[pt] O presente trabalho tem como objetivo investigar o efeito da adição de fibras dispersas de polipropileno e de curauá na fluência básica a compressão e na retração autógena e por secagem de pastas de cimento nas primeiras idades. O comprimento das fibras de polipropileno e de curauá foi de 12 mm e a fração volumétrica variou de 0,03 a 0,30 por cento da massa do cimento. As pastas de cimento tinham relação água/cimento de 0,44. A retração autógena foi estudada pelo método do tubo corrugado, acompanhando a variação do comprimento desde as primeiras horas. A avaliação da retração por secagem livre se deu por meio da medição da variação de comprimento de primas durante os primeiros dias de idade. Utilizou-se o método do teste do anel para observação do comportamento das pastas sob retração restrita no intuito de se obter a idade de fissuração de cada pasta. A abertura dessas fissuras também foi acompanhada com auxílio de um microscópio. Testes de fluência a compressão foram realizados para determinar a deformação por fluência em idade jovem. Foi observada uma redução significativa da retração autógena nas pastas reforçadas com 0,30 por cento fibras de curauá. A adição de ambas as fibras reduziu ligeiramente a retração por secagem livre, não tendo diferença significativa entre os teores de fibras. Também foi observado atraso no desenvolvimento de fissuras e redução na abertura de fissuras para ambas as fibras independente do teor. As pastas com adição de fibras exibiram, no geral, uma ligeira melhora na deformação por fluência. / [en] The present research aims to investigate the effect of the addition of discrete polypropylene and curauá fibers on the early age autogenous and drying shrinkage and basic creep in compression in cement pastes. The length of the polypropylene and curauá fibers was 12 mm and the volume fraction varied from 0.03 to 0.30 percent of the mass content of cement. The cement pastes had water to cement ratio (w/c) of 0.44. Autogenous shrinkage tests were carried out following the Corrugated Tube Method, monitoring the length changes since casting. The evaluation of free drying shrinkage was given by measuring the length changes during the first days of age. The ring test method was used to determine the age when cracking occurred. The crack opening of the samples was also monitored by a microscope. Compressive creep tests were performed with cylindrical specimens to determine the early age creep strain. A significant reduction of the autogenous shrinkage was observed in the specimens with 0.30 perent of curauá fibers. The addition of both fibers slightly reduced the free drying shrinkage of the specimens and the fiber content did not appear to influence significantly the shrinkage behavior of the specimens. A delay in the development of cracks and a reduction in crack opening for specimens with both fibers were also observed. This behavior was similar for all fiber content. Pastes reinforced with fibers exhibited, overall, a slight improvement in creep strain. The addition of 0.30 percent of polypropylene fibers showed greater improvement in creep strain.

[pt] Sendo a exploração de petróleo cada vez mais profunda, atingindo vários quilômetros abaixo dos leitos marítimos, uma simulação numérica adequada para prever o comportamento de rochas antes da perfuração está se tornando cada vez mais importante para a indústria de petróleo, devido aos altos custos operacionais para garantir a estabilidade do poço. Um dos problemas típicos que os engenheiros de petróleo enfrentam é a instabilidade de poços em rochas evaporíticas, que geralmente são sujeitas a deformações excessivas e possuem características de comportamento mecânico dependentes do tempo. Grandes reservas de petróleo que foram encontradas ao redor do mundo em rochas evaporíticas encorajaram aos engenheiros a investigar mais profundamente essa resposta mecânica dependente do tempo (creep). Por outro lado, a concentração de tensões em torno dos furos pode torná-lo um projeto de engenharia inviável. A desestabilização devido a grandes deformações pode levar a problemas como colapso e fechamento do poço. Assim, para estudar a estabilidade de poços e projetar um sistema de produção de petróleo adequado, a influência do creep deve ser considerada adequadamente no comportamento esperado do material. Nesta pesquisa, as equações que definem o modelo elásto-viscoplástico de Sterpi e Gioda (2007) são implementadas no programa computacional FLAC 3D - ITASCA, código baseado no método das diferenças finitas. O procedimento de implementação consiste em gerar uma DLL (Dynamic Link Library) escrita em linguagem de programação C (mais mais) e integrar as tensões ao longo de um incremento de deformações usando um algoritmo de integração explícito. O modelo elásto-viscoplástico foi validado com resultados experimentais envolvendo rochas salinas disponíveis na literatura. Finalmente, é realizada uma simulação numérica com o programa FLAC 3D, considerando o modelo de Sterpi e Gioda, com o objetivo de estudar o fechamento de um poço no pré-sal brasileiro. / [en] Since oil exploration is reaching several kilometers below seafloor, an adequate numerical simulation for prediction of rock behavior prior to drilling is becoming increasingly important for the oil industry due to the high operating costs to ensure well stability. One of the typical problems that oil engineers face is the instability of wells in evaporitic rocks, which are often subject to excessive deformation and have time-dependent mechanical behavior characteristics. Huge oil reserves that were found around the world in evaporitic reservoirs encouraged engineers to further investigate this mechanical time-dependent response (creep). On the other hand, the concentration of stresses around the well can make it an unviable engineering project. Destabilization due to large deformations may be involved, leading to problems such as collapse and well closure. Thus, in order to study the stability of the boreholes and design an appropriate oil production system, creep must be properly considered in the expected behavior of the material. In this research, the equations that define the elasto-viscoplastic model of Sterpi and Gioda (2007) will be implemented in the computer program FLAC 3D - Itasca, code based on the finite difference method. The implementation procedure consists of generating a Dynamic Link Library (DLL) written in C (plus plus) programming language and integrating the stress along a strain increment by using an explicit integration algorithm. The elasto-viscoplastic model has been validated with experimental results from triaxial creep tests in salt rocks available in the literature, indicating a successful implementation. Finally, a numerical simulation in FLAC 3D considering the model of Sterpi and Gioda is performed in order to study a pre-salt wellbore closure.

