Made available in DSpace on 2015-12-10T14:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-31. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:29:13Z : No. of bitstreams: 1 000854214.pdf: 2053071 bytes, checksum: 26fbb318c26a7f6004c27be21f798af1 (MD5) / Este trabalho de pesquisa apresenta um estudo sobre a influência da Cinza de Casca de Arroz - CCA e da cal no comportamento do Solo Cimento Auto-Adensável - SCAA no estado fresco e endurecido, e um estudo preliminar sobre a reologia do SCAA e sua relação com o fator água/cimento. Foram adotadas 18 misturas de SCAA, variando-se as quantidades de água, cimento, CCA, cal e superplastificante, utilizando parâmetros adequados como base de estudo. A proposta principal visa analisar a ação de materiais pozolânicos e hidráulicos na mistura de SCAA, nas condições de trabalhabilidade no estado fresco, e na evolução de sua resistência ao longo do tempo. No estado fresco, foram realizados ensaios de espalhamento slump flow, ensaio do Funil e ensaios de segregação por peneiramento; no estado endurecido, corpos-de- prova cilíndricos de 5 cm de diâmetro e 10 cm de altura foram submetidos a ensaios de resistência à compressão mecânica e absorção de água aos 7, 28, 56 e 84 dias. Observou-se que, no estado fresco, para o maior teor de cimento adotado no estudo, a mistura mostrou uma diminuição de trabalhabilidade com a adição de CCA. No estado endurecido, foi observado uma diminuição da absorção e um crescimento da resistência mecânica à compressão com os teores de cimento, de CCA, de cal, e dos dois conjuntamente. A ação benéfica da CCA na resistência mecânica a compressão aumentou, em geral, com o teor de cimento na mistura, e através do tempo a partir de 28 dias de cura. Uma diminuição desta ação é visível a partir de 84 dias de cura. Foram alcançados, aos 28 dias de cura, tensões limites de 7,99 MPa para as misturas sem adições, e de 11,45 MPa com adjunção de 10% de CCA em relação com a massa de cimento. O estudo adicional que foi realizado durante essa pesquisa teve como proposta a análise do comportamento reológico do SCAA fresco para três das... / This paper present a study about the influence of Rice Husk Ash - RHA and lime on the behaviour of Self-Compacting Soil Cement - SCSC at fresh and hardened state, and a preliminary study about the rheology of SCSC and its relationship with the water-cement ratio. 18 mixes were made by varying the amounts of water, cement, RHA, lime and superplasticizer, using appropriate parameters as a baseline. The main proposal aims to analyze the action of pozzolans and hydraulic materials in the SCSC mixtures, on workability conditions at fresh state, and on compressive strength over time. Slump Flow, Funnel and Segregation tests were performed at fresh state. At hardened state, cylindrical specimens of 50 mm diameter and 100 mm height, were subjected to unconfined compression test and water absorption test after 7, 28, 56 and 84 days. It was observed that, at fresh state, for the higher cement content adopted in this study, the mixture showed a decrease in workability with the addition of RHA. At hardened state, the material showed a decrease in absorption and an increase in compressive strength with cement, RHA and lime contents, and with the addition of RHA and lime together. The beneficial action of CCA on the strength of SCSC increased, on average, with the cement content in the mix, and through time from 28 days of curing. A decrease of that action is visible at 84 days of curing. After 28 days of curing, ultimate tensile strength of 7.99 MPa for mixes without additions, and 11.45 MPa with ratio CCA:cement of 1:10. In the additional study related in this paper, the rheological behavior of fresh SCAA developed in the study was analyzed. Three mixes, without addition, were chosen within the 18 mixes of the main study with the purpose of observing the water-cement ratio influence. The additional study adhered to the determination of the rheological model - representing the behavior of the fresh material ...

