Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência do acréscimo de 4% de bentonita sódica, da anisotropia inerente, produzida pela compactação, e do estado de tensões no comportamento hidráulico de um solo areno-argiloso encontrado na região Costeira Sul do estado do Rio Grande do Sul. Neste estudo, busca-se não somente viabilizar o emprego do referido solo como barreira mineral em obras de proteção ambiental, mas também verificar seu desempenho, quando misturado ao aditivo, perante as condições de fluxo de água experimentalmente impostas, antes e depois da fase de consolidação, nas direções normal e paralela aos planos de orientação preferencial das partículas e poros a elas associados. Com o escopo de atingir tais objetivos, executaram-se dois métodos de compactação (ensaios Mini e Proctor Normal) para a moldagem de corpos de prova com planos de orientação preferencial das partículas ou de compactação normais (θ = 90º) e paralelos (θ = 0º) à vertical. As amostras de solo e mistura foram compactadas na energia Proctor Normal e submetidas aos ensaios triaxiais de condutividade hidráulica, em permeâmetro de parede flexível à carga constante, e de consolidação. A técnica permitiu determinar a condutividade hidráulica dos materiais para vazões desenvolvidas preferencialmente nas direções normal e paralela aos planos de compactação dos corpos de prova. Os resultados demonstram que o acréscimo de 4% de bentonita sódica provoca uma redução da condutividade hidráulica do solo, que supera o valor mínimo exigido de 10-9 m/s em ambas as direções de fluxo, habilitando o emprego deste material para a aplicação prevista. Além disso, verifica-se que a compactação confere um comportamento hidráulico anisotrópico ao solo, no entanto, quando misturado ao aditivo no teor indicado, seu comportamento se modifica, tornando-se mais isotrópico. Os resultados ainda revelam que o efeito da tensão de confinamento sobre a diminuição da condutividade hidráulica do solo e da mistura se mostra significativo para ambas as modalidades experimentais. / This work proposes to evaluate the influence of the inherent anisotropy, promoted by compaction, and the confining pressure on the hydraulic behavior of a clayey sand from the south coastal region of Rio Grande do Sul state (Brazil), in pure condition and mixed with 4% sodium bentonite content. This study aims to make possible the use of this soil as mineral barrier in environmental protection works, as well as evaluating the hydraulic behavior of both materials (soil and mixture), before and after the consolidation stage, when developed water flow conditions in the perpendicular and parallel directions in relation to the compaction planes of the compacted samples. In order to achieve these objectives, was performed a Standard Proctor Test and an alternative compaction test (Mini-test), intending to get specimens with compaction planes in the perpendicular (θ= 90º) and parallel (θ = 0º) directions in relation to the vertical. The soil and mixture samples were compacted at Normal Proctor energy and subjected to the triaxial consolidation and hydraulic conductivity tests. The technique allowed to evaluate the hydraulic conductivity of the specimens for flow perpendicular and parallel to the directions of the compaction planes. The results indicate that the increase of 4% sodium bentonite content reduces the hydraulic conductivity of the soil in both flow directions, making it suitable for employment as protection system in sanitary landfills or in other similar applications. Furthermore, it is observed that compaction provides anisotropic hydraulic behavior to the soil, however, when it is mixed with 4% sodium bentonite content, its behavior changes, becoming more isotropic. The results also reveal that the effect of the confining pressure on the decrease in hydraulic conductivity of the soil and mixture is significant in both adopted experimental conditions.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caetano, Elenice Hass.pdf: 4149328 bytes, checksum: b6eb52279243079ec9a5d88b5028ae4c (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Clay minerals are hydrated silicates of Aluminum, Iron and Magnesium that has lamellar structure (phyllosilicates) composed by continuous SiO4 tetrahedral layers connected to bi and tri metals hydroxide octahedral layers. The layers are continuous and hexagonally ordered regarding to crystallographic axis a and b. The arrange of clays minerals determines the type of clay mineral as 1:1 or 2:1. The 2:1 clays minerals are divided in groups: Vermiculite, Mica, Chlorite, Saponite, Paligorskita and the Smectite group. Among the Smetectite group stands out the Bentonite, the most abundant clay mineral and that shows 2:1 phyllosilicates structure composed by two silicate tetrahedral layers and one alumina octahedral layers, both connected by oxygen atoms in common. The great technological interest in these clay results of the high cation exchange capacity, swelling by water and low size of crystals. Such properties favor the clays modification to discovery new applications. Thus, the clays minerals are an essential step for the discovery of technological applications as well as the fundamental properties of clays. In this work, were characterized four samples of clays through of X-Ray Diffraction, X-Ray Fluorescence Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, 27Al NMR-MAS and Field Emission Scanning Electron Microscopy. The obtained results indicate the predominance of Smectite phase in clays due to high swelling capacity and cation exchange observed. The predominance of Smectite phase was confirmed by XRD, XRF and FTIR, which also indicates the presence of quartz and other minerals. Were also evaluated the presence of organic compounds in the interlayer space of modified clays and was noted that have not changes in their crystalline structures, based on FTIR and 27Al NMR-MAS results. The SEM-FEG micrography confirms the irregularity of cluster size, according to expect to bentonite clays. The performed characterizations for these clays minerals determine its elementary composition and makes possible distinguish the four samples according to its place of origin by the amount of impurities, as well as the prevalence of smectite phase. The characterization analysis were used to quantification of fundamental properties and to evaluated the organic