No processo de beneficiamento da vermiculita é gerado um resíduo fino para o qual atualmente ainda não foi desenvolvida uma aplicação que possibilite a utilização em larga escala. Uma alternativa que vem sendo estudada é a associação com cimento Portland em composições de argamassas e concretos, em função da composição química do resíduo: elevada quantidade de alumínio, silício e magnésio, que podem apresentar interações com o ligante. No entanto, em função da elevada área superficial específica, em comparação ao cimento, sua utilização nas composições pode afetar a demanda de água de amassamento e limitar a sua aplicação. Para tanto, uma alternativa é a calcinação deste resíduo fino, assim como é realizado para outras argilas (caulim, por exemplo), para que a área superficial específica (ASE) seja menor e eventualmente ative propriedades pozolânicas na respectiva argila. Deste modo, neste trabalho foram avaliadas as diversas características de pastas cimentícias após adição de resíduo fino de vermiculita: reação química, formação dos produtos hidratados, propriedades reológicas, tanto após a mistura como ao longo da hidratação. Foi verificado que de forma geral a reação química não é afetada após a adição de vermiculita, embora a formação de aluminatos seja intensificada na composição com maior quantidade de resíduo in natura. Com relação ao seu comportamento no estado fresco, foi observado que a maior ASE do resíduo impacta fortemente as propriedades reológicas das pastas, embora que com um teor de 5% as mudanças sejam menores. Utilizando-se dessas mesmas composições para a avaliação do desempenho no estado endurecido de argamassas, foi verificado que não há efeito sobre essas propriedades até 5% de substituição, independentemente do tratamento térmico empregado. Assim, considerando aspectos econômicos de transporte assim como os custos decorrentes da calcinação, pode-se recomendar a adição de 5% de vermiculita in natura sem comprometer o desempenho dos produtos, embora não se possa precisar com os dados obtidos a sua durabilidade ao longo do uso. / In the process to obtaining vermiculite a fine residue is generated, which does not yet have a large-scale application. An alternative that has been studied is the association with Portland cement in mortar and concrete formulations, as a function of the chemical composition of the residue: high amount of aluminium, silicon and magnesium which may have interactions with the binder. However, the residue has a high specific surface area, in comparison to cement, a fact that can increase the water-demand to mix and limit its application. For this, an alternative is the calcination of this fine residue, as it is done for other clays (kaolin, for example), so that the specific surface area (SSA) is smaller and eventually activates pozzolanic properties in the respective clay. Thus, in this work the various characteristics of cement pastes after addition of vermiculite fine residue were evaluated: chemical reaction, formation of the hydrated products, rheological properties, both after mixing and along the hydration. It was verified that in general the chemical reaction is not affected after the addition of vermiculite, although the formation of aluminates is intensified in the composition with greater amount of in nature residue. Regarding its behaviour in the fresh state, it was observed that the higher SSA of the residue strongly impacts the rheological properties of the pastes, although with a 5% content the changes are minimal. Using these same compositions to evaluate the performance in the hardened state of mortars, it was verified that there is no effect on these properties up to 5% of substitution, regardless of the thermal treatment used. Thus, considering the economic aspects of transport as well as the costs of calcination, it is possible to recommend the addition of 5% of vermiculite in nature without compromising the performance of the products, although it is not possible to determine the its durability during the use.

