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 2014-12-17T14:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcus VCB_DISSERT_PARCIAL.pdf: 2643130 bytes, checksum: 5d46e76949be4c4eb0ad9dfdafb24bcb (MD5) Previous issue date: 2013-02-18 / The materials engineering includes processes and products involving several areas of engineering, allowing them to prepare materials that fulfill the needs of various new products. In this case, this work aims to study a system composed of cement paste and geopolymers, which can contribute to solving an engineering problem that directly involves the exploitation of oil wells subject to loss of circulation. To correct it, has been already proposed the use of granular materials, fibers, reducing the drilling fluid or cement paste density and even surface and downhole mixed systems. In this work, we proposed the development of a slurry mixed system, the first was a cement-based slurry and the second a geopolymer-based slurry. The cement-based slurry was formulated with low density and extenders, 12.0 ppg (1.438 g/cm ?), showing great thixotropic characteristics. It was added nano silica at concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5 gps (66.88, 133.76 and 200.64 L/m3) and CaCl2 at concentrations of 0.5, 1, 0 and 1.5%. The second system is a geopolymer-based paste formulated from molar ratios of 3.5 (nSiO2/nAl2O3), 0.27 (nK2O/nSiO2), 1.07 (nK2O/nAl2O3) and 13.99 (nH2O/nK2O). Finally, we performed a mixture of these two systems, for their application for correction of circulation lost. To characterize the raw materials, XRD, XRF, FTIR analysis and titration were performed. The both systems were characterized in tests based on API RP10B. Compressive strength tests were conducted after curing for 24 hours, 7 and 28 days at 58 ?C on the cement-based system and the geopolymer-based system. From the mixtures have been performed mixability tests and micro structural characterizations (XRD, SEM and TG). The results showed that the nano silica, when combined with CaCl2 modified the rheological properties of the cement slurry and from the concentration of 1.5 gpc (200.64 L / m?) it was possible to obtain stable systems. The system mixture caused a change in the microstructure of the material by favoring the rate of geopolymer formation to hinder the C3S phase hydration, thus, the production of CSH phases and Portlandite were harmed. Through the mixability tests it can be concluded that the system, due to reduced setting time of the mixture, can be applied to plug lost circulation zones when mixed downhole / A engenharia de materiais abrange processos e produtos envolvendo v?rias ?reas da engenharia, permitindo que sejam preparados materiais que atendam a v?rias necessidades de novos produtos. Neste caso, este trabalho tem por objetivo estudar um sistema de pasta composto por cimento e geopol?meros, que possa contribuir para a resolu??o de um problema de engenharia que envolve diretamente a explora??o de po?os de petr?leo sujeitos ? perda de circula??o. Para corrigi-la, j? foi proposto na literatura o uso de materiais granulares, fibrosos, redu??o da densidade do fluido de perfura??o ou pasta de cimento e at? mesmo sistemas mistos de fluidos misturados na superf?cie ou no fundo do po?o. Neste trabalho, foi proposto o desenvolvimento de um sistema misto de pastas, sendo o primeiro ? base de cimento Portland e o segundo ? base de geopol?mero. A pasta ? base de cimento, foi formulada com baixa massa espec?fica e aditivos extendedores, 12,0 lb/gal (1,438 g/cm?), apresentando grande car?ter tixotr?pico. Essa pasta foi aditivada com nanoss?lica, em concentra??es de 0,5; 1,0 e 1,5 gpc (66,88; 133,76 e 200,64 L/m3) e CaCl2, em concentra??es de 0,5; 1,0 e 1,5 %. A segunda pasta se constitui ? base de geopol?mero, sendo formulada a partir das raz?es molares de 3,5 (nSiO2/nAl2O3); 0,27 (nK2O/nSiO2); 1,07 (nK2O/nAl2O3) e 13,99 (nH2O/nK2O). E por fim, foi realizada a mistura desses dois sistemas, visando sua aplica??o para corre??o de perda de circula??o. Para caracterizar os precursores foram utilizadas as t?cnicas de DRX, FRX, FTIR e titula??o. Foram realizados os ensaios de caracteriza??o baseados na API RP10B para ambas as pastas puras. Ensaios de resist?ncia ? compress?o foram realizados ap?s a cura por 24 horas, 7 e 28 dias ? 58 ?C, para os sistemas de pasta de cimento e geopol?mero, separadamente. A partir das misturas, foi realizado o ensaio de misturabilidade e caracteriza??es microestruturais (DRX, TG e MEV). Os resultados mostraram que a nanoss?lica, quando combinada ao CaCl2 modificou as propriedades reol?gicas da pasta de cimento e a partir da concentra??o de 1,5 gpc (200,64 L/m?) foi poss?vel se obter sistemas est?veis. A mistura dos sistemas ocasionou uma modifica??o da microestrutura do material, atrav?s do favorecimento da rea??o de geopolimeriza??o em detrimento da hidrata??o da fase C3S, com isso, a produ??o das fases Portlandita e C-S-H foram prejudicadas. Atrav?s dos ensaios de misturabilidade, devido ao reduzido tempo de pega das misturas, pode-se concluir que o sistema misturado, pode ser aplicado para tamponar zonas de perda de circula??o quando misturado no fundo do po?o