Este trabalho tem como objetivo verificar o comportamento mecânico e físico de pozolanas artifíciais estabilizadas química e granulometricamente, curadas por dois processos de cura denominados de : autoclave(ATC), que utiliza temperaturas na faixa de 149 a 188°C e câmara à temperatura constante(CTC) que utiliza uma temperatura de ± 21°C. Também fez-se análises estatísticas com a finalidade de se determinar o efeito da energia de moldagem, temperatura e tempo de cura sobre os resultados dos ensaios, para cada processo de cura, além de se determinar modelos matemáticos para previsão de resultados de resistência através de regressões múltiplas e simples. As pozolanas artificiais empregadas foram as cinzas volante e pesada da Usina de Candiota, as quais foram estabilizadas com cal dolomítica hidratada e areia do Rio Guaíba. Os ensaios de resistência à compressão simples , absorção e perda de massa basearam-se nas normas da ABNT e DNER e para os estudos de análise estatística, fez-se anteriormente aos ensaios, dois planejamentos experimentais denominados de Split-Splot e Quadrado Latino, que foram utilizados nos processos de autoclavagem e câmara à temperatura constante, representativamente. Os Corpos-de-Prova curados na câmara à temperatura constante, até os 28 dias de cura, apresentaram resultados de resistências inferiores aqueles curados pelo processo de autoclave. Aos 60 dias de cura suas resistências ficaram na faixa dos valores de Corpos-de-Provas curados pela autoclave nas temperaturas de 149 a 188°C, excessão feita na mistura utilizando areia, onde em todos os períodos de cura estudados,os valores de resistência dos Corpos-de-Prova curados pelo câmara à temperatura constante foram inferiores. A proporção da quantidade de cal e cinza na mistura, bem como o valor da superfície específica da cinza influenciam nos resultados de ensaios, independentemente da variação dos fatores principais. Em termos de análise estatística verificou-se que a energia de moldagem e o tempo de cura são os fatores que apresentam os maiores efeitos sobre os resultados da resistência, para os processos de cura ATC e CTC, respectivamente. / The aim of the research is to evaluate the mechanics and physical behaviour of artifical pozolanics stabilizes chemistry and granulometric. Two processes have been used to cure the artificial pozolanics: Autoclave (ATC) with a temperatures of 1490C, 1650C, 1750C and 1880C constant temperature chamber (CTC). Statisticall analysis have been applied to assess the effects of moulding energy, temperature and time of cure within the range of values adopted on the experimental programme. A mathematical expression was developed to predict the shear strength measured in simple compression tests. Fly ash and bottom ash from the Candiota plant have been used to product the artificial pozolanics. The material was stabilized with dolomitic lime and Guaiba’s River Sand. ABNT and DNER standards were adopted in simple compression, absortion and durability tests. Two experimental planning were used in the present research: Split-Splot for the autoclave process and Quadrado Latino for the constant temperature chamber. Shear strength measured in samples cured in the constant temperature chamber process at 7, 14 and 28 days were lower than shear strength measured in the autoclave process. At 60 days, the shear strength measured in constant temperature chamber layed in between the values measured in the autoclave process, being the 1490C sample the lower boundary and the 1880C the upper boundary. When sand, fly ash and lime mixtures were used a clear trend emerged. The results obtained in the constant temperature chamber process were consistently lower than in the autoclave process for times of cure of 7, 14, 28 and 60 days. An important conclusion of the study is that the shear strength in simple compression is influenced by the lime and ash contents and the specific surface of the ash independently of the moulding energy, time and temperature of cure adopted. As for the statisticall analysis, the moulding energy was the dominant effect when the autoclave process was used whereas the time of cure is dominant for constant temperature chamber process.

O carvão tem sido utilizado como fonte de energia por vários segmentos industriais, obtendo maior destaque na produção de energia elétrica através das usinas de termoeletricidade. Os resíduos resultantes da queima do carvão são denominados cinzas e são altamente poluentes, seja quando lançados à atmosfera ou quando colocados em depósitos expostos ao ambiente. Além disso, o custo de armazenagem é bastante elevado. A utilização de rejeitos industriais para a produção de materiais alternativos tem sido buscada por muitas organizações visando encontrar produtos substitutos mais baratos.O encarecimento da produção de tijolos cerâmicos, devido ao preço crescente dos combustíveis tem incentivado a procura de materiais alternativos para a construção de alvenarias. O principal objetivo desta pesquisa é investigar o comportamento geral de tijolos feitos de uma mistura de cinza volante e cal hidratada quanto às principais propriedades exigidas para o emprego em alvenaria, procurando reunir os interesses de utilização de rejeitos industriais e de redução de custos. Inicialmente foram testadas sete diferentes misturas de cinza volante e cal, buscando determinar um teor que conduzisse a resultados aceitáveis de resistencia A compressão simples e durabilidade. Escolhidos três teores, realizaram-se ensaios de absorção e resistência A compressão simples, utilizando-se três diferentes processos de cura. Um único teor foi então selecionado e testes de absorção foram novamente executados buscando verificar a influência do teor de umidade e do peso especifico aparente seco sobre os resultados. Este mesmo teor foi utilizado numa última etapa, onde executaram-se testes de aderencia e resistênciaà compressão simples em prismas. / Coal has been used by various industrial sectors as a major source of energy, specially throcigh the production of electricity in thermo-eletric power stations. The ashes that rescilt from the process of bcirning coal are highly polluting, both when discharged directly in the atmosphere and when kept in open deposits. Moreover, the cost of maintaining such deposits tends to be considerably high. The use of industrial waste in the production cheaper al ternatives for tradicional construction material has been investigated by several organizations. Ceramic brick are among a class of construction material whose cost has increased considerably, dcie to the lising prices of fciel. This has encouraged the search for alternative material for building brick walls. The main objective of this research work is to investigate the general behavior of bricks made from a mixture of fly ash and hydrated lime. The use of such a mixture has the potential of bringing together the importance of utilizing industrial waste and the necessity of keeping construction costs low. The experimental work was divided into three main stages. The first stage consisted of carrying out compressive strength and dcirability tests, in order to find acceptable combinations of fly ash and hydrated lime. In the second stage, three of these combinations were chosen to be submitted to absortion and compressive strength tests, under three different curing processes. The absortion tests were repeated for one of the combinations, using the water content and the dry density as variables. In the final stage, both the adherency test and the compressive strength test were carried out for one of the mixtures.