A corrosão é um dos problemas mais relevantes que afronta a indústria atual, representa mais de 25% do investimento destinado para reparos ou troca de equipamentos com falhas por problemas do ataque corrosivo. Neste panorama nos últimos anos houve um grande aumento no desenvolvimento de novas tecnologias para proteção das estruturas, por outro lado o aço ABTN 1020 é um dos materiais mais usados na indústria principalmente em ambientes contendo cloreto. A sua utilização não é recomendada pelas altas taxas de corrosão, sendo necessário à adoção de pintura como meio de proteção. Este trabalho investigou a resistência à corrosão de uma pintura em meios contendo cloreto cuja composição da matriz foi resina uretânica (PU) e diferentes cargas a base de SiO2 e ZnO em diversas concentrações, sendo avaliadas mediante técnicas de Impedância Eletroquímica- EIS e de varredura com elétrodo vibratório SVET. Verificou-se que a espectroscopia e SVET também fornecem informação suficiente relativo ao desgaste e a possível ação da corrosão, sendo assim foi evidenciado que pintura com carga a base de SiO2 que tem melhor resistência à corrosão em meios contendo cloreto. Em outra análise quando comparados com a carga de ZnO pintura com irradiação, observou-se que houve um aumento na aderência da pintura ao metal base, fornecendo uniformidade e maior proteção anticorrosiva, assim foram determinados parâmetros que podem aplicações na indústria. / Corrosion is one of the most important problems facing today\'s industry, representing more than 25% of the investment destined for repairs or exchange of equipment with failures due to corrosive attack problems. In this panorama in recent years there has been a great increase in the development of new technologies for protection of structures, on the other hand the steel ABTN 1020 is one of the materials most used in the industry mainly in environments containing chloride. Its use is not recommended due to the high corrosion rates, and it is necessary to adopt painting as a means of protection. This work investigated the corrosion resistance of a paint in chloride-containing media whose urethane resin (PU) composition and different SiO2 and ZnO-based loads were evaluated in various concentrations and evaluated by Electrochemical Impedance-EIS and scanning with vibrating electrode SVET. It was verified that the spectroscopy and SVET also provide sufficient information regarding the wear and the possible action of the corrosion, thus it was evidenced that paint with charge based on SiO2 that has better resistance to corrosion in media containing chloride. In another analysis when compared with the ZnO charge with irradiation paint, it was observed that there was an increase in the adhesion of the paint to the base metal, providing uniformity and greater anticorrosive protection, thus determined parameters that can be applied in the industry.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GolberyHL_DISSERT.pdf: 2464917 bytes, checksum: 6b60a21d93303b984fd3d1615e88b055 (MD5) Previous issue date: 2013-04-29 / Among the various layered silicates, vermiculite has been used as one of the adsorbent material by presenting the ion exchange capacity which facilitates the removal of organic compounds which are potential pollutants in relation to the water surface. The importance of the modification of clay minerals by hydrophobization with carnauba wax establishes the increase in oil removal capacity in aqueous medium, it contributes to a better environment for life in ecosystems. The vermiculite when expanded decreases its hydrophobicity requiring the use of a hydrophobizing leaving - the organoclay. In this work were used in the process of modifying the particle sizes of vermiculite -18+16, -16 +20 and -20 +35 #. Samples of vermiculite hydrophobized with carnauba wax and clay mineral without hydrophobizing were characterized with physicochemical analyzes and analytical. Techniques were used: thermal analysis (thermogravimetry and derivative thermogravimetry), infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, fluorescence rays - x adsorption tests. The TG / DTG was used to evaluate the thermal behavior of expanded vermiculite and carnauba wax and samples hidrofobizadas with percentages of 5, 10 and 15 % by weight of hydrophobizing. The results of FTIR confirmed increase of the characteristic signs of carnauba wax in samples hidrofobizadas as the greatest amount of hydrophobizing the clay mineral used in hydrophobization. Thermogravimetry and FTIR show based on the results that coating the surface of the vermiculite occur homogeneously. The data obtained by the technique of x-ray fluorescence with loss on ignition confirmed the results of thermogravimetric analysis in relation to the percentage of wax incorporated. The fluorescence indicates through information provided by the analysis shows that the material covered - is homogeneous. The mev inspection was used to texture and morphology of the clay mineral with and without carnauba wax. The scanning electron microscopy confirms the deposition of wax evenly over the