. NOTA - Alternativamente, desde que conste no relatrio do ensaio, a medida bsica do corpo-de-prova pode ser no mnimo trs vezes maior que a dimenso nominal mxima do agregado grado do concreto. (NBR 5738, 2008, grifo meu).

25

A NBR 5738 (2003) e a NBR 5738 (2008) no trazem a definio do

termo dimenso nominal mxima. Buscou-se ento sua definio em outras

normas, e encontrou-se na NBR 7225 (1993) o seguinte:

Dimenses nominais de agregados: Aberturas nominais das peneiras de malhas

quadradas, correspondentes s dimenses reais do agregado.

Por analogia, a dimenso nominal mxima seria a menor peneira na qual

passam todos os agregados grados.

A antiga NBR 5738 (1994) exigia que o dimetro do molde fosse trs

vezes maior que a dimenso mxima caracterstica.

A NBR 7211 (2005) define a dimenso mxima caracterstica como a

grandeza associada distribuio granulomtrica do agregado, correspondente

abertura nominal, em milmetros, da malha da peneira da srie normal ou

intermediria na qual o agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada

igual ou imediatamente inferior a 5% em massa.

Disso percebe-se que a antiga NBR 5738 (1994) utilizava o termo

dimenso mxima caracterstica, e que a partir da sua verso de 2003 passou a

utilizar o termo dimenso nominal mxima, que tem significados distintos. O termo

dimenso nominal mxima no um termo estatstico, ele simplesmente

corresponde a um tamanho mximo permitido do agregado grado, enquanto o

termo dimenso mxima caracterstica faz uma limitao estatstica e no nominal.

2.1.4 Controle tecnolgico do concreto

O controle tecnolgico do concreto engloba os mais diversos ensaios que

avaliam vrias propriedades do concreto. Dentre esses ensaios, um muito

importante o que avalia a resistncia compresso axial.

A verificao da resistncia do concreto solicitado s possvel ser

realizada depois de transcorridos 28 dias da concretagem, ou seja, no possvel

saber no momento da entrega do concreto se o mesmo atende a resistncia

especificada. Um controle que se pode fazer no recebimento do concreto em obra

o ensaio de abatimento do tronco de cone, ou slump, o qual serve para dar uma

26

idia da trabalhabilidade do concreto. Pelo slump possvel verificar se h alguma

variao no esperada no trao do concreto. Mudanas no abatimento do concreto

podem indicar alteraes no consumo de gua, de cimento ou aditivo, bem como

nas caractersticas dos agregados (METHA E MONTEIRO, 2008, p.480).

2.1.5 Resistncia caracterstica compresso do concreto - fck

Todo o clculo de estruturas de concreto armado tem por base o valor da

resistncia caracterstica do concreto, fck, o qual deve ser verificado em um controle

de aceitao atravs do Controle Estatstico da Resistncia em qualquer obra de

concreto armado, (Item 12.3.3 da NBR 6118 (2003): ... o controle de resistncia

compresso do concreto deve ser feito aos 28 dias, de forma a confirmar o valor de

fck adotado no projeto. A sua verificao importante porque comprova se o fck do

concreto entregue (ou produzido) na obra se iguala ou supera o fck de projeto, o que

importante para a segurana da edificao. Helene (1986) ratifica essa afirmao

ao dizer que o controle da resistncia compresso do concreto ou seja, a

determinao do fck, - situa-se dentro dessa necessidade de comprovao daquilo

que est sendo executado frente ao que foi adotado no projeto da estrutura.

A NBR 12655 (2006) indica a diviso da estrutura em lotes, cada qual ter

seu fck calculado atravs do ensaio de compresso dos exemplares representativos

do lote. A formao dos lotes deve seguir o indicado no Quadro 1.

Solicitao principal dos elementos da estrutura

Limites superiores Compresso ou compresso e flexo

Flexo simples

Volume de concreto 50 m3 100 m3

Nmero de andares 1 1

Tempo de concretagem 3 dias de concretagem 1)

Quadro 1 - Formao de lotes pela NRB 12655 (2006). Fonte: NBR 12655 (2006). 1) Este perodo deve estar compreendido no prazo total mximo de sete dias, que inclui eventuais interrupes para tratamento de juntas.

27

A NBR 12655 (2006) Concreto de cimento portland, preparo, controle e

recebimento, procedimento - a que normatiza o Controle Estatstico de Resistncia

do concreto recebido ou produzido em obra. Como uma estrutura divida em vrios

lotes e cada um possui um fck, ela dispor, ao final de sua concretagem, de vrios

fcks, enquanto o clculo estrutural adota somente um valor de fck.

2.1.6 Significado estatstico do fck

O valor do fck um termo estatstico, e corresponde ao valor de

resistncia com probabilidade de 5% de ser ultrapassado para menos, na

amostragem de um lote. Os valores de fck e fcj so facilmente compreendidos ao se

visualizar a Curva de Gauss, mostrada na Figura 1, onde Sd o desvio padro.

Figura 1 - Curva de Gauss.

28

2.2 Clculo do fck

O clculo do fck de um lote de uma estrutura feito de acordo com o tipo

de controle do concreto, por amostragem parcial, onde algumas betonadas tm

concreto coletado para moldagem de corpos de prova, ou por amostragem total,

em que todas as betonadas coletado concreto.

O valor do fck de uma amostra ou lote de concreto no controle de

aceitao do concreto pode ser calculado, de uma maneira geral, da seguinte forma:

1 Faz-se a coleta de concreto das betonadas de concreto respeitando a

NBR NM 33;

2 Moldam-se e curam-se os corpos de prova cilndricos de concreto de

acordo com a NBR 5738;

3 Realiza-se o ensaio de compresso em todos os corpos de prova aos

28 dias de idade seguindo a NBR 5739. Cada qual ir fornecer um valor de fcj

(resistncia compresso individual do corpo de prova).