[pt] A fluência em compósito cimentício reforçado com fibra (CRF) no estado pré-fissurado tornou-se um importante tópico de estudo recentemente. Isso se deve ao fato de que o comportamento dependente do tempo do CRF e a estabilidade a longo prazo de fissuras sob cargas de flexão sustentadas ainda são pouco compreendidas. Este trabalho busca explorar o uso de fibras de aço e PP para definir sua influência na fluência, analisando a evolução das aberturas de fissuras com o tempo. O material foi inicialmente caracterizado sob testes de flexão de três e quatro pontos em amostras prismáticas com entalhe. Para os testes de fluência, os corpos de prova foram pré-fissurados a 0,5 mm e testados sob carga constante durante 45 dias. Para entender os mecanismos relacionados, testes de fluência também foram realizados em fibras e em uma configuração de arrancamento. Analisando os resultados dos testes de fluência, verificou-se que a taxa de COD (crack opening displacement) é uma ferramenta interessante para avaliar o comportamento a longo prazo do CRF fissurado e para definir um critério de estabilidade. Além disso, verificou-se que o concreto incorporando fibras sintéticas apresenta maiores deformações de fluência do que o reforçado com fibras de aço. Isso pode ser explicado pelas diferentes características das ligações fibra-matriz, analisadas pelos testes de arrancamento monotônico e de carga sustentada, e pela resposta de compressão do compósito. Finalmente, as propriedades residuais das amostras ensaiadas por fluência foram determinadas por testes monotônicos de flexão. / [en] Creep in pre-cracked fiber reinforced cementitious composites has become an important topic of study recently. This is due to the fact that the time dependent behaviour of FRC and long term stability of cracks under sustained bending loads are still poorly understood. This work seeks to explore the use of steel and PP fibers in order to define their influence on creep, by analyzing the crack opening displacement rate in FRC specimens. The material was first characterized under three and four-point bending tests in notched prismatic specimens. For the creep tests, the specimens were pre-cracked to 0.5 mm, and then tested under constant load during 45 days. In order to better understand the related mechanisms, creep tests were also carried on single fibers and in a fiber pullout configuration. Analyzing the creep tests results, it was verified that the COD rate is an interesting tool to evaluate the long-term behaviour of the cracked FRC and to define a stability criterion. In addition, it was found that concrete incorporating macro synthetic fibers presents higher creep deformations and higher creep rate than concrete reinforced with steel fibers. This can be explained by the different fiber-matrix bond characteristics, analyzed by monotonic and sustained load pullout tests, and by the compression response of the composite. Finally, the residual properties of creep tested specimens were determined by monotonic flexural tests performed in the FRC specimens after the creep tests.

