O estudo a seguir traz uma análise comparativa de ensaio não destrutivos (esclerometria) e extração e rompimento de testemunhos de concreto. Os ajustes e curvas referem-se aos materiais da região de Brasília.
Boa leitura.
Estudo da resistência do concreto - Comparação entre Índice Esclerométrico e Resistência de Testemunhos
GUZMÁN, María del Pilar (1);BAUER, Elton (2);
KRAUSS, Eliane (3)
(1) Mestre em Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília – CONCRECON (mariadelpilarguz@hotmail.com)
(2) Professor Doutor, Programa de Pós-graduação Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília (elbauerlem@gmail.com)
(3) Professora Doutora, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de
Brasília (kraus@unb.br)
RESUMO
Sendo o concreto um material heterogêneo e dependente de muitos fatores, é necessário controlar sua qualidade, para não comprometer a segurança da estrutura. O concreto produzido pode ser avaliado por meio do ensaio de resistência a compressão com o rompimento de corpos-de-prova moldados na concretagem, apresentando um custo relativamente baixo. No entanto a maioria das vezes podem não representar a realidade da estrutura, devido às condições de lançamento, cura e adensamento que são diferentes das apresentadas em obra. Daí surge a necessidade de complementar com outros ensaios que permitam avaliar a verdadeira situação da estrutura. Dentro dos ensaios que podem ser realizados para a avaliação do concreto in situ se encontram os ensaios destrutivos, como a extração de testemunhos de concreto e seu rompimento à compressão, e ensaios não destrutivos, que ocasionam um dano mínimo ou superficial na estrutura e permitem repetições sem comprometer seu desempenho, como o índice esclerométrico. No presente trabalho se buscou analisar os resultados obtidos nos ensaios de índice esclerométrico e resistência à compressão de testemunhos em diferentes estruturas para avaliar a resistência à compressão do concreto in situ, num estudo de caso em Brasília. Foi verificada a existência de uma boa correlação entre índice esclerométrico e a resistência à compressão de testemunhos, permitindo realizar uma avaliação mais real e precisa da estrutura.
Palavra-Chave: Índice Esclerométrico ; Extração de Testemunhos; Resistência à compressão
1.Introdução
Avaliar a resistência característica das estruturas tem sido objeto de muitas pesquisas, pelo fato de serem cada vez mais frequentes os casos de obras que apresentam não conformidade com relação à resistência do concreto especificada no projeto (fck). Os métodos mais comumente utilizados na realização destas avaliações são os ensaios não destrutivos e extração de testemunhos. O uso de ensaios não destrutivos para controle da qualidade do concreto da obra permite detectar de maneira fácil, econômica e em pouco tempo possíveis problemas que possam comprometer uma estrutura. Um destes ensaios é a esclerometria, pode ser utilizada com o propósito de identificar lotes de concreto além de estabelecer possível não conformidade dos mesmos quando se apresentam divergências consideráveis nas tendências dos valores obtidos.
A esclerometria é um método de avaliação de dureza superficial e ainda é um dos métodos mais usados por ser muito simples e barato. No entanto, é importante considerar que este método requer da capacitação do profissional que irá realizar os ensaios, para analisar criteriosamente os resultados obtidos e não cometer erros. O ensaio basicamente consiste em impactar uma superfície de concreto de maneira padrão, com uma dada energia de impacto e, então, medir o rebote ou a reflexão de uma massa padrão após o impacto no concreto (MEHTA; MONTEIRO, 2008). Este método é aplicado por meio do esclerômetro de reflexão de Schmidt.
Segundo Malhotra (2004), as vantagens deste ensaio além da economia é a facilidade para execução em campo e no laboratório, porém precisa ser acompanhado de outros ensaios para determinar a resistência do concreto. Portanto, não pode ser considerado como substituto de ensaios normalizados para determinar a resistência à compressão do concreto, mas se pode considerar como um método para determinar a uniformidade do concreto na estrutura e ser comparado com outros métodos. As recomendações para o uso e cálculo de resultados do esclerômetro de reflexão são dadas pela NBR 7584 (1995).