4 De posse dos valores de fcj, calcula-se o valor estatstico de fck pela

norma NBR 12655. Este valor especfico de fck ser tratado neste texto de fck,est por

tratar-se de uma estimativa (otimista) do fck do concreto das estruturas da obra. A

notao fck,est tambm a notao adotada pela NBR 12655 (2006)

Esclarece-se aqui que existem dois tipos de controle estatstico da

resistncia do concreto, um feito na produo e outro feito na aceitao do mesmo

em obra. Ambos so necessrios para que seja alcanado um bom resultado final,

mas suas misses so diferentes. (HELENE, 1986).

Um instrumento utilizado para o controle da produo do concreto a

Carta de valores individuais: Segundo Helene e Terzian (1993) o controle mais

divulgado e aceito em todo o Brasil utiliza cartas de controle que permitem o

acompanhamento da uniformidade e da eficincia do concreto. Para Helene (1986),

acompanhar a evoluo do desvio-padro o aspecto mais importante do controle

de qualidade do processo de produo do concreto, pois o custo do m de concreto

depende diretamente dele.

29

2.2.1 Fcks de interesse

Observa-se que so trs fcks de maior interesse:

1 - O fck de projeto: valor de fck que foi utilizado no dimensionamento

estrutural, seu valor definido pelo engenheiro de estruturas; o mesmo que o fck

de dosagem.

2 - O fck,est: o fck calculado com os corpos de prova normatizados, aos 28

dias, que por norma, deve ser igual ou maior ao fck de projeto; representa uma

estimativa otimista do fck da estrutura; e

3 - O fck da estrutura: so os fcks reais do concreto da estrutura; para o

clculo de seu valor para um determinado lote devem ser extrados vrios

testemunhos da estrutura, os quais devem ter sua resistncia fcj determinada; de

posse desses valores de fcj calculado o fck.

vlido frisar que o fck da estrutura determinado atravs da compresso

de testemunhos extrados da mesma no tem a obrigatoriedade de ser igual ou

maior que o fck,est, visto que o concreto da estrutura no ficou sob as mesmas

condies de cura e temperatura que os corpos de prova normatizados. Como ser

visto mais a frente, a resistncia do concreto da estrutura quase sempre inferior

resistncia dos corpos de prova normatizados.

2.2.2 Ponderaes do valor do fck no clculo estrutural

No mximo 5% do volume total de concreto de um lote pode estar com

resistncia compresso abaixo do valor de fck de projeto, isto para tentar limitar a

quantidade de concreto da estrutura com fck abaixo do fck de projeto; quando o

controle da resistncia do concreto identificar desrespeito a essa exigncia, esse

concreto classificado no meio profissional como no conforme. Esse volume de

concreto de 5% com resistncia inferior ao fck de projeto, apesar de estar de acordo

com a NBR 12655 (2006), poderia ser problemtico no dimensionamento estrutural,

pois o mesmo feito baseando-se em uma resistncia igual ou superior do fck,

30

mas a NBR 6118 (2003), considerando esse fato, adota ponderaes do valor de fck,

minorando-o. Tambm na norma outras ponderaes so feitas para cobrir outras

incertezas e aproximaes.

Na NBR 12655 (2006), o clculo do fck de apenas uma betonada, se ela

for a nica do lote, pode ser calculada pelo critrio do Controle do Concreto por

Amostragem Total, item 6.2.3.2:

a) para n 20, fck,est = f1

b) para n > 20, fck,est = fi

onde n o nmero de exemplares;

f1 a menor resistncia encontrada e i = 0,05 n.

Se essa betonada pertencer a um lote de no mximo a 10m, o fck pode

ser calculado pelo item 6.2.3.3 da NBR 12655 (2006):

fck,est = 6 . f1

J o grupo ABECE (2010), independente de essa betonada ser ou no a

nica do lote, recomenda a utilizao da seguinte frmula:

fck,est = 0,96 . X0

onde X0 o maior valor de fc de dois CPs moldados com o concreto da betonada. O valor de fck sofre a primeira ponderao atravs da frmula seguinte:

fcd= fck / yc , onde yc = ym1 . ym2 . ym3.

Conforme o item 12.1 da NBR 6118 (2003):

m1 - Parte do coeficiente de ponderao das resistncias c, que considera a

variabilidade da resistncia dos materiais envolvidos;

m2 - Parte do coeficiente de ponderao das resistncias c, que considera a

diferena entre a resistncia do material no corpo-de-prova e na estrutura;

31

m3 - Parte do coeficiente de ponderao das resistncias c, que considera os

desvios gerados na construo e as aproximaes feitas em projeto do ponto de

vista das resistncias.

Usualmente adota-se yc = 1,4 para as condies normais.

Alm do coeficiente yc, outra ponderao feita nas tenses de clculo,

conforme item 17.2.2 da NBR 6118 (2003):

= 0,8 . fcd (caso de reduo da seo comprimida)

ou

= 0,85 . fcd (caso de seo constante ou crescente).

2.2.3 Variaes da resistncia na prpria estrutura

Em termos gerais, as variaes de resistncia in situ podem ser

explicadas pelas diferenas na compactao e cura ou no uniformidade do

concreto fornecido. As variaes do fornecimento so assumidas como sendo

fortuitas, mas as variaes na compactao e cura seguem padres definidos de

acordo com o tipo de elemento. (NEPOMUCENO, 1999, p.33). A resistncia do

concreto nas bases dos elementos estruturais tem a tendncia de ser maior do que

a resistncia do concreto nos topos das vigas, lajes e pilares, devido ao fenmeno

da exsudao, que modifica a relao gua/cimento, alterando, portanto, a

resistncia.

2.2.3.1 Variaes da resistncia em um mesmo elemento estrutural

Numericamente, a variao da resistncia, ao longo da altura do elemento

estrutural, pode ser vista na Figura 2.

32

Figura 2 - Representao generalizada da variao da resistncia em um mesmo

elemento estrutural. Fonte: BUNGEY (1996 apud NEPOMUCENO, 1999)

Para os pilares, a variao da resistncia ao longo de sua altura pode ser

visualizada na Tabela 3.

Tabela 3 - Variao da resistncia em pilares.