surface of the mineral as indicated by the other techniques. To verify the adsorption capacity of the clay without hydrophobizing hydrophobized and used a fixed volume of water to 1 ? liters in each experiment with 3 g to 50 g of oil sample. The results show that better extraction of oil for the material processed corresponds to 260 % relative to the weight of the sample coated and greater than 80 % of the oil drop in the system / Dentre os v?rios silicatos em camadas, a vermiculita tem sido uma das mais empregadas como material adsorvente por apresentar a capacidade de troca i?nica o que facilita na remo??o de compostos org?nicos que s?o poluentes em potencial no que se refere a superf?cies das ?guas. A import?ncia da modifica??o do argilomineral atrav?s da hidrofobiza??o com a cera de carna?ba estabelece o aumento na capacidade de remo??o de ?leo no meio aquoso, isso contribui para um ambiente mais prop?cio para a vida nos ecossistemas. A vermiculita quando expandida diminui a sua capacidade hidrof?bica sendo necess?ria a utiliza??o de um hidrofobizante deixando-a organof?lica. Neste trabalho foram utilizadas no processo de modifica??o da vermiculita as faixas granulom?tricas de -8+16, -16+20 e -20+35 #. As amostras de vermiculita hidrofobizada com cera de carna?ba e do argilomineral sem o hidrofobizante foram caracterizadas com an?lises qu?micas e f?sico-qu?micas. Foram utilizadas as t?cnicas: an?lise t?rmica (termogravimetria e termogravimetria derivada), espectroscopia no infravermelho, microscopia eletr?nica de varredura, fluoresc?ncia de raios-x e testes de adsor??o. A TG/DTG foi utilizada para avaliar o comportamento t?rmico da vermiculita expandida da cera de carna?ba e das amostras hidrofobizadas com porcentagens de 5, 10 e 15 % em massa do hidrofobizante. Os resultados de FTIR constataram o aumento dos sinais caracter?sticos da cera de carna?ba nas amostras hidrofobizadas conforme a maior quantidade de hidrofobizante. A termogravimetria e o FTIR mostraram com base nos resultados obtidos que o recobrimento da superf?cie da vermiculita ocorreu de forma homog?nea. Os dados obtidos pela t?cnica de fluoresc?ncia de raios-x com perda ao fogo comprovaram os resultados das an?lises termogravim?tricas em rela??o aos percentuais de cera incorporados. A fluoresc?ncia indicou atrav?s das informa??es fornecidas pelas an?lises que o material recoberto apresentou-se homog?neo. A MEV foi utilizada para inspe??o da textura e morfologia do argilomineral com e sem a cera de carna?ba. A microscopia eletr?nica de varredura reafirmou a deposi??o da cera de forma homog?nea sobre a superf?cie do mineral como indicavam as outras t?cnicas. Para verificar a capacidade de adsor??o da argila sem o hidrofobizante e hidrofobizada foi utilizado um volume de ?gua fixo de 1 ? litro em cada experimento com 3 g de ?leo para 50 g de amostra. Os resultados obtidos mostraram que a melhor extra??o de ?leo pelo material transformado corresponde a 260 % em rela??o ? massa da amostra recoberta e maior que 80% do ?leo suspenso no sistema

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoADM_DISSERT.pdf: 2978875 bytes, checksum: c28db8afcf915e3f11ed082f52478c5b (MD5) Previous issue date: 2014-05-21 / Chemical modification of clays has been extremely studied in the search for improvements of their properties for use in various areas, such as in combating pollution by industrial effluents and dyes. In this work, the vermiculite was chemically modified in two ways, characterized and evaluated the adsorption of methylene blue dye. First was changed with the addition of a surfactant (hexadecyltrimethylammonium bromide, BHTA) making it an organophilic clay and then by adding an acid (HCl) by acid activation. Some analyzes were performed as X-ray fluorescence (FRX), X-ray diffraction (DRX), adsorption isotherms of methylene blue dye, infrared (FTIR) , scanning electron microscopy (SEM), thermal gravimetric analysis and spectroscopy energy dispersive (EDS). Analysis by FRX of natural vermiculite indicates that addition of silicon and aluminum, clay presents in its structure the magnesium, calcium and potassium with 16 % organic matter cations. The DRX analyzes indicated that the organic vermiculite was an insertion of the surfactant in the space between the lamellae, vermiculite and acid partial destruction of the structure with loss of crystallinity. The adsorption isotherms of methylene blue showed that there was a significant improvement in the removal of dye to the vermiculite with the addition of cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide and treatment with acid using HCl 2 mol/L. In acid vermiculites subsequently treated with surfactant, the adsorption capacity increased with respect to natural vermiculite, however was much lower compared vermiculite modified with acid and surfactant separately. Only the acidic vermiculite treated with surfactant adjusted to the Langmuir model. As in the infrared spectrometry proved the characteristics of natural vermiculite. In the organic vermiculite was observed the appearance of characteristic bands of CH3, CH2, and (CH3)4N. Already on acid vermiculite, it was realized a partial destruction with decreasing intensity of the characteristic band of vermiculite that is between 1074 and 952 cm-1. In the SEM analysis, it was observed that there was partial destruction to the acid treatment and a cluster is noted between the blades caused by the presence of the surfactant. The TG shows that the higher mass loss occurs at the beginning of the heating caused by the elimination of water absorbed on the surface between layers. In the organic vermiculite also observed a loss of mass between 150 and 300 ?C caused decomposition of the alkylammonium molecules (surfactants) / A modifica??o qu?mica de argilas tem sido extremamente estudada na busca por melhorias de suas propriedades para seu uso em diversas ?reas, como por exemplo, no combate a polui??o ocasionada por efluentes industriais como corantes. Neste trabalho, a vermiculita foi modificada quimicamente de duas maneiras, caracterizada e avaliada na adsor??o do corante azul de metileno. Primeiro foi alterada com adi??o de um surfactante (brometo de hexadeciltrimetilam?nio, BHTA) tornando-a uma argila organof?lica e depois pela adi??o de um ?cido (HCl) por ativa??o ?cida . Algumas an?lises foram realizadas como fluoresc?ncia de raios-X (FRX), difra??o de raios-X (DRX), isotermas de adsor??o do corante azul de metileno, infravermelho (FTIR), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), an?lise termogravim?trica e Espectroscopia de energia dispersiva (EDS). An?lise por FRX da vermiculita natural indica que al?m do sil?cio e do alum?nio, a argila apresenta em sua estrutura os c?tions magn?sio, c?lcio e pot?ssio com 16 % de mat?ria org?nica. As an?lises por DRX indicam que na vermiculita org?nica houve uma inser??o do surfactante no espa?o entre as lamelas, e na vermiculita ?cida uma destrui??o parcial da estrutura com perda de cristalinidade. As isotermas de adsor??o do azul de metileno mostraram que houve uma melhora significativa na remo??o do corante para a vermiculita com a adi??o do surfactante cati?nico brometo de hexadeciltrimetilam?nio, bem como com tratamento ?cido utilizando HCl 2 mol/L. Nas vermiculitas ?cidas tratadas posteriormente com o surfactante, a capacidade de adsor??o aumentou em rela??o a vermiculita natural, porem foi bem menor em rela??o as vermiculitas modificadas com o ?cido e com o surfactante separadamente. S? as vermiculitas ?cidas tratadas com surfactante se ajustaram ao modelo de Langmuir. A espectrometria na regi?o do infravermelho comprovou as caracter?sticas da vermiculita natural. Na vermiculita org?nica observou-se o aparecimento de bandas caracter?sticas de grupos CH3, CH2, al?m de (CH3)4N. J? na vermiculita ?cida, percebeu-se uma destrui??o parcial com a diminui??o de intensidade da banda caracter?stica das vermiculitas que ? entre 1074 e 952 cm-1. Na an?lise de MEV, observou-se que houve destrui??o parcial com no tratamento ?cido e nota-se um aglomerado entre as l?minas causado pela presen?a do surfactante. As curvas TG mostram que a maior perda de massa ocorre no come?o do aquecimento ocasionado pela elimina??o de ?gua absorvida na superf?cie entre camadas. Na vermiculita org?nica tamb?m observa uma perda de massa entre 150 e 300 ?C ocasionada pela decomposi??o das mol?culas de alquilam?nio (surfactante)

No processo de beneficiamento da vermiculita é gerado um resíduo fino para o qual atualmente ainda não foi desenvolvida uma aplicação que possibilite a utilização em larga escala. Uma alternativa que vem sendo estudada é a associação com cimento Portland em composições de argamassas e concretos, em função da composição química do resíduo: elevada quantidade de alumínio, silício e magnésio, que podem apresentar interações com o ligante. No entanto, em função da elevada área superficial específica, em comparação ao cimento, sua utilização nas composições pode afetar a demanda de água de amassamento e limitar a sua aplicação. Para tanto, uma alternativa é a calcinação deste resíduo fino, assim como é realizado para outras argilas (caulim, por exemplo), para que a área superficial específica (ASE) seja menor e eventualmente ative propriedades pozolânicas na respectiva argila. Deste modo, neste trabalho foram avaliadas as diversas características de pastas cimentícias após adição de resíduo fino de vermiculita: reação química, formação dos produtos hidratados, propriedades reológicas, tanto após a mistura como ao longo da hidratação. Foi verificado que de forma geral a reação química não é afetada após a adição de vermiculita, embora a formação de aluminatos seja intensificada na composição com maior quantidade de resíduo in natura. Com relação ao seu comportamento no estado fresco, foi observado que a maior ASE do resíduo impacta fortemente as propriedades reológicas das pastas, embora que com um teor de 5% as mudanças sejam menores. Utilizando-se dessas mesmas composições para a avaliação do desempenho no estado endurecido de argamassas, foi verificado que não há efeito sobre essas propriedades até 5% de substituição, independentemente do tratamento térmico