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Como medir digitalmente o perfil da superfície do concreto (CSP)

Produtos de referência:

A aderência adequada de revestimentos e forros a superfícies de concreto requer uma limpeza apropriada e, com frequência, exige que o concreto seja desbastado para aumentar a área da superfície. A rugosidade, também conhecida como perfil da superfície, pode ser conferida ao concreto por meio de limpeza com jato abrasivo, gravação com ácido ou várias ferramentas elétricas de impacto/escarificação. A profundidade do perfil da superfície resultante pode influenciar a adesão e o desempenho do revestimento/forro. Os fabricantes de revestimentos/forros e/ou proprietários de instalações frequentemente especificam a limpeza e o desbaste da superfície do concreto antes da instalação do produto.

Tradicionalmente, o perfil da superfície (rugosidade) do concreto preparado tem sido avaliado visualmente usando lascas de perfil da superfície do concreto (CSP), como as descritas na Diretriz nº 310.2R, Seleção e especificação da preparação da superfície do concreto para selantes, revestimentos, sobreposições de polímeros e reparos no concreto, produzida pelo International Concrete Repair Institute (ICRI). Essa diretriz resume os recursos e as limitações dos vários métodos usados para preparar superfícies de concreto para a aplicação de revestimentos e reparos. As lascas são, sem dúvida, o método mais amplamente reconhecido e frequentemente especificado para avaliar a rugosidade do concreto; no entanto, esse método é qualitativo e requer algum julgamento por parte do inspetor individual.

Mais recentemente, opções digitais como o PosiTector SPG TS permitiram que os inspetores medissem o Perfil da Superfície do Concreto usando um método digital e quantitativo, de acordo com a norma ASTM D8271. Embora esse método tenha vantagens significativas, sua adoção era limitada anteriormente pela dificuldade de cruzar as referências entre o método CSP Chip (em que é informado o número do chip que mais se assemelha ao acabamento da superfície do concreto) e o método Digital Depth Micrometer (em que é informado o perfil em mils).

No entanto, em um artigo recente de Beamish e Corbett (2022)1, foi realizado um estudo para criar uma tabela de referência cruzada para que os dois métodos pudessem ser usados de forma intercambiável. Detalhes sobre o procedimento usado para criar essa tabela são apresentados no Apêndice A deste artigo.

Imagem de um gráfico de consulta que correlaciona os chips ICRI CSP (1-10) aos micrômetros de profundidade digital ASTM D8271 (em mils)

Uso de chips comparadores CSP para avaliar o perfil da superfície do concreto

As pastilhas ICRI estão disponíveis em um conjunto de 10 pastilhas com diferentes graus de rugosidade da superfície, indicativas dos diferentes métodos de preparação da superfície do concreto, como ataque ácido, esmerilhamento, jateamento, jateamento abrasivo e escarificação. Esses chips foram projetados como um comparador visual e tátil para identificar o grau de rugosidade da superfície. O usuário compara o concreto preparado com os cavacos CSP e informa o número do cavaco que mais se assemelha à superfície. Muitos trabalhos especificarão o tipo de preparação de superfície necessária.

Os chips ICRI CSP têm aproximadamente 16 polegadas quadradas (3,5" x 4,5") e foram projetados para reproduzir 10 perfis de superfície, conforme mostrado na Tabela 1.

Imagem de um gráfico que lista os ICRI CSP Chips (1-10) e sua representação aproximada dos métodos de preparação de superfície para concreto
Uma foto dos chips ICRI CSP (1-10) colocados lado a lado
Foto do produto PosiTector SPG TS Concrete Surface Profile Gage (Medidor de perfil de superfície de concreto)

Uma solução alternativa de medição digital para o perfil da superfície do concreto

ASTM D8271, Standard Test Method for the Direct Measurement of Surface Profile of Prepared Concrete (Método de teste para a medição direta do perfil da superfície do concreto preparado ) descreve um procedimento alternativo para a aquisição de medições diretamente do concreto preparado usando um micrômetro de profundidade eletrônico, como o PosiTector SPG TS. Esses instrumentos têm uma base plana e uma ponta acionada por mola que cai nos vales do perfil da superfície.

