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Adição de resíduo do polimento de porcelanato em argamassas de restauro à base de cal
(ABCERAM, 2017-09) Martinelli, Antonio Eduardo; Breitenbach, S. B.; Santos, O. C.; Andrade, J. C. S.; Nascimento, R. M.
As argamassas de revestimento aplicadas ao restauro de obras e edifícios históricos devem ser compatíveis com os materiais pré-existentes, contribuindo com a preservação e reabilitação do patrimônio edificado sem comprometimento de seu valor arquitetônico. As argamassas mais empregadas no restauro de edifícios antigos são os traços de cal e agregado miúdo na razão de 1:3 por não serem tão duras quanto as de cimento. O desempenho e a durabilidade dessas argamassas podem ser melhorados, reduzindo o número de intervenções. A adição de resíduos finos pode contribuir com estes objetivos por meio do preenchimento de poros da argamassa no estado endurecido. O resíduo do polimento do porcelanato (RPP) possui granulometria fina e pode ser aplicado substituindo parcialmente o agregado miúdo. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da adição de RPP em argamassas de restauro à base de cal, substituindo o agregado fino. Concentrações entre 5 e 30% foram estudadas e o comportamento comparado ao da argamassa padrão. Foram realizados ensaios de consistência, densidade de massa aparente, retenção de água e teor de ar incorporado no estado fresco. Para a avaliação do estado endurecido, foram moldados corpos de prova prismáticos ensaiados aos 90 dias de idade para avaliação da resistência mecânica à tração, flexão e compressão e aderência. Todos os ensaios realizados são normatizados pela ABNT. Os resultados mostraram que a substituição de areia por RPP resultou em maior densidade e compacidade em consequência da diminuição no teor de ar incorporado. As argamassas com concentrações de RPP entre 10 e 20% apresentaram melhor conjunto de propriedades no estado endurecido, com ganho em retração livre, maior resistência mecânica e aderência. A adição de RPP em substituição parcial da areia resultou em argamassas com melhor desempenho que sugere maior durabilidade, contribuindo para o restauro arquitetônico e preservação do patrimônio histórico com menor número de intervenções
Análise critica dos métodos de precipitação de sais de magnésio e cálcio em águas marinhas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-08) Lins, Eduardo Jorge da Cunha; Freitas, Julio Cezar de Oliveira; Martinelli, Antonio Eduardo; Santiago, Rodrigo César; Mendes, Armando Monte
A indústria salineira possui uma fonte de matéria prima inesgotável, a água do mar, no entanto após o processo de produção de sal, essa indústria se depara com o problema da enorme quantidade de água residual resultante dessa produção, água essa que corriqueiramente é chamada de salmoura. Com enorme quantidade de salmoura é necessário que algo seja feito para realizar seu descarte dando assim um destino a esse subproduto, já que descarte inadequado dessa água no meio ambiente sem tratamento prévio, pode causar danos tanto em solos por contaminação quanto em águas superficiais e subterrâneas, além da contaminação existem diversos subprodutos presentes nessa salmoura que possuem altos valores comerciais, sendo muito interessante para as empresas a sua retirada. A alta concentração de sais indesejados e íons dessa salmoura promove uma alteração da salinidade principalmente nas partes mais profundas do mar, em áreas próximas ao local do despejo da salmoura devido à alta densidade dos resíduos, e estes afetam o bioma local. Para que essa água seja descartada de forma adequada, diversas técnicas podem ser aplicadas para realizar a retirada desses sais e íons deixando a salmoura mais pura. Existem vários tipos de sais indesejados numa salmoura, no entanto o foco desse trabalho é realizar um levantamento bibliográfico das técnicas de precipitação de sais de magnésio (Mg) e cálcio (Ca) a partir de águas residuais de salineiras. Esse trabalho mostrará desde as técnicas mais simples para a separação desses sais, até as técnicas mais atuais. Sendo assim possível ter um panorama geral de como esses métodos de precipitação evoluíram até os dias de hoje, assim como os fatores que levam a escolha de cada método, fatores tanto ambientais quanto econômicos.
