[pt] Materiais não Newtonianos reagem de maneira diferente quando expostos a esforços cisalhantes ou extensionais. Uma equação constitutiva em que a tensão é função não só da taxa de deformação, mas também do tipo de escoamento é proposta e analisada teoricamente. Ela combina as informações obtidas em cisalhamento, extensão e movimento de corpo rígido em todas as regiões de um escoamento complexo. Esta equação é testada em códigos numéricos para duas geométricas axissimétricas diferentes: a contração abrupta 4:1 e o canal convergente R (2) z = C. Ambas as geometrias têm sido usadas para efetuar medições da viscosidade extensional. Para validação do modelo, foi construída uma seção de testes com uma contração abrupta 4:1. Foram feitos experimentos com fluidos Newtonianos e viscoelásticos utilizando a técnica de Velocimetria por Imagens de Partículas para determinação do campo de velocidade. / [en] Non-Newtonian materials exhibit different behavior if submitted to shear or extension. A constitutive equation in wich the stress is a function not only of the rate of deformation, but also of the type of the flow is proposed and analyzed theorecticaly. It combines information obtained in shear, extension and rigid body motion in all regions of a complex flow. This equation is tested with numerical codes for two different axissymmetrical geometries, namely, the 4:1 abrupt contraction and the R(2)z=C convergent channel. Both geometries have been employed to measure the extensional viscosity. In order to validate the model, a test section was buit with a 4:1 contraction. Newtonian and viscoelastic fluids were tested using the Particle Image Velocimetry technique to determine the velocity field.

[pt] Esta tese de doutorado se propõe a estudar a reologia de pastas de hidratos composta por água e tetrahidrofurano (C4H8O - THF) em diversas conjunturas. Os hidratos de gás natural são sólidos cristalinos, análogos ao gelo, formados pela agregação de água e de gás numa determinada estrutura organizada. Sua preocupação para a Indústria de petróleo e gás deve-se ao risco potencial relacionada a área de garantia de escoamento. Assim sendo, amplos investimentos são feitos com o propósito de prevenir e avaliar os ricos da formação de hidratos. Neste contexto, a reologia é um elemento chave, pois permite detectar a formação dos hidratos a partir de variações das propriedades reológicas, sendo as mais comuns: viscosidade, módulos viscoso e elástico. Entretanto, duas condições fundamentais para o sucesso desta abordagem são relativamente difíceis de se conseguir em laboratório, a combinação de alta pressão e baixa temperatura. Inicialmente serão estudadas pastas de hidratos formadas à pressão atmosférica, ainda a temperaturas acima de 0 graus Celsius. Em outro momento, serão estudados os efeitos da adição de álcool nas pastas de hidratos e, finalmente, serão analisadas as pastas formadas em pressões acima da pressão atmosférica. Foram realizados ensaios reológicos para diferentes composições de fluidos. Alcançam-se resultados transientes e de estado estacionário, mostrando que a reologia é fortemente afetada pela aglomeração e desagregação de cristais de hidratos que ocorrem simultaneamente à medida que os hidratos se formam e as condições de contorno que cercam os experimentos. / [en] This doctoral thesis proposes to study the rheology of water hydrate and tetrahydrofuran slurries (C4H8O - THF) at different conditions. Natural gas hydrates are crystalline solids, analogous to ice, formed by the aggregation of water and gas in a given organized structure. Their concern for the oil and gas industry is due to the potential risk related to the area of flow assurance. Thus, extensive investments are made for the purpose of preventing and evaluating the risk of hydrate formation. In this context, rheology is a significant element, since it allows to detect the formation of hydrates from variations in rheological properties, the most common being: viscosity, viscous and elastic modules. However, two fundamental conditions for the success of this approach are relatively difficult to achieve in the laboratory, the combination of high pressure and low temperature. Initially will be studied hydrate pastes formed at atmospheric pressure, still at temperatures above 0 Celsius degrees. In another moment, the effects of the addition of alcohol in the hydrate pastes will be studied and, finally, the pastes formed at pressures encountered above atmospheric pressure will be analyzed. Rheological tests were performed for different fluid compositions. Transient and steady-state results are reached, showing that rheology is strongly affected by the agglomeration and disaggregation of hydrate crystals occurring simultaneously as hydrates form and the boundary conditions surrounding the experiments.

