Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NataliaMMA_DISSERT.pdf: 1277437 bytes, checksum: 8ffa9b24fa37a0e3b017eb0e4b89299d (MD5) Previous issue date: 2013-09-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / An economical solution for cementing oil wells is the use of pre-prepared dry mixtures containing cement and additives. The mixtures may be formulated, prepared and transported to the well where is added water to be pumped.Using this method, becomes dispensable to prepare the cement mixes containing additives in the cementing operation, reducing the possibility of error. In this way, the aim of this work is to study formulations of cement slurries containing solid additives for primary cementing of oil wells onshore for typical depths of 400, 800 and 1,200 meters. The formulations are comprised of Special Class Portland cement, mineral additions and solids chemical additives.The formulated mixtures have density of 1.67 g / cm ? (14.0 lb / gal). Their optimization were made through the analysis of the rheological parameters, fluid loss results, free water, thickening time, stability test and mechanical properties.The results showed that mixtures are in conformity the specifications for cementing oil wells onshore studied depths / Uma solu??o econ?mica para a cimenta??o de po?os de petr?leo ? o emprego de pr?- misturas secas contendo cimento e aditivos s?lidos. As misturas podem ser formuladas, preparadas e transportadas para o po?o onde ser? adicionada ?gua para bombeio. Com essa metodologia, torna-se dispens?vel a prepara??o das misturas de cimento com aditivos no ato da opera??o de cimenta??o, reduzindo a possibilidade de erro. Desta forma, o objetivo desse trabalho ? estudar formula??es de pastas de cimento contendo aditivos s?lidos para a cimenta??o prim?ria de po?os de petr?leo onshore para profundidades t?picas de 400m, 800m e 1.200 metros. As formula??es s?o constitu?das de cimento Portland Classe Especial, adi??es minerais e aditivos qu?micos s?lidos. As misturas formuladas possuem massa espec?fica de 1,67 g/cm? (14,0 lb/gal). Sua otimiza??o foi feita a partir da an?lise de resultados de reologia, comportamento de perda de fluido para a forma??o, forma??o de ?gua livre ambiente, tempo de espessamento, estabilidade da mistura e comportamento mec?nico. Os resultados mostraram que as misturas se adequam ?s especifica??es para a cimenta??o de po?os de petr?leo onshore nas profundidades estudadas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KleberCC_TESE.pdf: 2548288 bytes, checksum: f214aa096a5ffb2a48cfa0e23356dfc4 (MD5) Previous issue date: 2011-07-22 / The preparation of cement slurries for offshore well cementing involves mixing all solid components to be added to the mixing water on the platform. The aim of this work was to study the formulation of pre-prepared dry mixtures, or grouts, for offshore oilwell cementing. The addition of mineral fillers in the strength of lightweight grouts applied for depths down to 400 m under water depths of 500 m was investigated. Lightweight materials and fine aggregates were selected. For the choice of starting materials, a study of the pozzolanic activity of low-cost fillers such as porcelain tile residue, microsilica and diatomaceous earth was carried out by X-ray diffraction and mechanical strength tests. Hardened grouts containing porcelain tile residue and microsilica depicted high strength at early ages. Based on such preliminary investigation, a study of the mechanical strength of grouts with density 1.74 g/cm3 (14.5 lb/gal) cured initially at 27 ?C was performed using cement, microsilica, porcelain tile residue and an anti-foaming agent. The results showed that the mixture containing 7% of porcelain tile residue and 7% of microsilica was the one with the highest compressive strength after curing for 24 hours. This composition was chosen to be studied and adapted for offshore conditions based on testes performed at 4 ?C. The grout containing cement, 7% of porcelain tile residue, 7% of active silica and admixtures (CaCl2), anti-foaming and dispersant resulted satisfactory rheology and mechanical strength after curing for 24 hours of curing / A prepara??o de pastas de cimento para po?os offshore envolve a mistura de todos os componentes s?lidos da pasta e a prepara??o da ?gua de mistura feita na pr?pria plataforma. O objetivo desse trabalho ? apresentar um estudo de formula??o de misturas secas pr?preparadas, ou grautes, para a cimenta??o de po?os offshore. Foi avaliado o efeito da adi??o de cargas minerais leves na resist?ncia mec?nica de grautes para cimenta??o prim?ria inicial (at? 400 m) com l?minas d ?gua acima de 500 m. Foi