[pt] Essa tese apresenta as questões experimentais relativas à avaliação da saúde
de estruturas de concreto com o objetivo de propor uma alternativa à avaliação
subjetiva tradicional de estruturas civis, complementando-a com uma avaliação
mais objetiva utilizando o GPR. A ênfase foi na validação de um procedimento
sólido de avaliação da saúde de edifícios, de estações de tratamento de águas
residuais e de túneis. O GPR foi escolhido por ser considerado um dos métodos de
ensaios não destrutivos mais adotados para investigação de estruturas de concreto
devido à sua relativa insensibilidade às condições ambientais, ter alta resolução,
eficácia e disponibilidade de resultados preliminares em tempo real. A pesquisa
desenvolvida nessa tese teve ênfase na verificação de as-built da construção,
detecção de danos, locação e quantificação de armadura que são de grande interesse
no contexto do controle estrutural. Os resultados apresentados nessa tese
demonstram que o Ground Penetrating Radar (GPR) pode ser uma ferramenta
muito útil para produzir projetos de detalhamento estrutural já que ele pode estimar
espessura de recobrimento de concreto e profundidade e locação do reforço. Os
resultados também mostram que a deterioração do concreto, bem como a corrosão
das barras podem ser verificados após a análise de atributos fornecidos pela
verificação feita com o GPR. Danos são detectados por meio da redução da
profundidade do refletor, aumentando a amplitude das ondas eletromagnéticas e
aumentando a atenuação expressa pelo gráfico de dB decay. Além disso, também
verificou-se que a condição da barra de aço pode ser avaliada através de fatias em
diferentes tempos/profundidade, obtidas na prospecção tridimensional.
Adicionalmente, o programa experimentado também avaliou a viabilidade de
empregar o GPR na avaliação da distribuição de fibras de aço em revestimento de
túnel de concreto projetado, considerando-se o GPR como uma ferramenta útil para
monitoramento e mapeamento in situ durante a o método de construção NATM de
túneis. Os resultados dos ensaios realizados em prismas de concreto auto adensável
reforçado com fibra de aço demonstraram que a distribuição das fibras não é
uniforme. O processamento digital de imagem mostrou que as fibras não são
distribuídas uniformemente e há variação do número de fibras em diferentes seções
do prisma. A análise estatística realizada nos resultados também identificou que a
distância entre as fibras também varia. Quando compara-se os resultados obtidos
com o GPR e os resultados obtidos das análises digitais de imagens percebe-se uma
boa relação entre ambos. Também foi observado que a amplitude do sinal do GPR
não apenas fornece informações sobre a distribuição das fibras, mas também sobre
regiões com ausência delas. Com base nos resultados do programa experimental,
acredita-se que o GPR possa fornecer um feedback imediato das informações e pode
ser usado como uma ferramenta de ajuste dinâmico no projeto NATM. / [en] This thesis presented the experimental issues concerning the health
assessment of concrete structures with the desire to replace the traditional subjective
assessment of civil structures with a more objective assessment using the GPR. The
emphasis here was on validating a sound procedure of health assessment for
buildings, wastewater treatment stations and concrete test specimens. GPR was
chosen since it is considered one of the most popular non-destructive testing
methods adopted for concrete structure imaging because of its relative insensitivity
to ambient conditions, high resolution, effectiveness, and availability of real-time
images The research carried out in this thesis emphasized on as-built designing,
damage detection, location, and quantification, which is of interest in the context of
structural control. The results presented in this thesis demonstrated that the groundpenetrating radar (GPR) could be used as a useful tool in producing structural
detailing drawings since it can provide the thickness of covering concrete and the
depth and location of reinforcement. The results also show that deterioration of
concrete mass and corrosion of its rebars could be also be assessed by the attributes
provided by a GPR scan. Damages are detected by reducing the depth of the
reflector, increasing the amplitude of EM waves and increasing attenuation
expressed by the dB decay. Further to these, it was also indicated that the rebar
condition can be assessed through slices at different times/depths obtained from a
3-D survey. In addition to that, the program also assessed the feasibility of GPR in
evaluating steel fiber distribution within short beam test specimens used in several
standard test methods for determining mechanical properties. Results revealed that
the distribution of steel fibers within a beam is not uniform. Digital and processed
images showed that fibers are not evenly distributed and there is a disparity between
the numbers of fibers in different sections of the short beam. A statistical analysis
performed on the results also found that the distance between fibers also varies
within the short beam. When sketches of the emitted and recorded GPR signal in a
single radar trace mode are compared to the digital and processed images it was
perceived a good relationship between the GPR signal and the distribution of steel
fibers within the short beam. It was additionally noticed that GPR signal amplitude
not only supplies information on how the fibers are close to each other but also
reflects regions with the absence of fibers. Results have also shown that a GPR
system using a high-frequency antenna could assess weaker zones of steel fiber
reinforcement within self-consolidating concrete short beams.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:59621 |
| Date | 20 June 2022 |
| Creators | PAOLA MACHADO BARRETO MANHAES |
| Contributors | JOSE TAVARES ARARUNA JUNIOR |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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