empregado. Assim, considerando aspectos econômicos de transporte assim como os custos decorrentes da calcinação, pode-se recomendar a adição de 5% de vermiculita in natura sem comprometer o desempenho dos produtos, embora não se possa precisar com os dados obtidos a sua durabilidade ao longo do uso. / In the process to obtaining vermiculite a fine residue is generated, which does not yet have a large-scale application. An alternative that has been studied is the association with Portland cement in mortar and concrete formulations, as a function of the chemical composition of the residue: high amount of aluminium, silicon and magnesium which may have interactions with the binder. However, the residue has a high specific surface area, in comparison to cement, a fact that can increase the water-demand to mix and limit its application. For this, an alternative is the calcination of this fine residue, as it is done for other clays (kaolin, for example), so that the specific surface area (SSA) is smaller and eventually activates pozzolanic properties in the respective clay. Thus, in this work the various characteristics of cement pastes after addition of vermiculite fine residue were evaluated: chemical reaction, formation of the hydrated products, rheological properties, both after mixing and along the hydration. It was verified that in general the chemical reaction is not affected after the addition of vermiculite, although the formation of aluminates is intensified in the composition with greater amount of in nature residue. Regarding its behaviour in the fresh state, it was observed that the higher SSA of the residue strongly impacts the rheological properties of the pastes, although with a 5% content the changes are minimal. Using these same compositions to evaluate the performance in the hardened state of mortars, it was verified that there is no effect on these properties up to 5% of substitution, regardless of the thermal treatment used. Thus, considering the economic aspects of transport as well as the costs of calcination, it is possible to recommend the addition of 5% of vermiculite in nature without compromising the performance of the products, although it is not possible to determine the its durability during the use.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoRDN_TESE.pdf: 2710171 bytes, checksum: 09b5f50c7446d0f076dc4edac8718d45 (MD5) Previous issue date: 2014-02-10 / The gas migration during the cementing of wells is one of the main problems of oil wells engineering. Its occurrence can cause severe problems since shortly to loss of control of the well after cementation. Recently, 20/04/2010 In an accident of major proportions in the Gulf of Mexico, among other factors, faulty cementing operation provided the gas migration, causing the accident, in which 11 people died and 17 were injured occurred. Besides the serious consequences that can be caused by gas migration, remediation of the problem, which is made by injecting cement in damaged areas, usually involves additional costs and is not always effective. Therefore, preventing gas migration to be preferred. Some methods are used to prevent the migration of the pressurized gas as the annular space, application of pressure pulses, reducing the height of the cement column compressible cement pastes of low permeability, pastes and to control free filtered water, and binders of thixotropic cement expandable and flexible. Thus, the cement pastes used to prevent gas migration must meet the maximum these methods. Thus, this study aimed to formulate a cement paste to prevent gas migration, using the expanded vermiculite, and evaluate the behavior of the folder trials necessary for use in oil wells. Free water content, rheological properties, compressive strength, loss of liquid phase sedimentation of solids, specific weight, thickening time and gas migration: The following tests were performed. The results show that meets the specifications paste formulated for use in oil wells and the use of expanded vermiculite contribute to the absorption of free water, thixotropy and low density. The absorption of free water is proven to result in zero percentage test free water content, thixotropy is observed with the high value of the initial gel strength (Gi) in testing rheological properties and low density is proven in test weight specific / A migra??o de g?s durante a cimenta??o de po?os ? um dos principais problemas da engenharia de po?os de petr?leo. Sua ocorr?ncia pode causar desde problemas pouco severos at? a perda de controle do po?o ap?s a cimenta??o. Recentemente, Em 20/04/2010 ocorreu um acidente de grandes propor??es no Golfo do M?xico, que dentre v?rios fatores, a falha na opera??o de cimenta??o proporcionou a migra??o de g?s, causando o acidente, onde 11 pessoas morreram e 17 ficaram feridas. Al?m das s?rias consequ?ncias que podem ser causadas pela migra??o de g?s, a remedia??o do problema, que ? feita pela inje??o de cimento nas zonas danificadas, geralmente envolve custos adicionais e nem sempre ? efetiva. Por isso, a preven??o da migra??o de g?s deve ser preferida. Alguns