[pt] O fenômeno de fluência em compósitos reforçados com fibras é particularmente importante quando são utilizadas macro fibras sintéticas, que devido ao seu baixo módulo de elasticidade, apresentam comportamento viscoelástico pronunciado mesmo em temperatura ambiente, o que pode levar a alterações no controle de fissuração ao longo do tempo. Testes de arrancamento são comumente usados para prever interações fibra-matriz e neste trabalho foram realizados para cargas de curto e longo prazo em três tipos de macro fibras sintéticas. Diferentes níveis de cargas de longo prazo (20, 30, 40 e 50 por cento da carga máxima de arrancamento em curta duração) e ângulos de orientação das fibras (15 graus celsius, 30 graus celsius e 45 graus celsius) em relação à direção da carga foram considerados para investigar a influência desses parâmetros na interação entre macro fibras sintéticas e matriz. Macro fibras com superfícies onduladas e maior módulo de elasticidade alcançaram maiores tensões de aderência e menores deformações por fluência. Em testes de curto prazo, imagens de microscopia óptica foram obtidas nas fibras arrancadas para correlacionar a degradação superficial das fibras com as curvas de tensão versus deformação. No arrancamento quase estático (curto prazo), foram observadas pequenas reduções na resistência ao arrancamento à medida que o ângulo foi aumentado para todas as fibras, além de uma intensa degradação de suas superfícies devido ao significativo efeito de polia. Em contraste, para os testes de longo prazo, foi observada uma redução da fluência com o aumento do ângulo de inclinação da fibra causada pela redução da fluência da fibra devido ao carregamento não axial e componentes de força adicionais produzidos pelo desvio da força axial. O modelo viscoelástico de Burgers foi aplicado e apresentou boa concordância com as curvas de fluência experimentais, consistindo, portanto, em uma alternativa promissora para modelar o comportamento de longo prazo de fibras individuais. Imagens de microtomografia e microscopia eletrônica de varredura mostraram que uma parte da deformação em tração, sob carga sustentada, pode ser atribuída à fluência da própria fibra, tornando desafiador estimar a fluência deste tipo de compósito, dada a considerável variabilidade de configurações de fibra. / [en] The creep phenomenon in fiber-reinforced composites is particularly important when macro synthetic fibers are used, due to their low modulus of elasticity, exhibit pronounced viscoelastic behavior even at room temperature, which can lead to changes in the cracking control over time. Pullout tests are commonly used to predict fiber–matrix interactions and in this work were conducted for short- and long-term on three types of polymeric macro fibers. Different levels of long-term loads (20, 30, 40 and 50 percent of the maximum short-term pullout load) and fiber orientation angles (15 degrees celsius, 30 degrees celsius, and 45 degrees celsius) with respect to the direction of the load were considered to investigate the influence of these parameters on the interaction between macro synthetic fibers and matrix. Macro fibers with crimped surfaces and higher modulus of elasticity achieved higher bond stresses and lower creep deformations. In short-term tests, optical microscopy images were obtained on the pulled-out fibers to correlate the surface degradation of the fibers with the stress versus strain curves. In quasi-static pullout (short-term), small reductions in pullout strength were observed for all fibers and angles, in addition to an intensive degradation of their surfaces owing to the significant snubbing effect of this type of fiber. In contrast, for the long-term tests, a creep reduction was observed with increasing fiber inclination angle caused by the creep reduction of the fiber due to non-axial loading and additional force components produced by the deviation of the axial force. The Burgers viscoelastic model was applied and showed good agreement with the experimental creep curves, therefore consisting of a promising alternative for modeling the long-term behavior of individual fibers. Microtomography and scanning electron microscopy images showed that a large portion of the strain in tension, under sustained load, can be attributed to the creep of the fiber itself, thus making it challenging to estimate the creep of this type of composite, given the considerable variability of fiber configurations.

Orientador: Plinio Almeida Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Estudos da Linguagem / Made available in DSpace on 2018-08-06T09:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Merlo_Sandra_M.pdf: 2584021 bytes, checksum: 6d29aa46ae01697da804147e4b44a6e1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O comportamento temporal das hesitações na fala semi-espontânea é o tema desta pesquisa experimental. Investigou-se a possibilidade de as hesitações apresentarem-se periodicamente em textos falados e suas relações com tipos textuais, apoio visual e conhecimento declarativo. Participaram do estudo cinco adultos jovens, do gênero masculino, universitários, falantes nativos do português brasileiro e sem distúrbios de comunicação. Cada sujeito produziu quatro textos: descrição de estado a partir da figura de um quarto, descrição de estado sobre seu próprio quarto, narrativa de um cartoon e narrativa de uma situação vivida. Pausas silenciosas hesitativas, pausas preenchidas, repetições hesitativas, prolongamentos hesitativos e falsos inícios (corrigidos e abandonados) foram considerados como marcas de hesitação; em contrapartida, pausas silenciosas fluentes, repetições fluentes ou reformuladoras, prolongamentos fluentes ou reformuladores, paráfrases, correções e marcadores discursivos não foram considerados exemplares de hesitação. Os textos foram transcritos, separando-se os intervalos que apresentavam hesitações daqueles que não apresentavam. Os intervalos de hesitação receberam o número ¿0¿ e os intervalos de não-hesitação receberam o número ¿1¿. A codificação numérica foi amostrada a cada 200 milissegundos para que as séries temporais fossem construídas. A estatística descritiva indicou que os intervalos de hesitação satisfizeram