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-15T23:53:48Z No. of bitstreams: 1 ADNA DE ALCÂNTARA E SOUZA BANDEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2010..pdf: 10337833 bytes, checksum: 8e5aa72a95f83ae8223a787549af0b73 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-15T23:53:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADNA DE ALCÂNTARA E SOUZA BANDEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2010..pdf: 10337833 bytes, checksum: 8e5aa72a95f83ae8223a787549af0b73 (MD5) Previous issue date: 2010-11-30 / A indústria petrolífera tem se desenvolvido muito rapidamente nos últimos anos devido aos avanços na descoberta e perfuração de poços cada vez mais profundos. Os resíduos dessas indústrias são classificados pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT (2004) como perigosos (Classe I). A Estabilização por Solidificação tem se mostrado uma tecnologia eficiente e bastante utilizada para atenuar e tratar resíduos perigosos além realizar o pré-tratamento dos resíduos antes da disposição em aterro industrial. O objetivo principal desse trabalho foi atenuar Hidrocarbonetos Totais de Petróleo e Óleos e Graxas presentes na borra oleosa de petróleo usando Estabilização por Solidificação. Este trabalho foi realizado no Laboratório de Gestão Ambiental e Tratamento de Resíduos que pertence à Unidade Acadêmica de Engenharia Química da Universidade Federal de Campina Grande. Foi dividido em quatro etapas. Na primeira etapa foi realizado o planejamento experimental. Foi utilizado o fatorial 22 com três pontos centrais. Os fatores adotados foram percentual de borra (10, 15 e 20%) e temperatura de cura (0, 20 e 40°C). Na segunda etapa foi feita a caracterização e classificação da borra de petróleo. Na terceira etapa foi realizada a avaliação dos materiais submetidos à estabilização por solidificação, utilizando uma mistura de cimento Portland simples e argila organofílica como aglomerantes, usando critérios de integridade/durabilidade e imobilização dos contaminantes. Na quarta etapa foi realizada a análise estatística e o balanço de massa do processo. Com esse trabalho, foi possível verificar que a capacidade de absorção de água nos corpos de prova influencia na sua resistência à compressão e, posteriormente, na lixiviação. O teor de óleos e graxas na borra de petróleo é um indicativo de contaminação. Com o tratamento, conseguiu-se uma redução de 86,7% no teor de óleos e graxas, mostrando que a Estabilização por Solidificação pode ser aplicada como pré-tratamento de resíduos perigosos antes de serem dispostos adequadamente em aterros sanitários industriais e/ou como forma de efetuar a atenuação dos contaminantes. Observou-se também que a temperatura não influenciou no processo e que apenas a percentagem de borra pode influenciar nos resultados de óleos e graxas. / The oil industry has developed very rapidly in recent years due to advances in the discovery and drilling wells deeper and deeper. Waste is classified by the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT, 2004) as hazardous (Class I). The stabilization by solidification technology has proved an effective and widely used to alleviate and treat hazardous waste in addition carry out pre-treat waste before disposal in landfill. The main objective of this study was to soften Total Petroleum Hydrocarbons and oils/greases present in oily sludge using oil stabilization by solidification. This work was performed at the Laboratory of Environmental Management and Waste belonging to the Academic Department of Chemical Engineering, Federal University of Campina Grande. It was divided into four stages. In the first stage we carried out the experimental design. We used the 2 factorial with three central points. The factors used were the percentage of sludge (10, 15 and 20%) and curing temperature (0, 20 and 40 0 C). The second step was the characterization and classification of oil sludge. The third step was performed to evaluate the materials submitted to the stabilization by solidification using a simple mixture of Portland cement and organoclay as binders, using criteria of integrity/durability and immobilization of contaminants. The fourth stage was performed statistical analysis and mass balance of the process. With this work, we observed that the capacity of water absorption in the specimens influences the compressive strength and the later leaching. The content of oils and greases in the oil sludge is an indicator of contamination. With treatment, achieved a reduction of 86.7% in the concentration of oils and greases, showing that the stabilization by solidification can be applied as a pretreatment of hazardous waste before being appropriately disposed of in landfills and industrial and/or as how to make the attenuation of contaminants. We also observed that the temperature did not influence the process and that only the percentage of sludge can influence the results of oils and greases.