As argamassas colantes são produtos constituídos por areia natural ou artificial, ligantes e aditivos químicos que cumprem uma função de adesivo para assentamento de revestimentos em pisos e paredes. Sob o ponto de vista reológico, a argamassa colante é um material multifásico formado por uma pasta que envolve agregados minerais. Atualmente, o único teste preconizado em norma a fresco é o ensaio de deslizamento, que apesar de ter baixo custo e relativa facilidade de execução em laboratório. As grandes desvantagens desse método são: imprecisão e a baixa repetibilidade, além de ser insuficiente para efetuar uma avaliação mais completa desses produtos no estado fresco. Assim, técnicas de caracterização reológica (Squeeze Flow, Pull Out Flow e reometria rotacional) foram especificadas e aplicadas, como alternativa tecnológica para avaliação de argamassas colantes. Porém, o potencial da configuração tradicional do ensaio de Squeeze Flow e a reometria rotacional foram pouco explorados neste tipo de argamassa. Neste estudo foi necessário empreender ajustes de configuração. O objetivo desta dissertação foi o de aplicar métodos de caracterização reológica em argamassas colantes de mercado (ACI e ACIII) de certo fabricante e ACI formulada em laboratório composta por areias com morfologias diferentes que permitissem identificar suas características relevantes no estado fresco, avaliar a influência dos parâmetros experimentais do método de Squeeze Flow (principalmente em relação à configuração e parâmetros), avaliar a adesividade das argamassas no estado fresco e aplicar o método de reometria rotacional para avaliação das energias de mistura e reológica. Os experimentos para avaliação das configurações e parâmetros do ensaio de Squeeze Flow e Pull Out Flow mostraram que tais métodos foram sensíveis para diferenciar as argamassas e refletiram o que, na prática, é percebido: ACIII (Argamassa Colante do Tipo III) tem maior consistência que ACI (Argamassa 7 Colante do Tipo I), além de mostrar que são sensíveis às diferentes taxas de deslocamento, teores de água e morfologia de agregados. Já a reometria rotacional mostrou-se sensível para identificar e diferenciar a cinética de mistura das argamassas colantes ACI e ACIII. Os resultados indicaram que o tempo de mistura de 150 segundos foi eficiente e suficiente para homogeneizar e estabilizar as argamassas testadas, e que a argamassa do tipo ACI apresenta maior dificuldade de mistura e resulta em uma suspensão com maior viscosidade e tensão de escoamento do que a argamassa ACIII. Por fim, a aplicação dos métodos de caracterização reológica em argamassas ACI compostas por areias com morfologias diferentes, indicou que o método de Squeeze Flow mostrou ser sensível para diferentes teores de água, em argamassas compostas por areia artificial. As curvas de carga de compressão da argamassa ACI com areia artificial mostraram serem superiores às formuladas argamassas com areia natural, indicando que, com a mesma proporção de insumos e teor de água (volume), as argamassas não possuem perfis reológicos similares. / Adhesive mortars are products constituted of natural or artificial sand, binder (cement) and chemical additives which serve as an adhesive for laying floor and wall tiles. From the rheological point of view, the adhesive mortar is a multiphase material consisting of a paste that coats mineral aggregates. Currently, the only test done is the slip test, which has low cost and has a relatively easy execution. The disadvantage of this method is not to have a good repeatability and is not sufficient to evaluate products in fresh state. Thus, techniques of rheologic characterization (flow squeeze, pull out flow and rotational rheometry) were applied as technologic alternatives for evaluation of adhesive mortars. However, the potential of the traditional configuration of the Squeeze Flow test and rotational rheometry were not explored in this type of product due to the requirement of configuration settings. The purpose of this dissertation is to apply advanced methods for rheological characterization of adhesive mortars in order to identify important characteristics of fresh-state application; evaluation of the influence of the squeeze-flow experimental method (mainly due to configuration and parameters); applied rheometry techniques to evaluate the mixing energy; and to evaluate the adhesiveness of fresh mortars. The evaluation of the configuration and parameters of the Squeeze Flow and Pull Out Flow showed that the methods were sensible enough to differentiate mortars in the same way that is perceived in practice: ACIII has greater consistency than ACI, also shows that are sensitive to different rates of displacement, water content and morphology of aggregates. The mixing and rotational rheometry showed that the method is sensitive to identify and differentiate the kinetics of mixing for ACI and ACIII mortars. The results indicate that the mixing time of 150 seconds was effective to homogenize and disperse the mortars. The mixing and flow torque values are higher for ACI than for ACIII, indicating that ACI is more difficult to be mixed and has a higher viscosity and yield stress than ACIII.