m?todos s?o utilizados para evitar a migra??o de g?s como a pressuriza??o do espa?o anular, aplica??o de pulsos de press?o, redu??o da altura da coluna de cimento, cimento compress?vel, pastas de baixa permeabilidade, pastas com controle de filtrado e ?gua livre, e pastas de cimento tixotr?picas, expans?veis e flex?veis. Deste modo, as pastas de cimento utilizadas para evitar migra??o de g?s devem atender ao m?ximo estes m?todos. Assim, este trabalho teve como objetivo formular uma pasta de cimento para evitar a migra??o de g?s, utilizando a vermiculita expandida, e avaliar o comportamento da pasta em ensaios necess?rios ? utiliza??o em po?os petrol?feros. Foram realizados os seguintes ensaios: teor de ?gua livre, propriedades reol?gicas, resist?ncia a compress?o, perda da fase liquida, sedimenta??o dos s?lidos, peso especifico, tempo de espessamento e migra??o de g?s. Os resultados mostram que a pasta formulada atende as especifica??es para utiliza??o em po?os de petrol?feros e que a utiliza??o da vermiculita expandida contribuiu para a absor??o da ?gua livre, tixotropia e baixa densidade. A absor??o da ?gua livre ? comprovada com o resultado de porcentagem zero no ensaio de teor de ?gua livre, a tixotropia ? verificada com o alto valor da for?a gel inicial (Gi) no ensaio de propriedades reol?gicas e a baixa densidade ? comprovada no ensaio de peso especifico

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcoABL_DISSERT.pdf: 3031485 bytes, checksum: ee9422376e7cb63c045cc578494d0199 (MD5) Previous issue date: 2011-02-08 / Cementing operations may occur at various stages of the life cycle of an oil well since its construction until its definitive abandonment. There are some situations in which the interest zones are depleted or have low fracture pressure. In such cases, the adoption of lowdensity cement slurries is an efficient solution. To this end, there are basically three ways to reduce the density of cement slurries: using microspheres, water extending additives or foamed cement. The objective of this study is to formulate, to study and to characterize lowdensity foamed cement, using an air entrainment surfactant with vermiculite or diatomite as water extenders and stabilizers. The methodology consists on preparation and evaluation of the slurries under the American Petroleum Institute (API) and the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) guidelines. Based on calculated densities between 13 and 15 ppg (1.559 and 1.799 g/cm3), the slurries were prepared with fixed surfactant concentration, varying the concentrations of vermiculite and diatomite and were compared with the base slurries. The results of plastic viscosity, yield point and gel strength and the compressive strength for 24 h showed that the slurries presented suitable rheology and mechanical strength for cementing operations in oil wells, and had their densities reduced between 8.40 and 11.89 ppg (1.007 and 1.426 g/cm3). The conclusion is that is possible, under atmospheric conditions, to obtain light weighted foamed cement slurries with satisfactory rheological and mechanical properties by means of air entrainment and mineral additions with extenders and stabilizers effects. The slurries have great potential for cementing operations; applicability in deep wells, in low fracture gradient formations and in depleted zones and bring cost savings by reducing the cementing consumption / As opera??es de cimenta??o podem ocorrer em diversas etapas do ciclo de vida de um po?o, desde a sua constru??o at? seu abandono definitivo. H? situa??es em que as zonas de interesse se apresentam depletadas ou com baixa press?o de fratura. Nesses casos, a ado??o de pastas cimentantes de baixa densidade constitui solu??o eficiente. Para tanto, h? basicamente tr?s maneiras de reduzir a densidade de pastas de cimento: usando microesferas, aditivos estendedores de ?gua ou pastas espumadas. O objetivo deste trabalho ? formular, estudar e caracterizar pastas cimentantes espumadas de baixa densidade, utilizando um surfactante incorporador de ar juntamente com adi??es de vermiculita ou diatomita como estendedores e estabilizantes. A metodologia do trabalho consiste na prepara??o e avalia??o das pastas por meio de procedimentos adotados pelo American Petroleum Institute (API) e pela Associa??o Brasileira de Normas T?cnicas (ABNT). Partindo de densidades calculadas entre 13 e 15 lb/gal (1,559 e 1,799 g/cm3), as pastas foram preparadas com dosagem fixa do surfactante, variando as concentra??es de vermiculita e diatomita e foram comparadas com pastas base. Os resultados dos ensaios que determinam viscosidade pl?stica, limite de escoamento e for?as g?is, bem como os de resist?ncia ? compress?o para tempos de 24 h mostraram que as pastas apresentaram reologia e resist?ncia mec?nica adequadas para opera??es de cimenta??o em po?os de petr?leo, al?m de terem suas densidades reduzidas entre 8,40 e 11,89 lb/gal (1,007 e 1,426 g/cm3). Conclui-se que ? poss?vel, sob condi??es atmosf?ricas, obter pastas cimentantes espumadas de baixa densidade com propriedades reol?gicas e mec?nicas satisfat?rias, por meio de incorpora??o de ar e adi??es minerais com efeitos estendedores e estabilizantes. As pastas possuem grande potencial para opera??es de cimenta??o, t?m aplicabilidade em po?os profundos, forma??es de baixo gradiente de fratura e zonas depletadas e trazem redu??es de custo pela diminui??o do consumo de cimento