Análise da sinergia entre cimento, metacaulim e calcário na capacidade de impressão de argamassa LC3
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-24) Nunes, Ueslei Silva; Nóbrega, Ana Cecilia Vieira da; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-1118-1911; http://lattes.cnpq.br/3109732203611868; https://orcid.org/0000-0001-9534-9632; http://lattes.cnpq.br/3032123923519081; Souza, Paulo Alysson Brilhante Faheina de; Azerêdo, Aline Figueirêdo Nóbrega de; Araújo, Rísia Amaral
A impressão 3D de argamassa (3DCP) é uma tecnologia que vem ganhando cada vez mais atenção da indústria; porém, devido às complexidades reológicas da argamassa e com consumos de cimento elevados, acima de 330 kg/m³, manter a sustentabilidade e economicidade se torna desafiador. Dessa maneira, o recente cimento de calcário e argila calcinada (LC³) vem mostrando-se promissor na aplicação em 3DCP, devido à redução do teor de clínquer de até 45% e por apresentar características no estado fresco necessárias à impressão de argamassa. Contudo, ainda não se compreende totalmente os efeitos de diferentes relações dos componentes do cimento ternário – cimento Portland (CP), metacaulim (MK) e fíler calcário (FC) – nas propriedades reológicas e mecânicas das argamassas para 3DCP, sobretudo quando se considera as diferenças regionais das matérias-primas. Portanto, este estudo busca avaliar o impacto dos diferentes teores de cimento Portland, metacaulim e calcário na capacidade de impressão – análise dos estados fresco e endurecido. Dez misturas de argamassa com diferentes teores foram geradas por um planejamento de experimentos e foi adicionada uma argamassa de referência com 100% de cimento Portland. Realizou-se teste de fluidez ao longo do tempo, squeeze-flow, massa específica no estado fresco, resistência à compressão de blocos 14x19x19 cm, resistência à compressão e tração na flexão de prismas de argamassa extrudados e moldados de forma convencional. Ao fim, percebeu-se que o teor de MK pode ser maximizado e o teor de FC minimizado, obtendo ainda um desempenho semelhante à argamassa LC³ padrão. Além disso, misturas de LC³ com teores de cimentos tão baixos quanto 25% podem ser empregados em técnicas 3DCP atendendo aos requisitos mecânicos.
Análise microestrutural de misturas cerâmicas de grês porcelanato com adição de chamote de telhas cerâmicas
(ABCERAM, 2009) Melo, Maxymme Mendes de; Pinheiro, Andrea Santos; Nascimento., Rubens Maribondo do; Martinelli, Antonio Eduardo; Dutra, Ricardo Peixoto Suassuna; Melo, Marcus Antônio de Freitas
A necessidade de reutilizar e reciclar rejeitos e resíduos tem exigido das indústrias cerâmicas novas posturas diante do processo de fabricação e seleção de suas matérias-primas. A indústria de telhas de cerâmica vermelha, apesar de constante progresso, ainda não consegue evitar a grande produção de rejeitos oriundos de processamento deficiente de seus produtos, principalmente na etapa de queima. Produtos super queimados, trincados, quebrados, sem uniformidade de geometria ou de cores, muitas vezes são descartados em aterros, causando prejuízo ambiental. Além disso, há o desperdício de energia, matéria-prima e mão-de-obra, utilizadas na fabricação de produtos não comercializáveis. Em muitas empresas, tais produtos chegam a representar cerca de 20% de sua produção mensal. Os produtos descartados podem ser reutilizados na produção de cerâmicas, inclusive com maior valor agregado, como grês porcelanato, desde que se conheça seu comportamento quando adicionado à massas cerâmicas. O presente trabalho tem como objetivo estudar o desenvolvimento microestrutural de massas para grês porcelanato contendo rejeitos de telhas, ou chamote. Foram selecionadas duas formulações conhecidas, uma para grês porcelanato e outra para grês, e adicionados teores de chamote de 10%, 20% e 30%. Três temperaturas de queima foram estudadas, 1150 oC, 1200 oC e 1250 oC com taxa de aquecimento de 10 oC/min. Amostras sinterizadas com e sem chamote foram avaliadas quanto à sua microestrutura, absorção de água e porosidade aparente. Tanto a massa para grês porcelanato como para grês tiveram absorção de água reduzida coma adição de chamote. A massa para grês com adição de 30% de chamore e queimada a 1250 oC passou a ser considerada grês porcelanato, por ter apresentado absorção de água inferior a 0,5%. O chamote por sua composição mineralógica pode auxiliar na redução da quantidade de matérias-primas fundentes tradicionais, como feldspato e talco, exigidas na fabricação de grês porcelanato
Artigo revisão: avanços recentes em brasagem metal-cerâmica
(ABCERAM, 2003) Nascimento, Rubens Maribondo do; Martinelli, Antonio Eduardo; Bushinelli, Augusto José de Almeida
O interesse no estudo de métodos de junção-cerâmica para aplicações industriais tem crescido gradativamente ao longo dos anos. A evolução dos processos de união tem permitido a utilização de cerâmicas em conjunto com metais na fabricação de diversos componentes híbridos incluindo lâmpadas tradicionais, juntas para vácuo, ferramentas de corte de alto desempenho e modernos dispositivos eletrônicos de medição e monitoramento. Novos métodos de união e aprimoramentos de métodos convencionais têm sido estudados com o intuito de produzir-se juntas com alta confiabilidade e interfaces capazes de suportar altas temperaturas de trabalho com o mínimo de tensões residuais. O presente trabalho apresenta um panorama dos recentes avanços em técnicas alternativas de união, incluindo união por laser e junção direta com fases líquidas transientes. Além disso, apresenta-se uma discussão sobre novas tendências em brasagem de cerâmicas metalizadas e seleção de ligas de adição, já que este processo continua sendo amplamente utilizado por seu baixo custo de fabricação de grandes lotes de peças. Por fim, métodos de análise de resistência mecânica e tensões residuais são apresentados juntamente com alternativas para melhoria de confiabilidade de juntas por meio da redução de tensões