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-13T19:11:35Z No. of bitstreams: 1 MarianaAlvesLeiteDutra_DISSERT.pdf: 2825637 bytes, checksum: 18b7c74e24edf8e546ebd99e18dff673 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-02-14T00:26:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarianaAlvesLeiteDutra_DISSERT.pdf: 2825637 bytes, checksum: 18b7c74e24edf8e546ebd99e18dff673 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T00:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarianaAlvesLeiteDutra_DISSERT.pdf: 2825637 bytes, checksum: 18b7c74e24edf8e546ebd99e18dff673 (MD5) Previous issue date: 2016-07-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / A s?ntese de pol?meros usando solventes org?nicos e nocivos ao meio ambiente tem sido frequente na comunidade cient?fica. O uso de solventes verdes, como a ?gua, agride menos o meio ambiente. Este estudo proporcionou a s?ntese de dois copol?meros de poli(N-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila) com diferentes percentuais molares dos mon?meros na cadeia polim?rica e a avalia??o de suas propriedades. A polimeriza??o foi realizada via radicais livres, substituindo o solvente org?nico, THF, pela ?gua e o iniciador, AIBN, por persulfato de pot?ssio (K2S2O8). Para fins de avalia??o da contribui??o do laurato de vinila nos copol?meros, tamb?m foi sintetizado o homopol?mero de NIPAAm, nas mesmas condi??es reacionais empregadas para os copol?meros. As estruturas qu?micas dos pol?meros obtidos foram investigadas por espectroscopia no infravermelho (IV) e resson?ncia magn?tica nuclear de hidrog?nio (1H RMN) e de carbono (13C RMN). Solu??es aquosas dos pol?meros foram analisadas por reometria, espalhamento de luz est?tico (SLS) e din?mico (DLS). Os resultados obtidos por reometria mostraram que a temperatura cr?tica consoluta inferior (LCST) do poli(N-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila) contendo 7 mol% de LV foi de 26 ?C, enquanto a do copol?mero contendo 13 mol% de LV foi de 21 ?C, ou seja, mais baixas que a LCST da PNIPAAm (34 ?C). Esse resultado indica que a presen?a do mon?mero hidrof?bico, LV, contribuiu significativamente para a diminui??o da LCST do pol?mero. A partir do espalhamento de luz est?tico (SLS), calculou-se a massa molar ponderal m?dia aparente ( ?w), o raio de giro (Rg) e o segundo coeficiente virial (A2) dos pol?meros. A ?w e o A2 do poli(N-isopropilacrilamida-co-laurato de vinila) contendo 7 mol% de LV foi de 3,0x106 g/mol e 16,1 mol.L.g-2, respectivamente, enquanto que para o copol?mero contendo 13 mol% de LV, os valores obtidos para ?w e o A2 foram de 2,6x106 g/mol e - 4,27 mol.L.g-2, respectivamente. Para a PNIPAAm, os valores obtidos de ?w e A2 foram 3,2x107 g/mol e 0,69 mol.L.g-2, respectivamente. A diminui??o do valor de ?w dos copol?meros em rela??o ao valor da ?w da PNIPAAm foi atribu?da ? redu??o das intera??es pol?mero-solvente no meio, que foi confirmada pela diminui??o do valor do A2 para os copol?meros. As an?lises de DLS, feitas em concentra??o 1g/L no intervalo de temperatura 15 ?C a 40 ?C, indicaram a presen?a de cadeias isoladas e agregados de diversos tamanhos para os pol?meros em solu??o. / The synthesis of polymers using organic solvents harmful to the environment has been frequent in the scientific community. The use of green solvents, such as water, causes less damage to the environment. This study provided the synthesis of two copolymers of poly (N-isopropylacrylamide-co-vinyl laurate), with different molar percentage of monomers in the polymer chain and the evaluation of their properties. The polymerizations were carried out by free radicals, replacing the organic solvent THF by water, and AIBN initiator by potassium persulfate (K2S2O8). In attempt of evaluating the contribution of vinyl laurate (VL) in copolymers, the NIPAAm homopolymer was also synthesized under the same reaction conditions employed for the copolymers. The chemical structures of the synthesized polymers were determined through infrared (IR) and nuclear magnetic resonance spectroscopy. Aqueous solutions of the polymers were analyzed by rheometry, static light scattering (SLS) and dynamic light scattering (DLS). The results of rheometry showed that lower critical solution temperature (LCST) for poly (N-isopropylacrylamide-co- vinyl