compounds presence in interlayer space through of delocalization of the most intense peak in 2θ angle. The obtained results are useful for the benefit of industrial areas such as pharmaceutical, food, environmental and others, once the mineral clays properties can be improved when properly identified and quantized. / Argilas são materiais naturais, terrosos, considerados finos grãos que contém partículas com diâmetro inferior a 2 μm e, quando umedecidos com água, apresentam plasticidade. São constituídas essencialmente por argilominerais (filossilicatos) e por matéria orgânica, sais solúveis, minerais como calcita, pirita, gibsita, quartzo entre outras impurezas. Bentonita, conhecida como o argilomineral mais abundante do grupo da esmectita, pertence ao grupo dos filossilicatos 2:1, sua estrutura cristalina é constituída por duas folhas tetraédricas de sílica com uma folha central octaédrica de alumina, ambas unidas por átomos de oxigênio em comum. O grande interesse tecnológico nessa argila está ligado à sua alta capacidade de troca catiônica, intumescimento pela água e às pequenas dimensões dos cristais, cujos fatores favorecem a modificação das argilas para a descoberta de novas aplicações. Para tanto, a caracterização da argila é uma etapa primordial para aplicações tecnológicas bem como suas propriedades fundamentais como alta adsortividade, alta capacidade de troca catiônica, capacidade de inchamento e alta propriedade de barreira. No presente trabalho, foram caracterizadas quatro amostras de argilas Bentonítas de diferentes procedências, sendo duas na sua forma pura e duas organofílicas pelas respectivas técnicas: difração de raios X, fluorescência de raios X, Espectroscopia Vibracional de Absorção na Região do Infravermelho, Ressonância Magnética Nuclear do estado sólido - 27Al RMN-MAS, Microscopia Eletrônica de Varredura com Efeito de Campo. Os resultados obtidos indicaram a predominância da fase esmectita evidenciada pela alta capacidade de inchamento e alta capacidade de troca catiônica. Além disso, os resultados de DRX, FRX e FTIR também evidenciaram a predominância da fase esmectita, bem como a presença de quartzo e outros minerais. Também foi possível avaliar a presença de compostos orgânicos no espaço interlamelar das argilas organofílicas e notou-se que não houve alterações em suas estruturas cristalinas, informações estas corroboradas pelas técnicas de FTIR e 27Al RMN-MAS. As micrografias obtidas por MEV-FEG puderam confirmar a irregularidade de tamanho dos aglomerados de partículas típico de bentonitas. As Caracterizações obtidas para as argilas determinaram sua composição elementar, sendo possível distinguir argilas de diferentes procedências pela quantidade de impurezas, bem como a predominância da fase esmectita. Além disso, por meio da caracterização também foi possível determinar a quantificação de suas propriedades fundamentais, e também confirmar a presença de composto orgânico no espaço interlamelar por meio do deslocamento do pico de maior intensidade do ângulo 2θ. Essas caracterizações podem ser utilizadas em benefício das áreas industriais, como farmacêutica, alimentícia, ambientais entre outras, podendo ser aprimoradas as propriedades quando bem identificadas e quantizadas.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-02-27T20:08:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OrganofilizacaoMgbentonitaBacia.pdf: 1714772 bytes, checksum: 7c5e0ddc8cbfadef0297db3dc0a9b7f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-03-02T16:00:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OrganofilizacaoMgbentonitaBacia.pdf: 1714772 bytes, checksum: 7c5e0ddc8cbfadef0297db3dc0a9b7f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-02T16:00:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OrganofilizacaoMgbentonitaBacia.pdf: 1714772 bytes, checksum: 7c5e0ddc8cbfadef0297db3dc0a9b7f7 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bentonitas são argilas que tem como seu principal constituinte argilominerais do grupo da esmectita, predominantemente montmorillonita. De acordo com o cátion predominante no espaço intercamada da esmectita, a bentonita pode ser classificada como sódica, cálcica ou magnesiana. Essas argilas possuem vasta aplicação industrial, como fluidos de perfuração, pelotização, moldes de fundição, dentre outros. Para algumas aplicações mais específicas e que agregam maior valor ao produto final, como na síntese de nanocompósitos polímero/argila, faz-se necessário à intercalação de íons orgânicos na intercamada do argilomineral. No Brasil, a produção industrial de argilas organofílicas é pequena e voltada para os mercados de tintas, graxas e resinas de poliéster. Empresas do setor de bentonitas, que ainda não estão produzindo esse tipo de material, vêm mostrando crescente interesse nesta aplicação. Dentro desse contexto, este trabalho buscou avaliar o potencial da Bentonita Formosa, uma Mg-bentonita recentemente descrita e relativamente abundante no nordeste do Brasil, na produção de argilas organofílicas e sua aplicação em síntese de nanocompósitos polímero/argila. Para isso, foram realizadas sínteses variando a concentração dos íons surfactantes hexadeciltrimetilamônio (HDTMA+) e dodeciltrimetilamônio (DTMA+) em 0,7, 1,0 e 1,5 vezes o valor de CEC, com tempo de reação de 12 horas e variação de temperatura de 25 ºC e 80 ºC. A Mg-Bentonita in natura e ativada com carbonato de sódio foi utilizada como material de partida. Tanto o material de partida como as argilas organofílicas obtidas foram caracterizadas por DRX, DTA/TG e IV. As argilas que apresentaram melhores resultados de intercalação foram utilizadas nas proporções de 1%, 3% e 10% para a síntese de nanocompósitos poli(metacrilato de metila) (PMMA)/argila. As análises de DRX confirmaram a intercalação dos íons orgânicos no espaço intercamada da Mg-esmectita com e sem ativação. Com os resultados de IV foi possível observar que a razão de confôrmeros gauche/trans diminui com o aumento do espaçamento basal. Os resultados de DTA/TG confirmaram a estabilidade térmica das argilas organofílicas à temperatura máxima de 200 °C, o que possibilita a utilização desse material em síntese de nanocompósitos polímero/argila obtidos por processo de fusão. A análise de DRX confirmou a intercalação do PMMA no espaço intercamada da Mg-esmectita em todos os nanocompósitos produzidos. Com as análises de DSC foi possível