realizada uma sele??o de materiais leves e finos, em substitui??o aos agregados utilizados nos grautes da constru??o civil. Para a escolha dos materiais de partida, primeiramente foi realizado um estudo da atividade pozol?nica de materiais de baixo custo, como res?duo cer?mico de porcelanato, s?lica ativa e diatomita, por meio de difratometria de raios X e resist?ncia mec?nica ? compress?o. Verificou-se que as misturas com adi??o de res?duo de porcelanato e s?lica ativa apresentaram maiores resist?ncias nas primeiras idades. Com isso, foi desenvolvido um estudo da resist?ncia mec?nica ? compress?o de grautes com massa espec?fica 1,74 g/cm3 (14,5 lb/gal), curadas, inicialmente, a 27?C e compostas por cimento, res?duo de porcelanato e s?lica ativa, aditivadas com anti-espumante. Os resultados revelaram que a mistura com 7% de res?duo de porcelanato e 7% de s?lica ativa foi a que apresentou a maior resist?ncia mec?nica ? compress?o em ensaio realizado com 24 horas de cura. Escolhida a composi??o a ser estudada, ela foi adaptada ?s condi??es de po?o offshore, cujos ensaios foram realizados a 4?C. A mistura composta por cimento, 7% de res?duo de porcelanato e 7% de s?lica ativa foi aditivada com acelerador de pega (CaCl2), anti-espumante e dispersante. Os ensaios revelaram que essa composi??o mostrou-se satisfat?ria quanto ? resist?ncia mec?nica ? compress?o com 24 horas de cura, reologia, tempo de pega e volume de ?gua livre

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomeroGSAF_DISSERT.pdf: 5251211 bytes, checksum: 91e35eccdc843f543fbc2744a816fb64 (MD5) Previous issue date: 2012-03-16 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / All around the world, naturally occurring hydrocarbon deposits, consisting of oil and gas contained within rocks called reservoir rocks , generally sandstone or carbonate exists. These deposits are in varying conditions of pressure and depth from a few hundred to several thousand meters. In general, shallow reservoirs have greater tendency to fracture, since they have low fracture gradient, ie fractures are formed even with relatively low hydrostatic columns of fluid. These low fracture gradient areas are particularly common in onshore areas, like the Rio Grande do Norte basin. During a well drilling, one of the most favorable phases for the occurrence of fractures is during cementing, since the cement slurry used can have greater densities than the maximum allowed by the rock structure. Furthermore, in areas which are already naturally fractured, the use of regular cement slurries causes fluid loss into the formation, which may give rise to failures cementations and formation damages. Commercially, there are alternatives to the development of lightweight cement slurries, but these fail either because of their enormous cost, or because the cement properties were not good enough for most general applications, being restricted to each transaction for which the cement paste was made, or both reasons. In this work a statistical design was made to determine the influence of three variables, defined as the calcium chloride concentration, vermiculite concentration and nanosilica concentration in the various properties of the cement. The use of vermiculite, a low density ore present in large amounts in northeastern Brazil, as extensor for cementing slurries, enabled the production of stable cements, with high water/cement ratio, excellent rheological properties and low densities, which were set at 12.5 lb / gal, despite the fact that lower densities could be achieved. It is also seen that the calcium chloride is very useful as gelling and thickening agent, and their use in combination with nanosilica has a great effect on gel strength of the cement. Hydrothermal Stability studies showed that the pastes were stable in these conditions, and mechanical resistance tests showed values of the order of up to 10 MPa / Em todo o mundo, ocorrem naturalmente dep?sitos de hidrocarbonetos, constitu?dos de petr?leo e g?s natural, contidos dentro de rochas denominadas "rochas reservat?rio", em geral arenitos ou carbonatos. Esses dep?sitos existem em variadas condi??es de press?o e profundidade, desde poucas centenas at? milhares de metros. Em geral, reservat?rios mais "rasos" t?m a tend?ncia a fraturar mais facilmente, pois possuem baixo gradiente de fratura, ou seja, as fraturas s?o formadas mesmo com colunas hidrost?ticas de fluido relativamente baixas. Essas zonas de baixo gradiente de fratura s?o particularmente mais comuns em zonas onshore, como aqui no Rio Grande do Norte. Um dos momentos mais prop?cios para a ocorr?ncia de fraturas ? durante a cimenta??o do po?o, ao se utilizar