laurate) containing 7 mol% of VL was 26 ? C, while the copolymer containing 13 mol% VL was 21 ? C. In other words, lower than the LCST of PNIPAAm (34 ? C). There results indicate that the presence of hydrophobic monomer, VL, contributes significantly in reducing the LCST of the polymer. From the static light scattering (SLS) analysis, it was calculated the weight apparent average molecular weight ( ?w), the radius of gyration (Rg) and the second virial coefficient (A2) of the polymers. The ?w and A2 for poly (N-isopropylacrylamide-co-vinyl laurate) containing 7 mol% of VL were 3.0x106 g/mol and 16.1 mol.L.g-2, respectively, while that for the copolymer containing 13 mol% of VL, the values for ?w and A2 were 2.6x106 g/mol and 4.27 mol.L.g-2, respectively. For PNIPAAm, the values of ?w and A2 were 3.2x107 g/mol and 0.69 mol.L.g-2, respectively. The decrease in the value of ?w of the copolymers relative to the ?w value of PNIPAAm was attributed to the reduction of the polymer-solvent interactions in the medium, which was confirmed by decreasing the value of A2 to the copolymers. Dynamic light scattering (DLS) analysis was performance at polymers concentration of 1g/L in the temperature range 15 ?C to 40 ?C and indicated the presence of isolated chains and aggregates of different sizes for the polymers in solution.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-20T19:31:23Z No. of bitstreams: 1 KarolineNobregaCelino_DISSERT.pdf: 3448363 bytes, checksum: cfa50cf91ac40ab42de7c9708504bc89 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-22T00:01:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KarolineNobregaCelino_DISSERT.pdf: 3448363 bytes, checksum: cfa50cf91ac40ab42de7c9708504bc89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T00:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KarolineNobregaCelino_DISSERT.pdf: 3448363 bytes, checksum: cfa50cf91ac40ab42de7c9708504bc89 (MD5) Previous issue date: 2016-09-15 / Neste trabalho, foi realizada e s?ntese e caracteriza??o de copol?meros a partir de N-isopropilacrilamida(Nipam) e 6-O-viniladipoil-D-glicose(ADG), utilizando as raz?es molares Nipam:ADG 1:9, 3:7, 1:1, 7:3 e 9:1. Tamb?m foram sintetizados e caracterizados os homopol?meros de Nipam e ADG, com intuito avaliar a influ?ncia da adi??o de ADG na cadeia. Os pol?meros foram submetidos ? caracteriza??o por espectroscopia na regi?o do infravermelho (FTIR), resson?ncia magn?tica nuclear de hidrog?nio (1H RMN), reometria e an?lise elementar (CHNO). Os copol?meros obtidos a partir de 30, 50 e 70 mol% de ADG na alimenta??o apresentaram insolubilidade em ?gua. Esse resultado foi associado ? forma??o de arranjos micelares compactados, com superf?cie predominantemente hidrof?lica e n?cleo predominantemente hidrof?bico. Nesses casos, a porcentagem de ADG incorporada, indicada por 1H RMN e CHNO, foi aproximadamente a mesma, o que justifica a diminui??o no rendimento dessas rea??es. Os espectros de FTIR e 1H RMN dos copol?meros comprovaram a inser??o da Nipam e do ADG em todas as amostras. Os copol?meros obtidos a partir de 10% e 90% mol de ADG na alimenta??o foram sol?veis em ?gua e sua composi??o foi determinada por 1H RMN, respectivamente, Nipam:ADG 9:1 e 3:7. O copol?mero Poli(Nipam-co-ADG) 9:1 promoveu um aumento significativo de viscosidade da ?gua, mesmo em baixas concentra??es, que pode ser atribu?do ao seu car?ter associativo. / In this study was performed synthesis and characterization of copolymers from N-isopropylacrylamide (Nipam) and 6-O-vinyladipoyl-D-glucose) (ADG) using the molar ratios of Nipam:ADG 1:9, 3:7, 1:1, 7:3 and 9:1. The homopolymers were also synthesized and characterized, Pnipam and poly(ADG), aiming to evaluate the influence of the addition of ADG in polymer. The polymers were submitted to characterization using spectroscopy in the infrared (FTIR), nuclear magnetic resonance of hydrogen (1H RMN), rheometry and elemental analysis (CHNO). The copolymers obtained from 30%, 50% and 70% mol of ADG feed had water insolubility. This result was associated with the formation of micellar arrangements compact with predominantly hydrophilic surface and core predominantly hydrophobic. In such cases, the percentage of embedded ADG, indicated by 1H NMR and CHNO, was about the same, which explains the decrease in the yield of these reactions. The FTIR and 1H NMR spectra of the copolymers confirmed the insertion of Nipam and the ADG for all samples. The copolymers obtained from 10% to 90% mol of the feed ADG were soluble in water and its composition was determined by 1 H NMR, respectively, Nipam:ADG 9:1 and 3:7. The poly(Nipam-co-ADG) 9:1 produced a significant increase of viscosity in water, even at low concentrations, which can be attributed to its associative character.