observar o aumento da temperatura de transição vítrea para todos os nanocompósitos, quando comparados com PMMA puro. Com isso, é possível concluir que a Mg-Bentonita pode ser intercalada com íons alquilamônio, sem a necessidade prévia de ativação sódica, formando argilas organofílicas, assim como sua utilização em síntese de nanocompósitos. Essa possibilidade de utilização da Mg-bentonita in natura pode representar uma importante diferença em termos de custos de processo, na comparação com as bentonitas cálcicas existentes no Brasil, ou mesmo as importadas, que precisam ser ativadas durante o beneficiamento. Finalmente, acredita-se que a pesquisa deve avançar com a avaliação das propriedades mecânicas dos nanocompósitos produzidos neste trabalho, visando as diferentes possibilidades de aplicações desses materiais. / Bentonites are clays whose main constituent is a clay mineral of the smectite group, mainly montmorillonite. According to the predominant cation that occupies the interlayer space of the smectite, they can be classified as sodium-, calcium- or magnesian-bentonites. Such clays have wide industrial applications, such as: drilling fluids, pelletizing, foundry molds, among others. For some specific applications that add greater value to the final product, as in the synthesis of polymer/clay nanocomposites, it is necessary to intercalate organic ions in the interlayer of the clay mineral. In Brazil, industrial production of organoclays is small and geared towards the markets of paints, greases and polyester resins. Most companies that exploit bentonites for the traditional uses and do not produce this type of material are showing increasing interest in this new kind of application. In this context, this study aimed to evaluate the potential of the Formosa Bentonite in the production of organoclays and its application in the synthesis of polymer/clay nanocomposites. Formosa is a Mg-bentonite recently described and relatively abundant in northeastern Brazil. For this purpose, synthesis experiments were carried out by varying the concentration of two surfactants: hexadecyltrimethylammonium ions (HDTMA+) and dodecyltrimethylammonium (DTMA+), in the concentrations 0.7, 1.0 and 1.5 times the value of CEC, with reaction time of 12 hours and temperature variation of 25 ºC and 80 ºC. The Mg-bentonite was used as starting material both in natura and activated with sodium carbonate. Both the starting material and the organoclays obtained were characterized by XRD, DTA/TG and FTIR. The clays that exhibited better intercalation results were used in the proportions of 1%, 3% and 10% for further synthesis of the polymer (PMMA)/clay nanocomposites. The XRD results confirmed the intercalation of organic ions in the interlayer space of the Mg-smectite, for both in natura and activated samples. According to FTIR results, it was observed that the ratio of gauche/trans conformers decreases with the increasing of basal spacing. The results of DTA/TG confirm the thermal stability of organoclays at a maximum temperature of 200 °C, allowing the use of such material in the synthesis of polymer/clay nanocomposites obtained by the fusion process. XRD patterns confirmed the intercalation of PMMA in the interlayer space of the Mgsmectite for all nanocomposites produced. With the DSC analysis, it was possible to observe the increase in glass transition temperature for all nanocomposites in comparison with pure PMMA. Thus, it is possible to conclude that the Mg-bentonite can be intercalated with alkylammonium ions, without previous sodium activation, forming organoclays, as well as their use in the synthesis of nanocomposites. This possibility of using natural (non-activated) Mg-bentonite may represent an important difference in terms of process costs, in comparison with existing Ca-bentonites in Brazil, or even the imported, that need to be activated during beneficiation. Finally, one believes that the research should proceed with the evaluation of mechanical properties of the nanocomposites produced in this work, aiming future possibilities of application for such materials.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo Vanessa Mais do Amaral.pdf: 96205 bytes, checksum: 79515eecc52116cd10d77e7e7c8fc625 (MD5) Previous issue date: 2012-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The study of the packing of the green sand molds has become increasingly important over the recent years due to the demand for castings of greater dimensional accuracy. Another reason is the growth of products with complex geometry, increasing the need for molds with higher degree of compression across the model profile. In this work, the packing was quantified by measuring the resistance (N / cm ²) of molds, made with different molding technologies. The resistance values of molds manufactured in a high pressure, without air flow molding machine and a jolt squeeze molding machine were compared, using a model of the same geometry. Another experiment tried to quantify the impact of the compaction parameters such as pressure, time of compression and time of air flow, over the resistance measured on a mold made in an air flow squeeze molding machine. Another goal was to measure the influence of molding sand on the packing, through the flowability tests TNO and Orlov. It has been found that castings made on the high pressure machine without air flow, have greater resistance on regions of easy compression, but complex geometry models tend to be more likely to porosities in the mold when compared to jolt squeeze machines. It was also observed that the pre-compression by air flow increases the packing in the most critical regions of the mold. Regarding the method TNO, it is possible to verify that the flowability decreases with increasing compactability of the molding sand, but has no correlation with the variations in the bentonite level. When it comes to the Orlov flowability, it is reduced when it is applyed mixtures with high compactibility, high levels of natural sodium bentonite, finer sand and longer mixing time. / O estudo do adensamento dos moldes em areia a verde tornou-se cada vez mais importante ao longo dos últimos anos em função da procura por peças fundidas de menor variação dimensional. Outro motivo é o crescimento de produtos com geometria complexa aumentando a necessidade de obter moldes com alto grau de compactação em todo o perfil do