Efeito da adição de microfibras de lã de vidro na tenacidade à ruptura de pastas de cimento para poços de petróleo

Although there are a wide variety of additives that act in fresh state, to adjust the properties of cement, there is also a search by additions that improve the tenacity of the cement in the hardened state. This, in turn, can often be increased by inserting fibers, which act on the deflection of microcracks. This study aimed to use a microfiber glass wool (silica-based) as an additive reinforcing the cement matrix, improving the rupture tenacity, in order to prevent the propagation of microcracks in the cement sheath commonly found in oil wells submitted to high temperatures. The fibers were added at different concentrations, 2 to 5% (BWOC) and varied average sizes, grinding for 90 s, 180 s, 300 s, 600 s. The cement slurries were made with a density of 1,90 g/ cm3 (15,6 lb/gal), using Portland cement CPP- Special Class as the hydraulic binder and 40% silica flour. The characterization of the fiber was made by scanning electron microscopy (SEM), particle size by sieving, X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetry (TG / DTG). Were performed technological tests set by the API (American Petroleum Institute) by rheology, stability, free water, compressive strength, as well as testing rupture energy, elastic modulus and permeability. The characterization results showed good thermal stability of the microfiber glass wool for application in oil wells submitted to steam injection and, also, that from the particle size data, it was possible to suggest that microfibers milled up to 300 s, are ideal to act as reinforcement to the cement slurries. The rheological parameters, there was committal of plastic viscosity when larger lengths were inserted of microfiber (F90). The values obtained by free water and stability were presented according to API. The mechanical properties, the incorporation of microfiber to the cement slurries gave better rupture tenacity, as compared to reference cement slurries. The values of compressive strength, elastic modulus and permeability have been maintained with respect to the reference cement slurries. Thus, cement slurries reinforced with microfiber glass wool can ensure good application for cementing oil wells submitted to steam injection, which requires control of microcracks, due to the thermal gradients

Influência da adição de cinza do bagaço de cana calcinada em sistemas de pastas para cimentação de poços petrolíferos

Cementing operation is one of the most important stages in the oil well drilling processes and has main function to form hydraulic seal between the various permeable zones traversed by the well. However, several problems may occur with the cement sheath, either during primary cementing or during the well production period. Cements low resistance can cause fissures in the cement sheath and compromise the mechanical integrity of the annular, resulting in contamination of groundwater and producing zones. Several researches show that biomass ash, in particular, those generated by the sugarcane industry have pozzolanic activity and can be added in the composition of the cementing slurries in diverse applications, providing improvements in mechanical properties, revenue and cement durability. Due to the importance of a low cost additive that increases the mechanical properties in a well cementing operations, this study aimed to potentiate the use of sugarcane bagasse ash as pozzolanic material, evaluate the mechanisms of action of this one on cement pastes properties and apply this material in systems slurries aimed to cementing a well with 800 m depth and geothermal gradient of 1.7 °F/100 ft, as much primary cementing operations as squeeze. To do this, the ash beneficiation methods were realized through the processes of grinding, sifting and reburning (calcination) and then characterization by X-ray fluorescence, XRD, TG / DTG, specific surface area, particle size distribution by laser diffraction and mass specific. Moreover, the ash pozzolanic activity added to the cement at concentrations of 0%, 20% and 40% BWOC was evaluated by pozzolanic activity index with lime and with Portland cement. The evaluation of the pozzolanic activity by XRD, TG / DTG and compressive strength confirmed the ash reactivity and indicated that the addition of 20% in the composition of cement slurries produces improvement 34% in the mechanical properties of the slurry cured. Cement slurries properties evaluated by rheological measurements, fluid loss, free fluid, slurry sedimentation, thickening time and sonic strength (UCA) were satisfactory and showed the viability of using the sugarcane ash in cement slurries composition for well cementing

Estabilização de um Solo com Cimento e Cinza de Lodo Para Uso em Pavimentos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Estudo de propriedades físicas e químicas de um novo cimento selador endodôntico

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Análise física química e mecânica de um cimento experimental à base de MTA

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de propriedades físico-químicas de um novo cimento obturador endodôntico

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Contribuição para o desenvolvimento de compósito cimento-madeira com materiais da região amazônica

Este trabalho objetiva contribuir para a aplicação do resíduo do tecido lenhoso de espécies vegetais tropicais, na forma de serragem, proveniente da indústria madeireira do estado do Pará; da região metropolitana de Belém em particular; para a fabricação de compósito madeira-cimento. Devido à natural incompatibilidade química entre a madeira e o cimento, este procedimento resulta em um retardamento de pega, de intensidade dependente da espécie vegetal utilizada. Este efeito pode ser combatido com diversos processos, como por exemplo, a aditivação da mistura com aceleradores de pega, a mineralização da madeira, a carbonatação acelerada, dentre outros. As análises foram feitas a partir da resistência à compressão aos 28 dias para argamassas produzidas com teores de madeira de 2, 3,5 e 5% em massa; com cimento CP I e CP II, e ainda com e sem o uso de aditivo acelerador de pega a base de cloreto de cálcio. Assim sendo, os resultados obtidos foram analisados estatisticamente para que a influência do teor de madeira e da aditivação à base de cloreto de cálcio na resistência à compressão fosse avaliada. A maioria dos trabalhos existentes utiliza espécies de clima temperado, e de reflorestamento; pouco tendo sido avaliado para espécies de clima tropical. Neste sentido, o presente trabalho representa um esforço pioneiro no desenvolvimento de compósitos madeira-cimento para os materiais e resíduos disponíveis na região Amazônica.