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-30T13:20:44Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ AFONSO GONÇALVES DE MACÊDO - DISSERTAÇÃO PPGECA 1989..pdf: 62874473 bytes, checksum: fb1fdb8f43a121e308d6bbcf739a30b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-30T13:20:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ AFONSO GONÇALVES DE MACÊDO - DISSERTAÇÃO PPGECA 1989..pdf: 62874473 bytes, checksum: fb1fdb8f43a121e308d6bbcf739a30b1 (MD5) Previous issue date: 1989-08-31 / Este trabalho faz parte de um estudo mais amplo que visa a utilização de agregados graúdos não convencionais para a obtenção de misturas betuminosas e concreto de cimento Portland. Sendo concebido a partir de estudos já iniciados por outros pesquisadores, que estudaram comparativamente agregados graúdos calcários e lateríticos com um agregado graúdo granítico, visando suas utilizações em concreto betuminoso usinado ã quente. Nesta pesquisa os agregados são avaliados em laboratório,a partir de suas características físicas e mecânicas bem como fa zendo parte de um concreto betuminoso fabricado com teores de ligante determinados a partir dos estudos iniciados por Brasileiro, (1983). Também são verificadas as variações ocorridas com a absorção e massa específica dos agregados graúdos, antes e após a confecção dos corpos de prova pelo ensaio Marshall. Os resultados obtidos permiter.; concluir que, embora tenham sido obtidos em laboratório, existem boas perspectivas de utilização dos agregados lateríticos e calcários para fabricação de concreto betuminoso usinado ã quente, restando ainda, entre outras coisas, melhor adaptação da metodologia de ensaio para avaliação destes materiais e, a execução de trechos experimentais para verificar seus comportamentos em serviços. / This research, which is part of a more comprehensive study on non conventional materials, aims to utilize coarse aggregates for bituminous mixtures and concrete of Portland cement. Previous studies carried out by several investigators, have shown thorough comparative studies the feasibility of calcareous, laterite and granite coarse aggregates for hot-mix bituminous concrete. The aggregates utilized in this research are avaluated in the laboratory by its physical and mechanical characteristics.As well as in samples of bituminous concrete with binder contents, as determined by Brasileiro (1983). Also, it has been verified variations on the absorption and specific gravity of coarse aggregates, before and after the compaction of samples for Marshall test. The laboratory test results concluds that, there are good perspectives to utilize lateritic and calcareous aggregates for hot-mix bituminous concrete. Further research is needed to find the best testing methodology in order to evaluate these materials, and to construct trial pavements to verify its field behaviour.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-22T18:40:01Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ GLÊDSON DE SOUSA SILVA – TESE (UAEMa) 2015.pdf: 8998410 bytes, checksum: a46e8373d05a23d7dbcad46b391033a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-22T18:40:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ GLÊDSON DE SOUSA SILVA – TESE (UAEMa) 2015.pdf: 8998410 bytes, checksum: a46e8373d05a23d7dbcad46b391033a5 (MD5) Previous issue date: 2015-04-29 / Voltado para prática da sustentabilidade na construção civil, propõe-se o uso de vidro plano temperado, fragmentado, em substituição à pedra britada em concretos em percentuais de substituição de 0%, 50% e 100%. O trabalho teve como objetivo a análise microestrutural de concretos com traços fixados em 1:3, fatores água/cimento de 0,45, 0,55 e 0,65, submetidos à cura em câmara úmida saturada de hidróxido de cálcio nas idades de 7, 28 e 91 dias. As matériasprimas foram caracterizadas através de análise granulométrica. Os concretos no estado fresco foram classificados através de abatimento por tronco de cone. Os concretos de referência obtiveram classes desde S10 a S160, enquanto que os concretos com adição de vidro variaram de S50 a S220. Os corpos de prova cilíndricos, com dimensões 5 cm x 10 cm, foram submetidos à ensaios de resistência à compressão simples (RCS). Os concreto de referência (0% de vidro) se classificaram com classe de resistência C20 e C25. Já os concretos com percentual de substituição de 50% tevesua classe de resistência variando do C15 ao C30, enquanto que os de 100% de vidro, classes C15 e C20. Empregou-se para o estudo do nível de adesão, na interface vidro/pasta, imagens obtidas via microscopia ótica digital USB, além de microscopia eletrônica de varredura, constatando-seinterfaces bem preservadas mesmo após ruptura sob compressão. Utilizou-se difração de Raios-X constatando-se estruturas semelhantes para os diversos valores intervenientes e média geral de cristalinidade superior a 94%. Através de microanálise por