uma pasta cimentante de densidade superior ao m?ximo permitido pela estrutura rochosa. Al?m disso, em zonas j? naturalmente fraturadas, o uso de cimentos comuns causa perda de fluido para a forma??o, o que pode dar causa a cimenta??es falhas. Comercialmente, existem alternativas para o desenvolvimento de sistemas de pastas de cimento leves, mas esses falham ou em raz?o de seu elevad?ssimo custo, ou em fun??o das propriedades da pasta obtida n?o serem suficientemente boas para aplica??es mais gen?ricas, ficando restritas a cada opera??o para qual a pasta de cimento foi feita. Nesse trabalho foi realizado um planejamento estat?stico para determinar a influ?ncia de tr?s vari?veis, definidas como a concentra??o de cloreto de c?lcio, concentra??o de vermiculita e concentra??o de nano s?lica, nas v?rias propriedades do cimento. O uso da vermiculita, um min?rio de baixa densidade presente em grandes quantidades no nordeste brasileiro, como extensor para pastas cimentantes, permitiu a produ??o de pastas est?veis, com alta raz?o ?gua/cimento, propriedades reol?gicas excelentes e baixas densidades, que foram fixadas em 12,5 lb/Gal. Viu-se tamb?m que o cloreto de c?lcio ? um poderoso viscosificante e gelificante, e seu uso combinado com a nano s?lica possui grande efeito nas for?as g?is do cimento. Estudos de estabilidade hidrot?rmica mostraram que as pastas foram est?veis nessas condi??es, e os ensaios de resist?ncia mec?nica mostraram valores da ordem de at? 10 MPa

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-28T17:55:36Z No. of bitstreams: 1 2016 - Frederico Martins Costa.pdf: 7875693 bytes, checksum: 1f9e0aaff0875ac10e2311a35da16d31 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-28T17:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Frederico Martins Costa.pdf: 7875693 bytes, checksum: 1f9e0aaff0875ac10e2311a35da16d31 (MD5) Previous issue date: 2016-12-27 / CAPES / The process of well cementing is very complex, beyond the fact that cement paste presents high density, different rheology fluids are injected into the annulus, altering downhole pressure due to changes on hydrostatic pressure and frictional losses. Knowing the operational window and assuring downhole pressure inside this constraint is primordial for security and well life cycle purposes. Due to downhole variations caused by the disturbances, the superior (fracture) and inferior window limits can be exceeded. As a result, loss circulation problems (mud penetration into a fracture) or kick (reservoir fluid inflow into the annulus) can disturb the cementing process, leading to serious accidents, financial losses, environmental damage and human losses. In order to represent the most important phenomena of cementing process, an experimental unit was built using on line flow, density and pressure measurements. Downhole pressure control through pumping 8, 11 and 14 ppg (lb/gal) fluids was analyzed under loss circulation and kick phenomena. The tracking of the downhole pressure at the set point, by employing a feedback control loop (PI), was implemented through using the opening index of the choke valve as the manipulated variable. / O processo de cimenta??o de po?os ? bastante complexo, al?m da pasta de cimento apresentar elevada densidade e ocorrer o bombeio de fluidos de diferentes reologias, a press?o no fundo do po?o sofre grandes varia??es, devido ? mudan?a na press?o hidrost?tica do po?o e ?s perdas por atrito. Conhecer a janela operacional do po?o e manter a press?o anular de fundo dentro desta ? primordial para a seguran?a e a vida ?til do po?o. Devido ?s varia??es na press?o ocasionadas pelos dist?rbios, a press?o anular de fundo pode extrapolar o limite superior (press?o de fratura) e o inferior (press?o de poros), da janela operacional. Ao extrapolar tais limites, os fluidos da regi?o anular podem migrar para a fratura (perda de circula??o) ou os fluidos nativos do reservat?rio podem migrar para a regi?o anular (kick), essas situa??es s?o indesejadas durante a cimenta??o, podendo causar s?rios acidentes, perdas humanas, preju?zos financeiros e danos ambientais irrevers?veis. Para representar os fen?menos mais importantes do processo de cimenta??o, foi constru?da uma unidade experimental com instrumenta??o capaz de quantificar vaz?o, densidade e press?o em tempo real. Foram analisados o comportamento da press?o anular de fundo no bombeio de fluidos com diferentes densidades (8, 11 e 14 ppg), al?m dos fen?menos de perda de circula??o com kick de g?s, controlando a press?o em um valor desejado (set point), utilizando uma estrat?gia de controle por realimenta??o (controlador PI), atrav?s do ?ndice da abertura da v?lvula choke.