As argamassas colantes são produtos constituídos por areia natural ou artificial, ligantes e aditivos químicos que cumprem uma função de adesivo para assentamento de revestimentos em pisos e paredes. Sob o ponto de vista reológico, a argamassa colante é um material multifásico formado por uma pasta que envolve agregados minerais. Atualmente, o único teste preconizado em norma a fresco é o ensaio de deslizamento, que apesar de ter baixo custo e relativa facilidade de execução em laboratório. As grandes desvantagens desse método são: imprecisão e a baixa repetibilidade, além de ser insuficiente para efetuar uma avaliação mais completa desses produtos no estado fresco. Assim, técnicas de caracterização reológica (Squeeze Flow, Pull Out Flow e reometria rotacional) foram especificadas e aplicadas, como alternativa tecnológica para avaliação de argamassas colantes. Porém, o potencial da configuração tradicional do ensaio de Squeeze Flow e a reometria rotacional foram pouco explorados neste tipo de argamassa. Neste estudo foi necessário empreender ajustes de configuração. O objetivo desta dissertação foi o de aplicar métodos de caracterização reológica em argamassas colantes de mercado (ACI e ACIII) de certo fabricante e ACI formulada em laboratório composta por areias com morfologias diferentes que permitissem identificar suas características relevantes no estado fresco, avaliar a influência dos parâmetros experimentais do método de Squeeze Flow (principalmente em relação à configuração e parâmetros), avaliar a adesividade das argamassas no estado fresco e aplicar o método de reometria rotacional para avaliação das energias de mistura e reológica. Os experimentos para avaliação das configurações e parâmetros do ensaio de Squeeze Flow e Pull Out Flow mostraram que tais métodos foram sensíveis para diferenciar as argamassas e refletiram o que, na prática, é percebido: ACIII (Argamassa Colante do Tipo III) tem maior consistência que ACI (Argamassa 7 Colante do Tipo I), além de mostrar que são sensíveis às diferentes taxas de deslocamento, teores de água e morfologia de agregados. Já a reometria rotacional mostrou-se sensível para identificar e diferenciar a cinética de mistura das argamassas colantes ACI e ACIII. Os resultados indicaram que o tempo de mistura de 150 segundos foi eficiente e suficiente para homogeneizar e estabilizar as argamassas testadas, e que a argamassa do tipo ACI apresenta maior dificuldade de mistura e resulta em uma suspensão com maior viscosidade e tensão de escoamento do que a argamassa ACIII. Por fim, a aplicação dos métodos de caracterização reológica em argamassas ACI compostas por areias com morfologias diferentes, indicou que o método de Squeeze Flow mostrou ser sensível para diferentes teores de água, em argamassas compostas por areia artificial. As curvas de carga de compressão da argamassa ACI com areia artificial mostraram serem superiores às formuladas argamassas com areia natural, indicando que, com a mesma proporção de insumos e teor de água (volume), as argamassas não possuem perfis reológicos similares. / Adhesive mortars are products constituted of natural or artificial sand, binder (cement) and chemical additives which serve as an adhesive for laying floor and wall tiles. From the rheological point of view, the adhesive mortar is a multiphase material consisting of a paste that coats mineral aggregates. Currently, the only test done is the slip test, which has low cost and has a relatively easy execution. The disadvantage of this method is not to have a good repeatability and is not sufficient to evaluate products in fresh state. Thus, techniques of rheologic characterization (flow squeeze, pull out flow and rotational rheometry) were applied as technologic alternatives for evaluation of adhesive mortars. However, the potential of the traditional configuration of the Squeeze Flow test and rotational rheometry were not explored in this type of product due to the requirement of configuration settings. The purpose of this dissertation is to apply advanced methods for rheological characterization of adhesive mortars in order to identify important characteristics of fresh-state application; evaluation of the influence of the squeeze-flow experimental method (mainly due to configuration and parameters); applied rheometry techniques to evaluate the mixing energy; and to evaluate the adhesiveness of fresh mortars. The evaluation of the configuration and parameters of the Squeeze Flow and Pull Out Flow showed that the methods were sensible enough to differentiate mortars in the same way that is perceived in practice: ACIII has greater consistency than ACI, also shows that are sensitive to different rates of displacement, water content and morphology of aggregates. The mixing and rotational rheometry showed that the method is sensitive to identify and differentiate the kinetics of mixing for ACI and ACIII mortars. The results indicate that the mixing time of 150 seconds was effective to homogenize and disperse the mortars. The mixing and flow torque values are higher for ACI than for ACIII, indicating that ACI is more difficult to be mixed and has a higher viscosity and yield stress than ACIII.