energia dispersiva constatou-se que os concretos com percentuais parcial e total tem natureza química semelhante ao concreto de referência. Os valores de RCS e o comportamento do vidro como agregado graúdo permitem o emprego desse concreto em aplicações estruturais, como lajes e pilares, e aplicações não estruturais, a exemplo de pavimentos e pisos. / Aiming at sustainability practices in civil construction, it isproposed the use of fragmented, flat tempered glass replacing the crushed stone in concrete in replacement percentages of 0%, 50% and 100%. The research aimed at the microstructural analysis in concrete with traces fixed in 1:3, water/cement factors of 0.45, 0.55 and 0.65, and replacement percentage of 0%, 50% and 100%, subjected to curing in a saturated, calcium-hydroxide humid chamber at the ages of 7, 14 and 28 days. The raw materials were characterized by particle size analysis. The concrete in the fresh state was classified in rebate by conical frustum. The concrete of reference obtained classes from S10 toS160, whereas the concrete with glass addition ranged from S50 to S220. The cylindrical specimens with dimensions of 5 cm x 10 cm underwent strength tests in simple compression(RCS). The concrete of reference(0% of glass) were qualified with resistance class of C20 and C25, and the resistance class of the concrete with replacement rate of 50% ranged from C15 to C30, whereas the class of the concrete with the rate of 100% ranged from C15 to C20. To the study of the adhesion level in the glass/pasteinterface, there were used images that were obtained via USB digital microscopy and scanning electron microscope, noting well preserved interfaces even after rupture under compression. It was used x-ray diffraction in the process, noting similar structures for the various factors and crystallinity average value greater than 94%. Using dispersive energy microanalysis, it was discovered that the concrete with partial and full percentage has its chemical nature similar to the concreteof reference. The values of RCS and the behavior of glass as coarse aggregate permit the use of concrete in structural applications such as slabs and pillars, and in non-structural ones, like in pavings and floors.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LornnaLAG_DISSERT.pdf: 2131175 bytes, checksum: 63e4a76183bcbcfcae20c296d8b0364d (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / Cementing operation is one of the most important stages in the oil well drilling processes and has main function to form hydraulic seal between the various permeable zones traversed by the well. However, several problems may occur with the cement sheath, either during primary cementing or during the well production period. Cements low resistance can cause fissures in the cement sheath and compromise the mechanical integrity of the annular, resulting in contamination of groundwater and producing zones. Several researches show that biomass ash, in particular, those generated by the sugarcane industry have pozzolanic activity and can be added in the composition of the cementing slurries in diverse applications, providing improvements in mechanical properties, revenue and cement durability. Due to the importance of a low cost additive that increases the mechanical properties in a well cementing operations, this study aimed to potentiate the use of sugarcane bagasse ash as pozzolanic material, evaluate the mechanisms of action of this one on cement pastes properties and apply this material in systems slurries aimed to cementing a well with 800 m depth and geothermal gradient of 1.7 ?F/100 ft, as much primary cementing operations as squeeze. To do this, the ash beneficiation methods were realized through the processes of grinding, sifting and reburning (calcination) and then characterization by X-ray fluorescence, XRD, TG / DTG, specific surface area, particle size distribution by laser diffraction and mass specific. Moreover, the ash pozzolanic activity added to the cement at concentrations of 0%, 20% and 40% BWOC was evaluated by pozzolanic activity index with lime and with Portland cement. The evaluation of the pozzolanic activity by XRD, TG / DTG and compressive strength confirmed the ash reactivity and indicated that the addition of 20% in the composition of cement slurries produces improvement 34% in the mechanical properties of the slurry cured. Cement slurries properties evaluated by rheological measurements, fluid loss, free fluid, slurry sedimentation, thickening time and sonic strength (UCA) were satisfactory and showed the viability of using the sugarcane ash in cement slurries composition for well cementing / A opera??o de cimenta??o ? uma das etapas mais importantes no processo de perfura??o de po?os de petr?leo e tem a fun??o primordial de promover a veda??o hidr?ulica entre as diversas zonas perme?veis atravessadas pelo po?o. No entanto, v?rios problemas podem ocorrer com a bainha de cimento, seja durante a cimenta??o prim?ria ou no decorrer do per?odo