A construção civil gera impactos ambientais que merecem atenção especial, uma vez que é uma das áreas que mais produz resíduos dentre as atividades econômicas. Os agregados reciclados de resíduos de construção e demolição podem ser utilizados em diversas áreas, apresentando desempenhos mecânico e hidráulico adequados quando comparados aos agregados naturais. Esta pesquisa consiste em estudar a viabilidade o uso de agregado reciclado misto (ARM) e misturas solo-ARM como materiais geotécnicos em camadas de bases e sub-bases de pavimentos. Para isso, foram realizados ensaios de caracterização física e comportamento mecânico. Para comparação, foram estudados também um agregado natural (AN) e uma mistura de solo-AN. Os resultados mostraram que a energia de compactação teve efeito positivo sobre o comportamento do ARM e misturas de solo-ARM. Observou-se ainda que o ARM apresentou ganho de resistência e rigidez devido ao efeito de auto-cimentação. No que se refere à adição de solo, as misturas de solo-ARM apresentaram uma diminuição no valor de CBR em relação a misturas compostas exclusivamente por ARM, contudo houve um aumento nas demais propriedades mecânicas. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que o ARM e as misturas solo-ARM apresentam características físicas e comportamento mecânico adequados para uso em camadas de base e sub-base de pavimentos urbanos. / Civil construction generates environmental impacts that deserve special attention, since it is one of the areas that produces the most waste among economic activities. The recycled aggregates of construction and demolition waste can be used in several areas, presenting adequate mechanical and hydraulic performances when compared to natural aggregates. This research consists of studying the feasibility of using recycled mixed aggregate (RMA) and soil-RMA mixtures as geotechnical materials in base and sub-base layers of pavements. For that, tests of physical characterization and mechanical behavior were carried out. For comparison, a natural aggregate (NA) and a soil-NA mixture were also studied. The results showed that the compaction energy had a positive effect on the behavior of RMA and soil-RMA mixtures. It was also observed that the RMA showed strength gain and stiffness due to the self-cementing properties. Concerning soil addition, the soil-RMA mixtures presented a decrease in the CBR value in relation to mixtures exclusively composed by RMA, but there was an increase in the other mechanical properties. Based on the results obtained, it can be concluded that the RMA and the soil-RMA mixtures present physical characteristics and mechanical behavior suitable for the use in base and sub-base layers of urban pavements.

[pt] O presente estudo tem como objetivo investigar o processo de cimentação de poços de petróleo, na presença de zonas de perda de filtrado. Um aparato experimental foi projetado, construido e operado com o objetivo de simular a cimentação de um poço de petróleo. Com diâmetros característicos dos poços reais, esse simulador permite que o processo de cura da coluna de cimento seja monitorado com condições controladas. O aparato consiste em uma coluna anular concêntrica com 8m de comprimento. A zona de perda de filtrado é modelada por uma parede semi-permeável, e todo poço é equipado com sensores de pressão e temperatura. Isso possibilita a investigação dos mecanismos de cura da pasta de cimento, bem como o impacto da perda de filtrado na evolução do perfil de pressão. Para tentar prever esse comportamento, um modelo numérico 2D de Elementos Finitos foi proposto e implementado em Python, utilizando bibliotecas pré-compiladas de código aberto denominadas FEniCs. As equações de conservação de massa e momento são resolvidas para obter os campos de velocidade e pressão. A mistura da pasta de cimento é considerada um fluido incompressível e composta de duas espécies químicas: a fase aquósa(ou filtrado) e o cimento dissolvido. O transporte de massa é modelado usando a equação de advecção-difusão, e a pasta é modelada como um fluido viscoplástico que sofre redução volumétrica com a cura. Finalmente, os resultados das simulações foram confrontados com os dados experimentais obtidos, e uma boa concordância foi observada. Uma investigação adicional foi realizada no modelo numérico, através de uma análise de sensibilidade individual dos parâmetros de entrada e seu respectivo impacto na queda de pressão. Para o regime de taxas de cisalhamento avaliados, os resultados indicaram uma forte dependência entre a evolução do perfil de pressão e o tempo de cura, a magnitude da vazão de filtrado e o patamar newtoniano da viscosidade. / [en] This thesis aims to investigate the cementing process of an oil well in presence of a filtrate loss zone. An experimental setup was designed, built and operated to simulate an annular well field-like geometry where cement would cure under controlled conditions. This well simulator consisted of an 8m concentric annular column with a section of semi-permeable external wall, equipped with pressure and temperature sensors. It allows the investigation of the cementing cure mechanisms, as well as the impact of the fluid loss zone in the pressure drop behavior. In order to predict this behavior on real oil wells, a 2D transient numerical model is proposed. A finite element model was implemented in Python with the aid of an open source library named FEniCs. Mass and momentum conservation equations are solved to obtain the pressure and velocity fields, and the cement mixture is considered an incompressible single-phase mixture composed of two chemical species: the filtrate and the dissolved cement. Mass transport is modeled with an advection-diffusion equation and dissolved cement species is modeled as a viscoplastic fluid with shrinkage. Finally, the simulation results were confronted with the experimental data, and a good agreement was observed. Further investigation of numerical model parameters was performed, and a sensitivity analysis evaluated individual influence of those parameters in the pressure drop. The results indicate that pressure profile evolution has a strong dependency on thickening time, fluid loss flow rate magnitude and the Newtonian viscosity plateau for the evaluated shear rate regimen.