Reciclagem de resíduo a partir de cinzas de carvão mineral: produção de argamassas

Este trabalho tem como objetivo avaliar a possibilidade de aproveitamento do resíduo obtido a partir da combustão do carvão mineral em caldeiras de leito fluidizado, de uma refinaria de alumina no estado do Pará. Neste contexto, foi avaliada a incorporação de cinzas volantes, como pozolana, em substituição parcial do cimento na produção de argamassas. Para tanto, foram elaborados corpos de prova utilizando-se o cimento do tipo Portland CPII-E-32. As misturas foram definidas na proporção 4:1, ou seja, 4 partes de agregado (sílica) e 1 parte de aglomerante (cimento e cinza), com a inserção de cinza nos teores de 10, 20, 30, 40 e 50 em porcentagem com relação ao cimento, além da argamassa sem adição. Foram definidas duas relações água/aglomerante, 0,4 e 0,8. Após tempo de cura de 7 e 28 dias, foram feitos testes de resistência à compressão para análise de comportamento. Além disso, as argamassas com a relação água/aglomerante 0,8 foram sujeitas a análises complementares de Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, cujos resultados obtidos mostraram-se compatíveis quando comparados com os dados da literatura, demonstrando ser viável a aplicação das cinzas estudadas na indústria da construção civil.

Cimentos Portland aditivados com arenito zeolítico com propriedades pozolânicas

O uso adequado de pozolanas possibilita a produção de cimentos especiais, de menor custo de fabricação e de maior durabilidade que os correspondentes sem adição. O emprego dessas adições minerais possibilita ganhos significativos em termos de produtividade e uma extensão da vida útil dos equipamentos de produção e da própria jazida de calcário, também ajudando na diminuição de CO2 lançado na atmosfera. As zeólitas têm sido utilizadas como material pozolânico em misturas com "terras vulcânicas" e água nas construções desde o tempo do antigo Império Romano. Nos dias atuais, existem muitas discussões envolvendo reatividade pozolânica das zeólitas naturais na incorporação dos cimentos Portland. Na Região nordeste do Brasil, zeólitas sedimentares relacionadas a arenitos da Bacia do Parnaíba foram descobertas pelo Serviço Geológico do Brasil nos anos 2000. Estes arenitos são constituídos em sua maioria de quartzo, zeólitas naturais (estilbita) e argilominerais (esmectita). Estudos preliminares constataram que este arenito pode ser empregado como material pozolânico em sistemas a base de cimento Portland, desde que o material seja peneirado para remoção do quartzo e ativado termicamente, uma vez que a estilbita é uma zeólita de baixa atividade pozolânica. O objetivo geral desse trabalho foi determinar qual proporção de arenito zeolítico ativado termicamente proporciona melhores propriedades mineralógicas e mecânicas ao cimento Portland. No programa experimental empregou-se o arenito zeolítico passante na peneira 200# e calcinado à temperatura de 500ºC. A análise química das amostras foi realizada por espectroscopia de fluorescência de raios-x e a caracterização mineralógica por difração de raios-x e análise termogravimétrica e termodiferencial. O comportamento da hidratação dos cimentos foi avaliado através de calorimetria de condução, difratometria de raio-X e análises termodiferencial e termogravimétricas. Para avaliação da atividade pozolânica foi adotado um ensaio mecânico de resistência à compressão em argamassas cimento Portland (CP I -S) e areia, com percentuais de substituição de cimento por arenito de 10, 20 e 30%. Os resultados mostraram que o arenito zeolítico calcinado com a percentual de substituição de 10% proporcionou às argamassas melhor resultado tem termos de resistência à compressão simples, contudo estudos mais aprofundados de durabilidade e a idades mais avançadas podem indicar que teores mais elevados do arenito zeolítico podem também ser apropriados para a produção de concretos, principalmente em obras de infraestrutura como barragens, canais, entre outras.

Análise estatística do comportamento mecânico à compressão do compósito cimento-madeira

Este trabalho objetiva contribuir para a aplicação do resíduo do tecido lenhoso de espécies vegetais tropicais, na forma de serragem, proveniente da indústria madeireira do estado do Pará, da região metropolitana de Belém em particular, para a fabricação de compósito madeira-cimento. Devido à natural incompatibilidade química entre a madeira e o cimento, este procedimento resulta em um retardamento de pega, de intensidade dependente da espécie vegetal utilizada. Este efeito pode ser combatido com diversos processos, como por exemplo, a aditivação da mistura com aceleradores de pega, a mineralização da madeira, a carbonatação acelerada, dentre outros. As análises foram feitas a partir da resistência à compressão aos 28 dias para argamassas produzidas com teores de madeira de 2, 3,5 e 5% em massa, com cimento CP I e CP II, e ainda com e sem o uso de aditivo acelerador de pega a base de cloreto de cálcio. Assim sendo, os resultados obtidos foram analisados estatisticamente para que a influência do teor de madeira e da aditivação à base de cloreto de cálcio na resistência à compressão fosse avaliada. A maioria dos trabalhos existentes utiliza espécies de clima temperado, e de reflorestamento, pouco tendo sido avaliado para espécies de clima tropical. Neste sentido, o presente trabalho representa um esforço pioneiro no desenvolvimento de compósitos madeira-cimento para os materiais e resíduos disponíveis na região Amazônica.