produtivo do po?o. Cimentos de baixa resist?ncia podem causar trincas na bainha de cimento e comprometer a integridade mec?nica do anular, resultando em contamina??o de len??is fre?ticos e zonas produtoras. V?rias pesquisas comprovam que cinzas de biomassa, em particular, as geradas pela ind?stria sucroalcooleira apresentam atividade pozol?nica e podem ser adicionadas na composi??o das pastas cimentantes em diversas aplica??es, proporcionando benef?cios nas propriedades mec?nicas, no rendimento e na durabilidade do cimento. Dada a import?ncia de um aditivo de baixo custo e que aumenta as propriedades mec?nicas em uma opera??o de cimenta??o de po?os, este trabalho objetivou potencializar o uso da cinza de biomassa da cana-de-a??car (CBCC) como material pozol?nico, avaliar os mecanismos de atua??o desta nas propriedades de pastas de cimento e aplicar este material em sistemas de pastas destinadas ? cimenta??o de um po?o com 800 m de profundidade e gradiente geot?rmico de 1,7 ?F/100 p?s, tanto para as opera??es de cimenta??o prim?ria quanto corretiva (squeeze). Para isso, foram realizados m?todos de beneficiamento da cinza atrav?s dos processos de moagem, peneiramento e requeima (calcina??o) e, em seguida, a caracteriza??o por fluoresc?ncia de raios-X, DRX, TG/DTG, superf?cie espec?fica, granulometria a laser e massa espec?fica. Al?m disso, a atividade pozol?nica da cinza, adicionada ao cimento nas concentra??es de 0% (pasta padr?o), 20% e 40% BWOC, foi avaliada pelo ?ndice da atividade pozol?nica com a cal e com o cimento Portland. A avalia??o da atividade pozol?nica atrav?s das an?lises de DRX, TG/DTG e resist?ncia ? compress?o comprovaram a reatividade do material e indicaram que a adi??o de 20% de cinza na composi??o das pastas produz melhorias em at? 34% das propriedades mec?nicas da pasta endurecida. As propriedades das pastas avaliadas atrav?s dos ensaios de propriedades reol?gicas, perda de filtrado, ?gua livre, estabilidade, tempo de espessamento e resist?ncia ? compress?o (UCA) mostraram-se satisfat?rias e indicaram a viabilidade da utiliza??o da cinza na composi??o das pastas de cimento para po?os de petr?leo

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-18T20:55:14Z No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-24T23:17:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-24T23:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / A exposi??o dos po?os de petr?leo a condi??es extremas os tem levado a in?meros problemas de integridade, mesmo quando projetados adequadamente. O uso de t?cnicas de recupera??o, tal como a inje??o c?clica de vapor, submete os materiais a varia??es de temperatura severas reduzindo a vida ?til do po?o; ainda, podendo levar ? falha do revestimento met?lico e da bainha de cimento. A perda da integridade da bainha de cimento pode acarretar no vazamento dos fluidos presentes na forma??o e, em alguns casos, ocasionando significantes preju?zos ambientais e econ?micos. No caso de po?os sujeitos ? inje??o c?clica de vapor, a resist?ncia, a flexibilidade e as propriedades t?rmicas t?m sido apontadas como chave do problema. Neste trabalho, as an?lises termomec?nicas foram realizadas utilizando o m?todo dos elementos finitos em modo transiente. O revestimento met?lico, a bainha de cimento e a forma??o foram modelados utilizando-se um modelo 2D axissim?trico com elementos quadril?teros de 8 n?s. Foi analisado o comportamento mec?nico de bainha de cimento, sendo tr?s formula??es de pastas estudadas: pasta de refer?ncia e mais duas aditivadas com l?tex em concentra??es de 125 e 250 ml/kg de cimento. A influ?ncia da espessura da bainha de cimento e a taxa de aquecimento foram observadas como tamb?m seis diferentes valores de coeficientes de expans?o t?rmica para pasta de cimento. Foram analisados gradientes de temperaturas distintos de 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC e 350 oC, t?picas temperaturas encontradas no processo de inje??o de vapor, bem como em meio a forma??es com v?rios n?veis de rigidez. O estudo evidenciou que um dos problemas da integridade da bainha de cimento devido a inje??o de vapor est? associado a fase de aquecimento do po?o e localizado na regi?o da bainha pr?ximo ? forma??o. Foi constatado que vincular o emprego da formula??o mais flex?vel e expansiva a uma aplica??o do gradiente de temperatura de modo mais lento, pode prevenir o surgimento de danos na bainha de cimento evitando manobras de recimenta??o. Tal procedimento se mostrou eficaz para meios rochosos mais r?gidos bem como para temperaturas alvo mais elevadas. / Exposure of oil wells to extreme conditions has led to numerous integrity issues, even when designed properly. The use of recovery techniques, such as the cyclic steam injection, submits the materials to severe temperature variations, reducing the oil well lifespan; and may lead to failure of the steel casing and cement sheath. The loss of integrity of the cement sheath may lead to leakage of the fluids present in the formation and, in some