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Reabilitação e Reforço de EstruturasReabilitação e Reforço de Estruturas

Mestrado em Engenharia Civil

2011 / 2012

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Eduardo S. Júlio

Reabilitação e Reforço de EstruturasAula 06: Métodos de inspecção e diagnóstico.

6.1. Ensaios in situ.

Reabilitação e Reforço de Estruturas

AVALIAÇÃO IN SITU DARESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO BETÃO

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EDUARDO S. JÚLIOProfessor Catedrático

DECivil IST-UTL


1. INTRODUÇÃO

2. MÉTODOS IN SITU MAIS UTILIZADOS

3. SELECÇÃO DO MÉTODO

4. NÚMERO E LOCALIZAÇÃO DOS ENSAIOS

5. RELAÇÕES DE CORRELAÇÃO

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6. COMBINAÇÃO DE RESULTADOS

7. CONSIDERAÇÕES FINAIS


1. INTRODUÇÃO



Quando é necessário intervir numa determinada estrutura ?

Durante a vida da estrutura:

1. Degradação dos materiais (ausência de manutenção)

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2. Alteração da função original para outra mais exigente.

3. Ocorrência de acidentes, sismos ou outras acções extremas.

Durante a fase construtiva:

4. Se existirem erros de projecto e/ou de execução.


1. INTRODUÇÃO



O que fazer antes de intervir ?

1. Inspecção e diagnóstico do estado de conservação;

2. Caracterização mecânica dos materiais;

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3. Cálculo da capacidade resistente dos elementos da estrutura;

4. Determinação do comportamento da estrutura sujeita às combinações de acções regulamentares.


1. INTRODUÇÃO



Quais os materiais a caracterizar mecanicamente ?

Em Portugal, a maior parte das estruturas recentes são em betão armado; neste caso os materiais são o betão e o aço.

Como avaliar a resistência à compressão do

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Como avaliar a resistência à compressão do betão de uma estrutura sem projecto ?

Quando existe projecto é necessário efectuar ensaios in situ ?

Através da realização de ensaios in situ.

É fundamental. Muitas vezes o que foi executado não corresponde ao que foi projectado.


1. INTRODUÇÃO





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1. INTRODUÇÃO



Os métodos in situ mais utilizados para determinar a resistência à compressão do betão são:

1. Ensaio de carotes;

2. Medição da resistência à tracção;

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3. Medição da resistência à penetração;

4. Determinação do tempo de propagação de ultra-sons;

5. Avaliação da dureza superficial.


1. INTRODUÇÃO



O que medem estes métodos in situ ?

1. Resistência à compressão do betão;

2. Outras resistências (à tracção, à penetração) correlacionáveis com a resistência à compressão;

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com a resistência à compressão;

3. Outras grandezas (tempo de propagação de ultra-sons; dureza superficial) correlacionáveis com a resistência à compressão;


1. INTRODUÇÃO



Ensaio de carotes

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1. Grandeza medida: resistência à compressão do betão.

2. Tipo de ensaio: parcialmente destrutivo.


1. INTRODUÇÃO



Ensaio de carotes

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3. Procedimento: Detecção prévia de armaduras; extracção da carote; posterior corte e rectificação da carote; ensaio à compressão da carote.

4. Factores com influência: geometria; humidade; presença de armaduras.


1. INTRODUÇÃO



Medição da resistência à tracção

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1. Grandeza medida: resistência à tracção do betão.



1. INTRODUÇÃO



Medição da resistência à tracção

3. Procedimento: colagem do disco metálico na superfície do betão; montagem do equipamento; aplicação da força de tracção até se atingir a rotura.

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tracção até se atingir a rotura.

4. Factores com influência: limpeza da superfície; humidade; temperatura; tipo de cola; remanescente de cola; velocidade do ensaio.

5. Factores com influência, no caso de carotagem parcial: equipamento de perfuração; perpendicularidade do furo; excentricidade do disco.

6. Factores com influência, no caso de interfaces: profundidade do furo para além da superfície da interface.


1. INTRODUÇÃO



Medição da resistência à penetração

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1. Grandeza medida: resistência à penetração do betão.


3. Procedimento: selecção de uma superfície lisa, limpa e livre de carbonatação; aplicação do triângulo metálico; disparo das sondas com o nível de energia apropriado; remoção do triângulo; medição do comprimento exposto.


1. INTRODUÇÃO



Determinação do tempo de propagação de ultra-sons

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1. Grandeza medida: tempo de propagação de ultra-sons.