a hipótese nula da distribuição gama, apresentando média e mediana em torno de 1 segundo, mínimo de 120 milissegundos e máximo de 5 segundos. Em relação à duração textual, a média e a mediana de hesitação estiveram em torno de 20%. A análise espectral demonstrou a existência de periodicidades de hesitação em todos os textos analisados, com média e mediana em torno de 10 segundos, mínimo de 2 segundos e máximo de 78 segundos. A organização periódica indica que a hesitação não é um fenômeno aleatório temporalmente, porque suas oscilações se repetem ao longo do tempo, o que aponta para um fenômeno estável dinamicamente e que pode ser antecipado. Em geral, os textos apresentaram mais de uma periodicidade, as quais foram atribuídas ao macroplanejamento, microplanejamento, codificador gramatical e codificador fonológico; nenhuma periodicidade foi atribuída à articulação. A atribuição de operações lingüístico-cognitivas como mecanismos geradores das periodicidades reforça a noção de que as hesitações são propriedades do processamento em curso. A presença de mais de uma periodicidade no mesmo texto sugere que o processamento da língua falada na memória operacional ocorre em paralelo, com os recursos sendo compartilhados por diferentes operações lingüístico-cognitivas. A estatística não-paramétrica não indicou diferença significativa quando as periodicidades foram comparadas em relação ao tipo textual (descrições versus narrativas), presença ou ausência de apoio visual (descrição de figura e narrativa de cartoon versus descrição e narrativa pessoais) e tipo de conhecimento declarativo envolvido (conhecimento semântico na descrição de figura, descrição pessoal e narrativa de cartoon versus conhecimento episódico na narrativa pessoal), sugerindo que as hesitações também são uma propriedade do locutor e não apenas do processamento em curso / Abstract: The focus of this experimental research is the temporal behavior of hesitation phenomena in semi-spontaneous speech. The possibility that hesitation phenomena occur periodically in spoken texts and their relations with text types, picture support and declarative knowledge were examined. The subjects were five young male adults, university students, native speakers of Brazilian Portuguese with no history of communication impairments. Each subject has produced four texts: state description from a bedroom picture, state description of his own bedroom, narrative from a cartoon and narrative about an experienced event. Hesitation phenomena were classified as silent hesitation pauses, filled pauses, hesitative repetitions, hesitative prolongations and false starts (retraced and unretraced); signs that were not considered as hesitation phenomena include fluent silent pauses, fluent or reformulative repetitions, fluent or reformulative prolongations, paraphrases, corrections and discourse markers. The texts were transcribed and the intervals with and without hesitation phenomena were distinguished. Hesitation phenomena intervals received the number ¿0¿ and non-hesitation intervals received the number ¿1¿. The number codes were sampled at intervals of 200 milliseconds to generate time series. Descriptive statistics indicated that the duration of hesitation phenomena intervals fulfilled the null hypothesis of gamma distribution with mean and median around 1 second, minimum of 120 milliseconds and maximum of 5 seconds. Concerning total text duration, mean and median of hesitation phenomena were around 20%. Spectral analysis detected the existence of hesitation phenomena periodicities in all texts, with mean and median around 10 seconds, minimum of 2 seconds and maximum of 78 seconds. The periodic organization supports the notion that hesitation phenomena do not occur temporally by chance, because their oscillations repeat through time, what signals to dynamically stable phenomena that can be anticipated. The texts usually presented more than one periodicity, which were regarded as belonging to macroplanning, microplanning, grammatical encoder and phonological encoder; no periodicity was regarded as belonging to articulation. The suggestion that linguistic-cognitive processes are the basis of the observed periodicities support the notion of hesitation phenomena as a characteristic of current processing. The presence of more than one periodicity in the same text suggest that spoken language is processed in parallel by working memory with resources being shared by different linguistic-cognitive processes at the same time. Non-parametric statistics did not indicate significant differences when periodicities were compared with regard to text type (descriptive versus narrative texts), presence or absence of picture support (picture description and cartoon narrative versus personal description and personal narrative) and declarative knowledge type (semantic knowledge in picture description, personal description and cartoon narrative versus episodic knowledge in personal narrative), suggesting that hesitation phenomena are also a characteristic of speaker and not just a characteristic of current processing / Mestrado / Fonetica e Fonologia / Mestre em Linguística

Orientador: Plínio Almeida Barbosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Estudos da Linguagem / Made available in DSpace on 2018-08-19T23:34:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Merlo_Sandra_D.pdf: 6723815 bytes, checksum: b6ff391ab121e4b75d42eef04f5a7d28 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Premissa: esta pesquisa partiu da premissa de que pausas demarcativas estão relacionadas ao planejamento conceitual e hesitações, à formulação linguística. O planejamento conceitual refere-se a um esquema abstrato do texto falado, composto pelas informações que o falante julga relevantes de acordo com sua meta comunicativa. A formulação linguística refere-se à seleção de lemas e sua organização em estruturas sintáticas e fonológicas. Se pausas demarcativas e hesitações estão relacionadas a processos tão cruciais para a produção falada, sua ocorrência não deve ser marginal e sua distribuição não deve ser aleatória ao longo do texto falado. Método: participaram da pesquisa dez sujeitos do sexo masculino, entre 20 e 34 