Avaliação de propriedades físicas, químicas e biológicas de cimentos Portland associados a radiopacificadores micro e nanoparticulados

Pós-graduação em Odontologia - FOAR

Produção e caracterização físico-mecânica do compósito cimento-madeira com variação granulométrica dos resíduos lignocelulósicos

The need to reduce environmental damage and add value to waste causes more and more new alternatives appear to unite these two points. One of the main ways to achieve this in timber industries and the use of waste for making panels. This work was aimed at studying the influence of particle size and density in Eucalyptus mechanical compressive strength of cement composite wood. For this study was performed production and physico-mechanical characterization of specimens, using portland cement, water and waste eucalyptus. The methodology consists of a statistical study of the results obtained by calculating the density and axial compression tests and a subsequent comparison of these results with other studies. The results showed that there are significant differences in density and compressive strength when using different particle sizes the particles of eucalyptus. In general, the smaller the particle size, the lower the compression strength and the greater the density when the samples are produced with the same trait

Compressive strength and setting time of MTA and portland cement associated with different radiopacifying agents

The aim of this study was to evaluate the compressive strength and setting time of MTA and Portland cement (PC) associated with bismuth oxide (BO), zirconium oxide (ZO), calcium tungstate (CT), and strontium carbonate (SC). Methods. For the compressive strength test, specimens were evaluated in an EMIC DL 2000 apparatus at 0.5 mm/min speed. For evaluation of setting time, each material was analyzed using Gilmore-type needles. The statistical analysis was performed with ANOVA and the Tukey tests, at 5% significance. Results. After 24 hours, the highest values were found for PC and PC + ZO. At 21 days, PC + BO showed the lowest compressive strength among all the groups. The initial setting time was greater for PC. The final setting time was greater for PC and PC + CT, and MTA had the lowest among the evaluated materials (< 0.05). Conclusion. The results showed that all radiopacifying agents tested may potentially be used in association with PC to replace BO.

Ph and antimicrobial activity of portland cement associated with different radiopacifying agents

The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity and pH changes induced by Portland cement (PC) alone and in association with radiopacifiers. Methods. The materials tested were pure PC, PC + bismuth oxide, PC + zirconium oxide, PC + calcium tungstate, and zinc oxide and eugenol cement (ZOE). Antimicrobial activity was evaluated by agar diffusion test using the following strains: Micrococcus luteus, Streptococcus mutans, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, and Candida albicans. After 24 hours of incubation at 37°C, inhibition of bacterial growth was observed and measured. For pH analysis, material samples (n=10) were placed in polyethylene tubes and immersed in 10 mL of distilled water. After 12, 24, 48, and 72 hours, the pH of the solutions was determined using a pH meter. Results. All microbial species were inhibited by the cements evaluated. All materials composed of PC with radiopacifying agents promoted pH increase similar to pure Portland cement. ZOE had the lowest pH values throughout all experimental periods. Conclusions. All Portland cement-based materials with the addition of different radiopacifiers (bismuth oxide, calcium tungstate, and zirconium oxide) presented antimicrobial activity and pH similar to pure Portland cement.

Biocompatibility and setting time of CPM-MTA and white Portland cement clinker with or without calcium sulfate

To evaluate the biocompatibility and the setting time of Portland cement clinker with or without 2% or 5% calcium sulfate and MTA-CPM. Twenty-four mice (Rattus norvegicus) received subcutaneously polyethylene tubes filled with Portland cement clinker with or without 2% or 5% calcium sulfate and MTA. After 15, 30 and 60 days of implantation, the animals were killed and specimens were prepared for microscopic analysis. For evaluation of the setting time, each material was analyzed using Gilmore needles weighing 113.5 g and 456.5 g, according to the ASTM specification Number C266-08 guideline. Data were analyzed by ANOVA and Tukey's test for setting time and Kruskal-Wallis and Dunn test for biocompatibility at 5% significance level. Histologic observation showed no statistically significant difference of biocompatibility (p>0.05) among the materials in the subcutaneous tissues. For the setting time, clinker without calcium sulfate showed the shortest initial and final setting times (6.18 s/21.48 s), followed by clinker with 2% calcium sulfate (9.22 s/25.33 s), clinker with 5% calcium sulfate (10.06 s/42.46 s) and MTA (15.01 s/42.46 s). All the tested materials showed biocompatibility and the calcium sulfate absence shortened the initial and final setting times of the white Portland cement clinker