Cinza de carvão é tão somente o resíduo sólido industrial de maior geração no sul do Brasil: cerca de 1,7 milhões de t/ano, sendo que menos de 30% deste total são reutilizadas, principalmente pelo setor de construção civil. Nesta tese foi estudado o processo hidrotérmico em meio alcalino para a síntese de zeólitas utilizando cinzas de carvão como matéria-prima. As variáveis estudadas foram: tipo e composição das cinzas de carvão (dezessete tipos), tipo e concentração do meio reacional alcalino (NaOH e KOH 2, 3,5 e 5 mol/L) e , temperatura de reação e conseqüentemente da pressão (60, 100 e 150oC para NaOH e 100, 150 e 200oC para KOH), tempo de reação e relação solução alcalina/cinzas de carvão (ou concentração inicial de cinzas em solução). Foram gerados sete tipos diferentes de zeólitas quando o meio reacional era o NaOH: zeólitas A, P, X, sodalita, cancrinita, noselita e chabazita, já quando o meio reacional foi o KOH foram gerados quatro tipos de zeólitas: zeólitas F, L, W e chabazita. A partir do estudo amplo, que também contou com uma etapa de otimização, foram escolhidos dois produtos zeolíticos potássicos, para teste de uso em solos, para o cultivo de plantas, nas seguintes condições experimentais: menor temperatura possível (100oC) e no tempo mínimo (3 dias) de reação, e assim nas duas concentrações possíveis (3,5 e 5 mol/L) variando-se a relação solução/cinzas de modo a se obterem produtos diferentes e com as duas zeólitas de maior ocorrência no estudo amplo, quais sejam, zeólita W e chabazita. Assim os produtos 50K2 (zeólita W) e 35K6 (chabazita contaminada com zeólita W) foram utilizados com sucesso como fonte de K e, complementar ou total de N no cultivo de plantas de aveia Foram realizados estudos específicos para observação do efeito dos principais elementos constituintes das cinzas de carvão: Fe e Ca. O efeito do aumento da concentração do Fe não ficou perfeitamente estabelecido, porém o efeito da adição de calcário ao combustor, ou seja, do aumento da concentração de Ca, Mg e S foi perfeitamente estabelecido, sendo que para as zeólitas F e sodalita foi positivo e negativo para as zeólitas P e chabazita sódica. Metodologias de dissolução de cinzas também foram estudados: a temperatura ambiente sob agitação e por fusão prévia das cinzas com a base. Os efeitos foram muitos e dependentes da especificidade de cada caso. Quando a reação de zeolitização foi acompanhada por 24 horas, foi possível observar o inicio da cristalização das zeólitas, bem como a variação ao longo do tempo do tipo gerado e o tempo para o máximo de Si em solução.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arthur Adelino de Freitas Cruz.pdf: 6466927 bytes, checksum: 429e2ba55e1fbb6aae1b0988a0b53cc7 (MD5) Previous issue date: 2002-12-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The goal of this work was to study the utilization of a biomass burning waste coming from a cellulose and paper industry as a raw material for mortars in building industry. The waste used in this work is known as bottom ash and was supplied by Klabin Celucat S.A. situated in Correia Pinto SC. The raw materials used to fabricate the mortars were characterized by granulation test, leaching test, in the case of the waste, and by scanning electron microscopy. The waste was incorporated in the mortars in substitution to a Portland cement so that the hydraulic binder in the samples fabricated with the bottom ash is constituted by cement + bottom ash. The samples were fabricated in two steps. In the first one the samples were elaborated containing 90% of cement + 10% in volume of bottom ash as hydraulic binder. This mixture was used with different granulations of bottom ash in order to study the effect of the waste granulation in the mortar properties. It was used five different granulations: between 2 and 1 mm, between 1 and 0.57 mm, between 0.57 and 0.30 mm, between 0.30 and 0.15 mm and under 0.15 mm. In the second step, it was studied the effect of the waste concentration with granulation under 0.15 mm. Samples were prepared with cement + 5, 10, 15 and 20% in volume of waste. The raw materials used to fabricate the mortars were dried in a furnace and then mixed in a mass proportion of three amounts of sand for one of hydraulic binder (cement + bottom ash). The samples obtained were studied by uniaxial compression test, leaching test and scanning electron microscopy. The investigation by these techniques of characterization allowed us to observe that the properties of the mortars depend on the concentration, granulation and dispersion of the waste in the mortar structure. Furthermore, some chemical elements may be stabilized and/or encapsulated in the cement matrix. These results will be