[pt] A busca por materiais que não impactem negativamente o meio ambiente tem sido uma das prioridades de engenheiros que trabalham com materiais de construção. A emissão expressiva de CO2 na produção de cimento contribui para tal preocupação. Dentro deste cenário, soluções com emprego de nanotecnologia vêm chamando a atenção em diversas áreas por proporcionar novas soluções. O principal objetivo da presente tese é associar um material proveniente de uma fonte natural com benefícios provenientes da nanotecnologia a fim de modificar propriedades de pastas de cimento considerando seus aspectos químicos, físicos e mecânicos. A nanocelulose se apresenta como material proveniente de fonte renovável que apresenta propriedades atraentes aos materiais cimentícios, sendo assim uma opção a ser utilizada em conjunto com o cimento. Dentre os diversos tipos disponíveis, a celulose nanofibrilada (CNF) foi elencada para ser investigada neste trabalho. A celulose microcristalina (CMM) foi incluída nas investigações para possibilitar uma comparação direta entre as fibrilas da CNF e as partículas de CMM. O uso desses materiais celulósicos pode ser considerado recente e, com isso, existem ainda lacunas no que tange o entendimento dos seus efeitos em materiais cimentícios. Assim, a viabilidade da CNF e da CMM enquanto reforços em pastas de cimento foi avaliada por meio de ensaios de compressão e flexão. Os possíveis mecanismos responsáveis pelo efeito de ambas CMM e CNF foram estudados por meio de análises químicas e físicas. Por fim, foi realizada a caracterização das pastas reforçadas quanto à retração, total e autógena, e à reologia, nos regimes estático e dinâmico. Por conta dos impactos na trabalhabilidade promovidos pela inclusão de CNF, a mistura delas nas pastas de cimento foi facilitada com a adição de superplastificante, especialmente em porcentagens maiores que 0.050 por cento, em peso. A CMM e a CNF se mostraram eficazes em reforçar as pastas de cimento quanto a esforços de flexão e tração, levando ao aumento das respectivas resistências e módulos. Os resultados obtidos mostraram que a água presente no gel da CNF não está totalmente disponível como água de mistura por conta da morfologia e hidroficilidade das fibrilas. Observada uma certa combinação de porcentagem e fator água-cimento, a inclusão de CNF diminuiu a retração autógena das pastas. A inclusão de 0,040 por cento de NFC levou a resultados semelhantes aos da adição de CMM referente ao aumento da tensão de escoamento e da viscosidade. / [en] The seek for low environmental impact materials has become one of the priorities of construction building materials engineers. One of the reasons is the massive growing contribution of cement production industry in worldwide CO2 emissions. In this scenario, the dissemination of nanotechnology into varied areas is drawing attention for enabling new possibilities. The idea of the present thesis is to associate a material provided from a natural source with the potential benefits of nanotechnology to modify conventional cement pastes regarding their chemical, physical and mechanical aspects. Nanocellulose arises as an alternative that meets an eco-friendly source with remarkably properties expected from nanomaterials. There are different types of nano cellulosic materials that may be tailored to achieve desired compatibilities with varied cementitious materials. In this work, nanofibrillated cellulose (NFC) in the form of gel, and microcrystalline cellulose (MCC) particles were investigated, so a comparison could be traced between them. The use of both NFC and MCC in cementitious materials is recent and there are important gaps regarding their effect. For that reason, the feasibility of MCC and NFC to act as reinforcement on cement pastes was evaluated through compressive and flexural tests. Then, the possible mechanisms behind the effect of MCC and NFC on the microstructure of cement pastes were investigated through distinct chemical and physical analyses. Moreover, the total and autogenous shrinkage were characterized, as well as the dynamic and static rheological behaviors. Due to rheological modifications, the mixture of cement pastes with NFC was facilitated by a superplasticizer, especially for percentages higher than 0.050 percent wt. The MCC and NFC promoted the reinforcement of the cement pastes, regarding flexural and tensile stresses, increasing the composite strength and modulus. It was observed that he water present in the NFC gel is not totally available as mixing water due to the morphology and hydrophilicity of the fibrils. If associating certain levels of inclusions and water ratio, the NFC inclusion led to a decrease in autogenous shrinkage. The addition of 0.040 percent of NFC resulted in similar outcomes to 1.000 percent of MCC regarding their ability to increase yield stress and viscosity.

