Desenvolvimento de um sistema misto de pasta à base de geopolímero e cimento portland para correção de perda de circulação

The materials engineering includes processes and products involving several areas of engineering, allowing them to prepare materials that fulfill the needs of various new products. In this case, this work aims to study a system composed of cement paste and geopolymers, which can contribute to solving an engineering problem that directly involves the exploitation of oil wells subject to loss of circulation. To correct it, has been already proposed the use of granular materials, fibers, reducing the drilling fluid or cement paste density and even surface and downhole mixed systems. In this work, we proposed the development of a slurry mixed system, the first was a cement-based slurry and the second a geopolymer-based slurry. The cement-based slurry was formulated with low density and extenders, 12.0 ppg (1.438 g/cm ³), showing great thixotropic characteristics. It was added nano silica at concentrations of 0.5, 1.0 and 1.5 gps (66.88, 133.76 and 200.64 L/m3) and CaCl2 at concentrations of 0.5, 1, 0 and 1.5%. The second system is a geopolymer-based paste formulated from molar ratios of 3.5 (nSiO2/nAl2O3), 0.27 (nK2O/nSiO2), 1.07 (nK2O/nAl2O3) and 13.99 (nH2O/nK2O). Finally, we performed a mixture of these two systems, for their application for correction of circulation lost. To characterize the raw materials, XRD, XRF, FTIR analysis and titration were performed. The both systems were characterized in tests based on API RP10B. Compressive strength tests were conducted after curing for 24 hours, 7 and 28 days at 58 °C on the cement-based system and the geopolymer-based system. From the mixtures have been performed mixability tests and micro structural characterizations (XRD, SEM and TG). The results showed that the nano silica, when combined with CaCl2 modified the rheological properties of the cement slurry and from the concentration of 1.5 gpc (200.64 L / m³) it was possible to obtain stable systems. The system mixture caused a change in the microstructure of the material by favoring the rate of geopolymer formation to hinder the C3S phase hydration, thus, the production of CSH phases and Portlandite were harmed. Through the mixability tests it can be concluded that the system, due to reduced setting time of the mixture, can be applied to plug lost circulation zones when mixed downhole

Estudo da síntese e propriedade magnética de ferritas de manganês/cobalto dopadas com níquel

For the chemical method of synthesis of co-precipitation were produced ferrite powders manganese-cobalt equal stoichiometric formula Mn (1-x) Co (x) Fe2O4, for 0 < x < 1, first reagent element using as the hydroxide ammonium and second time using sodium hydroxide. The obtained powders were calcined at 400 ° C, 650 ° C, 900 ° C and 1150 ° C in a conventional oven type furnace with an air atmosphere for a period of 240 minutes. Other samples were calcined at a temperature of 900 ° C in a controlled atmosphere of argon, to evaluate the possible influence of the atmosphere on the final results the structure and morphology. The samples were also calcined in a microwave oven at 400 ° C and 650 ° C for a period of 45 minutes possible to evaluate the performance of this type of heat treatment furnace. It was successfully tested the ability of this group include isomorphic ferrite with the inclusion of nickel cations in order to evaluate the occurrence of disorder in the crystalline structures and their changes in magnetic characteristics.To identify the structural, morphological, chemical composition and proportions, as well as their magnetic characteristics were performed characterization tests of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive spectroscopy (EDX), thermogravimetric (TG), vibrating sample magnetometry (MAV) and Mössbauer spectroscopy. These tests revealed the occurrence of distortion in the crystal lattice, changes in magnetic response, occurrence of nanosized particles and superparamagnetism

Adição de subprodutos da cinza da casca de café (coffea canephora) em massa cerâmica para porcelanato