Avaliação crítica de cenários de abandono de poços petrolíferos onshore do nordeste brasileiro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-04-29) Braga, Igor Pires de Melo; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; http://lattes.cnpq.br/4640735709137459; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Rodrigues, Marcos Allyson Felipe; https://orcid.org/0000-0002-8936-5705; http://lattes.cnpq.br/5453593230706116; Aum, Pedro Tupã Pandava
A produção de óleo e gás no Brasil remonta ao final do século XIX, com produção comercial sistemática a partir da segunda metade do século XX, sobretudo com a criação da Petrobras. Assim, milhares de poços de petróleo foram perfurados a partir dos anos 1950. Consequência disso é que esses poços têm muitos acima de 50 anos, podendo chegar a 70 anos, resultando poços com problemas de integridade mecânica e hidráulica. Nesse âmbito, o nordeste brasileiro possui milhares de poços de óleo e gás fechados, improdutivos seja por baixa produção, problemas de manutenção, decisão dos concessionários. Muitos estão fechados sem qualquer adaptação às recentes normas de abandono temporários do SGIP (Sistema de Gestão de Integridade de Poços) trazido pelo Regulamento ANP 46/2016, RANP-46/2016 como tem ocorrido nos principais campos do Nordeste brasileiro. A resolução 46 de 2016 da ANP passa a regulamentar os procedimentos para estabelecimento e implementação de um Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poços (SGIP), passa a existir novo regramento que baliza a maneira de como se abandona um poço de óleo e gás, buscando sempre o norte da estanqueidade, visando acima de tudo segurança às pessoas e respeito ao meio ambiente. Assim, os fluxos de hidrocarbonetos não desejados para a superfície ou entre zonas (formações) distintas gerarão forte responsabilização, no presente, para os concessionários, já que passam a vigorar modernas regulações baseadas em duplos conjuntos solidários de barreiras (CSBs) que visam tornar o poço tão ou mais íntegro que as (os) formações/reservatórios virgens. Com base no exposto, esse trabalho tem como objetivo principal apresentar um diagnóstico do nível de risco de integridade atual que milhares de poços do norte-nordeste podem representar para o ambiente terrestre, de acordo com método dado pelo Instituto Brasileiro de Petróleo - IBP, caracterizando as ações que são necessárias para deixá-los conformes em termos de abandonos. Para tal, esse trabalho apresenta os recentes regramentos para abandonos onshore no Brasil, advindos também das melhores práticas internacionais no assunto. Faz-se um paralelo entre os antigos decretos ANP de 1997 e 2002, analisando-se as principais mudanças nas formas de conceber as intervenções de abandono, refletindo na profissionalização das práticas, disciplina operacional, segurança, e principalmente a busca pela economicidade. O dispêndio de tempo e de custo para se abandonar um poço em que se buscou a integridade mecânica ao longo de todo o ciclo de vida é consideravelmente menor.
Avaliação da conformidade dos blocos cerâmicos produzidos em algumas cerâmicas no Rio Grande do Norte
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2005-07-06) Vásquez, Gilberto Antonio Gorrichátegui; Nascimento, Rubens Maribondo do; ; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; ; Martinelli, Antonio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Melo, Marcus Antonio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; Rabelo, Adriano Alves; ; http://lattes.cnpq.br/6564133385744551; Alarcon, Orestes Estevam; ; http://lattes.cnpq.br/9677712420522121
A qualidade final das obras realizadas pela indústria da construção civil depende diretamente da qualidade dos materiais fornecidos e utilizados durante todas as fases de execução das mesmas. A participação do Governo Federal e diversos programas em nível estadual têm estabelecido condições para estimular e exigir a elevação do nível de qualidade na cadeia produtiva da indústria da construção civil. Estes programas visam a conformidade dos produtos às normas técnicas. Dentro deste contexto, o programa de avaliação da conformidade de produtos cerâmicos do RN, está avaliando o grau de conformidade às normas técnicas brasileiras dos blocos e telhas cerâmicas produzidos no pólo cerâmico do estado. Neste trabalho é determinado o grau de conformidade e não-conformidade de blocos cerâmicos de vedação produzidos por algumas empresas em diferentes regiões do RN, tais como: Assú, São Gonçalo do Amarante, Apodi, Parelhas, São José do Mipibu e Macaíba. Utilizando-se as normas técnicas como referência, se procuraram reproduzir em laboratório, os procedimentos experimentais para a realização dos ensaios, tal como estipulado nelas. Foi possível determinar que nenhuma das amostras das empresas avaliadas está plenamente conforme com as normas técnicas vigentes, o que reflete a condição imperante no mercado.