cases, causing significant environmental and economic damages. In the case of wells subjected to the cyclic steam injection, resistance, flexibility and thermal properties have been identified as the key to the problem. In the present work, thermomechanical analyzes were performed using the finite element method in transient mode. The steel casing, the cement sheath and the formation were modeled using an axisymmetric 2D model with 8-node quadrilateral elements. The mechanical behavior of the cement sheath was analyzed, being three formulations of pastes studied: reference paste and two other paste with latex additives in concentrations of 125 and 250 ml / kg of cement. The influence of the cement sheath thickness and the heating rate were observed as well as six different coefficient values of thermal expansion for cement paste. It was analyzed the temperature gradients of 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC and 350 oC, typical temperatures encountered during the steam injection process, as well as between formations with various levels of rigidity. The study revealed that one of the problems of cement sheath integrity due to steam injection is associated with the heating phase of the well and located in the region of the sheath near the formation. It has been found that linking the use of the more flexible and expansive formulation to an extending temperature gradient period application may prevent damage to the cement sheath by avoiding recementing maneuvers. Such a procedure proved to be effective for more rigid rock media as well as for higher target temperatures.

Orientador: Gladis Camarini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-05T12:07:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bardella_PauloSergio_M.pdf: 1317917 bytes, checksum: 2bd53842fd42fd70b176488c91fedd8f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A durabilidade das estruturas de concreto depende da estrutura porosa e da impermeabilidade do concreto, uma vez que a entrada de água e de agentes deletérios iniciam os processos patológicos que diminuem a vida útil de uma estrutura de concreto. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência mecânica, permeabilidade, absorção e carbonatação natural de concretos submetidos a diferentes condições de cura. Os procedimentos de cura adotados são normalmente utilizadds em canteiros de obra e na produção de estruturas pré-moldadas de concreto: cura imersa até a idade de 7 dias, cura ambiente e cura térmica. A cura térmica foi realizada na temperatura de 60°C. Foram empregados concretos produzidos com cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V ARI) e cimento Portland de Alto Forno (CP III) sem e com sílica ativa (em substituição ao cimento na proporção de 10% em massa) para cada um dos diferentes tipos de cura utilizados. Os resultados evidenciaram que o tipo de cura afeta o desempenho do concreto. A mudança do tipo de cura aplicada proporcionou variações nas propriedades mecânicas e na durabilidade dos concretos, principalmente no que diz respeito à sua estrutura porosa. Assim, um regime de cura adequado é essencial para garantir a resistência mecânica e a durabilidade dos concretos. A utilização de sílica ativa em substituição ao cimento melhorou o desempenho dos concretos, tanto para a resistência mecânica quanto para a durabilidade, independente do tipo de cura empregado / Abstract: The durability of concrete structures depends on porous structure and its impermeability. The entrance of water and deleterious agents begin the damage processes and reduce the life of the concretestructure. ln that way, the aim of this work was to evaluate the mechanical resistance, permeability, absorption and natural carbonation of concretes submitted to different curing procedures. The curing procedures adopted were usually used in civil construction and in the production of precast structures: moist curing until the age 6f 7 days, curing in air, and steam curing. The maximum temperature of steam curing was 60°C. All concretes were produced with High Early Strength Portland cement (CP V ARl) and Blastfurnace Portland cement (CP TIl) without and with silica fume (10% of replacement, by mass, of Portland cement) for each one of the different curing procedure used. The results showed that the curing procedure affects the concrete performance, providing variations in their mechanical properties and in their durability, mainly in porous structure. Therefore, the curing process used is essential to guarantee the mechanical resistance and the durability of the concretes. The use of silica fume improved the performance of the concretes, as for the mechanical resistance as for its durability, independent of the curing procedure used. / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