To produce porcelain tiles fluxing agents are used in order to obtain a liquid phase during firing. This liquid phase fills the pores decreasing porosity, water absorption and contributes to material densification. In the porcelain tiles industry, feldspar is the main flux material used, with quantities ranging between 35 and 50%. Studies focus on the discovery of materials with flux characteristics that can reduce the consumption of feldspar by porcelain tiles industry. In this context, the coffee husk ashes, a residue obtained when coffee husks are burned to produce heat for the dryers during the processing of the green fruit, have as main chemical constituents potassium, calcium and magnesium, giving them characteristics of fluxing material. Brazil is the largest coffee producer in the world and is responsible for over 30% of the world s production. In this work a physical treatment of coffee husk ash was carried out in order to eliminate the organic matter and, after this, two by-products were obtained: residual wastes R1 and R2. Both residues were added separately as single fluxes and also in association with feldspar in mixtures with raw materials collected in a porcelain industry located in Dias d Ávila-Ba. The addition of these residues aimed to contribute to the reduction of the consumption of feldspar in the production of porcelain tiles. Specimens were produced with dimensions of 60 mm x 20 mm x 6 mm in an uniaxial die with compacting pressure of 45 MPa. The samples were heated to a temperature of 1200 °C, for 8 minutes. Tests were performed to characterize the raw materials by XRF, XRD, particle size analysis, DTA and TGA and, additionally, the results of the physical properties of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, density, dilatometry, flexural strength and SEM of sintered body were analyzed. Additions of less than 8% of the residue R1 contributed to the decrease of porosity, but the mechanical strength of the samples was not satisfactory. Additions of 5% the R2 residue contributed significantly to decrease the water absorption and apparent porosity, and also to increase the mechanical strength. Samples with addition of feldspar associated with the R2 residue, in proportions of 6.7% of R2 and 6.7% of feldspar, led to results of water absorption of 0.12% and mechanical strength of 46 MPa, having parameters normalized to the manufacture of porcelain stoneware tiles

Comportamento ao corte e à flexão de vigas com betões incorporando nanopartículas

Existe uma crescente preocupação com a sustentabilidade e com o impacto ambiental da atividade da construção que, desde o início do séc. XXI, com o avanço exponencial da nanotecnologia e do estudo das nanopartículas (para incorporação em argamassas e betões), tem vindo a ser atendida de uma forma inovadora. As nanopartículas, quando substituindo pequenas percentagens da massa de cimento, conferem características melhoradas às misturas: resistência, durabilidade, entre outras. Os potenciais benefícios no betão são variados e estão, genericamente, identificados. Todavia, existem ainda algumas lacunas (e.g. estudos que incluam ensaios estruturais). Tendo este aspeto em conta, foi formado um consórcio entre a empresa Smart Inovation, Lda e o Instituto Superior de Engenharia de Coimbra por forma a conduzir uma investigação com o intuito de estudar o efeito da incorporação das nanopartículas em argamassas e betões. Inserindo-se a presente dissertação no âmbito desse projeto de investigação, decidiu-se estudar o comportamento de vigas de betão incorporando nanopartículas (ou nanobetão) quando sujeitas a esforços de corte e de flexão, comparando-o com o de betões de referência. Foram, então, realizados dois tipos de ensaios, para as mesmas misturas (que incluem betões simples, com nanopartículas, com fibras e com nanopartículas e fibras em conjunto): (i) ao corte – em que se submeteram oito vigas, simplesmente apoiadas, à aplicação de uma carga concentrada a 0,85 m do apoio mais afastado; (ii) à flexão – em que se submeteram também oito vigas, simplesmente apoiadas, à aplicação de uma carga concentrada a meio vão. Com base nos dados recolhidos durante os ensaios experimentais, estudou-se: a relação carga-deslocamento, os valores teóricos e experimentais do esforço transverso e do momento, a curvatura, a rigidez, a fendilhação e o tipo de rotura. Da análise de resultados, foi possível observar que o comportamento estrutural de vigas de betão incorporando nanopartículas não evidencia, de forma clara, as previsões dos ensaios de caracterização dos betões. Porém, verificou-se que existe alguma potencialidade da incorporação das nanopartículas (principalmente as nanopartículas de Al2O3) beneficiarem a resistência ao corte e à flexão. Foi ainda possível observar que a interação entre nanopartículas e fibras de aço induz efeitos negativos na resistência ao corte e a resistência à flexão