A exploração dos recursos naturais e a degradação do meio ambiente têm sido fonte de preocupação no âmbito mundial. A busca por soluções alternativas que não causem ou que diminuam os impactos ambientais tornou-se comum na sociedade. Nesse contexto, a pavimentação vem contribuindo significativamente com soluções alternativas para destinação final de diversos tipos de resíduos, principalmente os oriundos da indústria da construção civil que sempre foi uma das maiores geradoras. Os resíduos da construção e demolição (RCD) podem ser transformados em agregados reciclados de ótima qualidade e podem ser aplicados em diversos serviços de engenharia. Os agregados reciclados, segundo a NBR 15116 (ABNT, 2004), são separados em misto e de concreto (ARC). No Brasil existem poucas pesquisas com o ARC, no entanto, as que existem e as pesquisas internacionais relatam que uma característica marcante do ARC é a cimentação própria. Portanto, o objetivo desta pesquisa é estudar o comportamento mecânico, ao longo do tempo de cura, do agregado reciclado de concreto proveniente da Usina de Reciclagem de São Carlos e de sua mistura com um solo laterítico, a fim de utilizá-los na construção de pavimentos. O estudo envolveu a análise dos resultados de resistência à compressão simples, módulo tangente, módulo de resiliência, deformação permanente e índice de suporte Califórnia (CBR) de corpos-de-prova de ARC e da sua mistura com solo laterítico, moldados em diferentes energias de compactação e ensaiados com tempos de cura variados. Ao final, concluiu-se que o agregado reciclado de concreto (ARC) é uma alternativa para construção de bases de pavimentos, podendo também substituir o agregado natural da mistura solo arenoso laterítico - brita descontínua, muito utilizada nas rodovias do interior de São Paulo. / Natural resources exploitation and the environmental degradation are a worldly problem nowadays. Searching for alternative solutions is something usual in most countries. Pavement systems are now contributing significantly with these alternative solutions by using the waste of construction demolition. This specific kind of waste can turn into mixed recycled aggregate or recycled concrete aggregate. There are just few researches in Brazil about the use of recycled concrete aggregate (RCA), however international researches have shown that this aggregate has a very characteristic and positive mark: self cementation. This research has got the objective of studying the mechanic behavior of the recycled concrete aggregate and its mix with lateritic soil on the construction of base pavements with different analytic basis. The study involved the analysis of the laboratorial tests results of the unconfined compressive strength, tangent modulus, resilient modulus, permanent deformation and California Bearing Ration (CBR) of RCA specimens and its mix with lateritic soil, molded in different compaction energy and tested in different curing times. In conclusion, this kind of recycled aggregate has proved to be a sustainable alternative for the natural aggregate in the construction of many roads in small cities of the State of São Paulo - Brazil.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TulioWBJ.pdf: 572575 bytes, checksum: 5effde52c942d11015aa333c7bd07b5f (MD5) Previous issue date: 2008-02-29 / Oil well cementing materials consist of slurries of Special class Portland cement dispersed in water. Admixtures can be used to provide the necessary fluidity, so the material can be efficiently pumped down as well as penetrate porous rocks with controlled filter loss. Construction admixtures can be used to modify the properties of oil well cements provided they can withstand and hold their properties at the higher than ambient temperatures usually encountered in oil fields. In civil construction, superplasticizer play the role of dispersants that reduce the facto r of water cement improve mechanical properties and fluidity of the cement, whereas anti-segregation agents improve the workability of the slurry. In the present study, oil well cement slurries were produced adding both a dispersant and an anti-segregation agent conventionally used in Portland CPII-Z-32 RS cement aiming at materials for primary cementing and squeeze operations. Three basic aspects were evaluated: fluidity, filter loss and the synergetic effect of the admixtures at two temperatures, i.e., 27?C and 56?C, following API RP 10B practical recommendations. The slurries were prepared using admixture concentrations varying from 2.60 Kgf/m3 (0.02 gallft3) to 5.82 Kgf/m3 (0.045 galJft3) BWOC. The density of the slurries was set to 1.89 g/cm3 (15.8 Ib/gal). 