Referncia

Dimenses

(m)

Resistncia

(MPa)

Diferenas de

Resistncia

Topo/Base (%)

Variao de

Resistncia nos

elementos

KHAYAT

(1997)

1,5x0,95x0,2 40-70 2-8 1,8-5,5%

KHAYAT

(1999)

1,4x0,24x0,24 50 1% 2,8%

ZHU (2000) 3 m altura 35 e 60 3 -11% 6,3-8,8%

HOFFMANN

(2003)

5 x 2 45-70 - 7,5-12,9%

KHAYAT

(2003)

1,54x1,1x0,2 56-59 5% -

Fonte: DOMONE (2006 apud HASTENPFLUG, 2007).

33

Considerando ainda os pilares, MUNDAY (1984 apud VIEIRA, 2007)

indica que a variao de resistncia varia conforma o indicado na Tabela 4.

Tabela 4 - Variao da resistncia entre topo e base de pilares

Altura da pea (mm) % de reduo da resistncia entre o topo e as camadas inferiores

200 8

400 12

600 16

800 19

1600 21

>1600 23 Fonte: MUNDAY (1984 apud VIEIRA, 2007).

J para vigas, a variao da resistncia pode ser representada conforme

indica a Figura 3.

Figura 3 - Variao da resistncia em vigas. Fonte: BUNGEY (1996 apud NEPOMUCENO, 1999).

2.2.4 Determinao do fck da estrutura

O fck da estrutura pode ser determinado atravs de um nmero satisfatrio

de testemunhos, cujo local de extrao deve considerar a variabilidade da

resistncia do concreto na estrutura (e os danos por ela sofridos). Os pontos de uma

34

estrutura para se obter a resistncia do concreto podem ser definidos conforme as

instrues a seguir.

2.2.4.1 Locais genricos da estrutura para obter a resistncia

A resistncia do concreto dos corpos de prova normatizados, para uma

mesma data, geralmente superior resistncia do concreto da prpria estrutura,

pois as condies de lanamento, adensamento e cura do concreto da estrutura so

diferentes e piores do que as dos corpos de prova em laboratrio; em obra existe

uma enorme diversidade nos modos de lanamento, adensamento e cura do

concreto enquanto que no laboratrio todo esse processo controlado e sempre

feito da mesma maneira. Apenas em algumas situaes pode ocorrer de a

resistncia real do concreto na obra se igualar ou superar a obtida dos CPs do

controle de recebimento. Isso significa dizer que o fck dos corpos de prova de um lote

quase sempre ser maior que o fck do concreto correspondente a esse lote na

prpria estrutura.

A avaliao da resistncia do concreto da estrutura pode ser feita de

modo direto pela extrao de testemunhos e compresso dos mesmos ou de modo

indireto, pela medio de alguma propriedade do concreto correlacionando-a com a

resistncia do mesmo, (que o procedimento dos ensaios no destrutivos).

Os locais especficos em um lote de concreto da estrutura para se

determinar a resistncia podem ser escolhidos de acordo com o ensaio que ser

feito, e para a extrao de testemunhos podem ser definidos de maneira geral da

seguinte forma, conforme preconiza a NBR 7680 (2007):

a) A formao dos lotes deve obedecer quela obtida quando da concretagem

da estrutura ou em funo da importncia das peas que compe a estrutura,

por exemplo, considerar todos os pilares de um pavimento como um lote. O

lote pode envolver um volume de concreto to reduzido quanto se queira ou

se precise para anlise da estrutura ou adequabilidade do concreto. O

tamanho mximo do lote de concreto a ser analisado deve atender a:

I) volume total de concreto no superior a 100m;

35

II) rea construda em planta no superior a 500m;

III) volume de concreto produzido no mximo dentro de 15 dias;

IV) quando edifcio, no mximo um andar;

V) em grandes estruturas macias, o lote poder abranger um volume de at

500m, desde que a concretagem tenha sido executada em prazo no

superior a uma semana.

Em colunas, pilares e paredes cortina, passveis de sofrerem fortemente o

fenmeno da exsudao, os testemunhos devem ser extrados 50cm abaixo da

superfcie topo de concretagem do elemento estrutural. Sempre que isto no for

possvel, os resultados podem ser aumentados em at 10%, desde que isso conste

no relatrio. NBR 7680 (2007).

Em linhas gerais, os locais de investigao da resistncia do concreto na

estrutura podem ser definidos dependendo do objetivo do ensaio, conforme cita

Bungey (1996 apud NEPOMUCENO,1999):

a) Se o objetivo estimar a resistncia in situ para efeitos de dimensionamento de um elemento ou estrutura, os ensaios devem ser realizados nas zonas de altas tenses levando-se em conta a previso da distribuio da resistncia nos elementos estruturais; b) Se o objetivo determinar o valor caracterstico da resistncia in situ para verificao da conformidade do material, os ensaios devem ser efetuados em concretos tpicos e, por isso, as zonas superiores mais fracas dos elementos devem ser evitadas. O ensaio a cerca de meia altura recomendvel para vigas, pilares e paredes e os ensaios em zonas superficiais das lajes devem ser realizados na sua base a menos que a camada superior seja previamente removida.

2.2.5 Transformao de fckj (ou fcj) para fck28 (ou fc28).

Nas situaes em que se obtm o fck da estrutura para idade diferente de

28 dias, e o fck desejado nessa idade, ser necessrio fazer a devida converso.

O crescimento da resistncia do concreto afetado pelas condies

climticas e condies de carregamento; levar em conta todas essas variveis para

predizer a resistncia do concreto um tanto quanto complexo e impraticvel. No

obstante, possvel estimar o crescimento da resistncia do concreto atravs de

frmulas quando se fixam alguns parmetros.

36

2.2.5.1 Transformao conforme NBR 6118 (2003)

As condies climticas a que o concreto fica submetido podem ser

variveis, que o que ocorre em obras, ou fixas (controladas), situao que ocorre

somente em laboratrio. Conhecido o tipo de cimento, possvel estimar o

crescimento da resistncia para uma cura mida em uma temperatura entre 20 e

30C, conforme indica a NBR 6118 (2003, p.64):

fck28 = fckj / B1 B1 = exp (s ( 1 (28/t)1/2 )) ,

Onde:

t a idade do concreto e s vale:

s = 0,38 para cimento CPIII e CPIV

s = 0,25 para cimento CPI e CPII

s = 0,20 para cimento CPV-ARI.