Efeito da adição de fibras da palma do licuri (syagrus coronata) no comportamento físico e mecânico de compósitos de matriz cimentícia

This research was motivated by the requirement of asbestos s replacement in building systems and the need to generate jobs and income in the country side of the state of Bahia, Brazil. The project aimed at using fibers from licuri leaves (syagrus coronata), an abundant palm in the region, to produce composites appropriate for the sustainable production of cement fibre reinforced products in small plants. The composites were produced in laboratory using Portland cement CP-II-F32, sand, water, licuri palm fiber contents of 1.0, 1.5 and 2.0% by weight of binder (two different fiber length) and metakaolin. The latter was chosen as an additional binder for its efficiency to reduce the alkalinity of cementitious matrixes therefore preventing the degradation of vegetable fibers. The characterization of the composite components was carried out by sieving and laser particle size analyses, thermal analysis, fluorescence and X-ray diffraction. The composites performance was evaluated by 3- point-bending tests, compressive strength, ultrasound module of elasticity, free and restrained shrinkage, water capillarity absorption and apparent specific gravity. It has been found that the addition of fibers increased the time to onset of cracking over 200.00% and a 25% reduction in cracks opening in the restrained shrinkage test. The capillary absorption reduced about 25% when compared to fiber-free composites. It was also observed with regard to flexural strength, compressive strength and specific gravity, that the addiction of fibers did not affect the composite performance presenting similar results for compounds with and without fibers. In general it can be stated that the reinforced composite fibers of palm licuri presents physical and mechanical characteristics which enable them to be used in the intended proposals of this research

Caracterização dinâmica de um edifício existente de betão armado através de ensaios de vibração ambiental

Dissertação de natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Ensaios preliminares para caracterização de um solo sujeito a fogo controlado

No presente trabalho são apresentados os resultados obtidos num estudo realizado na região do Norte de Portugal, onde uma equipa multidisciplinar, em estreita cooperação com a Autoridade Florestal Nacional, estudou as variações de pH e teores de humidade e matéria natural orgânica do solo antes e após a execução de um fogo controlado. Foi avaliada também a evolução destes parâmetros nos 90 dias seguintes após a queimada no sentido de estudar o nível de recuperação natural dos solos. Deste estudo foi possível concluir-se que o fogo controlado causou um aumento do pH do solo e uma redução no teor de humidade. Relativamente à recuperação natural dos solos, foi verificada uma recuperação parcial das características do solo não se tendo atingido, ao fim de 90 dias, os valores observados antes da acção do fogo. Os trabalhos de monitorização/ avaliação prosseguirão com periodicidade trimestral.

Aplicação de ensaios não destrutivos por correntes induzidas à caracterização de propriedades eléctricas de materiais processados no estado sólido

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção de Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Interpretação de ensaios Lugeon para a caracterização hidráulica de maciços rochosos

