Avaliação da homogeneidade e da resistência a compressão do concreto por meio de ensaios não destrutivos

Abstract

A resistência à compressão do concreto é uma das características mais importantes para o projeto e para a garantia da qualidade das estruturas. Os ensaios de compressão permitem realizar uma avaliação direta da resistência à compressão do concreto, quer seja em corpos de prova moldados ou extraídos de uma estrutura. Os ensaios não destrutivos possibilitam avaliar a homogeneidade do concreto na estrutura e fazer uma avaliação indireta da resistência à compressão em um maior número de pontos, com rapidez e significativa redução de custos. O objetivo geral deste trabalho é avaliar a homogeneidade e estimar a resistência à compressão de concretos de resistência normaL dosados em centraL por meio de ensaios de penetração de pino e de esclerometria, com auxilio de expressões de correlação obtidas por meio de análise de regressão e Redes Neurais Artificiais. Foi desenvolvido um programa experimental que abrangeu a realização de ensaios em condições de Iaboratório e de campo, para o qual foram considerados concretos dosados em centraL compostos por materiais utiIizados na cidade de Viçosa-MG e região. Foram realizados ensaios destrutivos de compressão e não destrutivos de penetração de pino, de esclerometria e de pulso uItra-sônico. Com base nos resultados obtidos nos ensaios foram desenvolvidos modelos de regressão para estimar a resistência à compressão do concreto. Além disso, foram elaboradas e treinadas Redes Neurais Artificiais (RNAs) com o propósito de melhorar o modelo para estimativa da resistência à compressão. Também foram realizados ensaios não destrutivos em obras, com o propósito de estimar a resistência à compressão dos concretos usando os modelos de regressão obtidos anteriormente e de avaliar a homogeneidade do concreto em alguns elementos estruturais. Em função dos resultados, pode-se afirmar que os modelos de regressão obtidos neste trabalho tornam possível estimar a resistência do concreto na estrutura com uma precisão aceitáveL a partir de resultados de ensaios não destrutivos. Os estudos de homogeneidade permitem identificar as zonas que potencialmente indicam uma menor resistência, orientando uma eventual extração de testemunhos para realização de ensaios destrutivos. Em resumo, o trabalho confirma a viabilidade e a importância de se avaliar a homogeneidade do concreto e estimar a resistência à compressão a partir de resultados de ensaios não destrutivos. A difusão do uso desses ensaios contribui com o ganho de produtividade e a melhoria da qualidade das obras em concreto.

The compressive strength of concrete is one of the most important features for design and to assure good quality of structures. Compression tests allow a direct evaluation of the compressive strength of concrete, either in precast test specimens or in samples extracted from an existing structure. Non- destructive tests (NDT) allow the prompt evaluation of the homogeneity of the concrete in the structure and the indirect assessment of the compressive strength in a larger number of points, at a reduced cost. The aim of this study is to evaluate the concrete homogeneity and estimate the compressive strength of normal concrete, mixed in concrete batching plant, through pin penetration tests and rebound hammer, aided by correlation equations obtained by regression analysis and Neural Networks. An experimental program was developed, which included the tests in laboratory and in field using concrete mixed in batch plant, with materials from the region of Vicosa-MG. Destructive compression tests and nondestructive penetration pin, rebound hammer and ultrasonic pulse tests were performed. Based on test results, regression models were developed to estimate the concrete compressive strength. Moreover, Artificial Neural Networks (ANN) were prepared and trained in order to improve the model for estimating the compressive strength. NDT were also performed in construction sites, to estimate the compressive strength of concrete using the regression models obtained previously and to assess the concrete homogeneity in some structural elements. The results show that the regression models obtained enable to estimate the concrete strength in the structure using the data originated from NDT with acceptable accuracy. The studies on homogeneity allow to identify regions in the concrete with potential lower resistance, guiding an eventual extraction of samples to perform destructive testing. In summary, the results confirm the feasibility and the importance of assessing the concrete homogeneity and estimating the compressive strength from NDT results. The widespread use of these tests contributes to increased productivity and improved quality of concrete constructions.