2. Tipo de ensaio: não-destrutivo.


1. INTRODUÇÃO



Determinação do tempo de propagação de ultra-sons

3. Procedimento: calibração do equipamento; selecção de pontos em superfícies lisas e limpas; marcação e medição rigorosa da distância; aplicação de uma fina camada de

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rigorosa da distância; aplicação de uma fina camada de massa condutora nas faces dos transdutores; comprimindo os transdutores contra as superfícies de betão, esperar que a leitura estabilize; e registar o valor.

4. Factores com influência: condições higrotérmicas do betão; presença de vazios no interior do elemento; presença de armaduras no interior do elemento; tipo de leitura.


1. INTRODUÇÃO



Avaliação da dureza superficial

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1. Grandeza medida: dureza superficial do betão.

2. Tipo de ensaio: não-destrutivo.


1. INTRODUÇÃO



Avaliação da dureza superficial

3. Procedimento: selecção de uma superfície lisa e limpa; aplicação do esclerómetro perpendicularmente à superfície a ensaiar; aumento gradual de pressão até ocorrer o disparo

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a ensaiar; aumento gradual de pressão até ocorrer o disparo da massa.

4. Factores com influência: carbonatação do betão; reboco; humidade; presença superficial de vazios ou de agregados.


1. INTRODUÇÃO





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1. INTRODUÇÃO



Depende de vários factores:

1. Limites de validade do ensaio;

Qual o método mais indicado ?

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2. Precisão pretendida;

3. Danos introduzidos;

4. Custos de operação.


1. INTRODUÇÃO



Qual o método mais indicado ?

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A abordagem correcta do problema passa por uma combinação adequada de vários métodos e não pela adopção de um único. No exemplo da fotografia, foram realizados ensaios de detecção de armaduras, avaliação da dureza superficial e extracção de carotes.


1. INTRODUÇÃO





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1. INTRODUÇÃO



1. A localização e o número de ensaios a realizar devem ser definidos de forma a minimizar os custos da operação e a maximizar a precisão dos resultados.

Quantos, e onde, devem ser realizados os ensaios ?

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maximizar a precisão dos resultados.

2. A localização dos ensaios deve ser tal que constitua uma amostra estatisticamente representativa.

3. O número de ensaios a realizar em cada ponto, deve ser definido em função do coeficiente de variação do método considerado.


1. INTRODUÇÃO





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1. INTRODUÇÃO



São obtidas empiricamente, com base nos resultados obtidos com a realização de ensaios in situ utilizando o método adoptado, em locais previamente seleccionados, e nos resultados obtidos com ensaios de carotes extraídas na vizinhança dos mesmos.

Como são obtidas as curvas de correlação ?

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As curvas de correlação fornecidas pelos fabricantes dos equipamentos podem ser utilizadas?

Apenas no caso de se pretender obter resultados qualitativos. Para quantificar a resistência à compressão do betão, têm de ser definidas pelo utilizador.


1. INTRODUÇÃO





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1. INTRODUÇÃO



Já foram referidas:

1. A vantagem de utilizar o detector de armaduras antes de extrair carotes para evitar danos; e

Quais as vantagens em combinar diferentes ensaios in situ ?

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extrair carotes para evitar danos; e

2. A vantagem de utilizar o esclerómetro para seleccionar zonas com betões de resistências diferentes para diminuir custos e danos.


1. INTRODUÇÃO



Quais as vantagens em combinar diferentes ensaios in situ ?

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3. A análise de variância ou a análise de regressão múltipla dos resultados obtidos isoladamente com dois métodos, aumenta a precisão da estimativa.


1. INTRODUÇÃO





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1. INTRODUÇÃO



Quais os principais pontos a reter desta apresentação ?

1. Deve-se minimizar os danos introduzidos na estrutura, através da utilização do detector de armaduras e da combinação do ensaio de carotes com métodos não

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combinação do ensaio de carotes com métodos não destrutivos;

2. Deve-se ter presente os factores que influenciam os resultados do método que se está a utilizar, evitando-os se possível, ou corrigindo os valores medidos, caso contrário;

3. Deve-se considerar locais estatisticamente representativos da estrutura e dos seus elementos resistentes;

4. Em cada ponto, deve-se realizar o número de leituras suficiente para obter a precisão pretendida;


1. INTRODUÇÃO



Quais os principais pontos a reter desta apresentação ?

5. Deve-se definir curvas de correlação, sempre que se pretenda obter uma estimativa quantitativa da resistência à compressão do betão;

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compressão do betão;

6. Deve-se procurar maximizar a precisão da estimativa da resistência à compressão do betão, através da combinação de resultados obtidos com diferentes técnicas.

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