presented, analyzed and discussed in this work. / Este trabalho teve por objetivo estudar a utilização do resíduo sólido proveniente da queima da biomassa da indústria de papel e celulose como fonte de matéria prima para a fabricação de argamassas utilizadas na construção civil. O resíduo usado neste trabalho é conhecido como cinza preta e foi fornecido pela Klabin S.A. de Correia Pinto SC. As matérias-primas usadas na elaboração das argamassas foram caracterizadas através de ensaios granulométricos, ensaios de lixiviação, no caso do resíduo, e análise morfológica no microscópio eletrônico de varredura (MEV). O resíduo foi incorporado na argamassa em substituição parcial ao cimento, mas de duas maneiras diferentes. Na primeira delas foi adicionado uma concentração constante de 10% em volume de resíduo com relação ao cimento, em corpos de prova com diferentes granulometrias de resíduo a fim de estudar o efeito do tamanho dos grânulos do resíduo sobre as propriedades das argamassas. Foram usadas cinco granulometrias diferentes de resíduo: entre 2 e 1 mm, entre 1 e 0.57 mm, entre 0.57 e 0.30 mm, entre 0.30 e 0.15 mm e inferior a 0.15 mm. Na segunda etapa foi estudado o efeito da concentração do resíduo de granulometria inferior a 0.15 mm. Para isso, foram elaborados corpos de prova com 5, 10, 15 e 20% em volume de resíduo com relação ao cimento. Para facilitar a confecção dos corpos de prova, os materiais foram secados em estufa e misturados na proporção de 3 partes de areia para 1 parte de aglomerante (cimento + resíduo) em massa. Os corpos de prova obtidos foram caracterizados através de ensaios mecânicos, ensaios de lixiviação e por microscopia eletrônica de varredura. A investigação através dessas técnicas de caracterização permitiu observar que as propriedades da argamassa dependem da concentração, da granulometria e da dispersão do resíduo na estrutura da argamassa. Além disso, certos elementos químicos do resíduo podem ficar estabilizados e/ou encapsulados dentro da matriz cimentítica. Estes resultados serão apresentados, analisados e discutidos no presente trabalho.

Submitted by Jhaber Dahsan Yacoub null (jhaber.yacoub@gmail.com) on 2017-04-20T19:35:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Jhaber 20-04 com ficha.pdf: 6235901 bytes, checksum: 2961a83f0716d0d1329e09d5df0cbd6a (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-25T18:19:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 yacoub_jd_me_ilha.pdf: 6235901 bytes, checksum: 2961a83f0716d0d1329e09d5df0cbd6a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T18:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 yacoub_jd_me_ilha.pdf: 6235901 bytes, checksum: 2961a83f0716d0d1329e09d5df0cbd6a (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Solos colapsíveis são assim denominados por sofrerem uma redução brusca de seu índice de vazios quando umedecidos ou por meio do aumento de sobrecarga. O colapso pode ocorrer pela ruptura dos vínculos ou redução da sucção do solo. A casca de casca de arroz é utilizada para geração de energia em agroindústrias de secagem e parbolização de arroz, de sua queima sobra a Cinza de Casca de Arroz (CCA), que por vezes não possui destino adequado, Um solo arenoso fino colapsível com Cinza de Casca de Arroz teve seu comportamento analisado por meio de ensaios edométricos simples, visando verificar sua colapsibilidade quando umedecido a 200 kPa, com grau de compactação próximo ao encontrado em campo (80%). Para tanto, foram analisadas as misturas solo + CCA com substituições de 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12% e 14% de CCA em massa de solo. Os resultados de caracterização física das misturas demonstraram redução da massa específica aparente seca máxima, e aumento da umidade ótima. Sendo percebido pelos ensaios de difração de raios x e microscopia eletrônica que a CCA ocupou os vazios do solo, resultando na redução de sua colapsibilidade e do potencial de colapso, conforme comprovado pelos ensaios edométricos simples, tendo se destacado os percentuais de 10%, 12% e 14% de substituição. A CCA se mostrou eficaz na redução do colapso, sendo recomendado o uso mínimo de 10% em substituição em obras lineares ou em solos não compactados. Além da redução com gastos em estabilizantes tradicionais, os resultados mostram uma boa possibilidade de destinação adequada ao resíduo usado. Foram comparados também diferentes graus de compactação (GC) do solo e das misturas no ensaio edométrico (70%, 75% 80%, 85%, 90% e 95%), com um colapso insignificante em 90% GC. / Collapsible soils are so called due to its abrupt decrease in void ratio when weted or increase overload. Collapse can occur from bond break or suction reduction. Rice husk is used for energy generation in rice drying and parboiling agroindustry, Rice Husk Ash (RHA) remains for this burn, and sometimes does not have for a proper disposal. The collapsible behavior of a sandy fine soil with rice husk ash was evaluated using simple edometric tests, when wetted at 200 kPa compression load, and compaction degree similar to field conditions (80%). Mixtures with 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12% and 14% of RHA replacement in mass where tested. Soil and RHA characterization tests show optimum moisture increase, and maximum dry density reduction. Results from X ray and scam microscopy tests reveals that RHA occupies soil voids, resulting collapsibility and collapse potential reduction in edometric tests. Mixtures containing 10%, 12% and 14% of RHA in mass substitution show better behavior improvement. RHA affix results effective reduciotn in collapse potential, with good results from 10% of replacement, with potential usage in linear works or low-compacted soils. Moreover of reduction costs on traditional stabilization, the results indicate an appropriate destination for this waste. Varying compaction degree for studied soil (70%, 75% 80%, 85%, 90% and 95%) was observed a significant reduction in collapse potential at 90%.

Orientador: Marco Antonio de Morais Alcantara / Co-orientador: Antonio Anderson da Silva Segantini / Banca: Geraldo de Freitas Maciel / Banca: Gilberto Carbonari / Resumo: Este trabalho de pesquisa apresenta um estudo sobre a influência da Cinza de Casca de Arroz - CCA e da cal no comportamento do Solo Cimento Auto-Adensável - SCAA no estado fresco e endurecido, e um estudo preliminar sobre a reologia do SCAA e sua relação com o fator água/cimento. Foram adotadas 18 misturas de SCAA, variando-se as quantidades de água, cimento, CCA, cal e superplastificante, utilizando parâmetros adequados como base de estudo. A proposta principal visa analisar a ação de materiais pozolânicos e hidráulicos na mistura de SCAA, nas condições de trabalhabilidade no estado fresco, e na evolução de sua resistência ao longo do tempo. No estado fresco, foram realizados ensaios de espalhamento "slump flow", ensaio do Funil e ensaios de segregação por peneiramento; no estado endurecido, corpos-de- prova cilíndricos de 5 cm de diâmetro e 10 cm de altura foram submetidos a ensaios de resistência à compressão mecânica e absorção de água aos 7, 28, 56 e 84 dias. Observou-se que, no estado fresco, para o maior teor de cimento adotado no estudo, a mistura mostrou uma diminuição de trabalhabilidade com a adição de CCA. No estado endurecido, foi observado uma diminuição da absorção e um crescimento da resistência mecânica à compressão com os teores de cimento, de CCA, de cal, e dos dois conjuntamente. A ação benéfica da CCA na resistência mecânica a compressão aumentou, em geral, com o teor de cimento na mistura, e através do tempo a partir de 28 dias de cura. Uma diminuição desta ação é visível a partir de 84 dias de cura. Foram alcançados, aos 28 dias de cura, tensões limites de 7,99 MPa para as misturas sem adições, e de 11,45 MPa com adjunção de 10% de CCA em relação com a massa de cimento. O estudo adicional que foi realizado durante essa pesquisa teve como proposta a análise do comportamento reológico do SCAA fresco para três das... / Abstract: This paper present a study about the influence of Rice Husk Ash - RHA and lime on the behaviour of Self-Compacting Soil Cement - SCSC at fresh and hardened state, and a preliminary study about the rheology of SCSC and its relationship with the water-cement ratio. 18 mixes were made by varying the amounts of water, cement, RHA, lime and superplasticizer, using appropriate parameters as a baseline. The main proposal aims to analyze the action of pozzolans and hydraulic materials in the SCSC mixtures, on workability conditions at fresh state, and on compressive strength over time. Slump Flow, Funnel and Segregation tests were performed at fresh state. At hardened state, cylindrical specimens of 50 mm diameter and 100 mm height, were subjected to unconfined compression test and water absorption test after 7, 28, 56 and 84 days. It was observed that, at fresh state, for the higher cement content adopted in this study, the mixture showed a decrease in workability with the addition of RHA. At hardened state, the material showed a decrease in absorption and an increase in compressive strength with cement, RHA and lime contents, and with the addition of RHA and lime together. The beneficial action of CCA on the strength of SCSC increased, on average, with the cement content in the mix, and through time from 28 days of curing. A decrease of that action is visible at 84 days of curing. After 