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Abstract:
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A necessidade de detecção de anomalias no concreto está cada vez mais ocorrente devido à preocupação com a durabilidade das estruturas de concreto. Não homogeneidades como nichos, vazios, delaminações, aberturas em estruturas de concreto podem prejudicar o comportamento estrutural dependendo da sua localização e dimensão. Com isto surge, a necessidade de se encontrar métodos capazes de detecção destas anomalias de forma simples e segura sem causar danos ao elemento estrutural. Neste contexto, métodos não destrutivos baseados em propagação e reflexão de ondas de tensão, atendem estes requisitos. Esta pesquisa estuda a utilização dos ensaios não destrutivos de ultra-som e eco-impacto na detecção e a estimativa da profundidade de fendas superficiais. Para tanto, foi conduzido um programa experimental com amostras de concreto confeccionadas em laboratório com fendas verticais e inclinadas de dimensões conhecidas, utilizando estes métodos não destrutivos. Diferentes modelos matemáticos apresentados na literatura foram aplicados na estimativa da profundidade das fendas com a utilização do ultra-som, buscando avaliar qual destes seria o mais indicado para as fendas investigadas. Dentre os modelos investigados com a utilização do ultrasom, o modelo eqüidistante e o modelo linear apresentaram o menor erro médio para as fendas verticais e inclinadas respectivamente, de aproximadamente 10 %. Com o eco-impacto por outro lado, apresentou um erro médio menor de 3%. A partir dos resultados obtidos nesta pesquisa, ambos os ensaios não destrutivos revelaram ser eficientes na estimativa da profundidade de fendas, sendo que o eco-impacto obteve uma melhor precisão que o ultra-som. The need of flaw detection in concrete structures has been an issue nowadays due to increased durability concerns of actual concrete members. Concrete flaws such as honeycombing, delaminations, surface opening cracks, internal cracks among others may impair the structural behavior of the concrete member depending upon their sizes and locations. It is necessary to use reliable methods to detect such flaws in a simple and secure way without causing any further damage to the concrete member. Non destructive acoustic methods based on the propagation and the reflection of stress waves in solids fulfill this requirement. This research studies the application of ultrasound and the impact-echo methods in the detection and estimation of depth of surface opening cracks. An experimental program was developed which included the test of flawed concrete specimens with vertical and inclined surface opening cracks using both NDT methods. Various mathematical models presented in the literature were applied to estimate the depth of vertical surface opening cracks using results from ultrasound measurements in order to evaluate which one of them would be more appropriated for the specimens studied. Among the models studied, the equidistant and the linear models showed the least error for the specimens with vertical and inclined cracks, respectively. An average error value of 10% was obtained. Time-offlight results from the impact-echo method, on the other hand, suggested an average error of only 3% of the actual crack depths. From the results obtained in this research, both NDT methods proved to be efficient in estimating the depth of surface opening cracks with the impact-echo being more accurate than the ultrasound. |