anos, falantes nativos do português brasileiro, com alto grau de escolaridade e sem distúrbios de comunicação. Foram realizados cinco experimentos de fala semi-espontânea com as seguintes variáveis independentes: memória declarativa, memória operacional, macroplanejamento textual, tipos textuais e taxa de elocução. As variáveis dependentes (pausas demarcativas e hesitações) foram examinadas através de três medidas: proporção, duração e ciclos periódicos (p < 0,05). A variabilidade individual na manifestação das variáveis dependentes também foi avaliada. Resultados: em média, 24% do texto falado é composto por pausas e 21% por hesitações. Dois terços das pausas duram entre 0,5 e 1,5 s, enquanto dois terços das hesitações duram até 1 s. Todos os textos falados apresentam ciclos de pausas e de hesitações, sendo que dois terços dos ciclos de pausa apresentam períodos até 5 s, enquanto dois terços dos ciclos de hesitações apresentam períodos até 10 s. As séries temporais de pausas e de hesitações estão correlacionadas, de forma que mudanças nas séries de pausas precedem em 300 ms mudanças nas séries de hesitações. Apenas 15% dos ciclos de pausas e hesitações são sincronizados e a grande maioria está em oposição de fase. Todos os cinco experimentos modificaram a dinâmica temporal das pausas demarcativas: textos que exigem elaboração conceitual, análise de novas informações e decisões mais conscientes sobre o sequenciamento de informações aumentam a proporção, a duração e/ou o período dos ciclos de pausas. Dois dos cinco experimentos modificaram a dinâmica temporal das hesitações: textos novos e pouco familiares aumentam a duração das hesitações em relação a textos previamente conhecidos. A variabilidade individual também interfere na dinâmica das pausas e das hesitações, existindo sujeitos que produzem esses fenômenos em abundância, enquanto outros os produzem com parcimônia. Conclusões: os resultados obtidos confirmam a hipótese de que as pausas demarcativas estão relacionadas ao planejamento conceitual e as hesitações, à formulação linguística. Também confirmam que a ocorrência desses fenômenos é significativa e que apresentam distribuição periódica no texto falado. Adicionalmente, os resultados indicam que pausas e hesitações são fenômenos dinâmicos da língua, que emergem de acordo com as necessidades da tarefa e o estilo do sujeito / Abstract: Background: this investigation assumed that demarcation pauses are related to conceptual planning, while hesitation phenomena are related to language formulation. "Conceptual planning" refers to an abstract scheme of spoken text, constituted by the information that the speaker consider relevant to his/her communication intent. "Language formulation" refers to lemma selection and its organization in syntactic and phonological structures. Considering that pauses and hesitations are related to essential processes to spoken language production, their occurrence may not be insignificant and their distribution may not be random in spoken text. Method: subjects of this research were ten males, from 20 to 34 years old, native speakers of Brazilian Portuguese, highly educated, and free from communication disorders. Five experiments of semispontaneous speech were done; each one addressed one of the following independent variables: declarative memory, working memory, text macroplanning, text types, and speech rate. Dependent variables (pauses and hesitations) were analyzed according the following three measures: proportion, duration, and periodic cycles (p < 0.05). Individual variability was also analyzed. Results: on average, 24% of spoken texts are composed by pauses and 21% by hesitations. Two thirds of pauses last from 0.5 to 1.5 s, while two thirds of hesitations last until 1 s. Pauses and hesitations are periodically distributed in all spoken texts; two thirds of pauses cycles exhibit periods until 5 s, whereas two thirds of hesitation cycles exhibit periods until 10 s. Time series of pauses and hesitations are correlated; changes in time series of pauses occur 300 ms before changes in time series of hesitations, on average. Just 15% of pauses and hesitations cycles are synchronized and the big majority is in phase opposition. All five experiments affect temporal dynamics of pauses: texts that demand conceptual elaboration, analysis of new information, and active decisions about information sequencing increase pauses proportion, durations and/or period of cycles. Two of five experiments affect temporal dynamics of hesitations: less familiar texts increase hesitations' durations compared to more familiar texts. Individual variability also affects temporal dynamics of pauses and hesitations; there are subjects that produce a lot of pauses and hesitations, while others produce them in small quantity. Conclusions: results support the initial assumption that demarcation pauses are related to conceptual planning and hesitations to language formulation. Results also indicate that the occurrence of pauses and hesitations is significant and that they are periodically distributed in spoken texts. Besides, results indicate that pauses and hesitations are dynamic components of spoken language, arising according to tasks needs and to subject style / Doutorado / Linguistica / Doutor em Linguística