A base plana do medidor PosiTector SPG TS repousa sobre os picos mais altos e cada medição é a distância entre os picos locais mais altos e o vale específico no qual a ponta é projetada. Instrumentos desse tipo são ideais para medir até 6 mm de altura de perfil diretamente na superfície, sem a necessidade de réplica de massa ou a imprecisão dos comparadores visuais. Eles são ideais para medir o perfil da superfície do concreto que foi preparado por jateamento, escarificação, esmerilhamento, gravação com ácido e outros métodos preparatórios.

Correlação entre a medição direta e a avaliação visual de perfis de superfície de concreto

Ao contrário dos comparadores visuais qualitativos, o ASTM D8271 é quantitativo, mas ainda não está amplamente especificado. Foi realizado um estudo com réplicas rígidas, fundidas em epóxi, de sete dos dez chips ICRI CSP (CSP 1-7) e o método ASTM D8271 utilizando o micrômetro de profundidade digital PosiTector SPG TS.

A tabela de consulta mostrada abaixo permite que um especificador converta facilmente uma avaliação qualitativa (por exemplo, ICRI CSP 1-7) em uma faixa quantitativa para o perfil de superfície no concreto. Os intervalos são mostrados apenas para o CSP 1-7, pois somente esses foram estudados durante esta pesquisa e os valores são arredondados. As tolerâncias foram estabelecidas com base nos dados de desvio do site standard .

Imagem de uma tabela de consulta que correlaciona os chips ICRI CSP (1-7) aos micrômetros de profundidade digital ASTM D8271 (em mils)
Foto de um PosiTector SPG TS medindo o perfil da superfície do concreto em uma laje de concreto

Benefícios das medições quantitativas com o medidor de perfil de superfície de concreto PosiTector SPG TS

Diferentemente das avaliações visuais subjetivas, o medidor digital de perfil de superfície de concretoPosiTector SPG TS oferece uma análise quantitativa real no campo da medição de rugosidade. O PosiTector SPG , fácil de usar, oferece uma velocidade de medição rápida de mais de 50 leituras por minuto e memória integrada para manutenção de registros, revisão e compartilhamento com outros usuários para análise posterior.

Com um poderoso modo de estatísticas que exibe a média, o desvio standard e a profundidade mínima/máxima do perfil, o PosiTector SPG , de fabricação americana, é ideal para analisar grandes superfícies com rapidez e precisão. O alarme HiLo alerta de forma audível e visível quando as medições excedem os limites especificados pelo usuário. Com uma face de desgaste de alumina durável e ponta de sonda de carboneto de tungstênio, o PosiTector SPG foi construído para ter longa vida útil e precisão contínua.

Determinação da conformidade com as especificações do perfil da superfície do concreto

Para determinar a conformidade com as especificações do perfil da superfície do concreto, a AMPP Standard Practice SP21513, Procedure for Determining Conformance to Concrete Surface Profile Requirements (Procedimento para determinar a conformidade com os requisitos do perfil da superfície do concreto ), descreve onde fazer as medições e quantas medições devem ser feitas, além de fornecer orientações sobre como identificar áreas não conformes. Este site standard descreve um procedimento adequado para uso em laboratório e em campo para determinar a conformidade com o perfil de superfície especificado em substratos de concreto usando o Método 1: Micrômetro de profundidade, conforme descrito na norma ASTM D8271, e o Método 2: Fichas de perfil de superfície de concreto (CSP) (CSP 1-10), conforme descrito na Diretriz ICRI nº 310.2R.

Apêndice A: Resumo do projeto do experimento

O projeto do estudo foi inicialmente composto por metodologias escolhidas especificamente para permitir que os especificadores convertessem as técnicas qualitativas de avaliação do perfil da superfície em faixas quantitativas.

