Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O trabalho discute o padrão de comportamento de ondas ultrassônicas longitudinais (compression waves) e transversais (shear waves) em concretos de variadas resistências submetidos a compressão axial e diametral. Foram ensaiados 112 corpos de prova confeccionados de concretos com variadas resistências a compressão, dentro do intervalo atualmente contemplado pela NBR 6118/2014. Os corpos de provas foram submetidos ao ensaio de compressão simples, tração por compressão diametral e módulo de elasticidade em máquina servo-controlada e, durante os ensaios, foram realizadas leituras de ondas de ultrassom longitudinais e transversais. Ao todo, foram confeccionados 7 traços, sendo 5 de concreto e 2 de argamassa. Para cada traço confeccionado foram moldados 16 corpos de prova, totalizando 112 corpos de prova cilíndricos. Os resultados obtidos mostram que há alterações na velocidade de propagação de ondas, longitudinais e transversais, com o incremento do nível de tensão que é aplicado ao corpo de prova. Nos ensaios também foi possível observar que esta alteração de velocidade ultrassônica ocorre para nível de tensão próximo ao máximo e esta informação pode ser útil para se avaliar o grau de dano a que o corpo de prova está submetido, já que a degradação das propriedades elásticas do concreto se inicia em níveis elevados de tensão de compressão. / The work discusses the about the behavior of longitudinal and transverse ultrasonic waves om concrete of several compressive strength loaded in compression on axial and diametral direction. 112 cylindrical test specimens, built from concretes with strength levels within the range prescribed by Brazilian code NBR 6118/2014, were made. Compressive strength, splitting and modulus of elasticity were performed in all specimens withe longitudinal and transverse ultrasonic waves were also induced. Seven mixing ratios were made being fine of then from concrete and two from mortar materials. For each mixing ratio, 16 test specimens were made totaling 112 cylindrical specimens. Results obtained show that there are changes longitudinal e transverse ultrasonic pulse velocity in concrete with the increase of the stress level. During the performed test it was also observed that the variations on ultrasonic pulse velocity often occurred near the maximum level of stress when elastic properties of concrete begin to deteriorate.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os avanços conseguidos no Brasil na qualidade das estruturas de concreto armado foram significantes a partir de 2003, quando a NBR 6118 (Projeto de Estrutura de Concreto Procedimento) passou a considerar a Durabilidade como parâmetro e assim estabelecer os requisitos básicos exigíveis para o projeto de estruturas de concreto simples, armado e protendido. As estruturas de concreto armado passaram a ser projetadas tendo em vista a necessidade de atender não somente a estabilidade estrutural, mas também ao caráter de durabilidade, um requisito fundamental e imprescindível para a viabilidade da solução estrutural. Procedimentos de execução e aplicação dos concretos ineficazes tornam inevitáveis o surgimento das fissuras tornando-as frequentes. Avaliar as fissuras no concreto através de técnicas não destrutíveis está sendo cada vez mais comum no âmbito da engenharia de avaliações. Este trabalho se propõe a estudar a utilização do ultrassom, ensaio não destrutível, na avaliação das fissuras superficiais e suas profundidades, ferramenta que possibilita ao engenheiro avaliar o concreto e realizar previsões de sua vida útil. Para isso os experimentos foram realizados em laboratório. Foram utilizados corpos de prova prismáticos com fissuras de 3,3 cm, 4,4 cm, 9,1 cm e 10,5 cm de profundidade avaliados pelos modelos de Bungey (1989), BS EM 12504-4 (2004) e Bungey (1989) adaptado pelo autor. / The advances made in Brazil in the quality of reinforced concrete structures were significant since 2003, when NBR 6118 - (Concrete Structure Project - Procedure) started to consider Durability as a parameter and thus to establish the basic required requirements for the project Of simple, reinforced and prestressed concrete structures. Reinforced concrete structures are now designed to meet not only structural stability but also durability, a fundamental and indispensable requirement for the viability of the structural solution. Procedures for the execution and application of ineffective concretes make it inevitable that cracks will emerge making them frequent. Evaluating cracks in concrete through non-destructible techniques is becoming increasingly common in engineering appraisals. This work intends to study the use of ultrasound, a non-destructible test, in the evaluation of surface cracks and their depths, a tool that allows the engineer to evaluate the concrete and make predictions of its useful life. For this the experiments were carried out in the laboratory. The prismatic specimens with cracks of 3.3 cm, 4,4 cm, 9,1 cm and 10,5 cm of depth were evaluated using the Bungey (1989), BS EM 12504-4 (2004) and Bungey ( 1989) adapted by the author.