[pt] O desenvolvimento, caracterização mecânica e fluência de compósitos cimentícios têxteis reforçados com fibra de sisal foram realizados neste trabalho. Os compósitos foram fabricados utilizando uma matriz com baixo teor de hidróxido de cálcio, obtida pela substituição parcial do cimento por cinza volante e metacaulim. Foram desenvolvidos três tipos de compósitos, cada um com três ou cinco camadas de tecido unidirecional de sisal. Os compósitos com três camadas foram reforçados variando a condição das fibras em saturadas e com umidade natural. O comportamento mecânico foi avaliado por meio de ensaios de tração direta e flexão a quatro pontos. Estudaram-se os mecanismos de fissuração por meio de fotografias obtidas ao longo dos ensaios, além de análises por correlação digital de imagens - DIC. Todos os compósitos apresentaram comportamento strain/deflection hardening com formação de múltiplas fissuras. Ensaios de fluência à tração e à flexão foram realizados nos compósitos pré-fissurados a fim de estudar as respostas dependentes do tempo. As amostras reforçadas com fibras saturadas apresentaram deformações superiores na tração devido às propriedades da interface fibra-matriz e níveis de deflexão inferiores, além da diminuição da tensão máxima resistida e redução da capacidade de deflexão/deformação. A evolução das fissuras foi monitorada durante todo o ensaio de fluência com o auxílio de um microscópio estereoscópico. Para uma melhor compreensão do mecanismo de fluência dos compósitos, foram realizados ensaios de tração de uma única fibra sob carga sustentada. Além disso, ensaios de fluência à compressão e retração da matriz com diferentes níveis de substituição do cimento por metacaulim foram realizados para entender o seu efeito ao longo do tempo. / [en] In the present work, the development, mechanical characterization and creep of textile reinforced cementitious composites reinforced with sisal fiber were investigated. The composites were manufactured using a matrix with a low calcium hydroxide content, obtained by partially replacing the cement by fly ash and metakaolin. Three types of composites were developed, each with three or five layers of unidirectional sisal fabric. The composites with three layers were reinforced varying the condition of the fibers in saturated and with natural humidity. The mechanical behavior was evaluated through direct tension and four-point flexural tests. Cracking mechanisms were studied through photographs obtained during the tests, as well as analyzes by digital image correlation - DIC. All composites presented strain/deflection hardening behavior with formation of multiple cracks. Tensile and flexural creep tests were performed on pre-cracked composites in order to study time-dependent responses. The samples reinforced with saturated fibers showed higher strain in tension due to the properties of the fiber-matrix interface and lower deflection levels, in addition to the reduction of the ultimate stress and deflection/deformation capacity. The evolution of cracks was monitored throughout the creep test with a stereoscopic microscope. For a better understanding of creep mechanism of the composites, tensile tests of a single fiber were carried out under sustained load at different levels of loading. In addition, compression creep and shrinkage tests of the matrix with different levels of cement replacement with metakaolin were performed to understand its effect over time.

[pt] O Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS) é um polímero de grande uso industrial, sendo empregado em inúmeros produtos. Muitas de suas aplicações necessitam de uma elevada resistência a combustão seja pela presença de cargas elétricas (Efeito Joule) ou a exposição a ambientes de altas temperaturas. No entanto, o ABS, de modo semelhante a maioria dos polímeros, não é tão resistente a combustão, sendo necessário o emprego de aditivos Retardantes de Chamas (RC). A introdução desses aditivos pode, entretanto, acarretar alteração nas propriedades mecânicas, de forma que é necessário se comparar o comportamento do material com e sem aditivos. Particularmente importante é o comportamento a longo prazo, como a fluência. Assim, nesse trabalho foi avaliado o comportamento a fluência do ABS sem aditivo e de três sistemas ABS/RC. Foi usado um sistema empregando um aditivo comercial à base de bromo (ABS − Br), que serviu como base de comparação e dois sistemas recentemente desenvolvidos, empregando bio-retardantes, a saber: ácido tânico (TA) e polifosfato de amônio (APP). Os resultados dos ensaios mostraram que o aditivo comercial não acarretou variação da vida em fluência em relação ao ABS sem aditivo. Por outro lado, os resultados indicaram que a vida em fluência foi reduzida quando o aditivo APP foi incorporado e que aumentou quando o TA foi adicionado. Os dados experimentais dos ensaios de fluência foram usados para avaliar o comportamento viscoelástico dos quatro grupos de materiais. O ABS teve seu comportamento adequadamente representado pelo modelo de Burgers, assim como a ABS com aditivo à base de bromo. O modelo que melhor descreveu o comportamento do ABS com APP foi o modelo modificado de Burgers (Streched Burgers). Nem todas as amostras do ABS com TA apresentaram fluência no intervalo de tempo usado e o modelo que melhor descreveu o comportamento foi o do sólido linear padrão. / [en] Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) is a polymer of great industrial use, being used in numerous products. Many of its applications require a high resistance to combustion, either due to the presence of electrical charges (Joule Effect) or exposure to high temperature environments. However, ABS, like most polymers, is not as resistant to combustion, requiring the use of Flame Retardant (RC) additives. The introduction of these additives can, however, lead to changes in the mechanical properties, so it is necessary to compare the behavior of the material with and without additives. Particularly important is long-term behavior such as fluency. Thus, in this work, the creep behavior of ABS without additive and of three ABS/RC systems was evaluated. A system employing a commercial bromine-based additive (ABS − Br) was used, which served as a basis for comparison and two recently developed systems employing bio-retardants, namely: tannic acid (TA) and ammonium polyphosphate (APP) . The test results showed that the commercial additive did not cause a change in creep life compared to ABS without additive. On the other hand, the results indicated that the creep life was reduced when the APP additive was incorporated and that it increased when the TA was added. Experimental data from creep tests were used to evaluate the viscoelastic behavior of the four groups of materials. ABS had its behavior adequately represented by the Burgers model, as well as ABS with bromine-based additive. The model that best described the behavior of ABS with APP was the modified Burgers model (Streched Burgers). Not all ABS samples with TA showed fluence in the time interval used and the model that best described the behavior was the standard linear solid.