Da aplicao das frmulas anteriores, resulta a Tabela 5.

Tabela 5 - Relaes fcj / fc28

IDADE EM DIAS

CIMENTO 3 7 14 28 60 90 120 240 360 10.000CPIII e CPIV 0,46 0,68 0,85 1 1,13 1,18 1,21 1,28 1,31 1,43 CPI e CPII 0,59 0,78 0,9 1 1,08 1,12 1,14 1,18 1,20 1,27

CPV 0,66 0,82 0,92 1 1,07 1,09 1,11 1,14 1,16 1,21 Fonte: CARVALHO E FIGUEIREDO (2007).

2.2.5.2 Transformao pela lei de Abrams

Quando so conhecidos parmetros de dosagem para os componentes

do concreto, a resistncia do concreto pode ser estimada pela Lei de Abrams:

37

fcj = A / Ba/c

A determinao dos termos A e B requer vrios clculos e

conhecimento dos materiais utilizados, entretanto, a Lei de Abrams parece ser a

frmula de melhor preciso na estimativa da resistncia, pois a que leva em conta

a maior quantidade de fatores.

O crescimento da resistncia do concreto em condies climticas no

controladas depende de muitos fatores, por isso difcil fazer alguma estimativa. O

histrico de temperatura do concreto no decorrer do tempo, (principalmente nas

primeiras horas e nos primeiros dias) e a umidade influenciam a velocidade de

ganho de resistncia, assim como o histrico de carregamento (efeito Rush). Quanto

mais precoce for o carregamento, maior ser a reduo da taxa de crescimento da

resistncia.

2.2.6 Umidade dos CPs e testemunhos no ensaio de compresso

No controle de recebimento do concreto, os CPs devem ser rompidos

seguindo a normatizao, ou seja, devem ser retirados da gua ou da estufa

padronizada e serem imediatamente ensaiados. NBR 5739 (2007).

Quando os CPs so curados junto estrutura, conforme item 8.3 da NBR

5738 (2008), os CPs ao chegarem ao laboratrio devem permanecer em cmara

mida normatizada at o momento do ensaio.

2.2.7 Consideraes sobre o ganho de resistncia do concreto

A consistncia do concreto durante o ganho de resistncia pode ser

caracterizada em quatro momentos:

a) Enrijecimento: perodo entre a mistura dos componentes e incio de

pega. Nessa etapa o concreto vai perdendo trabalhabilidade.

38

b) Incio de pega: o concreto no tem mais trabalhabilidade e inicia-se a

passagem para o estado slido.

c) Fim de pega: concreto solidificado. A agulha de Vicat no o penetra.

d) Endurecimento: o concreto comea a ganhar resistncia (formao da

etringita).

O pico de liberao de calor ocorre, na maioria dos cimentos, 4 a 8 hs

aps a mistura, com a formao da etringita. (METHA E MONTEIRO, 2008).

2.2.7.1 Cura

Chama-se de cura os procedimentos que tem o objetivo de manter gua

disponvel para a hidratao do cimento. Ela deve ser iniciada aps duas ou trs

horas aps o lanamento nas frmas, e deve durar sete dias ou mais. Quanto maior

for a relao a/c, por mais tempo deve ser curado o concreto. (METHA E

MONTEIRO, 2008).

2.2.7.2 Alta temperatura de cura

As preocupaes com a alta temperatura ambiente durante a

concretagem de estruturas esto relacionadas, principalmente, com a fissurao por

retrao que ocorre pela evaporao da gua de amassamento na superfcie do

concreto. A superfcie perde gua e retrai, enquanto o interior do concreto ainda est

mido e no sofre retrao. Essa retrao diferencial entre o interior e a superfcie

ocasiona as fissuras, que facilitam a entrada de agentes agressivos no concreto

reduzindo sua vida til. A evaporao da gua tambm prejudica o ganho de

resistncia, principalmente nos primeiros dias.

39

Garantida a gua no concreto, pode-se acelerar o ganho de resistncia

inicial pelo aumento da temperatura, principalmente durante a pega. O inconveniente

disso que a resistncia final ser menor.

J a temperatura inicial mais baixa provoca um crescimento mais gradual

da resistncia, fazendo com que o concreto adquira maior resistncia final. Esse

fenmeno parece ser resultante da microestrutura da matriz do concreto mais

uniforme, conforme estudos de pesquisadores. (METHA E MONTEIRO, 2008, p.64).

Temperaturas muito elevadas nas idades iniciais podem no causar

ganho de resistncia caso a umidade disponvel no seja suficiente para a

hidratao do cimento. Se a temperatura se elevar ainda mais, chegar um

momento em que mesmo com condies timas de umidade, a resistncia no

aumenta, podendo se estabilizar ou at diminuir. O concreto em cura trmica por

vapor de gua presso atmosfrica no deve exceder os 70C, na cura sem vapor

no deve passar dos 40C. (METHA E MONTEIRO, 2008).

Obteve-se acesso aos dados de um ensaio onde o concreto foi submetido

a vrias temperaturas. A cura foi feita mantendo-se os corpos de prova imersos em

gua com temperaturas controladas de 5C, 15C, 25C e 35C. Utilizou-se cimento

CPV-Ari Cau Apia. Utilizaram-se trs traos com relaes gua/cimento de 0,45 ,

0,60 e 0,75. As resistncias mdias compresso obtidas so visualizadas na

Tabela 6.

Tabela 6 - Resistncias compresso aos 28 dias.

Relao a/c Temperatura (C)

0,45 0,60 0,75

5 45,4 37,5 24,3

15 46,3 39,3 27,4

25 52,8 42,7 25,8

35 49,1 36,1 23,9 Fonte: IKEMATSU E LAGUNA (2010).

Na Tabela 6 possvel constatar que para as relaes a/c de 0,45 e 0,60

a melhor temperatura de cura foi de 25C, e aos 35C houve um menor ganho de

resistncia do que aos 25C.

40

2.3 Ensaios No Destrutivos na avaliao da resistncia

A estimativa da resistncia do concreto de uma estrutura pode ser feita na

obteno direta do valor da resistncia atravs do ensaio de compresso de

testemunhos extrados da estrutura. A resistncia tambm pode ser estimada

atravs da medida de alguma propriedade do concreto, (por exemplo, a dureza

superficial), correlacionando-a com a resistncia correspondente.

