Análise do comportamento de ondas ultrassônicas em elementos fissurados de concreto e argamassa

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2014.Nesta pesquisa realizou-se um estudo para a ampliação do uso da técnica de ultrassom, através da definição e aplicação de parâmetros obtidos pelo formato da onda que se propaga pelo material. Pesquisadores internacionais afirmam que parâmetros do formato da onda propagada são potencialmente mais sensíveis do que a análise convencional do ultrassom (via velocidade de pulso) para diversos tipos de danos avaliados. Através dos experimentos destes autores, foi possível definir parâmetros de análise obtidos pelo formato da onda de ultrassom: velocidade de grupo, amplitude máxima, energia (inicial, total e acumulada), magnitude e pico de frequência máxima, e frequência central. O programa experimental foi determinado para avaliar a eficiência destes parâmetros na investigação do estado de fissuração em estruturas de concreto e argamassa. Para isso, fez-se uma análise comparativa entre os resultados dos diversos parâmetros em placas de concreto e de argamassa, fissuradas e não fissuradas por retração plástica, e uma análise da evolução da fissuração ao longo de ensaio de flexão em vigas de concreto armado. Com base nos resultados obtidos, percebeu-se que nem todos os parâmetros mostraram-se adequados para as análises propostas. No entanto, alguns deles revelaram-se promissores na avalição de fissuras, independentemente de suas características. Dentre os parâmetros que manifestaram sensibilidade, em geral, os resultados obtidos foram mais eficientes do que os de velocidade de pulso, confirmando a hipótese de que o formato da onda ultrassônica pode trazer respostas importantes quanto ao comportamento fissurado dos materiais.<br>Abstract : This research, presents the possibility to enhance expanding ultrasound applications in concrete structures by applying using some waveform parameters other than the conventional ultrasound analysis (pulse velocity). According to international researchers, these waveform parameters are potentially more sensitive when damaged concrete is to be evaluated. Some of waveform parameters used by these researchers were: group velocity, maximum amplitude, (initial, total and cumulative) energy, magnitude and maximum frequency, and central frequency. The experimental program presented in this research was defined to evaluate the efficiency of these waveform parameters to evaluate the extent of cracking in concrete and mortar specimens. A comparative analysis was performed between several waveform parameters both in concrete and mortar slabs, subjected to plastic shrinkage cracking; and also in the development of flexural cracks in reinforced concrete beams. Based on the obtained results, it was noticed that not all the parameters were appropriate for the proposed analysis. However, some of them have revealed to be capable in the evaluation of cracking, regardless their characteristics. Among the parameters that presented overall sensibility, the results were more efficient than the pulse velocity, confirming the hypothesis that the ultrasonic waveform can bring important responses to the cracked behavior of the materials