Avaliação da degradação de pastas de cimento aditivadas com sílica, em ambientes de alta concentração de dióxido de carbono
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-07-27) Ventura, Rafael Augusto; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; Silva, Késia Karina de Oliveira Souto; ; http://lattes.cnpq.br/4712628443097348; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; ; http://lattes.cnpq.br/5822311969383943; Martinelli, Antonio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Souza, Pablo Diego Pinheiro de; ; http://lattes.cnpq.br/4661573648648079
Em um poço de petróleo, a cimentação dos revestimentos tem grande importância, pois ela garante a segurança do poço, para que este não colapse, como também promove o isolamento das formações rochosas para que não ocorra comunicação entre os fluidos adjacentes. Desta forma, é importante que a matriz de cimento possua estabilidade estrutural e química. O dióxido de carbono tem sido um agente que tem comprometido essa estabilidade, pois em determinados campos petrolíferos, ele pode ser encontrado em grandes quantidades e em condições ideais para a carbonatação e posterior degradação da matriz de cimento, de forma a comprometer o selo hidráulico entre as formações, podendo também formar caminhos preferenciais de saída de fluidos da formação para o espaço anular do poço de petróleo. A sílica flour tem sido utilizada com grande frequência em poços que estão sujeitos a altas temperaturas, sejam os de elevadas profundidades ou no caso daqueles onde são injetados vapor como alternativa para recuperação avançada em reservatórios de óleo pesado. Com base no exposto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência de ambientes ricos em CO2 na estabilidade química da matriz do cimento contendo sílica flour. Foram preparadas pastas contendo sílica flour e curadas por 30 dias sob temperatura de 65ºC e 3000psi de pressão. Após a cura, parte das amostras foram analisadas quimicamente e outra parte submetida à atmosfera de CO2 em uma autoclave, por 30 e 60 dias, e posteriormente analisadas após este processo de carbonatação. As amostras foram caracterizadas por difração de raios x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e termogravimetria (TG). As pastas cimentícias curadas por 60 dias foram as que apresentaram uma maior área carbonatada. As amostras curadas em ambiente de CO2 saturado sofreram uma maior carbonatação em relação as amostras curadas em ambiente supercrítico, o que está diretamente relacionado à concentração de CO2 do meio. Os espectros de infravermelho apresentaram bandas características dos produtos de carbonatação da matriz do cimento, com estiramento do grupo carbonato no comprimento de onda de 875cm-1, que é característico da calcita. Nas imagens obtidas por MEV pode-se observar a presença de cristais de aragonita (CaCO3). O efeito da carbonatação em poços petrolíferos pode afetar consideravelmente a microestrutura da matriz de cimento podendo comprometer o selo hidráulico do poço.
Avaliação da influência da incorporação de metacaulim e das relações areia/ligantes e água/ligantes nas propriedades de concretos para impressão 3D
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-01-30) Diniz, Hugo Alessandro Almeida; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; http://lattes.cnpq.br/6520068899102152; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Cabral, Kleber Cavalcanti; Bezerra, Ulisses Targino; Souza, Wendell Rossine Medeiros de
A impressão 3D de concreto (3DCP) é uma técnica de construção baseada na deposição de camadas sucessivas de um compósito cimentício sem a necessidade de fôrmas convencionais. Para aplicação da técnica, o compósito deve possuir a capacidade de passar em um bico de impressão e suportar as sucessivas camadas impressas. Esse método promove uma execução mais rápida e com menos desperdício, porém, existem poucos estudos para entender as habilidades citadas. Nesta perspectiva, o objetivo deste estudo é entender a influência da areia, da água e da incorporação de metacaulim nas capacidades de extrusão e construtibilidade de compósitos cimentícios para impressão 3D. A análise foi baseada em um planejamento estatístico experimental de misturas para aferição do efeito e interação das variáveis: teor de substituição do cimento por metacaulim, relação areia/ligantes e relação água/ligantes. Foram avaliadas 10 misturas através das propriedades de extrusibilidade, construtibilidade, reologia e resistência no estado endurecido. Para auxiliar na análise foram desenvolvidos os ensaios de vazão experimental e de estabilidade dimensional. O fator água/ligantes teve influência preponderante na capacidade de extrusão, sendo o componente responsável pela fluidificação dos materiais. O metacaulim reduziu a capacidade de extrusão, podendo ser utilizado como mecanismo de controle. Porém, a substituição parcial do cimento elevou a deformação pela redução da tixotropia, sendo negativo para a construtibilidade. O metacaulim também promoveu otimização do tempo de aplicação, por retardar a pega. A areia elevou a capacidade construtiva pelo aumento da coesão entre as partículas, porém, reduziu o tempo de aplicação por elevar a evaporação da água de mistura. Houve uma interação significativa entre areia e metacaulim, provocada pela redução do empacotamento, que influenciou na elevação da extrusão e redução da capacidade construtiva. Observou-se também que o processo de impressão e as deformações ocorridas, influenciaram na resistência final do bloco impresso. Ao fim, foi possível compreender o efeito de cada componente, bem como, propor novos ensaios e parâmetros: a relação areia/ ligantes 1:1,5 mostrou-se viável em todas as propriedades analisadas; misturas com 30% de metacaulim apresentaram construtibilidade e extrusão adequadas em maiores teores de água; o fator água/ ligantes abaixo de 0,37 mostrou-se inviável, impedindo a impressão das misturas M3 e M10; a tensão de escoamento máxima para possibilitar a impressão foi de 250 N; o espalhamento mínimo de 161 mm; e a vazão ideal em 20 ml/s.