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Susceptibility to soil degradation is a function of disturbance intensity and structure resistance, which is usually described by mesoscale properties. However, soil mechanical strength in the microscale (micromechanical) evaluated by rheology is not well known. The objective was to evaluate the micromechanical resistance of soils of Rio Grande do Sul through amplitude sweep tests under oscillatory shear, to know the variables that influence this resistance and to evaluate its relationship with physical and mechanical properties in mesoscale. Surface and subsurface horizons of eight soils, Oxisol (4), Ultisol (2), Alfisol (1) and Vertisol (1), were characterized for particle size, mineralogy, chemical, physical and mechanical in micro and mesoscale. The micromechanical resistance of soils was evaluated by rheological curves and parameters, and the influence of water content on rheological parameters was evaluated by regression analysis. The influence of soil composition on rheological parameters and the relationship between rheological parameters and physical and mechanical properties were evaluated by correlation analysis and principal component analysis. There was great variation between soils and horizons according its constitution of particle size, mineralogy and chemistry, where sand, clay, total carbon and presence of 2:1 clay minerals were the most influential factors on rheological behavior of the soils. Soil matric potential also had a strong influence on micromechanics resistance of soils. There were correlations of rheological parameters with physical properties (bulk density and soil porosity), but few correlations with mesomechanical properties (uniaxial compressibility and direct shear). The higher silt and clay content increased the microstructural resistance of the soil, where higher sand content decreased this resistance. The predominance of smectite in clay fraction increased the microstructural elasticity; the increased of kaolinite decreased the elasticity and the increased of iron oxides raised the microstructural stiffness (shear stress) of the soils. Increased water pressure increased micromechanical resistance of most soils due to meniscus force, occurring reduction in micromechanics stiffness at 10 kPa pressure due to presence of pseudosand associated with low bulk density. The increase of carbon content increased soil elasticity, but decreased soil rigidity; and cations content correlated only indirectly with rheological parameters. The larger correlation between rheological parameters and physical properties is probably due to aggregation factors being the same in both scales, such as particle size, mineralogy and their interactions. On the other hand, the low relation of soil mechanical resistance in micro and mesoscale seem influenced by different factors related to soil composition and structure. / A suscetibilidade do solo à degradação é função da intensidade da perturbação e da resistência da estrutura, a qual é normalmente descrita por propriedades em mesoescala. Entretanto, a resistência mecânica do solo em microescala (micromecânica) avaliada por meio da reologia é pouco conhecida. O objetivo foi avaliar a resistência micromecânica de solos do Rio Grande do Sul com o uso de testes de varredura de amplitude por cisalhamento oscilatório, conhecer as variáveis que influenciam essa resistência e avaliar sua relação com propriedades físicas e mecânicas em mesoescala. Os horizontes superficial e subsuperficial de oito solos das ordens Latossolo (4), Argissolo (2), Planossolo (1) e Vertissolo (1) foram caracterizados quanto à granulometria, mineralogia, propriedades químicas, físicas e mecânicas em micro e mesoescala. A resistência micromecânica dos solos foi avaliada por curvas e parâmetros reológicos e a influência do conteúdo de água sobre parâmetros reológicos foi avaliada por análise de regressão. A influência da composição do solo nos parâmetros reológicos e a relação entre parâmetros reológicos e propriedades físicas e mesomecânicas foram avaliadas por análise de correlação e análise de componentes principais. Houve grande variação entre os solos e horizontes quanto à sua constituição granulométrica, mineralógica e química, sendo areia, argila, carbono e presença de argilominerais 2:1 os fatores que mais influenciaram o comportamento reológico dos solos. A tensão de água também teve forte influência na resistência micromecânica dos solos. Foram verificadas correlações