No dia 28 de Junho, o colega, e primeiro autor, Diogo Azevedo apresentou o trabalho "Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas" no 3º Congresso Nacional sobre Segurança e Conservação de Pontes - ASCP2013; e cujos restantes autores foram Filipe Ribeiro, Adriano Carvalho, eu João Rio e Sandra Nunes. O artigo é fruto do trabalho desenvolvido no seio da unidade de investigação LABEST, para o projeto FCT PTDC/ECM/122446/2010 Betofibra - Betões de elevado desempenho reforçado com fibras em soluções inovadoras: concepção, caracterização e controlo de qualidade, link FCT, link FEUP, link LABEST. A apresentação e o artigo apresentam alguns resultados iniciais de vários ensaios por métodos não destrutivos (NDT) para avaliar a distribuição e orientação das fibras numa laje de BEDRF. Foram aplicadas as técnicas dos ultrassons, resistividade eléctrica e indutância elétrica e foi avaliado o desempenho de cada ensaio por si, assim como o seu desempenho relativamente aos restantes. Os resultados indicam preliminarmente que os três métodos de ensaio se mostraram sensíveis à distribuição e orientação das fibras com destaque para a indutância elétrica.

1. Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de
técnicas não destrutivas
D. Azevedo(1), F. Ribeiro(1), A. Carvalho(2), J. Rio(1), S. Nunes(1)
(1) – Universidade do Porto, LABEST - FEUP, Departamento de Engenharia Civil
(2) – Universidade do Porto, FEUP, Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

2. 2
Conteúdo:
1. BEDRF – Contextualização
2. Orientação das fibras através do próprio fluxo do material
3. NDT – Resistividade Elétrica; Velocidade de propagação de Ultra-
sons (UPV); Indutância Elétrica / Permeabilidade Magnética.
4. Ensaios destrutivos – DEWST - Influência da orientação das fibras
no comportamento à tração
5. Conclusões
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

3. 3
Betão de Elevado Desempenho Reforçado com Fibras (BEDRF)
Auto-
compactável
Reforçado
com Fibras
Elevado
desempenho
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas
1. Contextualização

4. 4
1. Contextualização
BEDRF
elevada resistência
mecânica
comportamento dúctil
baixa relação
água/cimento
grande densidade de
empacotamento
resistência à
penetração de agentes
agressivos
grande durabilidade
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

5. 5
2. Orientação das fibras através do próprio fluxo do material
Objetivo: Avaliar, através de 3 técnicas NDT, se o fluxo de betonagem
influencia a orientação das fibras
Provete: Laje com dimensões 1 x 0.5 x 0.025 [m3]
Betonagem do provete Grelha definida para os NDT
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

6. 6
3. Resistividade Elétrica ( r ):
Técnica dos 4 elétrodos (sonda de Wenner)
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas
C3
E2
B2
A1
0°
45°
90° 135°
Direções de medição com a sonda de Wenner

7. 7
Resultados médios da Resistividade Elétrica [kW.cm]:
• Significativa heterogeneidade espacial
• Valores significativamente superiores na extremidade direita
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

8. 8
direção 0º
Variação da Resistividade elétrica face à média local
direção 90º
• Resultados não permitem concluir claramente sobre a orientação das fibras.
• Ensaio bastante mais sensível à concentração das fibras do que à sua orientação.
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

9. 9
3. Velocidade de propagação de ultra-sons (UPV)
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas
Localização dos transdutores nas diferentes direções

10. 10
• Alguma heterogeneidade espacial
• Resultados mais elevados no centro e inferiores nas extremidades
Médias locais dos tempos de viagem (ms)
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

11. 11
• Tempos de viagem mais baixos do que a média local para a direção 0°
• Tempos de viagem mais altos que a média local para a direção 90º
• Confirma-se sensibilidade deste método para a orientação das fibras
Variação dos tempos de viagem em relação à média local:
direção 0º direção 90º
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

12. 12
3. Indutância elétrica ( L ) / Permeabilidade Magnética ( mr )
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

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Medição da Indutância Elétrica / Permeabilidade Magnética
Sonda constituída por:
- Núcleo de ferrite
- Bobina com elevado número de espiras
Fotografia do ensaio
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

14. 14
Permeabilidade Magnética segundo as direções 0º e 90º
• nítida variação espacial
• resultados medidos a 0°
superiores aos medidos a 90º
0º
90º
• Boa sensibilidade deste método
para a orientação das fibras
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

15. 15
4. Ensaios destrutivos - DEWST
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas
Provete cortado nos 18 elementos da grelha Ensaio DEWST

16. 16
Fotografias de algumas faces após corte do provete
Célula A3
• grande concentração de fibras
• segregação
Célula F3
• concentração de fibras
quase nula
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

17. 17
Resistividade vs Massa volúmica
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

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Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas
Permeabilidade Magnética vs Massa volúmica

19. 19
Double-Edge Wegde Splitting Test
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas

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Influência da orientação das fibras no comportamento à tração
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas
m=1.146/1.104
m=1.140/1.155
m=1.120/1.144
m (0º/90º)

21. 21
5. Conclusões:
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas
• Os NDT realizados permitiram identificar heterogeneidades ao longo da placa
• Identificou-se uma menor concentração de fibras na zona mais afastada da origem do
fluxo de betonagem
• No que respeita à orientação das fibras, o ensaio de indutância elétrica demonstrou ser o
mais sensível
• No que respeita à concentração das fibras ambos os NDT de Resistividade e Indutância
elétrica demonstraram ser sensíveis
• Com este estudo confirmou-se que é possível orientar as fibras na direção do fluxo de
betonagem
• Através do ensaio DEWST demonstrou-se que a orientação das fibras tem um papel
determinante no comportamento à tração do BEDRF

22. Este trabalho foi financiado por Fundos FEDER através do Programa Operacional Fatores de
Competitividade – COMPETE e por Fundos Nacionais através da FCT – Fundação para a Ciência
e a Tecnologia no âmbito do projeto PTDC/ECM/122446/2010 e do programa Ciência 2008.
Avaliação da orientação das fibras em BEDRF através de técnicas não destrutivas
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Agradecimentos: