O concreto é o material mais utilizado na construção civil, estando presente desde construções de pequeno porte a grandes obras de infraestrutura. Devido a sua vasta aplicabilidade, as estruturas de concreto necessitam de constantes monitoramentos das suas propriedades a fim de garantir o seu desempenho e durabilidade. Nesse sentido, os ensaios não destrutivos são considerados uma alternativa promissora na avaliação dessas estruturas, pois permitem de maneira rápida e eficiente verificar a homogeneidade dos elementos de concreto, sem que sua aparência e desempenho sejam afetados. Dentre os métodos não destrutivos existentes, o ensaio de pulso ultrassônico vem se destacado bastante. Entre as principais aplicações desse método, está a avaliação da homogeneidade do material e a determinação das suas propriedades mecânicas por meio da velocidade do pulso. No entanto, as medidas de velocidades são sensíveis às mudanças das propriedades do meio, tornando o comportamento da onda mecânica complexo quando atravessam materiais heterogêneos, como o concreto. Diante disso, este trabalho tem como objetivo avaliar a heterogeneidade do concreto através da variação da velocidade do pulso ultrassônico, utilizando métodos numéricos. Para isso, foi avaliado como as principais propriedades do agregado graúdo influenciam nas medidas de velocidades pulso e no Coeficiente de Variação (CV). A partir dos resultados, foram desenvolvidas duas equações. A primeira equação pode ser utilizada para estimar a velocidade do pulso ultrassônico no concreto em função do volume dos agregados existentes na mistura. Já a segunda equação foi desenvolvida por meio do processo de Fitting (ajuste) dos dados buscando compreender o comportamento do CV. Com base nos resultados obtidos nas simulações numéricas foi verificado que a diferença entre a velocidade da partícula e do contínuo apresentou um impacto relevante nas medidas de velocidades do pulso assim como no CV, sendo esse parâmetro considerado o mais importante no estudo da heterogeneidade do concreto. Por fim, ambas as expressões desenvolvidas foram confrontadas com resultados experimentais na qual foi possível verificar a potencialidade de sua aplicação.

Concrete is the most used material in civil construction, being present from small constructions to large infrastructure works. Due to its wide applicability, concrete structures need constant monitoring of their properties in order to ensure their performance and durability. In this sense, non-destructive testing is considered a promising alternative in the evaluation of these structures, because it allows a quick and efficient way to verify the homogeneity of the concrete elements, without affecting their appearance and performance. Among the existing non-destructive methods, the ultrasonic pulse testing has been highlighted. Among the main applications of this method is the evaluation of material homogeneity and the determination of its mechanical properties by means of pulse velocity. However, velocity measurements are sensitive to changes in the properties of the medium, making the behavior of the mechanical wave complex when passing through heterogeneous materials, such as concrete. Therefore, this work aims to evaluate the heterogeneity of concrete through the variation of the velocity of the ultrasonic pulse, using numerical methods. For this, it was evaluated how the main properties of the coarse aggregate influence the measurements of pulse velocities and the Coefficient of Variation (CV). From the results, two equations were developed. The first equation can be used to estimate the ultrasonic pulse velocity in concrete as a function of the volume of aggregates in the mixture. The second equation was developed through the process of data fitting, seeking to understand the behavior of the VC. Based on the results obtained in the numerical simulations it was verified that the difference between the velocity of the particle and the continuum had a relevant impact on the pulse velocity measurements as well as on the CV, this parameter being considered the most important in the study of concrete heterogeneity. Finally, both developed expressions were compared with experimental results in which it was possible to verify the potentiality of their application.