Avaliação das propriedades físico-químicas, mecânicas e térmicas de argamassas LC³ com baixos teores de cimento Portland
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-08-31) Sabino, Thalita Dayane de Melo Mendes; Nobrega, Ana Cecilia Vieira da; Almeida, Maria das Vitorias Vieira; http://lattes.cnpq.br/7590200701773198; https://orcid.org/0000-0003-1118-1911; http://lattes.cnpq.br/3109732203611868; https://orcid.org/0009-0002-4418-6647; http://lattes.cnpq.br/3827038062942112; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Marinho, Erika Pinto; http://lattes.cnpq.br/1192938961586608
Argamassas de LC3 (Limestone Calcined Clay Cement) com diferentes teores de cimento Portland (100%, 55%, 50%, 45% e 40%) e combinação de metacaulim (MC) e fíler calcário (FC) (0%, 45%, 50%, 55% e 60%), na proporção de 2:1, foram avaliadas em termos frescos, higroscópicos, mecânicos e térmicos; de forma que argamassas de LC3 com teores de cimento Portland tão baixos quanto 40% atenderam aos requisitos normativos para assentamento e revestimento de paredes e tetos. Adicionalmente, a incorporação de MC e FC em prol da redução de consumo de CP geraram argamassas com menores densidades, refletindo em um material mais leve e com melhor capacidade de isolamento térmico, com redução de até 4 ºC de temperatura do platô de equilíbrio para argamassas LC3 - 55, LC3 - 50, LC3 - 45 e 2,5 ºC para argamassa com menor conteúdo de CP (LC3 - 40)
Avaliação de aditivos químicos alternativos para aplicação em cimentações de poços de petróleo HPHT
(2016-10-04) Dantas, Tancredo; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; http://lattes.cnpq.br/0085309903456930; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Bezerra, Ulisses Targino; http://lattes.cnpq.br/0773241465812244
A indústria da construção civil emprega uma grande diversidade de aditivos desenvolvidos para uso em concretos e argamassas e que apresentam excelente desempenho na modificação do comportamento do cimento Portland. Algumas dessas propriedades encontram funções análogas ou similares na engenharia de poços de petróleo, como por exemplo, os antiespumantes, dispersantes ou redutores de fricção, controladores de filtrado e retardadores de pega. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar e especificar produtos químicos alternativos para compor sistemas de aditivos adequados à formulação de pastas de cimento para aplicação em poços de petróleo onshore caracterizados por temperaturas a partir de 180°F (82°C), poços depletados e poços sujeito à injeção de vapor. Durante o período de execução do estudo, foram selecionados produtos químicos de acordo com sua função. Estes produtos foram especificados segundo normas internas da Petrobras e os testes foram realizados de acordo com a norma API RP 10B. Alguns dos aditivos apresentaram grande potencial para aplicação em pastas de cimento para temperaturas elevadas, incluindo antiespumantes, controladores de filtrado, dispersantes e retardadores de pega.
