Evaluation of the ultrasound test for estimating the depth of cracks in concrete
Abstract
The objective of this study is to evaluate the ultrasound test to estimate the depth of cracks in concrete, using a mathematical model from the literature, also to verify the depth with better results. Four concrete prisms were molded for each proposed crack depth (5 cm, 10 cm and 15 cm), simulated through zinc plates, placed during molding and removed before the concrete hardened. The results show that the test is sensitive to detect the presence of cracks in the concrete. The mathematical model used allowed to estimate the most depths of cracks; but the results are scattered and with a high margin of error for the depths of 5 cm and 15 cm, and for 10 cm presented better results.
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References
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS. (2009), “NBR 7211: Agregados para concreto - especificação” (Rio de Janeiro, Brasil: ABNT).
ABNT. (1996), “NM 58: Concreto endurecido - Determinação da velocidade de propagação de onda ultrassônica” (Rio de Janeiro, Brasil: ABNT).
ABNT. (2013), “NBR 8802: Concreto endurecido – Determinação da velocidade de propagação de onda ultrassônica” (Rio de Janeiro, Brasil: ABNT).
AGGELIS, D. G.; KORDATOS, E. Z.; SOULIOTI, D. V.; MATIKAS, T. E. (2010), “Combined use of thermography and ultrasound for the characterization of subsurface cracks in concrete”, Construction and Building Materials, V. 24, No. 10, pp. 1888-1897. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.04.014
BAGAVATHIAPPAN S.; LAHIRI B.; SARAVANAN T.; PHILIP J. (2013). “Infrared thermography for condition monitoring – A review”, Infrared Physics & Technology, V.60, No. 1, pp. 35-55. DOI: https://doi.org/10.1016/j.infrared.2013.03.006
BUNGEY, J. H.; MILLARD, S.G.; GRANTHAM, M. G. (2006), “Testing of concrete in structures” (Oxon, United Kingdom: Taylor & Francis), p. 353.
CONTROLS GROUP. (2017), “Catálogo técnico do medidor de pulso ultrassônico”. Disponível em: < http://www.controls-group.com/eng/concrete-testing-equipment/ultrasonic-pulse-velocity-tester.php >. Acesso em 06 de janeiro 2018.
DABOUS, S., YAGHI, S., ALKASS, S., MOSELHI, O. (2017), “Concrete bridge deck condition assessment using IR Thermography and Ground Penetrating Radar technologies”, Automation in Construction, V.74, pp. 340-354. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.04.006
HAIR, J. F.; BLACK, W. C.; BABIN, B. J.; ANDERSON, R. E.; TATHAM, R.L. (2009) “Análise Multivariada de Dados”. BOOKMAN, 6 ed. Porto Alegre, Brasil, p. 688.
IN, C.W.; ARNE, K.; KIM, J.Y.; KURTIS, K.E.; JACOBS, L.J. (2017), “Estimation of Crack Depth in Concrete Using Diffuse Ultrasound: Validation in Cracked Concrete Beams”, Journal of Nondestructive Evaluation, V.36, No.4. DOI: https://doi.org/10.1007/s10921-016-0382-4
LEE, F.W.; CHAI, H.K., LIM, K.S. (2016). “Assessment of Reinforced Concrete Surface Breaking Crack Using Rayleigh Wave Measurement”, SENSORS, V.3, No. 3, 337. DOI: https://dx.doi.org/10.3390/s16030337
LORENZI, A.; REGINATO, L. A.; LORENZI, L. S.; SILVA FILHO, L. C. P. (2016),“Emprego de ensaios não destrutivos para inspeção de estruturas de concreto”, Revista IMED, V.3, No. 3, pp. 3-13. DOI: https://doi.org/10.18256/2358-6508/rec-imed.v3n1p3-133
LORENZI, A.; REGINATO, L. A.; FAVERO, R. B.; CHIES, J.A.; CAETANO, L.F.; SILVA FILHO, L. C. P. (2013), “Tomografia Ultrassônica 3D para Avaliação de Estruturas de Concreto” Techne: Revista de Tecnologia da Construção (São Paulo), v. 198, p. 36-44, 2013. Disponível em: < http://techne17.pini.com.br/engenharia-civil/198/artigo296324-1.aspx >. Acesso em 18 de setembro 2018.