Quando esses ensaios indicam concretos de baixa resistência, é usual realizar ensaios diretos de resistência à compressão em testemunhos extraídos da estrutura para aferição da resistência efetiva do concreto, sendo esta avaliação recomendada pela NBR 6118 (2004) para verificar a resistência de estruturas de concreto que apresentam não conformidade, e consiste em extrair da estrutura testemunhos de forma cilíndrica, cúbica ou prismática que podem ser extraídos de corte com sonda rotativa ou com disco.
Dentro das limitações consideradas está o fato que algumas peças possuem dimensões muito reduzidas e zonas densamente armadas, limitando o diâmetro e/ou comprimento dos testemunhos. No entanto, a possibilidade de se verificar diretamente a resistência de amostras de concreto do próprio elemento estrutural em análise, constitui-se a grande vantagem deste ensaio (VIEIRA FILHO,2007). As recomendações para o uso e cálculo de resultados do ensaio de extração de testemunhos são dadas pela NBR 7680 (2007).
No referente à análise da resistência à compressão do concreto em estruturas acabadas, pode-se estabelecer que o concreto, por ser material de extrema importância no quesito de segurança da estrutura, deve ser submetido a rigoroso controle de qualidade. Segundo o especificado pela NBR 12655 (2006), todo concreto destinado à execução de estruturas de concreto simples, armado ou protendido deve ser submetido a controle de recebimento, ensaios de consistência pelo abatimento do tronco de cone e ensaios de resistência à compressão. No caso de não conformidades, ou seja, de ocorrer baixa resistência nos corpos-de-prova moldados, devem ser extraídos testemunhos da estrutura com o objetivo de confirmar os problemas de resistência segundo especifica a NBR 6118 (2004) no item 25.3, e deve ser escolhida alguma das alternativas proposta no item 25.3.3 da mesma norma:
a) determinar as restrições de uso da estrutura;
b) providenciar o projeto de reforço;
c) decidir pela demolição parcial ou total.
No estudo de caso foi utilizada a extração de testemunhos da estrutura visando obter resultados de resistência à compressão mais representativa, permitindo realizar uma avaliação mais real do que foi executado.
2. Estudo de caso
O objetivo principal do presente estudo é a avaliação para determinar a resistência do concreto nos elementos estruturais de cinco pavimentos de um edifício residencial em Brasília. Uma vez que não foi efetuado o procedimento de controle tecnológico do concreto, e considerando-se que houve casos de concretagens com fck diferentes daquele que consta em projeto, procedeu-se investigação com o emprego de ensaios específicos para avaliação da resistência do concreto.
2.1 Metodologia do estudo
O presente estudo buscou subdividir a estrutura em lotes, conforme estabelecem as normas NBR 7680 (2007) e NBR 12655 (2006). Em face da dificuldade de associar os caminhões betoneira às peças concretadas, optou-se por definir os lotes em função dos pavimentos, e também subdividindo em relação a pilares (p) e vigas (v).
No início a rotina de análise constou de ensaios de esclerometría em cada elemento estrutural (pilares e vigas) conforme estabelece a norma NBR 7584 (1995). As leituras foram realizadas com o esclerômetro Proceq com energia de percussão de 2,207 Nm, em posição perpendicular ao sentido da concretagen. Com base no mapeamento levantado foi possível identificar os lotes e depois procedeu-se à definição dos elementos estruturais a serem investigados através da extração e rompimento de testemunhos, conforme NBR 7680 (2007). Para cada lote, na medida do possível, buscou-se extrair dois testemunhos contemplando um exemplar (item 4). Para cada exemplar, conforme instrui a NBR 12655 (2006) no item 6.2.2 toma-se como resistência do exemplar o maior dos dois valores obtidos. Foram avaliados testemunhos de 100 mm de diâmetro com razão de esbeltez - (h/d) igual e inferior a dois e conforme a norma foram realizadas as respectivas correções. Os topos dos testemunhos foram devidamente retificados e posteriormente em condição superficialmente seca, foram submetidos ao ensaio de resistência à compressão.