de parâmetros reológicos com propriedades físicas (densidade e porosidade do solo), mas poucas correlações com propriedades mesomecânicas (compressibilidade uniaxial e cisalhamento direto). O aumento dos teores de silte e argila aumentou a resistência micromecânica do solo, enquanto maiores teores de areia diminuíram essa resistência. O predomínio de esmectita na fração argila aumentou a elasticidade microestrutural; a caulinita diminuiu a elasticidade; e o aumento de óxidos de ferro aumentou a rigidez (tensão de cisalhamento) microestrutural dos solos. O aumento da drenagem aumentou a resistência micromecânica da maioria dos solos devido ao aumento das forças de meniscos, ocorrendo redução da rigidez micromecânica na tensão de água de 10 kPa em horizontes com presença de pseudoareia associada com baixa densidade do solo. O incremento dos teores de carbono aumentou a elasticidade do solo, mas diminuiu sua rigidez; e os teores de cátions correlacionaram-se indiretamente com parâmetros reológicos. A maior relação entre parâmetros reológicos e propriedades físicas decorre, provavelmente, dos fatores de agregação serem os mesmos em ambas as escalas, como a granulometria, a mineralogia e suas interações. Por outro lado, a relação da resistência mecânica do solo em micro e mesoescala foi pequena, pois parecem influenciadas por diferentes fatores relacionados à composição e estrutura do solo.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-22T18:16:20Z No. of bitstreams: 1 JÉSSICA CAMILLA DA COSTA LIMA – DISSERTAÇÃO (UAEMa) 2016.pdf: 6436164 bytes, checksum: 0eb0aed4e907b380df345b619174c509 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-22T18:16:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JÉSSICA CAMILLA DA COSTA LIMA – DISSERTAÇÃO (UAEMa) 2016.pdf: 6436164 bytes, checksum: 0eb0aed4e907b380df345b619174c509 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Capes / Com o intuito de superar algumas limitações do poli(ácidolático) (PLA), foi feita sua mistura com o copolímero poli(estireno/etileno-butileno/estireno) (SEBS), em diferentes concentrações e avaliadas diversas propriedades. As blendas contendo 5,10, 15 e 20% em massa do SEBS foram preparadas por extrusão seguida de injeção e caracterizadas por ensaios reológicos, difratometria de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), temperatura de deflexão térmica (HDT), propriedades mecânicas e a morfologia foi investigada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Estas propriedades foram avaliadas antes e após tratamento térmico de recozimento. Os resultados de reometria de torque indicaram que as blendas apresentam maior estabilidade quando comparadas ao PLA puro. Em baixas frequências (reômetro oscilatório) o PLA e as blendas PLA/SEBS contendo 5 e 10% de SEBS apresentam um comportamento de fluido newtoniano, já as blendas contendo 15 e 20% apresentam um comportamento de fluido pseudoplástico, observa-se também a presença de dois arcos distintos para todas as blendas, indicando que as fases de PLA e SEBS são imiscíveis. Verifica-se para as blendas PLA/SEBS contendo 15 e 20% de SEBS, há uma mudança na inclinação das curvas, esta mudança indica que as mesmas passam a apresentar um comportamento de pseudo-sólido. Nos padrões de DRX das amostras submetidas ao tratamento térmico de recozimento observa-se um pico intenso e bem definido caracterizando cristalinidade considerável das amostras. As análises de DSC e DMTA indicaram que com tratamento térmico ocorreu o desaparecimento da temperatura de cristalização a frio (Tcc) doPLA. As amostras recozidas apresentaram valores de HDT mais elevados. Observou-se um balanço de propriedades mecânicas, no qual o módulo elástico e a resistência à tração tiveram uma pequena redução para as blendas sem tratamento e aumento destas propriedades com tratamento térmico, enquanto que o alongamento, a tenacidade e resistência ao impacto tiveram aumento significativo para as amostras sem e com tratamento térmico. Os resultados de MEV indicaram que com o aumento da concentração do copolímero observa-se aumento do tamanho médio das partículas, provavelmente devido à ocorrência de coalescência. Os resultados de MEV após tratamento térmico em geral, pode-se observar um refinamento no tamanho médio das partículas 7 dispersas de SEBS que influenciou nas propriedades mecânicas. As blendas estudadas no presente trabalho apresentam propriedades muito atrativas, contendo pequenas quantidades do copolímero sintético. Omaterial desenvolvido advém, em sua maior proporção, de fontes renováveis, contribuindo assim, com o meio ambiente. / In order to overcome certain limitations of poly (lactic acid) (PLA) biopolymer, the same was modified with poly (styrene / ethylene-butylene / styrene)(SEBS) copolymer, and the effect of different content of this copolymer on the properties of the