Made available in DSpace on 2017-06-01T17:57:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andreza_vera_pyrrho_araujo.pdf: 2921376 bytes, checksum: a003efbd2401b199dbadd4fe0fa96df1 (MD5) Previous issue date: 2015-11-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The work discusses the about the behavior of longitudinal and transverse ultrasonic waves om concrete of several compressive strength loaded in compression on axial and diametral direction. 112 cylindrical test specimens, built from concretes with strength levels within the range prescribed by Brazilian code NBR 6118/2014, were made. Compressive strength, splitting and modulus of elasticity were performed in all specimens withe longitudinal and transverse ultrasonic waves were also induced. Seven mixing ratios were made being fine of then from concrete and two from mortar materials. For each mixing ratio, 16 test specimens were made totaling 112 cylindrical specimens. Results obtained show that there are changes longitudinal e transverse ultrasonic pulse velocity in concrete with the increase of the stress level. During the performed test it was also observed that the variations on ultrasonic pulse velocity often occurred near the maximum level of stress when elastic properties of concrete begin to deteriorate. / O trabalho discute o padrão de comportamento de ondas ultrassônicas longitudinais (compression waves) e transversais (shear waves) em concretos de variadas resistências submetidos a compressão axial e diametral. Foram ensaiados 112 corpos de prova confeccionados de concretos com variadas resistências a compressão, dentro do intervalo atualmente contemplado pela NBR 6118/2014. Os corpos de provas foram submetidos ao ensaio de compressão simples, tração por compressão diametral e módulo de elasticidade em máquina servo-controlada e, durante os ensaios, foram realizadas leituras de ondas de ultrassom longitudinais e transversais. Ao todo, foram confeccionados 7 traços, sendo 5 de concreto e 2 de argamassa. Para cada traço confeccionado foram moldados 16 corpos de prova, totalizando 112 corpos de prova cilíndricos. Os resultados obtidos mostram que há alterações na velocidade de propagação de ondas, longitudinais e transversais, com o incremento do nível de tensão que é aplicado ao corpo de prova. Nos ensaios também foi possível observar que esta alteração de velocidade ultrassônica ocorre para nível de tensão próximo ao máximo e esta informação pode ser útil para se avaliar o grau de dano a que o corpo de prova está submetido, já que a degradação das propriedades elásticas do concreto se inicia em níveis elevados de tensão de compressão.