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-01-26T17:52:57Z No. of bitstreams: 1 LuanaMarciaBezerraBatista_DISSERT.pdf: 3442467 bytes, checksum: f724d9f875274efa5697bfe755c4ceb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-01-28T19:39:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LuanaMarciaBezerraBatista_DISSERT.pdf: 3442467 bytes, checksum: f724d9f875274efa5697bfe755c4ceb3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T19:39:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuanaMarciaBezerraBatista_DISSERT.pdf: 3442467 bytes, checksum: f724d9f875274efa5697bfe755c4ceb3 (MD5) Previous issue date: 2014-10-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / A prepara??o de novos comp?sitos usando argilas naturais como suporte, vem sendo estudada na literatura, em virtude das mesmas serem encontradas na natureza e como consequ?ncia, apresentarem um baixo pre?o. As argilas podem ser empregadas como suportes para ?xidos met?licos aumentando a quantidade de s?tios ativos presentes na sua superf?cie, e assim, podem ser aplicadas para os mais variados fins como adsor??o, cat?lise e fotocat?lise. Uns dos materiais que estam em destaque s?o os compostos de ni?bio, em especial os ?xidos, por apresentarem ?timas propriedades oxidativas e fotocatal?ticas. Neste cen?rio, o trabalho teve como objetivo sintetizar o comp?sito oxihidr?xido de ni?bio (NbO2OH)/vermiculita, bem como avaliar sua efic?cia com rela??o ? vermiculita s?dica (V0) e ao NbO2OH. O comp?sito foi preparado atrav?s do m?todo de precipita??o-deposi??o. Em seguida, foi caracterizado por difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia de absor??o do infravermelho (IV), espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS), an?lise termogravim?trica (TG/DTG), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), adsor??o e dessor??o de N2 pelo m?todo B.E.T e investiga??o da distribui??o de carga. A aplica??o do material NbO2OH/V0 foi dividida em duas etapas: (I) atrav?s dos m?todos de adsor??o e oxida??o e (II) por meio da oxida??o fotocatal?tica usando a irradia??o solar. Os estudos de adsor??o, oxida??o e oxida??o fotocatal?tica foram monitorados com rela??o a porcentagem de remo??o da cor do corante azul de metileno (AM) atrav?s da espectroscopia de UV-Vis. Os resultados de DRX evidenciaram diminui??o e alargamento na reflex?o d(001) da argila ap?s modifica??o, o IV indicou a presen?a tanto da argila quanto do oxihidr?xido de ni?bio ao apresentar bandas em 1003 e 800 cm-1 referentes, respectivamente, ao estiramento Si-O e Nb-O. A presen?a do ni?bio foi confirmada tamb?m por EDS que indicou quantidade 17 % em massa do metal. A an?lise t?rmica constatou a estabilidade do comp?sito em 217 ?C e as micrografias mostraram que houve diminui??o no tamanho das part?culas da argila. A investiga??o da distribui??o de carga do NbO2OH/V0 constatou que o material apresentou uma superf?cie heterog?nea com cargas negativas baixa, m?dia e elevada. O teste de adsor??o mostrou que o comp?sito NbO2OH/V0 apresentou maior capacidade adsortiva conseguindo remover 56 % da cor do AM, enquanto o material V0 removeu apenas 13 %. O NbO2OH n?o apresentou capacidade adsortiva em virtude da forma??o de agregados-H. A porcentagem de remo??o da cor do corante para os testes de oxida??o apresentou pouca diferen?a com rela??o a adsor??o, sendo 18 e 66 % de remo??o da cor do corante para V0 e NbO2OH/V0, respectivamente. O material NbO2OH/V0 apresentou excelente atividade fotocatal?tica conseguindo remover em apenas 180 minutos 95,5 % da cor do AM comparado a 41,4 % da V0 e 82,2 % do NbO2OH, comprovando a forma??o de um novo comp?sito com propriedades distintas dos seus precursores. / The preparation of nanostructured materials using natural clays as support, has been studied in literature under the same are found in nature and consequently, have a low price. Generally, clays serve as supports for metal oxides by increasing the number of active sites present on the surface and can be applied for various purposes such as adsorption, catalysis and photocatalysis. Some of the materials that are currently highlighted are niobium compounds, in particular, its oxides, by its characteristics such as high acidity, rigidity, water insolubility, oxidative and photocatalytic properties. In this scenario, the study aimed preparing a composite material oxyhydroxide niobium (NbO2OH) / sodium vermiculite clay and evaluate its effectiveness with respect to the natural clay (V0) and NbO2OH. The composite was prepared by precipitation-deposition method and then characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy (XRD), energy dispersive X-ray (EDS), thermal analysis (TG/DTG), scanning electron microscopy (SEM), N2 adsorption-desorption and investigation of