0.30 to 0.60% BWOC of a CMC-based anti-segregation agent was added to the cement to control the filter loss. The results showed that the addition of anti-segregation at concentrations above 0.55% by weight of cement resulted in the increased viscosity of the folders in temperatures evaluated. The increasing the temperature of the tests led to a reduction in the performance of anti-segregation. At concentrations of 5.20 kgf/m3 (0,040 gallft3) and 5.82 Kgf/m3 (0,045 gal/ft 3) observed a better performance of the properties evaluated in the proposed system. At low temperature was observed instability in the readings of rheology for all concentrations of anti-segregation. Contents that increasing the concentration of anti?-segregation is limited concentrations greater than 0.55 % BWOC of the CMC in temperature analyzed. The use of the system with CMC promoted a good performance against the properties evaluated. The principal function of anti?-segregation was optimized with increasing concentration of superplasticizer, at temperatures above the 2rC. The study of the behaviour of systemic additives, resulting in slurries of cement, which can be optimized face studies of other intrinsic properties in oil fields / A pasta de cimento Portland ? uma mistura de part?culas s?lidas de cimento dispersas em ?gua. Tal sistema deve possuir fluidez suficiente para penetrar de forma eficiente em meio poroso, al?m de proporcionar controle na ?gua perdida por filtrado na forma??o, garantindo o sucesso da opera??o de bombeio. Em determinados campos as condi??es geol?gicas das forma??es, bem como a profundidade das faces explorat?rias do po?o podem favorecer ao acr?scimo de temperatura. Na constru??o civil os superplastificantes reduzem o fator ?gua cimento das argamassas proporcionando aumento de propriedades como resist?ncia mec?nica e fluidez, j? o anti-segregante proporciona uma melhor trabalhabilidade das argamassas. Sistemas com a adi??o de dispersantes e anti?segregante utilizados convencionalmente em cimento Portland CPII-Z-32 RS foram analisados em pastas de cimento Portland Especial, utilizadas para opera??es de squeeze e cimenta??o em po?os petrol?feros, com ?nfase em tr?s aspectos: fluidez, perda do volume de filtrado e efeito sinerg?tico. Os par?metros analisados foram estudados por meio de ensaios de desempenho nas temperaturas de 2rC e 56?C, seguindo as recomenda??es pr?ticas da norma API RP 108. Para o estudo foram selecionados materiais com car?ter dispersante como superplastificantes. e preparadas pastas com concentra??es variando de 2,60 Kgf/m3 (0,02 gal/p?3) a 5,82 Kgf/m3 (0,045 gal/p?3) em peso de cimento, com densidade constante de 1,89 g/cm3 (15,8 Ib/gal). Para o controle da ?gua perdida por filtra??o foi utilizado um agente anti-segregante a base de CMC com concentra??es variando de 0,30 % a 0,60 % em peso de cimento. Os resultados mostraram que a adi??o do anti-segregante em concentra??es acima de 0,55 % em peso de cimento resultou no aumento da viscosidade das pastas nas temperaturas avaliadas. Foi verificado que o aumento da temperatura dos testes provocou uma redu??o no desempenho do anti-segregante. Nas concentra??es de 5,20 kgf/m3 (0,040 gal/p?3) e 5,82 Kgf/m3 (0,045 gal/p?3) observou-se um melhor desempenho das propriedades avaliadas no sistema proposto. Na temperatura ambiente foi verificado instabilidade nas leituras de reologia para todas as concentra??es do anti-segregante. Foi verificado que o aumento da concentra??o de anti-segregante ? limitada as concentra??es superior a 0,55 % em peso de cimento nas temperaturas analisadas. O uso do sistema contendo superplastificante, aliado ao anti-segregante promoveu um bom desempenho face ?s propriedades reol?gicas e de controle de filtrado das pastas. A fun??o principal do anti-segregante foi otimizada com o aumento da concentra??o do superplastificante, a temperaturas acima da ambiente. Por?m o aumento da concentra??o do agente dispersante nas pastas de cimento pode provocar o retardamento das pastas em temperaturas pr?ximas da ambiente. O estudo do comportamento sist?mico dos aditivos resultou na obten??o de pastas de cimento, que podem ser otimizadas face estudos de outras propriedades intr?nsecas a sua utiliza??o nas opera??es em campos petrol?feros