Esta dissertação insere-se nas áreas de qualidade laboratorial e de ensaios de controle de concreto, especificamente quanto à propriedade módulo estático de deformação ou módulo de Young. A motivação do trabalho é a elevada variabilidade de resultados experimentais observada pelo meio técnico nacional em ensaios interlaboratoriais, cujos resultados indicam desvios-padrão totais da ordem de 3,5 GPa, valor significativo para o controle tecnológico de obras de construção civil. Os objetivos buscados foram a identificação das parcelas da variabilidade oriundas da produção e do ensaio, com especial atenção àquela originada na instrumentação para medida das deformações durante o ensaio, e a discussão da aplicabilidade do conceito semiprobabilístico normativo à propriedade módulo de deformação do concreto. Além disso, a própria discussão da aplicabilidade da sistemática de pesquisa e análise sobre este tipo de ensaio e de material constou como um objetivo do trabalho. Para tal, desenvolveu-se um programa experimental em duas etapas: a primeira foi destinada às avaliações de acurácia (precisão e exatidão) do método de ensaio. As avaliações se deram segundo roteiros da área metrológica para validação de métodos e sistemas de medida. De quatro instrumentações para medida das deformações testadas, uma se mostrou mais precisa (identificada como clip gages) e outra se mostrou a mais suscetível a erros sistemáticos e aleatórios entre as testadas (identificada como compressômetro com dois relógios comparadores). Recomendou-se a ampliação do programa experimental para o âmbito interlaboratorial, pois, a rigor, o método de ensaio vigente não poderia ser considerado validado em termos de acurácia baseando-se unicamente nos resultados deste programa experimental. Porém, concluiu-se pela possibilidade de aceitação prática do método independentemente da utilização de três de um total de quatro tipos de instrumentação para medida das deformações testados em ensaio, sem que houvesse prejuízo para a produção ou o controle tecnológico usual desta propriedade. Na segunda etapa, obteve-se um Diagrama de Dosagem e estudou-se um cenário de fornecimento de concreto sob critérios estatísticos diferentes de atendimento à especificação de módulo de deformação: utilização do valor característico e do valor médio, com diferença de 4 GPa entre eles. Estimou-se um aumento da ordem de 9% no deslocamento vertical de uma viga simples bi-apoiada quando executada com o concreto de menor módulo em relação à execução com o de maior módulo. Por sua vez, o concreto de maior módulo exigiria um aumento no consumo de cimento da ordem de até 200 kg/m3, se conservados todos os insumos materiais e os demais parâmetros tecnológicos contidos nos traços. Concluiu-se pela aplicabilidade do uso da sistemática empregada na avaliação da acurácia do método de ensaio e do uso do conceito semiprobabilístico para esta propriedade. / This work is developed into the areas of laboratorial quality and concrete control tests, specifically focusing on the static modulus of elasticity or Young´s modulus. The motivation of this work is the high variability of experimental results observed by national technicians in interlaboratorial tests. These results show total standard deviations of around 3.5 GPa, a significant value for the technological control for civil construction. The main objectives are the identification of the variability fragments derived from the production and test, specially the ones related to the instrumentation for measuring deformations during the test, and the discussion of the semi-probabilistic concept applicability on the concrete Young´s modulus control. Moreover, the discussion of the applicability of the procedure used in this work and its analysis are also objective pursued here. The experimental program was developed in two steps: the first step covered the accuracy assessments (precision and exactness) of test method. The assessments were carried out according to instructions from Metrology concepts for the validation of the methods and the measure systems. One out of four instrumentations for measuring the tested deformations proved to be more precise (identified as clip gages) and another one proved to be more susceptible to systematic and random errors (identified as a compressometer with two dial indicators). The extension of the experimental program to an interlaboratorial scope is recommended because the current test method could not be considered valid based only on the results of this experimental program. However, it was shown that the practical acceptance of the test method for three among the four kinds of instrumentations analyzed, without damaging the production or the usual technological control of this property, is possible. On the second step, a mix design diagram was obtained and a case of supply of concrete under different statistical criteria (fulfillment the modulus of elasticity specification): the use of the characteristic value and the average value, with difference of 4 GPa between them. An increase of 9% on the vertical transference of a simple dual supported beam was observed when using a lower modulus concrete, when compared to another one with a higher modulus. On the other hand, the modulus increase would require an increment in the cement consumption up to 200 kg per cubic meter, if all the material inputs and further technological parameters is maintained. The final conclusion was that the procedure used on the assessment of the test method accuracy and the semi-probabilistic concept on this material property is applicable.