A extrao e compresso de testemunhos , sem dvidas, o modo mais

preciso na obteno da resistncia do concreto. H, no entanto, situaes onde no

se pode realizar esse ensaio:

Em locais com grande concentrao de armaduras;

Em elementos estruturais de dimenses insuficientes para realizar o ensaio;

Em concretos de baixa resistncia ou fissurados os testemunhos podem

sair com trincas.

A extrao de testemunhos tambm tem aplicao limitada em peas pr-

moldadas, onde a cavidade deixada pelo ensaio pode inviabilizar a utilizao da

mesma.

Dentre os mtodos indiretos, destacam-se os Ensaios No Destrutivos

(END), os quais medem alguma propriedade do concreto in situ provocando

pequeno ou nenhum dano a ele. Cada mtodo possui suas peculiaridades, como a

aparelhagem necessria, o tempo de sua execuo, o tratamento estatstico dos

dados, a preciso dos resultados, o dano causado ao elemento ensaiado, e os

custos envolvidos.

As dificuldades maiores dos ENDs esto na eliminao dos fatores que

causam variao ou distoro nas grandezas medidas e no traado da melhor curva

de correlao da resistncia com a propriedade medida. Cada ensaio tem

sensibilidade varivel a certas condies, por exemplo, o Ensaio Escleromtrico

significantemente afetado por uma superfcie do concreto muito carbonatada,

enquanto que o Ensaio de Ultra-som pouco influenciado por esse fator; j a

presena de microfissuras pode influenciar no Ensaio de Ultra-som e praticamente

no serem detectadas pelo esclermetro. Por essas diferenas de sensibilidade

que alguns autores recomendam que se aplique em um mesmo elemento dois ENDs

distintos, por exemplo, Ultra-som e Esclerometria, e que a resistncia final estimada

41

seja obtida por uma funo de duas variveis. As duas variveis so as duas

propriedades medidas pelos dois ENDs.

A seguir uma breve reviso sobre os principais Ensaios No Destrutivos

voltados para avaliar a resistncia compresso do concreto.

2.3.1 Ultrasom

O ensaio de ultrasonografia consiste na medio do tempo de percurso

de um pulso ultra-snico percorrer uma determinada distancia no interior do

concreto. Dividindo-se o comprimento de concreto ensaiado pelo tempo para

percorr-lo (medido no prprio aparelho) acha-se a velocidade. As curvas so

traadas plotando o crescimento da velocidade do ultra-som com a idade.

Para realizar o ensaio utiliza-se um aparelho (Figura 4) com dois

transdutores, colocados, preferencialmente um de frente para o outro (transmisso

direta), a freqncia do pulso de 54KHz (no aparelho mais difundido). Sua

execuo requer habilidade por parte do operador, pois um ensaio bastante

sensvel.

Figura 4 - Aparelho de ultra-som. Fonte: MACHADO (2005).

42

2.3.2 Penetrao de pinos

O Ensaio de Penetrao de Pinos, tambm conhecido por Windsor Probe

Test, visa estimar a qualidade e a resistncia compresso do concreto pela

medida da profundidade de penetrao de pinos disparados por uma pistola especial

(Figura 5) contra uma superfcie de concreto. O princpio que rege o ensaio que

quanto maior a profundidade de penetrao do pino, menor a qualidade e

resistncia do concreto. Alguns autores consideram este ensaio como semi-

destrutivo, pois apesar de ele no produzir dano estrutural, produz dano superficial

no elemento ensaiado.

Figura 5 - Sonda Windsor Fonte: JAMES (2010).

2.3.3 Pull-off

O Pull-off (ou Ensaio de trao direta) se baseia na estimativa da

resistncia do concreto pela medida da fora de arrancamento de um disco metlico

colado na superfcie do elemento de concreto, conforme pode ser visto na Figura 6.

43

Figura 6 - Ensaio de trao direta. Fonte: NEPOMUCENO (1999).

2.3.4 Pull-out

O Pullout (ou Ensaio de Arrancamento) permite estimar a resistncia do

concreto atravs do arrancamento de um disco metlico no interior da pea a ser

ensaiada, correlacionando a fora necessria ao arrancamento resistncia. O

disco pode ser instalado na pea antes da concretagem, procedimento este

chamado de lok-test, mas tambm pode ser inserido aps a concretagem

utilizando o sistema capo-test. O Ensaio de Arrancamento propriamente dito se d

da mesma maneira para os sistemas lok-test e capo-test, diferindo apenas no

procedimento de insero do disco metlico. A sistemtica do ensaio pode ser vista

na Figura 7.

Aps a instalao do disco metlico, o ensaio resume-se instalao e

utilizao do equipamento de trao que ir arrancar esse disco juntamente com

uma pequena poro de concreto. Vai-se aplicando uma fora gradativamente maior

no equipamento at a ruptura, fazendo-se a leitura do visor da fora aplicada (Figura

8).

44

Figura 7- Estrutura do Ensaio de Arrancamento. Fonte: NEPOMUCENO (1999).

Figura 8 - Execuo do Ensaio Pull-out. Fonte: NEPOMUCENO (1999).

Assim como os ensaios de penetrao de pinos e de trao direta, o

Ensaio de Arrancamento produz apenas danos superficiais no concreto (Figura 9),

praticamente no reduzindo a capacidade resistente do elemento estrutural

ensaiado.

45

Figura 9 - Elemento ensaiado com Pull-out. Fonte: NEPOMUCENO (1999).

2.3.5 Maturidade

A avaliao da resistncia do concreto pelo Mtodo da Maturidade se

baseia no fato de que a resistncia do concreto ser tanto maior quanto maior for o

produto temperatura X tempo. Para isso necessrio monitorar a temperatura

interna do concreto e utilizar funes matemticas que fornecero uma estimativa da

resistncia.