28 days of curing, ultimate tensile strength of 7.99 MPa for mixes without additions, and 11.45 MPa with ratio CCA:cement of 1:10. In the additional study related in this paper, the rheological behavior of fresh SCAA developed in the study was analyzed. Three mixes, without addition, were chosen within the 18 mixes of the main study with the purpose of observing the water-cement ratio influence. The additional study adhered to the determination of the rheological model - representing the behavior of the fresh material ... / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-09-18T12:32:06Z No. of bitstreams: 1 RodrigoCesarSantiago_TESE.pdf: 5385934 bytes, checksum: 56294096ba33b710193f315d4b55ae63 (MD5) / Approved for entry into archive by Elisangela Moura (lilaalves@gmail.com) on 2015-09-18T13:07:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RodrigoCesarSantiago_TESE.pdf: 5385934 bytes, checksum: 56294096ba33b710193f315d4b55ae63 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-09-18T13:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodrigoCesarSantiago_TESE.pdf: 5385934 bytes, checksum: 56294096ba33b710193f315d4b55ae63 (MD5) Previous issue date: 2014-04-28 / Reservat?rios que apresentam ?leos muito viscosos necessitam de m?todos que auxiliem a recupera??o dos mesmos at? a superf?cie. A elevada viscosidade do ?leo dificulta o seu fluxo no meio poroso e m?todos convencionais de recupera??o n?o t?m obtido efici?ncia significativa. Com isto, a inje??o de vapor no reservat?rio, atrav?s de um po?o injetor, tem sido o m?todo t?rmico de recupera??o de ?leo mais utilizado, por permitir elevados fatores de recupera??o, pois reduz a viscosidade do ?leo, facilitando sua mobilidade pela rocha e consequente entrada no po?o produtor por onde ser? elevado. Em contrapartida, a inje??o do vapor afeta n?o s? os fluidos contidos nos poros das rochas, mas tamb?m toda a estrutura que comp?e o po?o por onde ? injetado, devido ? alta temperatura empregada no processo. Este incremento de temperatura ? sentido pelo cimento respons?vel pelo isolamento da parede do po?o e revestimento met?lico alocado no mesmo, devido esta alta temperatura atuar na forma??o de novas fases ricas em c?lcio, ocasionando redu??o de sua permeabilidade e consequente fen?meno da retrogress?o de sua resist?ncia mec?nica. Estas altera??es geram falhas no cimento, reduzindo o isolamento hidr?ulico do po?o, propiciando a haver inseguran?a nas opera??es que o po?o venha a ser submetido, bem como redu??o de sua vida econ?mica. Como forma de reduzir o efeito da retrogress?o, este trabalho teve como objetivo avaliar a incorpora??o de cinza da casca de arroz como aditivo mineral substituinte da s?lica four, comercialmente utilizada, como fonte de s?lica para reduzir a raz?o CaO/SiO2 das pastas de cimento submetidas a altas temperaturas na recupera??o t?rmica. Foram formuladas pastas de cimento apresentando teores de cinza de 20 e 30 %, al?m de uma pasta padr?o (?gua + cimento) e uma pasta refer?ncia (?gua + cimento + s?lica flour) como efeito comparativo. As avalia??es foram realizadas atrav?s de ensaios de resist?ncia ? compress?o, t?cnica de difra??o de raios-X (DRX), termogravimetria (TG), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e an?lise qu?mica por fluoresc?ncia de raios-X (EDS) nas pastas submetidas ? cura a baixa temperatura (45 ?C) por 28 dias seguido de cura a 280 ?C e uma press?o de 2.000 PSI por 3 dias, simulando inje??o de vapor. Os resultados obtidos mostraram que a pasta contendo 30 % de cinza da casca de arroz foram satisfat?rios, obtendo resist?ncia mec?nica desej?vel e equivalente ? resist?ncia mec?nica da pasta contendo 40 % de s?lica flour, devido a terem sido obtidos produtos de hidrata??o com baixa rela??o Ca/Si, como as fases Tobermorita e Xonotlita, para a aplica??o em po?os sujeitos ? inje??o de vapor. / Reservoirs that present highly viscous oils require methods to aid in their recovery to the surface. The elev ated oil viscosity hinders its flow through porous media and conventional recovery methods have not obtained significant efficiency. As such, the injection of steam into the reservoir through an injection well has been the most widely used method of therma l recovery, for it allows elevated volumes of recovery due to the viscosity reduction of the oil, facilitating the oil?s mobility within the rock formation and consequently into the production well where it will be exploited. On the other hand, the injecti on of vapor not only affects the fluids found in the rock pores, but the entire structure that composes the well where it is injected due to the high temperatures used in the process. This temperature increment is conducted to the cement, found