Esta dissertação insere-se nas áreas de qualidade laboratorial e de ensaios de controle de concreto, especificamente quanto à propriedade módulo estático de deformação ou módulo de Young. A motivação do trabalho é a elevada variabilidade de resultados experimentais observada pelo meio técnico nacional em ensaios interlaboratoriais, cujos resultados indicam desvios-padrão totais da ordem de 3,5 GPa, valor significativo para o controle tecnológico de obras de construção civil. Os objetivos buscados foram a identificação das parcelas da variabilidade oriundas da produção e do ensaio, com especial atenção àquela originada na instrumentação para medida das deformações durante o ensaio, e a discussão da aplicabilidade do conceito semiprobabilístico normativo à propriedade módulo de deformação do concreto. Além disso, a própria discussão da aplicabilidade da sistemática de pesquisa e análise sobre este tipo de ensaio e de material constou como um objetivo do trabalho. Para tal, desenvolveu-se um programa experimental em duas etapas: a primeira foi destinada às avaliações de acurácia (precisão e exatidão) do método de ensaio. As avaliações se deram segundo roteiros da área metrológica para validação de métodos e sistemas de medida. De quatro instrumentações para medida das deformações testadas, uma se mostrou mais precisa (identificada como clip gages) e outra se mostrou a mais suscetível a erros sistemáticos e aleatórios entre as testadas (identificada como compressômetro com dois relógios comparadores). Recomendou-se a ampliação do programa experimental para o âmbito interlaboratorial, pois, a rigor, o método de ensaio vigente não poderia ser considerado validado em termos de acurácia baseando-se unicamente nos resultados deste programa experimental. Porém, concluiu-se pela possibilidade de aceitação prática do método independentemente da utilização de três de um total de quatro tipos de instrumentação para medida das deformações testados em ensaio, sem que houvesse prejuízo para a produção ou o controle tecnológico usual desta propriedade. Na segunda etapa, obteve-se um Diagrama de Dosagem e estudou-se um cenário de fornecimento de concreto sob critérios estatísticos diferentes de atendimento à especificação de módulo de deformação: utilização do valor característico e do valor médio, com diferença de 4 GPa entre eles. Estimou-se um aumento da ordem de 9% no deslocamento vertical de uma viga simples bi-apoiada quando executada com o concreto de menor módulo em relação à execução com o de maior módulo. Por sua vez, o concreto de maior módulo exigiria um aumento no consumo de cimento da ordem de até 200 kg/m3, se conservados todos os insumos materiais e os demais parâmetros tecnológicos contidos nos traços. Concluiu-se pela aplicabilidade do uso da sistemática empregada na avaliação da acurácia do método de ensaio e do uso do conceito semiprobabilístico para esta propriedade. / This work is developed into the areas of laboratorial quality and concrete control tests, specifically focusing on the static modulus of elasticity or Young´s modulus. The motivation of this work is the high variability of experimental results observed by national technicians in interlaboratorial tests. These results show total standard deviations of around 3.5 GPa, a significant value for the technological control for civil construction. The main objectives are the identification of the variability fragments derived from the production and test, specially the ones related to the instrumentation for measuring deformations during the test, and the discussion of the semi-probabilistic concept applicability on the concrete Young´s modulus control. Moreover, the discussion of the applicability of the procedure used in this work and its analysis are also objective pursued here. The experimental program was developed in two steps: the first step covered the accuracy assessments (precision and exactness) of test method. The assessments were carried out according to instructions from Metrology concepts for the validation of the methods and the measure systems. One out of four instrumentations for measuring the tested deformations proved to be more precise (identified as clip gages) and another one proved to be more susceptible to systematic and random errors (identified as a compressometer with two dial indicators). The extension of the experimental program to an interlaboratorial scope is recommended because the current test method could not be considered valid based only on the results of this experimental program. However, it was shown that the practical acceptance of the test method for three among the four kinds of instrumentations analyzed, without damaging the production or the usual technological control of this property, is possible. On the second step, a mix design diagram was obtained and a case of supply of concrete under different statistical criteria (fulfillment the modulus of elasticity specification): the use of the characteristic value and the average value, with difference of 4 GPa between them. An increase of 9% on the vertical transference of a simple dual supported beam was observed when using a lower modulus concrete, when compared to another one with a higher modulus. On the other hand, the modulus increase would require an increment in the cement consumption up to 200 kg per cubic meter, if all the material inputs and further technological parameters is maintained. The final conclusion was that the procedure used on the assessment of the test method accuracy and the semi-probabilistic concept on this material property is applicable.