Avaliação de pastas de cimento reforçadas com fibras de basalto moídas para aplicação em poços de petróleo
(2018-12-21) Paiva, Luanna Carla Matias; Martinelli, Antonio Eduardo; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; ; ; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; Cabral, Kleber Cavalcanti; ; Sampaio, Zodinio Laurisa Monteiro;
A dispersão de fibras curtas à pasta de cimento pode melhorar a resistência à compressão e a energia à fratura de materiais cimentantes endurecidos. Este estudo tem como objetivo avaliar o efeito da adição de fibras de basalto moídas às pastas de cimento Portland. As fibras foram adicionadas em tamanhos médios variados e obtidos por moinhos de bolas. Inicialmente, foram preparadas composições de pastas com adições de fibras de basalto 5% (BWOC) e sílica flour 40% (BWOC), curadas por período de 7 dias sob diferentes temperaturas estáticas de fundo de poço (BHST): 80 °C (176 °F) e 300 °C (572 °F). Em seguida, foram preparadas composições de pastas com adições de fibras de basalto 5% e 10% (BWOC), e diferentes tipos sílicas, como sílica flour e/ou metacaulim, em teores de 30%, 35%, 40% e 45% (BWOC), curadas por 7 dias sob BHST a 80° C. A caracterização dos aditivos foi realizada por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios-X e termogravimetria. As propriedades mecânicas e a microestrutura das pastas endurecidas foram avaliadas por ensaios de resistência à compressão, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a moagem das fibras de basalto foi um método eficiente para ajustar o comprimento das fibras de lã de rocha, promovendo a mistura das pastas e, portanto, bombeabilidade adequada. Além disso, a rugosidade na superfície da fibra obtida após processo de moagem pode ser responsável por uma melhor aderência fibramatriz. As adições combinada de sílica e fibras de basalto melhoram a energia à fratura das amostras curadas a 80 °C, portanto abaixo da temperatura de retrogressão de resistência. Composição de pasta com fibras de basalto moídas 10% (BWOC) e sílica flour 30% (BWOC) revelou um material com alta energia à fratura e resistência à compressão, resultando em aumentos de ~ 36 J para ~ 52 J e ~ 28 MPa para ~ 37 MPa, respectivamente. A cura a 300 ºC resultou em significativo consumo de fibras por reações pozolânicas, as quais não foram evitadas pela adição de sílica flour. Portanto, o uso de fibras de basalto moídas por moinho de bolas pode ser uma solução econômica e ambiental, para melhorar a energia à fratura de pastas de cimento em poços de petróleo abaixo da retrogressão de resistência.
Avaliação do efeito da substituição parcial do cimento por resíduo de calcário nas propriedades mecânicas e térmicas de concretos leves
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-29) Nunes, Valone Santos; Martinelli, Antonio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/5185108645341399; Costa, José Airton Cunha; ; Cabral, Kleber Cavalcanti;
O uso do concreto leve teve seu primeiro registro há mais de 3000 anos. Devido às suas propriedades térmicas, menor custo e maior capacidade de produção, esse tipo de concreto tem sido explorado em construções que demandam leveza e em estruturas de isolamento térmico de concreto aparente. Diante disso, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da substituição parcial do cimento por resíduo de calcário nas propriedades mecânicas e térmicas do Concreto Leve (CL), produzido com argila expandida e vermiculita expandida, como agregados leves. Além disso, também se utilizou areia fina quartzosa como agregado fino. Foram analisados o comportamento mecânico através de ensaios de resistência à compressão, módulo de elasticidade dinâmico e tração indireta por compressão diametral, e o comportamento físico através dos ensaios de absorção de água por imersão, índice de vazios, porosidade, massa específica, condutividade térmica, além de análise microestrutural (FRX e DRX) do resíduo de calcário. Para fins de comparação, um traço de concreto referencial foi confeccionado sem nenhuma substituição e, a partir dele, realizou-se a substituição parcial do cimento em 5%, 10%, 15%, 20% e 25%, por resíduo de calcário. Todos os concretos apresentaram densidade menor que 1000 kg/m³, com densidade máxima e mínima das misturas de 961 kg/m³ e 910 kg/m³, respectivamente. A condutividade térmica, medida nas amostras úmidas, apresentou valores de 0,453 a 0,593 W/(m.K). Já nas amostras secas, os valores para as mesmas amostras variaram entre 0,301 e 0,418 W/(m.K). A resistência à compressão variou entre 11,6 e 6,1 MPa, aos 28 dias. Outro fator importante considerado no estudo foi o consumo de cimento, o qual se manteve entre 262,5 e 350 kg/m³.