Na prospeção geológico-geotécnica de terrenos que serve de apoio ao desenvolvimento do projeto de grandes obras, como barragens, túneis e cavernas subterrâneas, é usual executar ensaios Lugeon para a caracterização das propriedades hidráulicas dos maciços. No caso particular dos maciços rochosos, em que o escoamento da água ocorre essencialmente pelas descontinuidades, i.e., falhas e diaclases, os ensaios Lugeon integram e homogeneizam as propriedades hidráulicas de um volume de maciço, não tendo em conta o efeito discreto de que o escoamento se reveste. Pretende-se com este trabalho contribuir para uma melhoria da interpretação dos resultados destes ensaios e das metodologias de zonamento e caracterização hidráulica dos maciços rochosos. Para este efeito, foram estudados os resultados tradicionais de 372 ensaios Lugeon de sete barragens em Portugal, juntamente com as caraterísticas geotécnicas dos troços ensaiados, nomeadamente a fraturação evidenciada pelos registos fotográficos dos tarolos de sondagens, com o objetivo de correlacionar um conjunto de parâmetros geológicos com os resultados dos ensaios Lugeon. Avaliou-se a influência de parâmetros associados à fraturação, como a taxa de recuperação, índice RQD, número de descontinuidades, bem como a de parâmetros relacionados com fatores geométricos dos ensaios como a profundidade, localização e a orientação entre as descontinuidades e o eixo do furo. Ainda se avaliou o impacto que um fator relacionado com o estado de tensão tem nos resultados. A partir da aplicação desta avaliação estabeleceram-se correlações entre estas variáveis para perceber o efeito e peso de cada um e estabelecer uma classificação geo-hidráulica para maciços rochosos que auxilie na definição do zonamento hidráulico.

Aplicação de ensaios de resistividade na caracterização do Sistema Aquífero Barreiras / Marituba em Maceió - AL

A caracterização do Sistema Aquífero Barreiras / Marituba, maior fonte de abastecimento de água da cidade de Maceió, capital de Alagoas, Brasil, é importante para fornecer subsídios para uma utilização racional e sustentável desse recurso. O arcabouço tectônico e estratigráfico da área construído por meio de perfis de poços, análise de elementos estruturais e mapeamento geológico propõe um modelo com uma série de grabens e horsts. Com o objetivo de confirmar a presença de estruturas delimitando blocos estruturais e refinar o modelo foram realizados ensaios de sondagem elétrica vertical e caminhamento elétrico dipolo-dipolo. Os resultados dos ensaios geofísicos confirmaram a existência de zonas mais condutoras, que caracterizam as zonas de falhas normais que delimitam os blocos estruturais. A integração dos dados geológicos e estruturais aos resultados geofísicos confirmaram a existência de um modelo estrutural com blocos escalonados, que influenciam fortemente o comportamento do sistema águas subterrâneas.

Síntese e caracterização de híbridos orgânico-inorgânicos luminescentes para aplicação em ensaios biológicos

Pós-graduação em Química - IBILCE

Desenvolvimento e caracterização de sistemas líquido-cristalinos para aplicação tópica de metotrexato: estudo da bioadesão e ensaios biológicos in vitro

A psoríase é uma doença inflamatória relativamente comum da pele e das articulações, podendo se tornar crônica. Nos últimos anos, a expansão do arsenal terapêutico para o paciente com psoríase tem permitido aos médicos combaterem, de forma mais agressiva, a patogênese da doença. Um fármaco utilizado para o tratamento é o metotrexato, que, apesar de ser bastante eficaz, possui potencial para a toxicidade sistêmica, como toxicidade hematológica, hepática e pulmonar. Sendo assim, muita atenção tem sido dada ao desenvolvimento de novos veículos com o objetivo não só de aumentar a eficácia terapêutica de substâncias ativas, como também de permitir a redução da sua dose total necessária, minimizando os efeitos colaterais tóxicos. Os cristais-líquidos são sistemas promissores para aplicação tópica, pois promovem liberação controlada de fármacos, contribuindo para amenizar efeitos adversos, por exemplo, do metotrexato. Uma vez que há possibilidade de as substâncias incorporadas em formulações tópicas serem absorvidas pela pele e mucosas, existe a necessidade de garantir que as formulações sejam seguras. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a bioadesão e a citotoxicidade in vitro de três sistemas líquido-cristalinos contendo metotrexato para o tratamento da psoríase. Resultados de bioadesão revelaram que as três formulações analisadas apresentaram forças bioadesivas próximas, sendo o sistema A mais bioadesivo. Com relação a estudos de reologia, houve comportamento de fluido não-newtoniano, pseudoplástico e tixotrópico. Além disso, a adição de metotrexato à formulação A, aumentou a viscosidade do sistema. Ensaios de citotoxicidade sugerem a possibilidade de liberação prolongada de metotrexato, contribuindo para o aumento da viabilidade celular