modelo. Neste trabalho, o adensamento foi quantificado através de medições da resistência (N/cm²) dos moldes confeccionados em diferentes tecnologias de moldagem. Foram confrontados os valores de resistência dos moldes confeccionados em uma máquina de alta pressão sem fluxo de ar e uma máquina de vibração compressão utilizando um modelo de mesma geometria. Outro experimento procurou quantificar o impacto dos parâmetros de compactação como a pressão, tempo de compressão e o tempo de fluxo de ar sobre a resistência medida em moldes confeccionados em uma máquina de alta pressão com fluxo de ar. Objetivou-se também medir a influência da areia de moldagem sobre o adensamento através dos ensaios de fluxibilidade TNO e Orlov. Verificou-se que os moldes confeccionados na máquina de alta pressão sem fluxo de ar possuem maior resistência nas regiões de fácil compactação, mas que em modelos de geometria complexa tendem a apresentar maior tendência às porosidades no molde quando comparado às máquinas de vibração - compressão. Observou-se também que a pré-compactação por fluxo de ar aumenta significativamente o adensamento nas regiões mais críticas do molde. Com relação ao método TNO, é possível verificar que a fluxibilidade diminui com o aumento da compactabilidade da areia de moldagem, mas não possui correlação com as variações no teor de bentonita. Porém a fluxibilidade Orlov é reduzida quando se aplica misturas contendo alta compactabilidade, alto teor de bentonita sódica natural, areias mais finas e maior tempo de mistura.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-02-05T23:04:43Z No. of bitstreams: 1 JacquelineFerreiraSantosMarques_DISSERT.pdf: 3556359 bytes, checksum: 513ccd80d1faa0aa4ab0703236b85dc4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-02-16T22:34:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JacquelineFerreiraSantosMarques_DISSERT.pdf: 3556359 bytes, checksum: 513ccd80d1faa0aa4ab0703236b85dc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T22:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JacquelineFerreiraSantosMarques_DISSERT.pdf: 3556359 bytes, checksum: 513ccd80d1faa0aa4ab0703236b85dc4 (MD5) Previous issue date: 2015-02-09 / A cimenta??o ? uma das opera??es mais importantes executadas entre as fases de perfura??o de um po?o. Quando essa cimenta??o n?o ? bem realizada, h? o risco de ocorrer falhas e fraturas, tanto na forma??o quanto no pr?prio cimento. Quando os reservat?rios possuem uma baixa profundidade, eles tendem a fraturar mais facilmente, devido ao seu baixo gradiente de fratura, por isso, a densidade da pasta de cimento ? de suma import?ncia para equil?brio das press?es, evitando problemas de fraturas. ? ela que vai garantir a estabilidade das press?es atuantes entre o po?o e a forma??o. Tendo em vista que s?o necess?rias pastas mais leves para promover o isolamento, sem que haja esse faturamento, ? necess?rio formular sistemas cimentantes que reduzam a press?o hidrost?tica da coluna de cimento. Para isso, s?o adicionados, ?s pastas, materiais com fun??es de reduzir a densidade. Portanto, este trabalho teve como objetivo otimizar formula??es de pastas de cimento de baixa densidade, contendo bentonita para aplica??o em po?os rasos e com baixo gradiente de fratura, como tamb?m comparar a efici?ncia do aditivo estendedor bentonita adicionado a estas pastas, atrav?s da varia??o das densidades e concentra??es e observa??o do comportamento das propriedades reol?gicas, estabilidade e resist?ncia ? compress?o. As pastas foram formuladas com os seguintes valores de densidades: 12,0 lb/gal; 12,5 lb/gal; 13,0 lb/gal e 13,5 lb/gal, com diferentes concentra??es de bentonita (1,0; 2,0; 3,0 e 4,0 %) para cada composi??o. Os resultados obtidos atrav?s dos testes reol?gicos mostraram que o incremento da concentra??o de bentonita proporcionou o aumento das part?culas dispersas no meio, provocando o aumento dos par?metros reol?gicos para todas as densidades. Nos testes de estabilidade os melhores resultados obtidos foram para densidades mais elevadas, se tornando mais est?veis com concentra??es a partir de 3 %, n?o apresentando rebaixamento. Nos testes de resist?ncia ? compress?o, a pasta com densidade de 13,5 lb/gal com concentra??o de 4,0% de bentonita obteve uma maior resist?ncia mec?nica, por?m, muito viscosa, o que pode ser dificultoso para o bombeamento. Atrav?s das caracteriza??es de difra??o de raios-X (DRX) da bentonita pura foi observado a presen?a das fases montmonrilonita e quartzo, caracter?sticos dessa argila. No DRX das pastas de cimento de 13,5 lb/gal foi observado que houve a presen?a de Etringita, portlandita, silicato de c?lcio e quartzo. Observou-se tamb?m que nas imagens obtidas por microscopia eletr?nica de varredura (MEV) a pasta de 13,5 lb/gal com 4 % de bentonita mostrou notoriamente a presen?a de agulhas de etringita, como tamb?m as fases de portlandita e silicato de c?lcio, produtos da hidrata??o do cimento. Por fim, pode-se considerar que as pastas que obtiveram melhores resultados, s?o as pastas com densidade de 13,5 lb/gal, com concentra??es de 2,0 % e 3,0 %, por serem mais est?veis e resistentes mecanicamente, comparadas com as demais com densidades menores. / The cementing is one of the most important operations executed between the stages of drilling a oil well. When the cementation isn?t well performed, there?s the risk of to occur failures and fractures, both in formation as in the cement itself. When the reservoirs have low depth, they tend to fracture more easily, due to his low gradient of fracture, therefore, the density of the cement slurry is of utmost importance to balance the pressures, avoiding fractures problems. It?ll ensure the stability of the pressures acting between the oil well and the formation. Having in mind that are necessary paste more lightweight to promote the insulation, without there being this billing, is necessary to formulate cementing systems to reduce the hydrostatic pressure of the cement column. Thereunto, are added to folders, materials with functions to reduce the density. Therefore, this study had as objective formulations optimize of a cement slurry of low density containing bentonite for application in shallow oil wells and with low gradient of fracture, as well as to compare the efficiency of the bentonite extender additive added to these pastes, by of variations of the density and concentrations and observing of