O uso de fibras lignocelulósicas em compósitos de cimento, aliados a cura em atmosferas com excesso de CO2 para promover processos de carbonatação acelerada são potenciais tecnologias para desenvolvimento de materiais sustentáveis que fixam CO2. O presente estudo avaliou o potencial da fibra de curauá para aplicação em compósitos, bem como comparou fibrocimento com reforço de curauá (FCR) com fibrocimento com reforço de polipropileno (FPP), e estudou os efeitos da cura térmica, da cura em atmosfera com excesso de CO2, e a durabilidade ao longo de 100 ciclos de envelhecimento acelerado nesses compósitos. Para avaliar o potencial da fibra, foi realizada a análise anatômica foliar com intuito de analisar o arranjo, as funções e a morfologia das fibras na folha. Também foram determinadas: influência de comprimentos 20 e 40 mm nas variáveis mecânicas; e propriedades de massa específica; teores químicos e análise térmicas da fibra. Para os fibrocimentos, foram quantificadas propriedades de densidade aparente, porosidade aparente e absorção de água e variáveis mecânica módulo de ruptura, módulo de elasticidade, limite de proporcionalidade e energia específica. Também foram feitas as caracterizações mineralógicas por meio do DRX e microestrutural por MEV. A análise foliar evidenciou três classes de estruturas fibrilares denominadas genericamente como \"fibras\", sendo fibras de reforço primário (FP), fibras de reforço secundário (FS) e fibras associadas aos feixes vasculares (FV). A fibra de 40 mm atingiu melhor comportamento mecânico em relação a 20 mm e os comprimentos influenciam os valores de módulo de Young e módulo de Weibull. A análise química das fibras indicou altos teores de alfacelulose (68%) e extrativos (3,8%) e baixos teores de hemicelulose (10%) e lignina (13%). A análise termogravimétrica demonstrou que as estruturas de hemiceluloses e celuloses iniciam a degradação acima de 200ºC. Os resultados dos fibrocimentos indicaram que a cura em atmosfera com excesso de CO2, proporcionou melhorias nas propriedades mecânicas e físicas em FCR e FPP em relação a cura térmica. O processo de envelhecimento acelerado de 100 ciclos melhorou as propriedades da matriz em FCR e FPP, em ambas as curas. Em FCR a carbonatação acelerada melhorou a durabilidade dos compósitos. A fibra de curauá tem potencial para ser utilizada como reforço de materiais cimentícios, embora apresente limitações por ser instável dimensionalmente, sendo necessários tratamentos adicionais para superar esse problema. A carbonatação acelerada promovida pela cura em atmosfera com excesso de CO2 melhorou a durabilidade e propriedades físicas e mecânicas dos fibrocimentos. / The use of lignocellulosic fibers in cement composites with curing to promote accelerated carbonation is a promising technology for the development of sustainable materials to fix CO2. The aim of this study was to evaluate the potential of curauá fiber for use in composites and to compare fiber cement composite reinforcing with curauá (FCR) and cement reinforcing with polypropylene (FPP). In addition, to study the effects of thermal curing, curing in an atmosphere of excess CO2 and the durability over 100 cycles of accelerated aging in these composites. The potential of the curauá fibers was evaluated by leaf anatomical analysis to characterize their arrangement, function and morphology of the fibers\' leaves. The influence of their length (20 and 40mm) were also determined by the mechanical tests, specific mass properties, chemical contents and thermal analysis of the fibers. In the analysis of the fiber cement the density properties, porosity, water absorption, modulus of rupture (MOR), the modulus of elasticity, the limit of proportionality (LOP) and specific energy were measured. The mineralogical and microstructural characterizations were also carried out by DRX and MEV respectively. Foliar analysis showed three classes of fibrillar structures called generically as \"fibers\", with primary reinforcing fibers (PF), secondary reinforcement fibers (FS) and fibers associated with vascular bundles (FV). The 40 mm fiber showed a better mechanical behavior compared to 20 mm fiber, and the length has influenced Young\'s modulus values and Weibull modulus. The chemical analysis of the fibers has demonstrated high levels of alfacellulose (68%) and extractives (3.8%), and low hemicellulose (10%) and lignin (13%) content. Thermogravimetric analysis showed that the structures of celluloses and hemicelluloses started the degradation above 200°C. The fiber cement curing in an atmosphere with excess of CO2 provided improvements in mechanical and physical properties and for FCR and FPP when compared to thermal curing. The accelerated aging test was performed with 100 soak & dry cycles and showed improved performance of the matrix and for both fibers thru pores refinement. The curauá fiber has potential to be used as reinforcement of cementitious materials, although it has some limitations because it is dimensionally unstable, requiring additional treatments to overcome this problem. Accelerated carbonation promoted by curing in an atmosphere of excess CO2 enhanced the physical durability and the mechanical properties of the fiber cements.