Blenda contendo cimento Portland Classe G e resíduo da produção de argamassa para cimentação de poços petrolíferos de altas temperaturas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-14) Santiago, Rodrigo César; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; http://lattes.cnpq.br/6823966481089536; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Araújo, Edson de Andrade; http://lattes.cnpq.br/8650473508622190; Aum, Pedro Tupã Pandava; https://orcid.org/0000-0002-2339-9865; http://lattes.cnpq.br/7515419219571335
A exploração por novos campos de petróleo continua sendo fortemente uma busca constante, bem como o incremento de produção dos campos considerados maduros, para aumento das reservas e atendimento energético global crescente. Para isso, necessita-se de otimizações que contribuam para a redução de custos operacionais na perfuração de poços e que sejam mais sustentáveis, de modo a conciliar utilização de novas tecnologias ao mesmo tempo em que se garanta maior integridade dos poços construídos e menores impactos ambientais. Com os adventos tecnológicos, já é comum atingir cenários de reservatórios de petróleo e gás mais agressivos quando se trata principalmente em parâmetros como alta temperatura e alta pressão. Entretanto, nessas condições há maiores desafios a serem considerados, especialmente em relação ao projeto de cimentação, uma vez que em temperaturas superiores a 110 °C o cimento sofre modificações em sua hidratação, as quais tendem a favorecer a formação de fases com maior permeabilidade e provocando a retrogressão da sua resistência mecânica, tornando o cimento vulnerável ao isolamento hidráulico do poço e comprometendo a sua integridade. De outro lado, o setor industrial, de uma maneira geral, gera uma quantidade significativa de resíduos, muitos destes sem aplicações ou destinações adequadas. Como exemplo, a indústria de produção de argamassas gera um subproduto até então descartado e o objetivo desse trabalho é aplicar esse rejeito em pastas de cimento sujeitas às altas temperaturas e pressões dos poços de petróleo e gás no intuito de agregar valor através do desenvolvimento de uma blenda comercial a ser potencialmente utilizada na cimentação de poços como produto tecnologicamente eficiente e que proporcione a redução significativa do uso de cimento sem perdas nas propriedades exigidas, o que contribui também para a redução de custos e impactos ambientais. Os estudos foram conduzidos com a caracterização do resíduo utilizando as técnicas de difração de raios-X, análise granulométrica e análise de composição química, e as pastas foram formuladas com diferentes proporções da blenda resíduo + cimento em cenários de cura em condições de alta e baixa temperatura e pressão com posterior caraterização das fases formadas e ensaios tecnológicos de resistência à compressão, comparando os dados obtidos com os dados de pastas-padrão. Os resultados preliminares demonstram a potencialidade do uso da blenda de cimento com resíduo da argamassa em substituição aos produtos atualmente comercializados, favorecendo impactos positivos, sendo considerado um produto sustentável, conferindo propriedades mecânicas adequadas às solicitações operacionais e com um apelo ambiental que, ainda, pode gerar redução de custos na fabricação das pastas, facilitando a viabilidade de operações em diversos campos, com condições de alta temperatura e onde serão aplicadas técnicas de recuperação térmica.
Brasagem da zircônia metalizada com titânio à liga Ti-6Al-4V
(ABCERAM, 2012-06) Martinelli, Antonio Eduardo; Pimenta, Jean Senise; Buschinelli, Augusto José de Almeida; Nascimento, Rubens Maribondo do; Reisgen, Uwe
Zircônia tetragonal estabilizada com ítria foi mecanicamente metalizada com titânio e a condição de molhamento avaliada com as ligas convencionais Ag-28Cu e Au-18Ni. Estas dissolveram o revestimento de titânio para uma completa distribuição deste metal ativo na superfície cerâmica, gerando uma liga ativa in situ e possibilitando adequadas ligações químicas ao metal base na temperatura de união. Os melhores resultados de molhamento foram selecionados para brasagem indireta em forno de alto-vácuo nas juntas ZrO2/Ti-6Al-4V. Testes de detecção de vazamento de gás hélio foram realizados na interface de união das juntas; amostras removidas na seção transversal de juntas estanques foram examinadas por técnicas de análise microestrutural. Formou-se uma camada escura adjacente à cerâmica metalizada, responsável pelo molhamento ocasionado pela liga Ag-28Cu. Entretanto, o uso da liga Au-18Ni resultou em precipitação de intermetálicos e microtrincamento interfacial. Perfis de microdureza através da interface resultante até onde a zircônia mostrou típico escurecimento não indicaram alternância significativa entre medições consecutivas; os resultados dos ensaios de resistência mecânica à flexão-3p foram considerados satisfatórios
Brazing Al2O3 to sintered Fe-Ni-Co alloys
(Springer, 1999-12) Nascimento, Rubens Maribondo do; Martinelli, Antonio Eduardo; Bushinelli, Augusto José de Almeida; Klein, A. N.