[pt] A construção de poços através de formações salinas continua sendo um grande desafio na engenharia de perfuração em muitas províncias petrolíferas ao redor do mundo, notadamente offshore no Brasil, devido às suas propriedades mecânicas únicas, em particular, sua alta mobilidade de fluência sob condições de fundo de poço. Inicialmente, é necessário controlar o fechamento do poço durante a perfuração para permitir a instalação do revestimento. Mais tarde, o carregamento do revestimento nas seções cimentadas e não cimentadas é motivo de preocupação para evitar problemas de integridade do poço a longo prazo. No entanto, ocontato do sal com o revestimento pode fornecer uma barreira natural necessária e economicamente benéfica. Este trabalho consiste em extratos do projeto de pesquisa Avaliação do potencial de formações argilosas e evaporíticas atuarem como barreira externa ao revestimento para o abandono de poços, realizado pelo Grupo de Tecnologia e Engenharia de Petróleo (GTEP) da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Brasil. O objetivo deste trabalho é modelar o fechamento de um poço em sal ao longo de zonas de revestimento não cimentadas considerando anular aberto. Para isso, foi desenvolvida uma metodologia computacional, utilizando o código comercial de elementos finitos ABAQUS. Na primeira etapa, a fim de validar o protocolo de simulação, apresenta-se a reprodução de estudos sobre a formação de barreiras naturais em sal, reportados na literatura, considerando os modos de pequena e grande deformação do ABAQUS. A comparação entre os resultados obtidos demonstra uma diferença de tempo para o fechamento anular variando de alguns meses a alguns anos, dependendo da profundidade e do tipo de sal. Discussões sobre aspectos específicos da simulação de fluência em rochas salinas também são feitas nesta etapa. Na segunda etapa, é apresentada uma análise para estimar o tempo de fechamento do poço em condições de campo representativas das bacias brasileiras, acoplando os ajustes realizados na etapa anterior. O comportamento constitutivo do sal utilizado para simular a fluência em regime permanente foi o modelo de mecanismo duplo e os parâmetros são representativos do cenário offshore brasileiro. Como resultado, observa-se o potencial de formação de barreiras naturais em camadas salinas para operações de tampão permanente e abandono. Em ambas as simulações, o fechamento anular é feito utilizando modelos 2D de estado plano de deformação e axissimétrico, representando a seção transversal e longitudinal, respectivamente. As etapas de simulação são divididas em campo de tensão de equilíbrio inicial (geostática) seguido de perfuração e fluência simulada como um material viscoelástico. / [en] Wellbore construction through salt formation remains a great challenge in drilling engineering in many oil provinces around the world, notably offshore Brazil, due to its unique mechanical properties, in particular, its high creep mobility under downhole conditions. Initially, it is necessary to control wellbore closure during drilling in order to allow casing installation. Later, the loading of the casing in both the cemented and uncemented sections is cause of concerns to prevent issues of long-term wellbore integrity. However, the contact between the salt and the casing can provide a necessary and economically beneficial natural barrier. This work consists of extracts of the research project Evaluation of the potential of clayey and evaporitic formations to act as an external barrier to the casing for the abandonment of wells, carried out by the Group of Technology and Petroleum Engineering (GTEP) at the Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro, Brazil. The aim of this work is to model wellbore closure in salt throughout uncemented casing zones considering open annular. For this, a computational methodology was developed, using the commercial finite element code ABAQUS. As the first stage of the study, in order to validate the simulation protocol, the reproduction of studies about the formation of natural barriers in salt, reported in the literature, is presented, considering the small and large deformation modes of the ABAQUS. The comparison between the results obtained demonstrates a time difference for annular closure ranging from a few months to a few years, depending of depth and type of salt. Discussions on specific aspects of creep simulation in salt rocks are also made at this stage. In the second stage of the work, is presented an analysis to estimate the wellbore closure time under field conditions representative of the Brazilian basins, coupling the adjustments made in the previous stage. The salt constitutive behavior used to simulate the steady-state creep was double mechanism model and the parameters are representative of the Brazilian offshore scenario. As a result, it is observed the potential for the formation of natural barriers in saline layers for permanent plug and abandonment operations. In both simulations, annular closure is performed using 2D models of plane strain and axisymmetric, representing the cross section and longitudinal section, respectively. The simulation steps are divided into initial equilibrium stress field (geostatics) followed by drilling and simulated creep as a viscoelastic material.