Estudos anteriores utilizando matriz cimentícia reforçada exclusivamente com fibras vegetais propiciaram a produção de telhas com desempenho aceitável nas idades iniciais. Porém, com o envelhecimento natural, as telhas apresentaram significativa redução do desempenho mecânico, fato este atribuído principalmente ao ataque alcalino da matriz cimentícia. A presente pesquisa teve como objetivo o aprimoramento de telhas onduladas de fibrocimento sem amianto, a partir de processo automatizado. A primeira etapa do trabalho consistiu na avaliação do efeito da intensidade de refino da polpa Kraft de sisal (Agave sisalana) nas propriedades mecânicas e físicas de placas planas baseadas em matriz de cimento Portland, e o uso conjunto com fibras de poliproprileno (PP). Esta etapa envolveu também a caracterização dos principais atributos das polpas celulósicas refinadas, bem como a caracterização microestrutural (microscopia eletrônica de varredura e porosimetria por intrusão de mercúrio) do material resultante após envelhecimento acelerado e em ambiente natural. Na segunda etapa, séries de telhas onduladas de fibrocimento foram produzidas por técnica de sucção do excesso de água e prensagem, utilizando os melhores parâmetros definidos na etapa anterior. Os efeitos da cura acelerada em autoclave e dos envelhecimentos acelerados (carbonatação acelerada, imersão-secagem e calor-chuva) nas propriedades mecânicas e físicas das telhas foram avaliados. Os resultados obtidos mostraram a grande contribuição do refino da polpa celulósica na melhoria da resistência dos compósitos. Altas intensidades de refino apresentaram os melhores resultados para compósitos reforçados somente com polpa celulósica, mesmo após os envelhecimentos, porém intensidades intermediárias em compósitos híbridos mostraram-se suficientes. A adição das fibras de polipropileno como reforço híbrido teve como ponto forte a manutenção da resistência ao impacto, propriedade esta fortemente afetada pelo envelhecimento acelerado nos compósitos reforçados somente com polpa de sisal. As telhas produzidas mostraram-se mais eficientes no amortecimento térmico do que telhas comerciais de fibrocimento amianto. Melhorias no processo de produção das telhas mostraram efetiva contribuição no desempenho mecânico em relação aos trabalhos anteriores, tanto no curto como no longo prazo. Os resultados também indicaram a utilização da carbonatação acelerada como um procedimento eficiente na mitigação da degradação sofrida pelas fibras celulósicas em meios menos agressivos, no caminho para tornar viáveis os materiais reforçados com fibras vegetais. / Previous studies using exclusively vegetal fibres as the sole reinforcement of cement matrix have propitiated the production of roofing tiles with acceptable performance at the first ages. However, with the natural ageing, the roofing tiles have presented significant reduction in the mechanical performance, attributed to the alkaline attack of the cimentitious matrix mainly. The present research had as objective the improvement of undulate fibrecement roofing tiles without asbestos with automated equipment for production. The study also evaluated the physical, mechanical and microstructural behaviour of the obtained composites. The first stage consisted of evaluating the refinement effect of sisal Kraft pulp on mechanical and physical properties of flat pads based on Ordinay Portland cement and the jointly use of polypropylene fibres (PP). This stage also involved the characterization of the main attributes of refined cellulosic pulps, as well as the microstructural characterization (scanning electron microscopy and mercury intrusion porosimetry) of the resultant material after the accelerated and natural ageing. In the second stage, series of fibrecement roofing tiles were produced by slurry dewatering technique and pressing, using the best parameters of the first stage. Efects of autoclaved curing and accelerated ageing (accelerated carbonation, soak-dry and heat-rain) on mechanical and physical properties of tiles were evaluated. Results showed the great contribution of pulp refinement on mechanical strengh improvement. Higher intensities of refinement provided the best results for composites only reinforced with sisal pulp, despite ageing mechanism. Intermediate refinement revealed to be enough for hybrid composites. Adition of polypropylene fibres as hybrid reinforcement provided toughness maintenance after ageing, which was strongly affected only in sisal reinforced composites. Asbestos free tiles showed to be more efficient on thermal insulating properties than commercial asbestos cement. Improvements on tiles production process showed effective contribution on mechanical performance in relation to the previous works, both at initial ages and after ageing. The results have also indicated the utilization of accelerated carbonation as an effective procedure to mitigate the degradation suffered by the cellulosic fibres in the less aggressive medium, in way of the viability of the cement based materials reinforced by vegetal fibres.