2.3.6 Esclerometria

Esclerometria o Ensaio No Destrutivo para avaliao da dureza

superficial do concreto. Neste ensaio utiliza-se um aparelho denominado

esclermetro de reflexo (ou Martelo de Schmidt) Com este aparelho obtm-se um

46

valor da dureza do concreto, chamado ndice Escleromtrico.. O uso do

esclermetro de reflexo tem seu uso normatizado no Brasil pela NBR 7584 (1995).

Alguns modelos de esclermetro encontrados comercialmente podem ser

vistos nas Figuras 10, 11 e 12.

Figura 10 - Aparelho com visor digital incorporado. Fonte: PROCEQ (2010)

Figura 11 - Modelo digital mais sofisticado. Fonte: PROCEQ (2010)

Figura 12 - Modelo com registro em papel do IE. Fonte: GOOGLE (2010)

47

A utilizao do Esclermetro simples: posiciona-se o esclermetro

perpendicularmente superfcie a ser ensaiada, encostando-o e o pressionando-o.

Atravs de um mecanismo interno de mola, uma massa metlica de caractersticas

conhecidas arremessada contra a haste metlica, e esta se impacta no concreto.

Ocorre um repique dessa massa tanto maior quanto mais duro (ou mais resistente)

for o concreto. Faz-se a leitura desse repique (Figura 13), que atravs de uma curva

de correlao conveniente, encontra-se a resistncia estimada do concreto naquela

regio.

Figura 13 - Mostrador analgico do IE de um esclermetro.

As vantagens desse mtodo que ele no provoca danos estruturais,

rpido de ser executado (caso as superfcies j tenham sido preparadas) e sua

operao simples. Como principal desvantagem do ensaio que ele avalia

somente a superfcie do concreto, a qual deve ser representativa de concreto em

exame.

Como este TCC tem por base o Ensaio Escleromtrico, maiores detalhes

sobre o ensaio sero tratados em um sub-captulo a parte.

48

2.4 O Ensaio Escleromtrico e a resistncia do concreto

De maneira geral, os fatores que influenciam a resistncia do concreto

so, conforme Metha e Monteiro (2008):

Propriedades dos componentes;

Propores dos componentes e

Condies de cura e idade.

Entende-se por propriedades dos componentes o tipo de cimento,

granulometria dos agregados grado e mido, tipo de agregado grado e mido.

Propores dos componentes seria o trao do concreto. Condies de cura a

disponibilidade de gua para o concreto, que pode levar em conta a umidade relativa

do ar.

A seguir se detalha os fatores que exercem maior influncia na resistncia

do concreto e no ndice Escleromtrico (IE).

a) Trao do concreto

Ao proporcionamento dos materiais constituintes do concreto d-se o

nome de trao. Academicamente ele sempre referido em massa, mas nas obras

correntes, na maioria das vezes, expresso em volume. Ele representado na

forma 1 : x : y : a/c, onde 1 corresponde massa de cimento, x massa de

agregado mido, y de agregado grado e a/c a relao gua/cimento. Desses

quatro termos, o que define com maior intensidade a resistncia que o concreto ir

adquirir, a relao gua/cimento.

b) Relao a/c

A relao a/c , sem dvida, o fator mais importante na variao do trao

do concreto, porque afeta a porosidade da matriz da argamassa e da zona de

transio entre a matriz e o agregado grado (METHA E MONTEIRO, 2008, p.52).

Um aumento na porosidade reduz a resistncia do concreto e o IE.

c) Adensamento

O adensamento insuficiente pode provocar o no preenchimento

completo das frmas, formando vazios no concreto, o que reduz a capacidade

49

resistente do elemento estrutural. O Ensaio Escleromtrico visa avaliar a resistncia

do concreto e no do elemento estrutural, no entanto caso o vazio deixado pelo

adensamento inadequado esteja prximo do local de ensaio, o IE pode ser reduzido,

prejudicando o resultado.

A exsudao pode ocorrer de maneira mais intensa em elementos de

maior altura, onde a parte mais alta tem um aumento na relao a/c, enquanto a

parte mais baixa do elemento tem uma reduo. Esse fenmeno pode se pronunciar

com um adensamento exagerado, por um trao inadequado ou ainda por

caractersticas inadequadas dos materiais empregados. A variao da relao a/c

implica na variao da resistncia, o que acarreta variao no IE.

A segregao do agregado grado pode ocasionar variao no IE e na

resistncia. Para uma mesma argamassa/pasta, o aumento do consumo de

agregado grado por m tende a aumentar o IE, entretanto, sua influncia na

resistncia mais complexa de predizer devido a outros fatores intervenientes.

d) Ar incorporado

O ar pode estar incorporado no concreto de maneira localizada e

involuntria, pelo adensamento inadequado, como visto no item anterior, ou de

maneira intencional e com uma distribuio relativamente uniforme, com o uso de

aditivos incorporadores de ar. A incorporao de ar aumenta a porosidade da matriz

cimentcia, reduzindo, portanto, a resistncia. Essa reduo mais sentida em

concretos com baixa relao a/c. Nas teses de doutorado e mestrado consultadas

no foram encontradas informaes a respeito da influncia do ar incorporado no IE.

e) Tipo de frma

A permeabilidade da frma pode reduzir a relao a/c na superfcie

aumentando o IE. Meireles e Geyer (2003), utilizando frmas drenantes com o uso

de txteis encontrou um aumento de 100% na resistncia superficial ao que

parece, Meireles utilizou a curva de correlao do esclermetro na determinao da

resistncia superficial. Dessa forma percebe-se que o IE na superfcie pode variar

dependendo do material da frma, alterando a determinao da resistncia do

concreto.