blends, before and after heat treatment, was evaluated. The blends containing 5, 10, 15 and 20 wt% of SEBS were prepared by extrusion followed by injection molding and characterized by rheological measurements, X-ray diffraction (XRD) Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and heat deflection temperature (HDT). The results of torque rheometry indicated that the blends exhibited increased stability compared to pure PLA. At low frequencies (oscillation rheometer) PLA and PLA / SEBS blends containing 5 and 10% of SEBS exhibited a Newtonian fluid behavior, and the blends containing 15 and 20% SEBS showed a shear thinning behavior. It was also observed the presence two distinct arcs for all blends, indicating that the SEBS and PLA phases are immiscible. It was also observed that in the PLA / SEBS blends containing 15 and 20% SEBS, there is a change in the slope of the curves. This change indicates that they begin to present a pseudo-solid behavior. In the XRD patterns of the samples subjected to annealing heat treatment a well-defined intense peak was observed for PLA indicating its considerable crystallinity in the samples. The FTIR analysis pointed out, by the presence of characteristic bands, that the PLA presented higher crystallinity after the annealing heat treatment. The annealed samples showed higher HDT values. There was a balance of mechanical properties, wherein the elastic modulus and the tensile strength proved to be inversely proportional to the content of the copolymer, while the elongation and tenacity were directly proportional to this content. The addition of the copolymer caused a significant increase in the impact strength for samples with and withoutheat treatment. The SEM results showed that when the SEBS copolymer content was increased, an increase in the average particle size of SEBS dispersed phase was observed, probably due to the occurrence of coalescence. SEM results for samples after heat treatment showed a decrease in average size of dispersed particles of SEBS, which affected the mechanical properties. The blend studied in this paper presented very attractive properties, and contains small amounts of the synthetic 9 copolymer. The developed material comes, in its most proportion, from renewable sources, thus contributing to the environment.

[pt] Esta tese é sobre a reologia de óleos parafínicos crus. Um protocolo baseado na literatura relevante é desenvolvido para garantir que históricos térmico e de cisalhamento bem definidos sejam impostos em amostras que serão submetidas à medições reológicas. Com este protocolo, uma caracterização reológica quase completa de um óleo parafínico cru brasileiro é executada . Quatro experimentos reométricos são realizados, a saber, escoamento em estado estacionário, taxa de cisalhamento constante, tensão constante e rampa oscilatória de amplitude de tensão. Propriedades reológicas importantes, tais como, viscosidade, tensão limite de escoamento e módulos elástico e viscoso são medidos com o auxílio de técnicas diferentes em uma ampla faixa de condições. Além disso, uma comparação entre essas técnicas de medição é realizada. O processo de quebra da microestrutura do óleo parafínico brasileiro, assim como os efeitos na reologia do histórico do material e do tempo de repouso isotérmico são estudados. Fenômenos interessantes são observados, incluindo bifurcação da taxa de cisalhamento, dependência da tensão limite com os históricos térmico e de cisalhamento e independência dos resultados de regime permanente com relação à condição inicial após o resfriamento. Por fim, oportunidades para futuros desenvolvimentos e investigações são enfatizadas. / [en] This thesis deals with the rheology of waxy crude oils. A protocol based on the relevant literature is developed to guarantee well defined shear and thermal histories to waxy crude oil samples to be submitted to rheological measurements. With this protocol, a fair complete rheological characterization of a Brazilian waxy crude oil is performed. Four rheometric experiments, namely steady-state flow, constant shear rate, constant shear stress, and dynamic-stress-amplitude sweep are carried out. Important rheological properties, such as, viscosity, yield stress, and storage and loss moduli are measured with di↵erent techniques in a wide range of conditions and a comparison between the techniques is presented. The yielding as well as the history effects and the e↵ects of isothermal holding time on the microstructure and rheology of a Brazilian waxy crude oil are investigated. Interesting phenomena are observed, including bifurcation of shear rate, dependence of the yield stress with thermal and shear histories, and independence of the steady-state results with the post-cooling initial condition of the experiment. At last, opportunities for further developments are highlighted.