En este trabajo se estudian las características físico-mecánicas de la Piedra de San Julián y su comportamiento frente a procesos de calentamiento a temperaturas similares a las alcanzadas en un incendio, así como la puesta a punto y validación de métodos dinámicos no destructivos para el dictamen del estado de desgaste del material. El enfoque está orientado a los parámetros que más interesan en la utilización de la Piedra como material de construcción. Dado que esta Tesis se realiza por compendio de artículos, por razones prácticas y necesidades de publicación, el contenido de la misma está dividido en tres grandes bloques, como son: fluencia, exposición a altas temperaturas y relación entre módulos estáticos y dinámicos. Para el estudio de la fluencia o deformabilidad a largo plazo bajo carga constante se han realizado ensayos de carga estáticos de larga duración. Por otra parte, se ha efectuado un análisis del comportamiento reológico del hormigón en las distintas normativas, especialmente en el Código Modelo FIB (2010), y se ha buscado un paralelismo entre las previsiones del Código y los resultados obtenidos en los ensayos. Al mismo tiempo se han probado varios modelos reológicos que reproduzcan de forma precisa el comportamiento de la fluencia según el Código y los ensayos. Esto ha permitido ajustar una función, adaptando las especificaciones del Código modelo, que describe la deformación en el tiempo de la Piedra de San Julián. La validez teórica de esta ecuación alcanza períodos temporales similares a los existentes para los ensayos realizados con hormigón. El modelo reológico que se ha obtenido por ajuste de todo el período anterior, consta de cuatro celdas de Kelvin y predice igualmente la deformación por fluencia de la roca. La correcta evaluación de las deformaciones a largo plazo es necesaria siempre que se estudie la intervención en edificaciones históricas, bien sea variando la distribución de cargas, o simplemente realizando obras de mantenimiento de cierto calado. La influencia de la temperatura alcanzada y del proceso de enfriamiento utilizado, se ha analizado sobre 55 muestras de roca calentando a temperaturas de hasta 600 ºC y enfriando por dos métodos: al aire y mediante inmersión en agua, ambas a temperatura ambiente. Los parámetros controlados antes y después del proceso térmico han sido: porosidades abierta y total velocidad de propagación de ondas ultrasónicas, módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, resistencia a compresión uniaxial (UCS) y durabilidad según el ensayo de sequedad, humedad y desmoronamiento, Slake Durability Test (SDT). Como conclusiones más notables cabe destacar: la UCS disminuye en un 35% y en un 5O% según el enfriamiento se haya realizado al aire o por inmersión, mientras que el módulo de elasticidad se reduce entre un 75% y un 80%. Las conclusiones obtenidas son importantes para la determinación del daño estructural producido en un incendio, así como para evaluar la influencia del método de extinción. Por otra parte, pueden servir para estimar indirectamente la temperatura máxima alcanzada en un incendio, de cara a la determinación de los posibles efectos sobre otros elementos constructivos. Para la relación entre módulos estáticos y dinámicos se han estudiado 24 muestras con diferentes grados de deterioro. Con los datos obtenidos en los ensayos se han analizado estadísticamente quince modelos de relación con diferentes combinaciones de variables, y se ha construido la correspondiente matriz de correlación. El coeficiente de determinación más alto corresponde a una relación lineal entre ambos módulos. La determinación del módulo de elasticidad por medios no destructivos y de fácil implementación es muy útil cuando se trata de dictaminar sobre el envejecimiento de un material estructural de este tipo. El valor del módulo con respecto al de la roca intacta es un indicador de las características resistentes y grado de debilitamiento del material. Sin embargo, el módulo bajo cargas gravitatorias -estáticas- difiere en general del obtenido dinámicamente, de una manera diferente según el material que se analice. Aquí se ha obtenido una expresión, que correlaciona con un alto valor del coeficiente de determinación ambos módulos, para la roca estudiada. Los parámetros, relaciones y modelos estudiados y propuestos en esta tesis, suponen un importante avance científico de gran utilidad para la conservación y restauración del patrimonio de edificios y otras obras de carácter histórico-cultural construidas con la Piedra de San Julián. Asimismo, las conclusiones obtenidas y los medios y métodos empleados podrán ser extrapolados a otros materiales similares con las adaptaciones oportunas.