3. Resultados e discussão
A Tabela 1 apresenta os resultados da resistência à compressão dos testemunhos e os índices esclerometricos; na Figura 3 a curva de calibração obtida, com intervalo de 95% de confiança para valores individuais (linhas vermelhas).
Tabela 1 – Resultados de esclerometria e fc testemunhos.
Enfatiza-se que o ensaio de esclerometria foi empregado para definir os elementos para análise. A escolha dos elementos a serem investigados contemplava índices esclerométricos (I.E) similares e posicionamento na estrutura em regiões diferenciadas.
A ausência do controle tecnológico na obra não permitiu a avaliação da resistência potencial do concreto obtida por meio de corpos-de-prova padronizados segundo disposto na NBR 12655 (2006). Portanto, a necessidade de avaliar o concreto que se encontrava na estrutura obrigou indiscutivelmente a extração de testemunhos e posterior ruptura para obter o valor da resistência efetiva.
O uso da esclerometria para identificar os lotes de concretagem e consequentemente os elementos estruturais a serem avaliados por meio de extração de testemunhos, permitiu, além disso, apresentar uma boa correlação com a resistência efetiva do concreto.
A avaliação dos valores obtidos para índices esclerométricos variando numa faixa de 27 a 40 foram correlacionados com os valores de resistência à compressão entre 20 e 37 MPa; onde pode-se determinar que com o incremento dos índices esclerométricos obteve-se uma tendência de incremento na resistência à compressão nos testemunhos, o que evidencia um aceitável grau precisão da esclerometria para prever a resistência efetiva da estrutura. É importante destacar que a resistência à compressão apresenta variações muito altas indicando uma deficiência no controle de produção e recebimento do concreto.
Segundo os resultados expostos na tabela 1 a curva que melhor se ajustou aos dados obtidos in situ desta pesquisa foi a potencial, já que ela apresentou o maior valor do coeficiente de determinação (r²), dentre todos os modelos testados, evidenciando a possibilidade de utilizar a esclerometria para avaliar a resistência efetiva neste caso.
Com base na revisão bibliográfica efetuada, constata-se que as curva utilizadas por diversos autores para representar a correlação entre índice esclerométrico (IE) e a resistência à compressão (fc) coincidiu com a potencial. Na Tabela 2 são apresentadas as equações propostas por outros autores que avaliaram resistência potencial do concreto, além da equação proposta neste caso de estudo (in situ) que avalia a resistência efetiva, a qual apresentou um resultado coerente.
Tabela 2 – Equações das curvas propostas por outros autores e aquela obtida no estudo
É importante destacar que nos outros estudos os ensaios de esclerometria e resistência a compressão foi realizada em cilindros padronizados, e neste estudo os resultados foram obtidos na própria estrutura, fornecendo uma avaliação mais real do concreto, em termos da comparação do uso destes dois métodos.
4. Conclusão
A análise realizada mostrou que os resultados obtidos do ensaio de esclerometria apresentaram parâmetros confiáveis, podendo ser utilizado na determinação da resistência à compressão, demonstrando que o índice esclerometrico pode ser considerado valido como ensaio complementar da extração de testemunhos para a avaliação de estruturas acabadas permitindo reduzir o número de extrações na estrutura.
Deve-se considerar que conhecer previamente a composição do concreto usado na execução da estrutura permitirá interpretar de uma maneira mais criteriosa os resultados obtidos por meio de ensaios não destrutivos como o método esclerométrico, e ser correlacionado com os valores obtidos por extração de testemunhos.
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