in the annu lus, responsible for the isolation of the well and the well casing. Temperatures above 110 ?C create new fazes rich in calcium in the cement matrix, resulting in the reduction of its permeability and the consequential phenomenon of mechanical resistance ret rogression. These alterations generate faults in the cement, reducing the well?s hydraulic isolation, creating insecurity in the operations in which the well will be submitted as well as the reduction of its economic life span. As a way of reducing this re trograde effect, this study has the objective of evaluating the incorporation of rice husk ash as a mineral additive substitute of silica flour , commercially utilized as a source of silica to reduce the CaO/SiO 2 ratio in the cement pastes submitted to high temperatures in thermal recovery. Cement pastes were formulated containing 20 and 30% levels of ash, apart from the basic paste (water + cement) and a reference paste (water + cement + 40% silica flour) for comparison purposes. The tests were executed th rough compression resistance tests, X - Ray diffraction (XRD) techniques, thermogravimetry (TG), scanning electron microscopy (SEM) and chemical anal ysis BY X - ray fluorescence (EDS) on the pastes submitted to cure at low temperatures (45 ?C) for 28 days following a cure at 280 ?C and a pressure of 2,000 PSI for 3 days, simulating vapor injection. The results obtained show that the paste containing 30% r ice shell ash is satisfactory, obtaining mechanical resistance desired and equivalent to that of the paste containing 40% silica flour, since the products obtained were hydrated with low CaO/SiO 2 ratio, like the Tobermorita and Xonotlita fases, proving its applicability in well subject to vapor injection.

A combustão do carvão para a produção de energia elétrica tem como consequência a geração de cinzas, que é um dos maiores resíduos gerados no Brasil, em termos de volume (4.109 dm³/ano). Visando a minimização do impacto ambiental causado pelo mau descarte das cinzas, este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar zeólitas obtidas a partir de cinza de carvão e aplicar na agricultura como fertilizante potássico. Para isso a cinza utilizada foi obtida no combustor piloto de leito fluidizado operando com carvão da Mina do Leão/RS e empregada para sintetizar material zeolítico a partir do tratamento hidrotérmico alcalino. Foram realizados ensaios experimentais utilizando razão solução/cinzas constante em 6 L mg-1, variando a concentração de hidróxido de potássio (KOH) entre 3 e 5 M, a temperatura entre 100 e 150 ºC e o tempo de reação entre 24 e 72 h. O material sintetizado e a cinza foram caracterizados quanto a sua composição química, mineralógica, morfologia, área superficial específica e capacidade de troca catiônica. Através da caracterização foi observada a formação de duas fases zeolíticas, a chabazita-K e a merlinoíta. A partir da caracterização do material, foi escolhido um dos produtos zeolíticos obtidos para aplicação em solo, como fertilizante de potássio para o cultivo de trigo (Triticum aestivum L.). A condição experimental escolhida foi de 5 M a concentração da solução de KOH, temperatura de 150 ºC e tempo de reação de 24 h. Nesta condição obteve-se apenas uma fase zeolítica identificada, a zeólita merlinoíta, com uma área superficial de 23,37 m² g e uma capacidade de troca catiônica (CTC) de 2,62 meq g 1. Para fins de comparação foi utilizado o fertilizante comercial, cloreto de potássio (KCl), que contém em torno de 60 % de K2O. Foram realizados 35 ensaios experimentais em casa de vegetação da EMBRAPA, utilizando 7 tratamentos (3 doses diferentes de KCl e zeólita 50, 100 e 150 % da dose máxima recomendada e o solo não tratado (testemunha)) em 5 blocos aleatórios. Os experimentos na casa de vegetação foram concluídos com 59 dias de cultivo de trigo e submetidos às análises como determinação da produção de matéria seca da parte aérea e raízes das plantas e análise química do solo e tecido foliar. Verificou-se que a zeólita merlinoíta obtida a partir da cinza de carvão pode ser utilizada como fertilizante, pois teve um desempenho similar ao KCl no crescimento do trigo, não inibindo seu crescimento. Utilizando o tratamento com zeólita 100 % a produção de matéria seca da parte aérea foi de 1,07 ± 0,09 g e raízes 1,6 ± 0,23 g e na análise do tecido foliar teve uma absorção de 3,39 ± 0,31. / Coal combustion for electricity production results in the generation of ash, which is one of the main waste generated in Brazil in terms of volume. Intending the minimization of the environmental impact caused by poor disposal of ashes, this study aimed to synthesize and characterize zeolites obtained from coal ash and