behavior of the rheological properties, stability and resistance to compression. The pastes were formulated with the follows density values: 12,0 lb/gal; 12,5 lb/gal; 13,0 lb/gal to 13,5 lb/gal with different concentrations of bentonite (1,0; 2,0; 3,0 and 4,0 %) for each composition. The results obtained through the rheological tests showed that the increase in the bentonite concentration afforded the increase in particles dispersed in the middle, leading to an increased of rheological parameters for all densities. In the stability tests the best results were obtained at higher densities, becoming more stable with concentrations from 3 %, showing no relegation. In the compressive strength tests, the paste with a density of 13,5 lb/gal with concentration of 4,0 % of bentonite got a higher mechanical strength, but very viscous, which may hinder the pumping. Through the characterization of X-ray diffraction (XRD) of pure bentonite was observed the presence of montmonrilonita and quartz phases which are typical of clay. The XRD of the cement pastes of 13,5 lb/gal was observed that there was the presence of etringite, portlandite, calcium silicate and quartz. It was also observed that the images obtained by scanning electron microscopy (SEM) the paste of 13,5 lb/gal with 4 % bentonite showed notoriously the presence of ettringite needles, as well as the steps of portlandite and calcium silicate cement hydration products. Finally, it can be considered that the paste have worked best, are the pastes with a density of 13,5 lb/gal, with concentrations of 2,0 % and 3,0 %, because they are more stable and mechanically strong, compared with the other with lower densities.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JuliaCLT_DISSERT.pdf: 2162032 bytes, checksum: 7f341c00df066e306597bec708b72f71 (MD5) Previous issue date: 2013-08-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The increasing demand for asphalt leads to the development of techniques that can improve the quality of products and increase the useful working life of pavements. Consequently, there is a growing application of asphalt emulsions, which are produced from a mixture of petroleum asphalt cement (CAP) with an aqueous phase. The main advantage of asphalt emulsions is its cold application, reducing energy costs. Conventional emulsions are obtained using asphalt, water, solvent, and additives. The modified asphalt emulsion is developed by adding a modifying agent to conventional emulsions. These modifiers can be natural fibers, waste polymers, nanomaterials. In this work modified asphalt emulsion were obtained using organoclays. First, it was prepared a conventional asphalt emulsion with the following mass proportion: 50% of 50/70 penetration grade CAP, 0.6% of additives and 3% of emulsifier, 20% of solvent and 26.4% of water. It was used bentonite and vermiculite (1% and 4%) to obtain the modified asphalt emulsion. Bentonite and vermiculite were added in its raw state and as an organoclay form and as an organoclay-acid form, resulting in 26 experimental runs. The methodology described by Qian et al. (2011), with modifications, was used to obtain the organoclay and the organoclay-acid form. infrared spectroscopy (IR)) were used to characterize the clays and nanoclays. The emulsions were prepared in a colloidal mill, using 30 minutes and 1 hour as mixing time. After, the emulsions were characterized. The following tests were performed, in accordance with the Brazilian specifications (DNER- 369/97): sieve analysis, Saybolt Furol viscosity, pH determination, density, settlement and storage stability, residue by evaporation, and penetration of residue. Finally, it can be concluded that the use of nanoclays as asphalt modifiers represent a viable alternative to the road paving industry / Com o aumento da demanda por asfaltos, faz-se necess?rio o desenvolvimento de t?cnicas que melhorem a qualidade e aumentem o tempo de vida ?til dos pavimentos. Com isso, cresce a aplica??o das emuls?es asf?lticas, que s?o produzidas a partir de uma mistura de Cimento Asf?ltico de Petr?leo (CAP) e uma fase aquosa, tendo como principal vantagem a redu??o de custos energ?ticos devido a sua aplica??o ser a frio. Neste trabalho foram obtidas emuls?es asf?lticas convencionais e modificadas. Para a obten??o de emuls?es asf?lticas convencionais foram utilizados os seguintes constituintes: asfalto, ?gua, solvente e aditivos. As emuls?es asf?lticas modificadas foram desenvolvidas a partir da adi??o de um agente modificante ?s emuls?es asf?lticas convencionais. Os agentes modificantes utilizados foram a bentonita e a vermiculita natural e modificadas com tensoativos. Primeiramente, preparou-se uma emuls?o asf?ltica convencional nas seguintes propor??es: 50% de CAP 50/70, 0,6% de aditivos e 3% de emulsificante em rela??o ? quantidade de asfalto, 20% de solvente e 26,4% de ?gua. Para a obten??o da emuls?o asf?ltica modificada, foi utilizada a bentonita e vermiculita como agente modificador em propor??es de 1% e 4 %. Os constituintes foram adicionados ao moinho coloidal por per?odos de 30 e 60 minutos. Foram realizados 26 ensaios, onde a bentonita e vermiculita foram adicionadas na sua forma natural, na forma organof?lica e na forma organof?lica em meio ?cido. Para a obten??o da argila organof?lica e organof?lica em meio ?cido utilizou-se o m?todo de Qian et al. (2011), com adapta??es. Para caracteriza??o das argilas e nanoargilas utilizou-se a t?cnica de espectroscopia no infravermelho (IV). Ap?s o per?odo de emulsifica??o, foram realizados os ensaios para caracteriza??o da emuls?o obtida. Os seguintes ensaios foram realizados, de acordo com as especifica??es t?cnicas (DNER-EM 369/97): peneiramento, viscosidade Saybolt Furol, pH, densidade, sedimenta??o, res?duo por evapora??o e penetra??o. Por fim, pode-se concluir que as emuls?es asf?lticas modificadas com nanoargilas apresentam-se como uma alternativa para o setor de pavimenta??o