distribution of load. The application of the material NbO2OH/V0 was divided in two steps: first through oxidation and adsorption methods, and second through photocatalytic activity using solar irradiation. Studies of adsorption, oxidation and photocatalytic oxidation monitored the percentage of color removal from the dye methylene blue (MB) by UV-Vis spectroscopy. The XRD showed a decrease in reflection d (001) clay after modification; the FTIR indicated the presence of both the clay when the oxyhydroxide niobium to present bands in 1003 cm-1 related to Si-O stretching bands and 800 cm-1 to the Nb-O stretching. The presence of niobium was also confirmed by EDS indicated that 17 % by mass amount of the metal. Thermal analysis showed thermal stability of the composite at 217 ?C and micrographs showed that there was a decrease in particle size. The investigation of the surface charge of NbO2OH/V0 found that the material exhibits a heterogeneous surface with average low and high negative charges. Adsorption tests showed that the composite NbO2OH/V0 higher adsorption capacity to remove 56 % of AM, while the material removed from V0 only 13 % showed no NbO2OH and adsorptive capacity due to the formation of H-aggregates. The percent removal of dye color for the oxidation tests showed little difference from the adsorption, being 18 and 66 % removal of dye color for V0 and NbO2OH/V0 respectively. The NbO2OH/V0 material shows excellent photocatalytic activity managing to remove just 95,5 % in 180 minutes of the color of MB compared to 41,4 % and 82,2 % of V0 the NbO2OH, proving the formation of a new composite with distinct properties of its precursors.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JacquesCSB.pdf: 3422358 bytes, checksum: 0481c21c9c3c217fb85970c2c726b768 (MD5) Previous issue date: 2009-01-23 / They are in this study the experimental results of the analysis of thermal performance of composite material made from a plant matrix of polyurethane derived from castor oil of kernel of mamona (COF) and loading of clay-mineral called vermiculite expanded. Bodies of evidence in the proportions in weight of 10%, 15% and 20% were made to determine the thermal properties: conductivity (k), diffusivity (ά) and heat capacity (C), for purposes of comparison, the measurements were also performed the properties of polyurethane of castor without charge and also the oil polyurethane (PU), both already used in thermal insulation. Plates of 0.25 meters of material analyzed were manufactured for use as insulation material in a chamber performance thermal coverage. Thermocouples were distributed on the surface of the cover, and inside the material inside the test chamber and this in turn was subjected to artificial heating, consisting of a bank of incandescent lamps of 3000 w. The results obtained with the composite materials were compared with data from similar tests conducted with the camera alone with: (a) of oil PU, (b) of COF (c) glass wool, (d ) of rock wool. The heat resistance tests were performed with these composites, obtaining temperature limits for use in the range of 100 ? C to 130 ? C. Based on the analysis of the results of performance and thermal properties, it was possible to conclude that the COF composites with load of expanded vermiculite present behavior very close to those exhibited by commercial insulation material / Apresentam-se nesta pesquisa os resultados experimentais obtidos da an?lise de desempenho t?rmico do material comp?sito confeccionado a partir de uma matriz vegetal de poliuretano derivado do ?leo de mamona e carga do argilo-mineral denominado vermiculita expandida. Corpos de provas nas propor??es em massa de 10%, 15% e 20% foram fabricados para determina??o das propriedades t?rmicas: condutividade (k), difusividade (ά) e capacidade calor?fica (C), para efeito de compara??o, tamb?m foram realizadas as medi??es de propriedades do poliuretano de mamona sem carga e tamb?m do poliuretano de petr?leo (PU), Ambos j? empregados em isolamento t?rmico. Placas de 0,25 m? dos materiais analisados foram fabricadas para uso como material de isola??o em uma c?mara de desempenho t?rmico de cobertura. Termopares foram distribu?dos na superf?cie da cobertura, no interior dos materiais e no interior da c?mara de teste e esta, por sua vez, foi submetida a aquecimento artificial, constitu?do por um banco de l?mpadas incandescentes de 3000 w. Os resultados obtidos com os materiais comp?sitos foram comparados com dados obtidos em ensaios id?nticos realizados com a c?mara isolada com: (a) poliuretano de petr?leo (PU); (b) poliuretano de ?leo de mamona; (c) l? de vidro; (d) l? de rocha. Testes de resist?ncia ao calor foram realizados com esses comp?sitos, obtendo temperaturas limites de uso na faixa de 100?C a 130 ?C. Com base na an?lise dos resultados de desempenho e propriedades t?rmicas, foi poss?vel concluir que os comp?sitos de poliuretano de mamona com carga de vermiculita expandida apresentam comportamentos muito pr?ximos daqueles exibidos pelos materiais de isola??o comerciais

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