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O controle da resistência de tubos de concreto por meio de ensaio não destrutivo

Publicado em 03/08/2018
Categoria(s): Material Hidráulico e Sistemas de Recalque
Tags: águas pluviais, ensaio de esclerometria, ensaio não destrutivo, esgoto sanitário, índice esclerométrico, resistência de tubos de concreto, Tubos de concreto

Resumo

Um dos principais critérios para a avaliação do desempenho mecânico dos tubos de concreto para águas pluviais e esgoto sanitário é a determinação de sua resistência durante o ensaio de compressão diametral que, segundo a norma brasileira, deve ser realizado numa amostra equivalente a 2% do lote. Assim, pode haver dúvidas quanto à representatividade da amostra em relação ao lote que está sendo julgado, bem como do critério de seleção dos tubos que serão ensaiados. Neste sentido, foi desenvolvido este estudo experimental de avaliação da viabilidade técnica de utilização do esclerômetro de Shcimidt para a avaliação da resistência de tubos de concreto para esgoto sanitário e águas pluviais. Foi possível encontrar uma boa correlação entre o valor obtido na resistência à tração da matriz utilizada na produção dos tubos de concreto e o valor do índice esclerométrico, quando este foi medido no corpo-de-prova cilíndrico. No entanto, a eficiência do teste caiu para a avaliação da carga de ruptura do tubo quando o ensaio de esclerometria foi realizado diretamente no componente. Isso ocorreu devido ao reduzido número de ensaios e ao fato do índice esclerométrico avaliar fundamentalmente a dureza superficial do concreto, ou seja, a qualidade da matriz, o que foi comprovado pela excelente correlação obtida entre o índice esclerométrico e o consumo de cimento utilizado na produção do tubo. Como o ensaio de esclerometria se trata de um ensaio não destrutivo, pode ser utilizado como uma importante ferramenta no controle da uniformidade de produção do lote, a um custo muito reduzido. Trabalhado em conjunto com o ensaio de compressão diametral, poderá fornecer uma maior confiabilidade a este que, por norma, utiliza um número reduzido de amostras.

Introdução

Atualmente, a utilização de tubos de concreto para obras de saneamento é parametrizada pela norma NBR 8890 (ABNT, 2007). Esta norma tem um forte enfoque de controle de aceitação, ou seja, é praticamente uma norma de desempenho de componente, que especifica requisitos e critérios para os tubos, que deverão ser empregados nas obras de drenagem ou coleta de esgoto.

Atualmente, alguns trabalhos têm sido desenvolvidos no sentido de melhorar o controle de produção desses tubos. Tal é o caso do trabalho desenvolvido por Monte et al. (2016) que foca a utilização de ensaios em corpos de prova reduzidos, denominado ensaio Barcelona, para qualificar o material como adequado para o comportamento estrutural esperado para o tubo. No entanto, muito fica implicitamente designado ao fabricante por fazer de modo a garantir a qualidade da produção dos tubos por metodologias baseadas na tentativa e erro, apesar das novas metodologias já propostas para projeto (de la Fuente et al., 2012).

Do ponto de vista de aceitação, um dos principais critérios para a avaliação do desempenho mecânico dos tubos de concreto para águas pluviais e esgoto sanitário, é a determinação de sua resistência durante o ensaio de compressão diametral como o especificado pela norma NBR 8890 (ABNT, 2007). Trata-se de um ensaio destrutivo e que é utilizado a partir da amostragem de um lote definido para julgamento quanto à aceitação.

De cada lote, composto por no máximo 100 peças, produzidas num período inferior a 15 dias e numerados sequencialmente, deve ser retirada uma amostra de dois tubos que serão submetidos ao ensaio de compressão diametral, ou seja, o volume da amostra retirada para a determinação do comportamento mecânico dos tubos é de apenas 2% do lote, o que é justificável pelo alto custo da realização do ensaio. No entanto, é inevitável que surjam dúvidas quanto à representatividade da amostra em relação ao lote que está sendo julgado, principalmente pelo fato de se utilizar de uma amostragem tão reduzida.

Neste ensaio faz-se a verificação das cargas de ruptura e de fissura, no caso dos tubos convencionalmente armados e das cargas de ruptura e da carga mínima isenta de dano, para o caso dos tubos reforçados com fibras de aço (FIGUEIREDO e CHAMA NETO, 2007). Quando um dos tubos não atende aos requisitos de desempenho mecânico no ensaio de compressão diametral, a norma prevê a retirada de uma nova amostra, composta de quatro tubos e, caso novamente qualquer um dos quatro tubos seja reprovado, o lote é finalmente rejeitado.

O problema é que a norma não define o critério para a seleção dos tubos que serão ensaiados, tanto na primeira amostragem quanto na segunda, de verificação de não conformidade. Assim, pode ocorrer de a escolha dos tubos orientar-se para aqueles que apresentarem o melhor ou pior aspecto visual, viciando a amostragem contra ou a favor da segurança, ou mesmo por aqueles que estiverem mais próximos da prensa para facilitar o trabalho. Isto demonstra que seria interessante utilizar-se de medidas que caracterizem o comportamento mecânico em uma amostra maior, que pudesse complementar o ensaio de compressão diametral, sem que houvesse um aumento expressivo nos custos de ensaio.

Neste sentido, foi desenvolvido um trabalho experimental abordando a avaliação de viabilidade técnica de utilização do esclerômetro de Schimidt, para a avaliação da resistência de tubos de concreto para esgoto sanitário e águas pluviais (FIGUEIREDO e CHAMA NETO, 2010). Este estudo foi dividido em três etapas básicas.

Na primeira etapa, procurou-se analisar a viabilidade de se correlacionar a resistência do concreto destinado à produção dos tubos através de ensaio não destrutivo com o uso de um esclerômetro de Schimidt. Esta propriedade é fundamental para o controle da qualidade e projeto dos tubos.

Numa segunda etapa, foi analisada a possibilidade de se correlacionar os resultados obtidos com o esclerômetro de Schimidt com os valores obtidos no ensaio de compressão diametral dos tubos, determinados segundo a norma brasileira NBR 8890:2007.

Numa terceira etapa, foi discutida a probabilidade de erro no processo de aceitação de tubos, pelo ponto de vista de comportamento estrutural.

Complementarmente ao ensaio de compressão diametral, a norma brasileira NBR 8890:2007 prevê a realização de outros ensaios, conforme descrito a seguir:

Posteriormente ao ensaio de compressão diametral, devem ser retiradas duas amostras da parte íntegra remanescente do tubo, sendo uma amostra na região da ponta e outra na região da bolsa, através de máquina extratora rotativa, para a realização do ensaio de determinação do índice de absorção.

Na sequência, o responsável pela aceitação do lote deve realizar inspeção visual em todas as peças que compõem o lote e verificar as condições de acabamento. Neste caso, verifica-se a presença de defeitos prejudiciais como, fissuras, bolhas, falhas de moldagem, retoques e quebras na ponta e bolsa do tubo. Apesar de haver verificação visual em 100% dos tubos, a exigência de conformidade neste requisito para que não se reprove todo o lote, é de conformidade em 70% da amostra, ou seja, não pode haver rejeição em mais de 30% do lote avaliado. Caso a rejeição seja inferior a 30% do lote, na inspeção visual, retira-se do lote apenas as peças que não atendem aos requisitos previstos em Norma.

Além de inspeção visual, no caso do uso de tubos com junta elástica, devem ser retirados outros dois tubos para a realização do ensaio de permeabilidade e estanqueidade da junta.

Autores: Pedro Jorge Chama Neto e Antônio Domingues de Figueiredo.