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-02T11:57:41Z No. of bitstreams: 1 MarcellaJordannaSilvaMontorilAraujo_DISSERT.pdf: 3443985 bytes, checksum: 367c6ae398c4c1ef8054fbb595d56752 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-02-06T20:29:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarcellaJordannaSilvaMontorilAraujo_DISSERT.pdf: 3443985 bytes, checksum: 367c6ae398c4c1ef8054fbb595d56752 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T20:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcellaJordannaSilvaMontorilAraujo_DISSERT.pdf: 3443985 bytes, checksum: 367c6ae398c4c1ef8054fbb595d56752 (MD5) Previous issue date: 2016-07-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A ind?stria t?xtil gera um grande volume de efluentes que, muitas vezes, s?o descartados no meio ambiente sem estarem devidamente tratados. Esses efluentes s?o formados de mol?culas org?nicas e caracterizam-se por apresentar cor, que alteram as propriedades da ?gua deixando-a impr?pria para o consumo. Para o tratamento desses efluentes, a utiliza??o de processos catal?ticos heterog?neos de custo baixo pode ser vantajoso. As argilas v?m sendo bastante estudadas como suportes catal?ticos em raz?o de sua abund?ncia na crosta terrestre e seu baixo custo. Portanto, neste trabalho as argilas vermiculita e bentonita foram usadas como suporte para o catalisador oxihidr?xido de ni?bio e pelo m?todo de deposi??o-precipita??o foram obtidos comp?sitos formados por esses materiais. Os comp?sitos Nb/argila foram caracterizados e as principais t?cnicas mostraram que ocorreu uma modifica??o em cada argila. Os resultados de difratrometria de raios X (DRX) indicaram que ocorreu uma diminui??o da intensidade da reflex?o e um deslocamento do pico principal de ambas as argilas quando o oxihidr?xido de ni?bio ? adicionado na estrutura. As an?lises de espectroscopia na regi?o do infravermelho mostram bandas de adsor??o de ambos os materiais nos comp?sitos Nb/argila, dando a indicativa de que o comp?sito foi realmente formado. As imagens de microscopia eletr?nica de varredura tamb?m confirmaram essa modifica??o de estrutura. Foram realizados testes de oxida??o e oxida??o fotocatal?tica com os comp?sitos obtidos e o teste de oxida??o fotocatal?tica foi o que apresentou melhores resultados, pois o comp?sito de vermiculita (Nb/V0) apresentou uma maior atividade fotocatal?tica removendo 98% da cor do corante alaranjado de metila em 90 minutos de rea??o enquanto que o material comp?sito de bentonita (Nb/B0) removeu apenas 63% durante o mesmo tempo de rea??o. Essa atividade ? devido o comp?sito Nb/V0 ter apresentado um menor valor de band gap (3,08eV) que o comp?sito Nb/B0 (3,33eV). / The textile industry produces a large volume of waste that often is discarded into the environment without being properly treated. These effluents are made of organic molecules and are characterized by their color that alter the properties of water which leave it unfit for consumption. For the treatment of these effluents, the use of heterogeneous catalytic processes of low cost can be advantageous. Clays have been widely studied as catalyst supports because of their abundance in the Earth's crust and its low cost. Therefore, in this study the clays vermiculite and bentonite were used as support for the catalyst oxyhydroxide niobium and by the method of deposition-precipitation it was obtained composites formed from these materials. The composite Nb/clay were characterized and the main techniques showed that was changes in each clay. The results X-ray diffractometer (XRD) showed that there was a decrease in reflection intensity and a shift of the main peak of both clays when oxyhydroxide niobium is added to the structure. The spectroscopic analyzes show infrared adsorption bands of in both materials composite Nb/clay which indicates that the composite was actually formed. The scanning electron microscopy images also confirmed that structure modification. Oxidation and photocatalytic oxidation tests were performed with the obtained composite and photocatalytic oxidation test showed the best results, because the vermiculite composite (Nb/V0) showed higher photocatalytic activity by removing 98% of the color orange dye methyl in 90 minutes of reaction while the composite material of bentonite (Nb/B0) removed only 63% over the same reaction time. This activity is due to the composite Nb/V0 have presented a smaller value of band gap (3,08eV) than the composite Nb/B0 (3,33eV).

Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência do acréscimo de 4% de bentonita sódica, da anisotropia inerente, produzida pela compactação, e do estado de tensões no comportamento hidráulico de um solo areno-argiloso encontrado na região Costeira Sul do estado do Rio Grande do Sul. Neste estudo, busca-se não somente viabilizar o emprego do referido solo como barreira mineral em obras de proteção ambiental, mas também verificar seu desempenho, quando misturado ao aditivo, perante as condições de fluxo de água experimentalmente impostas, antes e depois da fase de consolidação, nas direções normal e paralela aos planos de orientação preferencial das partículas e poros a elas associados. Com o escopo de atingir tais objetivos, executaram-se dois métodos de compactação (ensaios Mini e Proctor Normal) para a moldagem de corpos de prova com planos de orientação preferencial das partículas ou de compactação normais (θ = 90º) e paralelos (θ = 0º) à vertical. As amostras de solo e mistura foram compactadas na energia Proctor Normal e submetidas aos ensaios triaxiais de condutividade hidráulica, em permeâmetro de parede flexível à carga constante, e de consolidação. A técnica permitiu determinar a condutividade hidráulica dos materiais para vazões desenvolvidas preferencialmente nas direções normal e paralela aos planos de compactação dos corpos de prova. Os resultados demonstram que o acréscimo de 4% de bentonita sódica provoca uma redução da condutividade hidráulica do solo, que supera o valor mínimo exigido de 10-9 m/s em ambas as direções de fluxo, habilitando o emprego deste material para a aplicação prevista. Além disso, verifica-se que a compactação confere um comportamento hidráulico anisotrópico ao solo, no entanto, quando misturado ao aditivo no teor indicado, seu comportamento se modifica, tornando-se mais isotrópico. Os resultados ainda revelam que o efeito da tensão de confinamento sobre a diminuição da condutividade hidráulica do solo e da mistura se mostra significativo para ambas as modalidades experimentais. / This work proposes to evaluate the influence of the inherent anisotropy, promoted by compaction, and the confining pressure on the hydraulic behavior of a clayey sand from the south coastal region of Rio Grande do Sul state (Brazil), in pure condition and mixed with 4% sodium bentonite content. This study aims to