Outro item importante das frmas sua umidade, supe-se que ela pode

colaborar no processo de cura da camada mais externa do concreto, no entanto, no

50

foi encontrado na literatura consultada, sua influncia no IE. O tempo de

descimbramento tambm pode influenciar nas caractersticas da superfcie do

concreto.

f) Cura e histrico de temperatura

A cura bem realizada otimiza o crescimento da resistncia, assim o IE

tambm aumenta. A temperatura mais elevada no concreto jovem acelera as

reaes qumicas fazendo o concreto ganhar resistncia mais rapidamente,

aumentando o IE. Deve-se atentar ao fato de que o aumento da resistncia do

concreto nem sempre se d na mesma proporo do aumento do IE, e vice-versa.

g) Carbonatao

A norma brasileira do Ensaio Escleromtrico NBR 7584 (1995) considera

que as curvas de correlao so vlidas para concretos de idade entre 14 e 60 dias,

pela considerao da idade e da carbonatao As normas NM 78 (1996) e BS

1881:Part 202 (1986) consideram que at 90 dias de idade no necessrio levar

em conta a carbonatao do concreto no Ensaio Escleromtrico. Quanto maior a

espessura carbonatada, maior ser sua influncia no IE.

h) Umidade do concreto

Um elemento estrutural mido tem sua resistncia e o IE reduzidos. Se

essa umidade for apenas superficial, a resistncia praticamente no sofre efeito,

enquanto que o IE continua reduzido. A norma brasileira do Ensaio Escleromtrico

recomenda que a superfcie esteja seca para padronizar o ensaio.

i) Rigidez da pea ensaiada

A vibrao da pea ensaiada no impacto do esclermetro reduz o IE e

diminui a preciso da correlao do IE com a resistncia. Essa vibrao pode ser

ocasionada pela baixa inrcia da pea ou por sua fixao inadequada ou inexistente.

f) Agregados grados

O impacto diretamente no agregado grado acarreta elevado IE, j que

para concretos de resistncia baixa e normal o agregado grado tem maior

resistncia (e rigidez) que o prprio concreto.

51

Variaes do agregado grado na sua resistncia, dimenso mxima,

forma, textura superficial, granulometria e mineralogia podem afetar a resistncia do

concreto. Geralmente as alteraes nas caractersticas dos agregados grados

ocasionam alterao na relao a/c, e a variao da resistncia e do IE ficam

condicionados a essas duas alteraes. (METHA E MONTEIRO, 2008).A densidade

do agregado grado pode inferir de maneira significante no IE, e deve ser

considerada na obteno de curvas de correlao entre resistncia e IE.

g) Temperatura do concreto

O concreto quando em temperatura igual ou inferior a 0C pode inferiir em

um IE mais elevado pela solidificao da gua presente no concreto.

h) Presena de armaduras

O IE pode ser influenciado pela presena de barras de ao no interior do

concreto nas proximidades do impacto do esclermetro. Quanto menor a resistncia

do concreto, menor a espessura de cobrimento e maior o dimetro da barra, maior

ser o aumento no IE.

2.4.1 Recomendaes para o Ensaio Escleromtrico

Para se obter bons resultados no Ensaio Escleromtrico se faz necessrio

seguir algumas recomendaes como se segue.

a) frmas

A norma brasileira do Ensaio Escleromtrico NBR 7584 (1995) em seu

item 4.1.2 recomenda que se utilize nos moldes dos CPs o mesmo tipo de material

utilizado na estrutura a ser ensaiada:

MALHOTRA (1991 apud NEPOMUCENO,1999, p. 80), afirma que o IE de

concretos moldados em frmas metlicas entre 5% e 35% maior do que em

moldes de madeira. J em MACHADO (2005), cita-se que as frmas de madeira

compensada absorvem a umidade do concreto, provocando maiores IE. Essa

52

divergncia de opinies alvo de estudo neste TCC e foi verificada

experimentalmente no item 3.3.

b) tamanho e geometria dos CPs

A norma brasileira recomenda que as peas a serem ensaiadas devam

ter no mnimo 10cm na direo do impacto, e caso isso no seja possvel, um apoio

deve ser colocado na superfcie oposta ao impacto para dar maior rigidez pea e

evitar a dissipao da energia por vibrao.

A norma tambm d preferncia por superfcies planas do concreto, o que

denota o uso de frmas tambm planas. Nas teses e artigos consultados, observou-

se a preferncia pela execuo do Ensaio Escleromtrico nos corpos de prova

cilndricos, os quais eram posteriormente ensaiados compresso. Desta maneira,

obtm-se uma relao direta entre resistncia e IE. De modo a obter uma viso

global dos tamanhos e geometrias dos CPs utilizados nas publicaes nacionais

acerca do Ensaio Escleromtrico, cita-se o que segue:

- Artigo do 50 IBRACON, Estudo comparativo entre os ensaios de

esclerometria e ultra-som no concreto, de autoria de Darciley Arajo: utilizou CPs

10x20 em p, no cho, e aplicou os impactos no topo;

- Artigo do 50 IBRACON, Avaliao de desempenho do ensaio de

esclerometria na determinao da resistncia do concreto endurecido, de autoria de

Clcio Jos Escobar: usou CPs cbicos de 20, 30 e 40cm de aresta, simplesmente

soltos no cho.

- Artigo do 49 IBRACON, Utilizao de Ensaios No destrutivos para

liberao de protenso em peas de concreto pr-fabricado, de autoria de Thiago

Spilere Pieri: usou CPs 10x20 na prensa. A carga na prensa no foi divulgada.

- Artigo do 49 IBRACON, Ensaios No destrutivos para avaliao da

qualidade do concreto nas primeiras idades, autoria de Sandro Eduardo da Silveira

Mendes: usou CPs 15x30cm na prensa, carga no divulgada.

- Artigo do 45 IBRACON, Aplicao de tcnicas no-destrutivas para

avaliao da resistncia compresso do concreto, autor Roberto Caldas de

Andrade Pinto: foram utilizados CPs prismticos 15x20x60cm e lajes de grandes

dimenses, provavelmente ambos ficaram simplesmente apoiados no cho.

- Artigo Observao de estruturas de beto de elevados desempenhos

atravs de ensaios in situ no-destrutivos, autoria de E.N.B.S. Jlio, da

53

Universidade de Coimbra, Portugal: usou CPs prismticos 15x15x60cm e CPs

cbicos de aresta 15cm.

- MACHADO (2005): foram usados CPs 15x30 na prensa a 15% da

carga estimada de ruptura.

- EVANGELISTA (2002): usou CPs 15x30 na prensa, carga no

divulgada.

- CMARA (2006): foram usados CPs 10x20 na prensa a 1MPa.

- NEPOMUCENO (1999): usou laje de grandes dimenses apoiada no

cho.