Active metal brazing has been widely used to join ceramics to metals, as sound joints are usually achieved in a single step process without special equipment. However, residual stresses may be a potential problem especially upon joining ceramics to alloys with relatively high thermal expansion coefficients. This work investigates the brazing behavior of Alumina (Al2O3) to a sintered Fe-Ni-Co alloy, specially designed to match its coefficient of thermal expansion to that of the ceramic counterpart. The results indicate the presence of an interfacial zone whose microstructure depends on the filler alloy employed. A relationship was established between the microstructure of the interface and the flexural strength of the joints
Brazing of zirconia to titanium using Ag-Cu and Au-Ni filler alloys
(Associação Brasileira de Soldagem, 2013-12) Nascimento, Rubens Maribondo do; Pimenta, Jean Senise; Buschinelli, José de Almeida; Martinelli, Antonio Eduardo; Remmel, Joseph
Advanced ceramic is usually joined to metal by the well-known direct brazing process, where costly active filler alloys can be considered a limitation. Brazing using active-metal-free filler alloy as insert between the joint components is an attempt to overcome it. The active metal diffusion from the titanium member through the bulk of molten filler to the ceramic was responsible to produce an active filler alloy in loco and promote reduction of the zirconium oxide to improve wetting on the ceramic surface. Unalloyed titanium was joined in a high-vacuum furnace (<3x10-5 mbar) to yttria-tetragonal zirconia polycristals (Y-TZP) and zirconia partially stabilized with magnesia (Mg-PSZ), where commercial fillers Ag-28Cu and Au-18Ni with respective thermal cycles were evaluated. Helium gas leak detection test was performed at the ceramic/metal interface at room temperature; samples from reliable vacuum tight joints were examined by microstructural analysis techniques and energy dispersive X-ray analysis at the joint cross-section. Tight joints were produced with eutectic Ag-Cu filler, revealing an intermetallic layer and a dark reaction layer near the ceramic surface; titanium diffusion was efficient for superficial chemical interactions between individual components. Brazing joints were also tested using three-point flexure testing
Caracterização de sedimento proveniente de dragagem de canais pluviais do município de Salvador-BA visando sua utilização em cerâmica estrutural
(ABCERAM, 2017-03) Martinelli, Antonio Eduardo; Santos, O. C.; Breitenbach, S. B.; Coelho, R. E.; Andrade, J. C. S.; Sales Júnior, J. C. C.; Paskocimas, Carlos Alberto; Nascimento, Rubens Maribondo do
Este trabalho teve como objetivo caracterizar o sedimento proveniente de dragagem de canais pluviais (SCP), do município de Salvador-BA, visando sua máxima substituição pela argila em cerâmica estrutural, uma vez que essa mistura binária faz parte do projeto piloto da massa padrão, na pesquisa da formulação de blocos intertravados cerâmicos. Inicialmente o sedimento foi submetido aos ensaios de índice de plasticidade, analise química por fluorescência de raios X, análise mineralógica por difração de raios X, analise térmica e granulométrica. A morfologia do material foi analisada utilizando-se microscopia eletrônica de varredura, acompanhada de espectroscopia de energia dispersiva. Em seguida foram feitas adições de sedimento (SCP) a uma argila do município de Candeias-BA, nas proporções de 10, 20, 30 e 40% em massa. Foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial nas dimensões 60 mm x 20 mm, com pressão de compactação de 25 MPa, sendo que o material foi umidificado com 8% de água. A queima foi realizada em forno resistivo a 850, 950 e 1050 °C, com taxa de aquecimento de 5 °C/min. As propriedades avaliadas foram retração linear, absorção de água e módulo de ruptura à flexão. Os resultados indicaram que é possível a utilização do SCP em cerâmica estrutural, mediante os pré-requisitos exigidos em normas, na fabricação de telhas, blocos de vedação e tijolo
Cement slurries of oil wells under high temperature and pressure: the effects of the use of ceramic waste and silica flour
(ABPG, 2012-10-04) Souza, P. P.; Soares, R. A.; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; Freitas, J. O.; Martinelli, Antonio Eduardo; Melo, D. F.
This study evaluates the behavior of a ceramic waste material in partial and total substitution of a mineral additive, commonly used in oil well cement slurries, when exposed to high temperatures and pressures. The samples were submitted to a cycle of low temperature (38°C) for 28 days, followed by exposure to 280oC and 6.5MPa (1000 psi) for 3 days. The evaluation was made by compression testing and X-ray diffraction (XRD). The results showed that cement pastes containing ceramic waste, when combined with silica flour, produced hydrated products of low Ca/Si ratios which maintained the compressive strength at satisfactory levels
Ceramic pigment obtained by polymeric precursors
(Elsevier, 2005-04) Cunha, Jardel Dantas da; Melo, Dulce Maria de Araújo; Martinelli, Antonio Eduardo; Melo, Marcus Antônio de Freitas; Maia, I.; Cunha, S.D.
Fe2O3 has been used as ceramic pigment due to excellent colorimetric characteristics combined with thermal stability. The introduction of La+3 to Fe2O3 yields the precipitation of the perovskyte structure (LaFeO3) with corresponding differences in the color of the resulting pigment. The compound was synthesized from polymeric precursors and characterized by thermal and colorimetric analyses, infrared and UV–visible spectroscopy, and X ray diffraction. The characteristic light brown color of Fe2O3 changed to orange with the addition of La+3. As the calcination temperature increased from 900 °C to 1100 °C the pigment darkened as a result of the reduction of Fe+3 → Fe+2 with corresponding change of the colorimetric coordinates from L* a* b* = 49.003, 10.541, 12.609 to L* a* b* = 31.279, 6.096, 6.877

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