make possible the use of this soil as mineral barrier in environmental protection works, as well as evaluating the hydraulic behavior of both materials (soil and mixture), before and after the consolidation stage, when developed water flow conditions in the perpendicular and parallel directions in relation to the compaction planes of the compacted samples. In order to achieve these objectives, was performed a Standard Proctor Test and an alternative compaction test (Mini-test), intending to get specimens with compaction planes in the perpendicular (θ= 90º) and parallel (θ = 0º) directions in relation to the vertical. The soil and mixture samples were compacted at Normal Proctor energy and subjected to the triaxial consolidation and hydraulic conductivity tests. The technique allowed to evaluate the hydraulic conductivity of the specimens for flow perpendicular and parallel to the directions of the compaction planes. The results indicate that the increase of 4% sodium bentonite content reduces the hydraulic conductivity of the soil in both flow directions, making it suitable for employment as protection system in sanitary landfills or in other similar applications. Furthermore, it is observed that compaction provides anisotropic hydraulic behavior to the soil, however, when it is mixed with 4% sodium bentonite content, its behavior changes, becoming more isotropic. The results also reveal that the effect of the confining pressure on the decrease in hydraulic conductivity of the soil and mixture is significant in both adopted experimental conditions.

It is undoubtable that the geological path followed by a bentonite natural occurrence, will set a birthmark in terms of grade and quality, the former being expressed in terms of mineralogical composition, smectite content and other aspects derived from the bulk sample characterization, and the latter being expressed in terms of the crystal chemistry of smectite species present and derived from the clay size fraction observations. The influence of parent rock composition, genesis mode, burial history and preservation conditions after alteration, would set the fingerprint on bentonite and inherent structural features in smectites species, which determines potential industrial and scientific uses. The following thesis aims to evaluate physicochemical properties of 12 bentonite samples, coming from the six most relevant bentonite bearing geological areas located in the Mercosur economic block (Argentina, Brazil and Uruguay)1; in order to stablish possible correlations between distinctive geological contexts, and observed characteristics from whole rock providing information regarding grade and the clay size fraction will provide information regarding quality. Mineralogical composition corroborated the tendency to be influenced by the geochemical signature of parent rock firstly, and secondly genesis mode (probably due to lack of information in this aspect). Age, on the other hand, could on the contrary, be a misleading parameter; in the sense that preservation is not necessarily time dependent. Poor grade and the presence of mixed layers and accessory clay mineral phases (mostly kaolinite but also I/S, illite and pyrophyllite) appear to be associated with hydrothermal to sedimentary alteration modes, higher grade bentonites with tendency to yield extreme relative values of physical properties, measured in layer charge, swelling and organic sorption, were found in association to diagenetic bentonites. In terms of smectite species, all members found belong to the montmorillonite-beidellite series, and rhyolitic to dacitic volcanic source, tends to alter into the montmorillonite end member of the series; and accordingly, basic precursors (basalt) to intermediary (andesite), show a tendency to alter into transitional up to beidellite Fe-rich end members of the series respectively. To evaluate implications on possible applications, crystal chemistry was evaluated over the <1 µm size fractions by XRD and XRF along with other accessory techniques (FTIR, SEM-EDS and size distribution analysis), finding a clear trend, between layer charge relative magnitude, as a function organo-sorption behavior; by simply evaluating the d-001 XRD reflections on oriented slides after first K-saturation and sequential ethylene glycol solvation, against (CTAC)-montmorillonite d001 basal reflection , being inversely proportional and resulting in a broad variety Organophilic XRD patterns, showing distinctive expandability behavior ranging from 15,2 Å To 21,68 Å. As a function of alkyl chain size and the known sorption isotherm, basically all patterns of organo-compound sorption where observed, going from lateral monolayer to paraffin type sorption behavior. / É inquestionável que o caminho geológico seguido pela ocorrência natural de bentonitas, irá indicar suas características em termos de teor e qualidade, o primeiro expressado em termos da composição mineralógica, conteúdo de esmectitas e outros aspectos derivados da caracterização da amostra cabeça, e o Segundo expressado em termos da química cristalina das espécies esmectiticas presentes e derivado das observações na fracção de tamanho de argilas. A influência da composição da rocha parental, sua gênese, o histórico de soterramento e das condições de preservação após processo de alteração, determinaria a \"impressão digital\" da bentonita e as características estruturais inerentes as espécies de esmectitas, que determina os usos potenciais e industriais. O objetivo deste trabalho é avaliar propriedades físico-químicas de 12 amostras de bentonitas, provenientes de seis áreas geológicas mais relevantes localizadas no bloco econômico do Mercosul (Argentina, Brasil e Uruguai)2; o intuito é estabelecer possíveis correlações entre contextos geológicos distintos e características observadas em rochas (teor) e fração de tamanho de argila (qualidade). A composição mineralógica corroborou a tendência de ser influenciada pela assinatura geoquímica da rocha parental em primeiro lugar, e em segundo lugar, por sua gênese (provavelmente devido à falta de informação neste aspecto). A idade, por outro lado, poderia, pelo contrário, ser um parâmetro ilusório, no sentido de que a conservação não é necessariamente dependente do tempo. Baixo teor e baixo conteúdo de esmectita, assim como a presença de camadas mistas e fases argilosas acessórias (principalmente