A execuo do Ensaio Escleromtrico em CPs de dimenses tais que

possibilitem sua colocao na prensa, vantajosa no sentido de que fixa o CP

causando-lhe certa restrio vibrao, e reproduz as tenses a que o concreto em

obra est submetido, alm de proporcionar uma posio ergonmica ao operador do

esclermetro.

c) Tipo de esclermetro

O tipo de esclermetro indicado para casos normais, de edifcios e

postes, conforme a norma brasileira do Ensaio Escleromtrico, o de energia de

percusso de 2,25 N.m, que comercialmente equivaleria ao esclermetro tipo N

(Figura 14).

Figura 14 - Esclermetro de Schmidt tipo N.

d) Superfcie de ensaio

As superfcies de ensaios devem ser secas ao ar, limpas e

preferencialmente planas. O tipo de frma indicada a no-absorvente. Devem-se

54

evitar superfcies horizontais, midas, carbonatadas, irregulares, speras, curvas ou

talhadas. A norma recomenda que a superfcie seja polida com prisma ou disco de

carborundum. Tambm se deve evitar o impacto diretamente nos agregados, dando

preferncia ao impacto na matriz de concreto. No permitido o impacto em um

ponto j ensaiado, caso isso ocorra, o segundo valor deve ser descartado. NBR7584

(1995).

e) rea de ensaio As reas de ensaio devem estar afastadas das regies afetadas por

segregao, exsudao, concentrao excessiva de armadura, juntas de

concretagem, cantos, arestas, etc. Dessa maneira, conveniente evitar bases e

topos de pilares, regies inferiores de vigas, quando no meio do vo, e regies

prximas dos apoios. NBR7584 (1995).

Os impactos do esclermetro devem distar de, no mnimo, 3cm um do

outro e 5cm de arestas e cantos. Deve-se delimitar a rea de ensaio entre 80cm e

400cm, para executar de 9 a 16 impactos (Figura 15 e Figura 16). A essa rea

corresponder um nico valor de IE, que por sua vez, corresponder a um nico

valor de fcj.

Figura 15 - rea de ensaio de 9cm X 9cm, para 9 impactos,

sugerida pela NBR 7584 (1995). Fonte: NBR 7584 (1995)

55

Figura 16 - rea de ensaio de 20cm X 20cm, para 16 impactos,

sugerida pela NBR 7584 (1995). Fonte: NBR 7584 (1995)

f) Posio do esclermetro

O aparelho deve ser aplicado preferencialmente na posio horizontal, ou

seja, em superfcies verticais. Sendo necessrio aplicar em outras posies, o IE

deve ser corrigido com os coeficientes fornecidos pelo fabricante do esclermetro.

Esses coeficientes levam em considerao a ao da gravidade e so especficos

para cada tipo de esclermetro. NBR7584 (1995).

g) Tratamento dos resultados

Para a determinao do IE para uma rea, deve-se proceder o clculo da

mdia aritmtica dos IE individuais dessa rea, achando IEm. Deve-se desprezar os

IE que estejam afastados (para mais ou para menos) em mais de 10% da mdia do

IEm e calcular novo IEm. O IE final deve ser obtido com, no mnimo, 5 valores

vlidos. Caso isso no seja possvel, o ensaio nessa rea deve ser descartado.

2.4.2 Curva de correlao

As curvas de correlao correlacionam graficamente o IE (ndice

Escleromtrico) com a respectiva resistncia. Um exemplo de curva de correlao

pode ser visto na Figura 17.

56

Figura 17 - Exemplo de curva de correlao para o Ensaio Escleromtrico. Fonte: MACHADO (2005).

A curva de correlao obtida com concretos de trao conhecido,

mantido em condies ambientais conhecidas. Aplica-se o Ensaio Escleromtrico no

concreto desconhecido, obtendo o IE, que na curva de correlao ir indicar a

resistncia compresso estimada do mesmo.

A curva de correlao deve considerar os fatores desconhecidos do

concreto a ser ensaiado, que podem influenciar na resistncia e no IE, (uma lista

com vrios fatores foi vista no item 2.4). Por exemplo, ao ensaiar vrios pilares de

uma obra de concreto usinado, concretados com betonadas diferentes, em dias

diferentes, pode-se ter como principais fatores desconhecidos:

- Idade;

- Histrico de temperatura;

- Cura;

- Variao do trao e das propriedades dos materiais.

Os fatores que a norma NM 78 leva em conta so somente a idade e

variao da relao a/c, ou seja, sua aplicao no voltada para os concretos de

obras.

Para a plotagem da curva de correlao necessrio dispor de curvas do

crescimento da resistncia do concreto e do crescimento do IE com a idade. As

normas internacionais do diferentes instrues para o traado delas. Como no foi

57

possvel obter acesso a elas, cita-se a seguir o que foi encontrado traduzido em

teses de mestrado e doutorado.

RILEM NDT 3: indica que deve ser variado o nvel de resistncia dos CPs.

NBR 7584 (1995): A norma brasileira no detalha como devem ser obtidas as

curvas de correlao.

BS 1881 Part 202 (1986): ou variar a idade ou variar as propores dos

componentes.

NM 78: variar a relao a/c de 0,4 a 0,7, em intervalos de 0,05 e variar a

idade (Figura 18). As teses nacionais consultadas utilizam essa norma como

referncia para os ensaios.

ACI 228.1R (2003): variar a idade. (MACHADO,2005; EVANGELISTA,2002).

Conforme a norma BS1881:Part 202 (1986 apud MACHADO,2005) a

idade na curva de correlao pode ser desprezada em concretos com idade entre 3

e 90 dias. A mesma norma recomenda a utilizao de curvas para cada tipo de cura,

ou seja, o concreto de resistncia desconhecida deve ter sido mantido nas mesmas

condies de temperatura e cura que o concreto utilizado na curva de correlao.

Figura 18 - Variao da resistncia na idade para 5 tipos de traos. Fonte: MACHADO (2005).

58

3 METODOLOGIA DA PESQUISA

A pesquisa deste trabalho foi dividida em trs etapas, de modo a

contemplar alguns aspectos do Ensaio Escleromtrico que ainda no foram

devidamente esclarecidos na literatura tcnica nacional.

- PRIMEIRA ET