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EricaNMGP.pdf: 6433422 bytes, checksum: bf4255596957765009ee816c080d6b9a (MD5) Previous issue date: 2007-04-23 / The development of activities in the oil and gas sector has been promoting the search for materials more adequate to oilwell cementing operation. In the state of Rio Grande do Norte, the cement sheath integrity tend to fail during steam injection operation which is necessary to increase oil recovery in reservoir with heavy oil. Geopolymer is a material that can be used as alternative cement. It has been used in manufacturing of fireproof compounds, construction of structures and for controlling of toxic or radioactive waste. Latex is widely used in Portland cement slurries and its characteristic is the increase of compressive strength of cement slurries. Sodium Tetraborate is used in dental cement as a retarder. The addition of this additive aim to improve the geopolymeric slurries properties for oilwell cementing operation. The slurries studied are constituted of metakaolinite, potassium silicate, potassium hydroxide, non-ionic latex and sodium tetraborate. The properties evaluated were: viscosity, compressive strength, thickening time, density, fluid loss control, at ambient temperature (27 ?C) and at cement specification temperature. The tests were carried out in accordance to the practical recommendations of the norm API RP 10B. The slurries with sodium tetraborate did not change either their rheological properties or their mechanical properties or their density in relation the slurry with no additive. The increase of the concentration of sodium tetraborate increased the water loss at both temperatures studied. The best result obtained with the addition of sodium tetraborate was thickening time, which was tripled. The addition of latex in the slurries studied diminished their rheological properties and their density, however, at ambient temperature, it increased their compressive strength and it functioned as an accelerator. The increase of latex concentration increased the presence of water and then diminished the density of the slurries and increased the water loss. From the results obtained, it was concluded that sodium tetraborate and non-ionic latex are promising additives for geopolymer slurries to be used in oilwell cementing operation / O desenvolvimento das atividades do setor petr?leo e g?s tem promovido a busca de materiais mais adequados para cimenta??o de po?os de petr?leo. No estado do RN, a integridade da bainha cimentante tende a ser prejudicada durante a inje??o de vapor, procedimento necess?rio para aumentar a recupera??o do petr?leo em reservat?rios com ?leo de alta viscosidade. O geopol?mero ? um material que pode ser utilizado como cimento alternativo, uma vez que vem sendo empregado na produ??o de componentes resistentes ao fogo, na constru??o de estruturas, e para o controle de res?duos t?xicos ou radioativos. O l?tex ? extensamente usado em pastas de cimento Portland e tem como caracter?stica o aumento significativo da resist?ncia ? compress?o das pastas. O tetraborato de s?dio ? usado em cimentos odontol?gicos como retardador de pega em resinas. A adi??o deste aditivo tem a finalidade de melhorar a propriedades das pastas geopolim?ricas para cimenta??o de po?os de petr?leo. As pastas estudadas s?o constitu?das de metacaulim, silicato de pot?ssio, hidr?xido de pot?ssio, l?tex n?o i?nico e tetraborato de s?dio. As propriedades avaliadas foram: viscosidade, resist?ncia mec?nica, tempo de espessamento, densidade e controle de filtrado, na temperatura ambiente (27?C) e de especifica??o de cimento. Os testes foram realizados seguindo as recomenda??es pr?ticas da norma API RP 10B. As pastas aditivadas com tetraborato de s?dio n?o modificaram as propriedades reol?gicas em rela??o a pasta sem aditivo, assim como n?o modificaram as propriedades mec?nicas e a densidade das pastas. O aumento da concentra??o de tetraborato de s?dio aumentou o volume de filtrado das pastas nas duas temperaturas estudadas. A propriedade que o tetraborato de s?dio obteve o melhor desempenho foi em rela??o ao tempo de pega, onde a adi??o do aditivo conseguiu triplicar o tempo de espessamento das pastas. Com rela??o ?s pastas aditivadas com l?tex observou-se que a adi??o desse aditivo diminuiu as propriedades reol?gicas e a densidade do sistema. Na temperatura ambiente, o aditivo funcionou como acelerador de pega e aumentou a resist?ncia mec?nica das pastas. A presen?a de ?gua reduziu a densidade das pastas e aumentou o volume de filtrado a medida que aumentou a concentra??o do aditivo. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que o tetraborato de s?dio e o l?tex n?o i?nico s?o aditivos promissores para pastas geopolim?ricas para cimenta??o de po?os de petr?leo