caulinita, mas também I/S, ilita e pirofilita) parecem estar associadas aos modos de alteração hidrotermal a sedimentar, bentonita de alto teor, com tendência a produzir valores relativos extremos de propriedades físicas, medidas em carga foliar, inchamento e sorção orgânica, foram encontradas em associação com bentonitas diagenéticas. Em termos de espécies de esmectitas, todos os membros identificados como pertencentes a série montmorilonita-beidellita, e a fonte vulcânica riolítica a dacítica, tendem a se alterar para membro final da série montmorilonita, e consequentemente, os precursores básicos (basalto) e intermediário (andesito), mostram tendência a se alterar em membros transitórios e beidellita ricos em ferro, respectivamente. Para avaliar as implicações nas possíveis aplicações, a química cristalina foi avaliada nas frações abaixo de 1 µm por DRX e FRX, juntamente de outras técnicas de apoio (FTIR, MEV/EDS e distribuição granulométrica), encontrando uma tendência clara entre a magnitude relativa da carga da camada, como uma função do comportamento da organo-absorção, simplesmente avaliando as reflexões basais em d-001 a partir de lâminas orientadas após a primeira saturação em potássio e solvatação sequencial de etileno glicol, contra reflexão em d-001 da (CTAC)-montmorilonita, sendo inversamente proporcional e resultando em uma ampla variedade de padrões de DRX organofílico, mostrando um comportamento de expansibilidade distinto, variando de 15,2 Å a 21,68 Å. Como função do tamanho da cadeia carbônica e da isoterma de sorção conhecida, basicamente todos os padrões de sorção de organo-compostos foram observados, partindo do comportamento de sorção do tipo monocamada lateral para sorção tipo parafina.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-11-21T18:25:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ArgamassasDessalinizacaoAlvenaria.pdf: 9422579 bytes, checksum: c3e2f0597273d5987bdf62949e2d5cb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-11-22T15:19:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ArgamassasDessalinizacaoAlvenaria.pdf: 9422579 bytes, checksum: c3e2f0597273d5987bdf62949e2d5cb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-22T15:19:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ArgamassasDessalinizacaoAlvenaria.pdf: 9422579 bytes, checksum: c3e2f0597273d5987bdf62949e2d5cb2 (MD5) Previous issue date: 2013 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Nos monumentos históricos de Belém as alvenarias estruturais, juntamente com os alicerces e pilares, são responsáveis pelo sustento da edificação (VASCONCELLOS, 1979). Estas alvenarias são constituídas de pedras e tijolos maciços assentados com argamassa de cal e podem apresentar diversas patologias dentre as quais se destacam a eflorescência salina e a ação da umidade. Estes dois agentes ocasionam destacamento de camadas, pulverização de argamassa, surgimento de fendas e aparência esbranquiçada nas alvenarias (HENRIQUES, 1994; CHAROLA, 2000). A pesquisa tem como principal objetivo a identificação, caracterização e amenização da eflorescência salina, por meio do estudo de caso da alvenaria do transepto direito da Igreja de Santo Alexandre, situada no centro histórico de Belém-PA. Para isto foram utilizadas técnicas laboratoriais com o intuito de entender as condicionantes favoráveis ao processo de eflorescência salina, os danos provocados aos materiais, os tipos de sais mais atuantes e quais materiais são eficientes para dessalinização. Primeiramente foi realizado o mapeamento da alvenaria e o mapeamento de danos para verificar a situação atual e as áreas mais degradadas. Posteriormente foi realizada a caracterização física, química e mineralógica: 1) caracterização física por meio de análise granulométrica por difração a laser, análise de traço e análise do teor de umidade da alvenaria, 2) caracterização química por meio de teste qualitativo e quantitativo de sais e 3) caracterização mineralógica por Difração de Raios-X. A Difração de Raios-X também foi utilizada para avaliar a eficácia de quatro tipos de argamassas de dessalinização que continham argilas (Bentonita e Caulim) e areia em diferentes relações. Ao final do trabalho verificou-se que as técnicas sugeridas para caracterização e mapeamento da alvenaria se mostraram eficientes e auxiliaram no diagnóstico correto da problemática existente. Além disso, chegou-se a conclusão de quais argamassas são mais recomendadas para dessalinização de alvenarias degradadas por eflorescência salina. / In the historical monuments of Belém structural masonry, along with the foundations and pillars, are responsible for supporting the building (VASCONCELLOS, 1979). These masonry are made of stone and solid bricks with lime mortar setting and can present various pathologies among which stand out the action of salt efflorescence and moisture. These two agents cause detachment of layers, mortar spraying, the appearance of cracks in masonry, and whitish appearance (HENRIQUES, 1994; CHAROLA, 2000). The research has as main objective the identification, characterization and attenuation of salt efflorescence, through study of the masonry of the right transept of the Church of St. Alexandre, located in historic downtown of Belém- PA. For this, laboratory techniques were used in order to understand the favorable process conditions of salt efflorescence, the damage to the materials, the kinds of salts and which materials are effective for desalination. First was the mapping the masonry and mapping damage to verify the current situation and the most degraded areas. Was subsequently performed the physical, chemical and mineralogical characterization: 1) physical characterization by sieve analysis, trace analysis and analysis of the moisture content of the masonry, 2) chemical characterization through qualitative and quantitative testing of salts and 3) characterization mineralogy by X-ray diffraction. The X-ray diffraction was also used to evaluate the efficacy of four types of desalination mortars containing clay (bentonite and kaolin) and sand in different ratios. At the end of the study it was found that the suggested techniques for characterization and mapping of the masonry proved efficient and aided in the correct diagnosis of the existing problem. Moreover, the research showed which kinds of mortar are recommended to desalination of masonry damaged by salt efflorescence.