Medições de perfil de superfície do Perfil de Superfície de Concreto (CSP) 1-7 do ICRI usando um micrômetro de profundidade digital (ASTM D8271)

Os chips CSP do ICRI são feitos de um material de borracha cinza e maleável que é aceitável para a maioria das aplicações, mas foi problemático para esta pesquisa. A sonda do micrômetro digital de profundidade que seria usada para obter medições do perfil da superfície nesses chips CSP contém uma ponta de aço inoxidável, com mola e formato de cone de 60°, que penetraria na borracha maleável e geraria valores falsamente altos. Portanto, foram feitos moldes de silicone do CSP 1-7 e um epóxi preto foi fundido em cada molde, criando efetivamente réplicas exatas do CSP 1-7 em epóxi endurecido que não seria afetado pela sonda do micrômetro e pela pressão.

Depois que o epóxi estava totalmente curado, três sub-lotes de 15 leituras/cada foram obtidos nas réplicas do CSP 1-7 por 6 técnicos (independentemente) usando um micrômetro digital de profundidade (gage; Figura 6) PosiTector SPG TS com uma faixa de até 250 mils e armazenados na memória do gage para análise posterior.

Em todos os casos, as réplicas de massa epóxi (método indireto de medição) produziram uma altura de perfil de superfície maior do que o método de medição direta (ou seja, medições diretamente dos chips de CSP) e o standard desvio dos dados foi maior.

Resultados

A Tabela 2 contém os resultados; o Gráfico 2 ilustra os dados.

Leituras de peças fundidas em epóxi do ICRI CSP 1-7 usando o micrômetro de profundidade digital (ASTM D8271)

Imagem de um gráfico que relaciona as réplicas do ICRI CSP Chip (1-7) com a leitura média em mils com o standard desvio das médias, em mils
Imagem de um gráfico que relaciona as réplicas do ICRI CSP Chip (1-7) com a leitura média em mils com o standard desvio das médias, em mils

Conclusões

A aderência adequada de revestimentos e forros a superfícies de concreto requer uma limpeza apropriada e, com frequência, exige que o concreto seja desbastado para aumentar a área da superfície. A rugosidade, também conhecida como perfil da superfície, pode ser conferida ao concreto por meio de limpeza com jato abrasivo, gravação com ácido ou várias ferramentas elétricas de impacto/escarificação. A profundidade do perfil da superfície resultante pode influenciar a adesão e o desempenho do revestimento/forro. Os fabricantes de revestimentos/forros e/ou proprietários de instalações frequentemente especificam a limpeza e o desbaste da superfície do concreto antes da instalação do produto.

Os chips CSP produzidos pelo ICRI são, sem dúvida, o método mais reconhecido e especificado com mais frequência para avaliar a rugosidade do concreto; no entanto, esse método é qualitativo e requer algum julgamento. Os procedimentos descritos na ASTM D8271 são quantitativos, mas não estão amplamente especificados no momento em que este artigo foi escrito.

Esse estudo revelou que há diferenças entre fazer medições diretas de superfícies conhecidas (ou seja, os painéis ICRI CSP) e obter medições indiretas de um molde de massa epóxi dessas mesmas superfícies conhecidas. Portanto, é importante que o especificador indique qual método deve ser usado quando os métodos quantitativos forem invocados nos documentos do contrato (ASTM D8271).

A tabela de consulta permite que um especificador converta facilmente um método qualitativo em uma faixa quantitativa de perfil de superfície no concreto. Os intervalos são mostrados apenas para CSP 1-7, pois somente esses foram estudados durante esta pesquisa. Os valores são arredondados. Além disso, como a medição direta do concreto é viável, há pouco valor em gerar réplicas da superfície do concreto usando a massa epóxi (e posteriormente medi-la usando um micrômetro), a menos que se deseje um registro permanente da rugosidade do concreto.

Citação

1 Beamish M. & Corbett, W, Correlating Qualitative Surface Profile Assessment Methods to Quantitative Methodology on Prepared Concrete (Correlacionando métodos qualitativos de avaliação de perfil de superfície com metodologia quantitativa em concreto preparado). Conferência AMPP 2022, San Antonio, Texas.

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