Caracterização fitoquímica e ensaios biológicos de Coleus blumei Benth

Coleus blumei Benth (Lamiaceae), popularly known in Brazil as heart-hurt or coleus-of-Java is an ornamental plant widely used due to the color of its leaves. Several species of the genus Coleus present compounds with antioxidant, antimicrobial and allopathic activities due to the presence of chemicals such coleonol, forskolin and rosmarinic acid. Therefore, this study aimed to carry out phytochemical study and biological tests to evaluate the antibacterial, antioxidant and allopathic activities of the 70% ethanol extract and its fractions ethyl acetate, dichloromethane and end aqueous fraction leaf of Coleus blumei Benth. The plant extract was prepared by turbolisis from the powder of dried leaves, as a solvent for extraction using 70% ethanol. The ethanol extract was fractionated with solvents dichloromethane and ethyl acetate. The phytochemical study identified the presence of saponins, free anthraquinones, flavonoids and anthocyanidins. In evaluating the antibacterial dichloromethane fraction showed activity against all microorganisms tested both in agar diffusion test and microdilution test. The 70% ethanol extract showed activity against the micro-organisms S. aureus and S. epidermidis in agar diffusion test and against all microorganisms tested in microdilution test. The ethyl acetate fraction showed activity against the micro-organism S. aureus in the agar diffusion test and against all microorganisms tested in microdilution test. The end aqueous fraction showed no activity against any micro-organism tested. In the test of evaluation activity allopathic dichloromethane fraction showed greater inhibition of seed germination and growth of tomato (Lycopersicon esculentum Mill), followed by 70% ethanolic extract, the ethyl acetate fraction and the end aqueous fraction. In testing the antioxidant activity with DPPH ethyl acetate fraction showed higher antioxidant activity followed... (Complete abstract click electronic access below)

Caracterização fitoquímica e ensaios biológicos de Syngonium podophyllum

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Contribuição ao estudo de instabilidade em túneis não revestidos da estrada de ferro Vitória-Minas através da teoria dos blocos-chave e caracterização da rocha através de ensaios laboratoriais e de campo.

No país existem inúmeras estruturas e obras civis que estão em operação a dezenas de anos e necessitam de monitoramento periódico devido a sua importância. Por este motivo, a dissertação apresenta um caso de um túnel antigo com problema de queda de bloco e visa instigar novas pesquisas e aumentar o conhecimento sobre o tema. Foram realizadas inspeções em campo em alguns túneis não revestidos da Estrada de Ferro Vitória-Minas (EFVM), bem como os ensaios em laboratório e in situ realizados nas amostras e no maciço rochoso para caracterizar o problema. Para o estudo foi escolhido o túnel Monte Seco Linha 1 e Linha 2 nos quais foram realizadas sondagens rotativas inclinadas e orientadas próximas ao eixo para investigação dos planos de descontinuidade. Os conceitos da Teoria dos Blocos-Chave foram aplicados às famílias de descontinuidades encontradas nos Túneis Monte Seco L1 e L2 para identificar os possíveis blocos instáveis formados pelas escavações. Para obtenção dos parâmetros geotécnicos de resistência e deformabilidade foram realizados ensaios de compressão uniaxial instrumentados com strain gages. A resistência a tração foi obtida através de Ensaio de Compressão Diametral (ECD). No ensaio de campo foi utilizado o Martelo de Schmidt para avaliação da rocha in situ. Através da análise dos dados foi possível distinguir setores cuja ocorrência de queda de blocos são maiores e a classe do maciço rochoso de acordo com a proposta de Bieniawski.