MARAN, A. P.; MENNA BARRETO, M. F. F.; ROHDEN, A. B.; DAL MOLIN, D. C. C.; MASUERO, J. R. (2015), “Análise da espessura do cobrimento de armadura em lajes com diferentes distanciamentos entre espaçadores e pontos de amarração”, Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, V.8, No. 5, pp. 625-643. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1983-41952015000500005
MENEZES, V. S.; FERRONATTO, D. N. L.; SANTOS, E. M.; FEITEIRA, J. F. S., “Estudo do comportamento da porosidade de pasta de cimento por ultrassom” in: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 60. Águas de Lindóia: IBRACON (Brasil), (2016). Disponível em:< http://www.metallum.com.br/60cbc/anais/PDF/06-048TT.pdf >. Acesso em 06 de janeiro 2018.
MOHAMAD, G.; CARMO, P. I. O.; OLIVEIRA, M. J. D.; TEMP, A. L. (2015), “Métodos combinados para avaliação da resistência de concretos”, REVISTA MATÉRIA, V.20, No. 1, pp. 83-99. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1517-707620150001.0011
PACHECO, J.; BILESKY, P.; MORAIS, T. R.; GRANDO, F.; HELENE, P., (2014) “Considerações sobre o Módulo de Elasticidade do concreto” in: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 56, Natal: IBRACON (Brasil), (2014). Disponível em:< http://www.phd.eng.br/wp-content/uploads/2014/06/269.pdf > . Acesso em 06 de janeiro 2018.
PINTO, R.C.A; MEDEIROS, ARTHUR; PADARATZ, I. J.; ANDRADE, P. B.(2010) “Use of Ultrasound to Estimate Depth of Surface Opening Cracks in Concrete Structures”, E-Journal of Nondestructive Testing and Ultrasonics, V.8, p. 1-11.
POSSANI, D.; RODRIGUES, D.; CORREIA, F.; MORAIS, D. (2017), “Ondas ultrassônicas: teoria e aplicações industriais em ensaios não-destrutivos”, Revista brasileira de física tecnológica aplicada, V.4, No. 1, p.16-33. DOI: http://dx.doi.org/10.3895/rbfta.v4n1.5073
REHMAN, S., IBRAHIM, Z., MEMON, S., JAMEEL, M. (2016), “Nondestructive test methods for concrete bridges: A review”, Construction and Building Materials, V.107, No. 15, pp. 58-86. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.12.0111
ROCHA, J. H. A.; PÓVOAS, Y. V. (2017), “A termografia infravermelha como um ensaio não destrutivo para a inspeção de pontes de concreto armado: Revisão do estado da arte”, Revista ALCONPAT, V.7, No. 3, p.200-2014. DOI: http://dx.doi.org/10.21041/ra.v7i3.223
SEHER, M.; IN, C.W.; KIM, J.Y.; KURTIS, K.E.; JACOBS, L.J. (2013), “Numerical and experimental study of crack depth measurement in concrete using diffuse ultrasound”, Journal of Nondestructive Evaluation, V.32, No. 1, p.81-92. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10921-012-0161-9
SILVA FILHO, L. C. P.; HELENE, P.R.L., “Análise de estruturas de concreto com problemas de resistência e fissuração” in.: ISAIA, Geraldo C. Concreto: Ciência e Tecnologia, 1Edição, São Paulo: Editora IBRACON (Brasil), (2011) pp. 1124-1174.
SOUZA, G. B., “Avaliação do método de propagação de onda ultrassônica na determinação da profundidade de fissura em concreto”, Dissertação de mestrado em engenharia civil, Universidade Católica de Pernambuco, (2016) p. 155.
TOMAZELI, A.; HELENE, P.R.L., (2017) “Diretrizes para a inspeção em estruturas de obras paralisadas”, Revista ESTRUTURA, 4 ed, p. 30-37. Disponível em: < http://abece.com.br/Revista_estrutura/Edicao4/files/assets/basic-html/page30.html >. Acesso em 20 de setembro 2018.
WOLF, J.; PIRSKAWETZ, S.; ZANG, A. (2015) “Detection of crack propagation in concrete with embedded ultrasonic sensors”. Engineering Fracture Mechanics, V.146, p. 161-171. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2015.07.058
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