apply in agriculture as potassium fertilizer. For this purpose, coal fly ash was obtained from a fluidized bed pilot combustor operating with coal from Mina do Leão/RS and used to synthesize zeolitic material through the alkaline hydrothermal treatment. Experimental tests were performed using the ratio volume of solution/mass of coal fly ash constant at 6 mL mg -1, varying the concentration of potassium hydroxide (KOH) between 3 and 5 M, temperature between 100 and 150 °C and reaction time between 24 and 72 h. The synthesized and coal fly ash material was characterized by their chemical composition, mineralogy, morphology, specific surface area and cation exchange capacity. With the characterization, it was observed the formation of two phases zeolite K-chabazite and merlinoite. By the characterization of the material, it was chosen one of the zeolitic products obtained for application to soil as a potassium fertilizer for the cultivation of wheat (Triticum aestivum L.). The chosen experimental condition was 5 M KOH solution, temperature of 150 °C and 24 h time of reaction. At this condition, only one zeolitic phase was identified, zeolite merlinoite, with a surface area of 23.37 m² g a cation exchange capacity (CEC) of 2.62 meq g-1. For purposes of comparison, the tests in the soil were performed using also a commercial fertilizer, potassium chloride (KCl), containing about 60 % of K2O. A total of 35 experimental trials were carried out in a greenhouse at EMBRAPA, using 7 treatments in 5 random blocks: 50, 100 and 150 % of the maximum recommended dose for KCl and for zeolite and untreated soil (witness). The experiments in the greenhouse were concluded with 59 days of wheat cultivation. The plants were submitted to analysis for dry matter in aerial parts and roots determination. Likewise, soil and foliar tissue were submitted to chemical analysis. It was found that the zeolite Merlinoite obtained from the coal fly ash can be used as a fertilizer because it had a similar performance to KCl in the wheat growth. The treatment with 100% zeolite presented a dry matter production of 1.07 ± 0.09 g for aerial parts and 1.6 ± 0.23 g for roots. Also, the leaf tissue analysis showed a potassium absorption of 3.39 ± 0.31 % m/m in this treatment.

As cinzas volantes (CV) são subprodutos obtidos na geração de energia elétrica, a partir do carvão mineral, em usinas termelétricas. Como possuem propriedades pozolânicas, são adquiridas pelas indústrias cimenteiras e concreteiras. Porém, grande parcela dessas CV ainda é disposta no meio ambiente, pois a sua geração é superior ao seu consumo. Assim, este trabalho teve como objetivo geral a obtenção de aglomerantes especiais, isentos de clínquer, a partir da álcali-ativação da CV. Para isso foram estudadas a influência da matéria-prima (duas CV foram utilizadas de forma independente), de dois ativadores alcalinos (na forma isolada – NaOH (N/S 0,20, N/S 0,30 e N/S 0,40) e na forma combinada – NaOH + Ca(OH)2 (C/S 0,05, C/S 0,15 e C/S 0,25)), da temperatura de cura nas primeiras 24 h (três temperaturas foram usadas: 50, 65 e 80°C), e da idade das amostras ( 1, 7, 28, 91 e 180 dias) nas características mecânicas e microestruturais das amostras álcaliativadas. Para as amostras preparadas com ativador na forma isolada, as argamassas com relação molar N/S 0,40, curadas à 80°C/24 h, foram as que atingiram as resistências à compressão mais elevadas, independente do tipo de CV. Por outro lado, o uso combinado de solução ativadora à base de NaOH + Ca(OH)2 deve ser utilizado de forma cautelosa. Apesar das amostras C/S 0,15 e C/S 0,25 terem atingido os valores de resistência à compressão mais elevados de todas as combinações estudadas nesse trabalho na idades de 1 e 7 dias, a partir da idade de 28 dias foi verificado decréscimo na resistência, prolongando-se em idades posteriores. Tal decréscimo não foi verificado para as amostras C/S 0,05. Isto significa que o comportamento instável observado pode estar relacionado com a concentração do Ca(OH)2 na solução ativadora combinada. O uso combinado de MEV/EDS, DRX e IV não foi suficiente para entender esse mecanismo deletério nem identificar possíveis compostos expansivo, havendo a necessidade de serem utilizadas outras ferramentas, como por exemplo, a ressonância magnética nuclear acomplada com ângulo mágico de spin (RMN-MAS). Portanto, aglomerantes à base de cinzas volantes ativadas com solução de NaOH apresentaram bom desempenho mecânico, atingindo resistências da ordem de 16 MPa e 24 MPa nas idades de 1 e 7 dias. Isso mostra que esse material apresenta potencialidade técnica como um importante substituto do cimento Portland, sobretudo em indústrias de artefatos de concreto préfabricados.