Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira , Aline de Souza
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/13669
Resumo: In this thesis, cement slurries were designed with low healing potential in order to evaluate crystalline admixture (CA) behavior. CA that is claimed to provide (stimulated) autogenous healing. Consequently. these inclusions in cementitious materials aimed to improve the self-healing characteristics for the structure. Zonal isolation and mechanical support are some desirable properties that can be enhanced in the cement sheath of the oil wells in pre-salt areas. Therefore, the healing recovery of cement slurries was evaluated according to different CA dosages (0.5%, 1%, and 2% by cement weight), and two crack width classes under loading (0.1 mm and 0.2 mm). The effectiveness of the healing process was verified by the mechanical regain and durability enhance. The addition of polypropylene fibers (PP) in the pastes enabled the induction of a single controlled crack width by the splitting tensile test. The macrostructural results were related to microstructural analysis. Hydrates localized in the microstructure cement matrix and crack width were identified and quantified. Kinetic hydration reactions were measured as well. These techniques aimed to contribute to the understanding of physical-chemical mechanisms promoted by the CA. The specimens were submitted to splitting tensile and gas permeability tests. Self-healing quantification was based in recovery indexes, such as Load Recovery Index, Damage Recovery Index and Crack Sealing Index. The results confirmed recovery in the evaluated properties after the healing process for both crack widths studied. The best performance was achieved with 2% wt., especially, when CA was used combined with polypropylene fibers.
id UFRJ_9b1078b717847b34b93343b919791948
oai_identifier_str oai:pantheon.ufrj.br:11422/13669
network_acronym_str UFRJ
network_name_str Repositório Institucional da UFRJ
repository_id_str
spelling Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentíciasStudy of Crystalline admixture potential as a stimulator for self healing of cracks in cement matricesPasta de cimentoAutocicatrização de fissurasAditivos cristalizantesCaracterização reológica, física e mecânica de pastas com CARecuperação mecânicaRecuperação de durabilidadeAnálise microestruturalCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILIn this thesis, cement slurries were designed with low healing potential in order to evaluate crystalline admixture (CA) behavior. CA that is claimed to provide (stimulated) autogenous healing. Consequently. these inclusions in cementitious materials aimed to improve the self-healing characteristics for the structure. Zonal isolation and mechanical support are some desirable properties that can be enhanced in the cement sheath of the oil wells in pre-salt areas. Therefore, the healing recovery of cement slurries was evaluated according to different CA dosages (0.5%, 1%, and 2% by cement weight), and two crack width classes under loading (0.1 mm and 0.2 mm). The effectiveness of the healing process was verified by the mechanical regain and durability enhance. The addition of polypropylene fibers (PP) in the pastes enabled the induction of a single controlled crack width by the splitting tensile test. The macrostructural results were related to microstructural analysis. Hydrates localized in the microstructure cement matrix and crack width were identified and quantified. Kinetic hydration reactions were measured as well. These techniques aimed to contribute to the understanding of physical-chemical mechanisms promoted by the CA. The specimens were submitted to splitting tensile and gas permeability tests. Self-healing quantification was based in recovery indexes, such as Load Recovery Index, Damage Recovery Index and Crack Sealing Index. The results confirmed recovery in the evaluated properties after the healing process for both crack widths studied. The best performance was achieved with 2% wt., especially, when CA was used combined with polypropylene fibers.Neste trabalho foram produzidas pastas para cimentação com baixo potencial de cicatrização, visando avaliar a atuação do aditivo cristalizante (CA). O emprego do CA, como estimulador de cicatrização autógena, visou potencializar a capacidade de isolamento ao fluxo hidráulico e de suporte mecânico, das pastas expostas às condições ambientais do pré-sal. Assim, avaliou-se a influência do incremento da dosagem de CA (0,5%, 1% e 2% em massa de cimento) e o impacto de duas classes de aberturas de fissura sob carga (100 pm e 200 pm) na recuperação das propriedades mecânicas e de durabilidade após a cicatrização. A inclusão de fibras de polipropileno (PP) garantiu a indução de única fissura com abertura controlada por esforço de tração indireta. Os resultados macroestruturais foram relacionados com análises microestruturais. A identificação e quantificação dos hidratos na microestrutura da matriz cimentícia e na região da fissura, bem como a avaliação da cinética das reações de hidratação, visou a investigação dos mecanismos de ação físico-químicos promovidos pelo CA. A quantificação da autocicatrização foi baseada em indicadores de recuperação mecânica e de selamento de fissura, através do ensaio de tração por compressão diametral e permeabilidade a gás. Os resultados confirmaram a restauração das propriedades avaliadas após a cicatrização para ambos os níveis de dano. A dosagem de 2% de CA apresentou excelente desempenho. principalmente, quando empregada em conjunto com as fibras de PP.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUFRJToledo Filho, Romildo Diashttp://lattes.cnpq.br/8449916971915629http://lattes.cnpq.br/8897674728198956Fairbairn, Eduardo de Moraes Regohttp://lattes.cnpq.br/9016339697026494Gomes, Otávio da Fonseca Martinshttp://lattes.cnpq.br/6645772503347843Prudêncio , Luiz RobertoSilva, Eugênia Fonseca daDweck, JoReales, Oscar MendozaOliveira , Aline de Souza2021-02-09T18:26:41Z2023-12-21T03:07:25Z2019-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://hdl.handle.net/11422/13669porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:07:25Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/13669Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2024-11-11T16:23:34.511862Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias
Study of Crystalline admixture potential as a stimulator for self healing of cracks in cement matrices
title Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias
spellingShingle Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias
Oliveira , Aline de Souza
Pasta de cimento
Autocicatrização de fissuras
Aditivos cristalizantes
Caracterização reológica, física e mecânica de pastas com CA
Recuperação mecânica
Recuperação de durabilidade
Análise microestrutural
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
title_short Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias
title_full Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias
title_fullStr Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias
title_full_unstemmed Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias
title_sort Estudo do potencial de aditivo cristalizante como estimulador de autocicatrização de fissuras de matrizes cimentícias
author Oliveira , Aline de Souza
author_facet Oliveira , Aline de Souza
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Toledo Filho, Romildo Dias
http://lattes.cnpq.br/8449916971915629
http://lattes.cnpq.br/8897674728198956
Fairbairn, Eduardo de Moraes Rego
http://lattes.cnpq.br/9016339697026494
Gomes, Otávio da Fonseca Martins
http://lattes.cnpq.br/6645772503347843
Prudêncio , Luiz Roberto
Silva, Eugênia Fonseca da
Dweck, Jo
Reales, Oscar Mendoza
dc.contributor.author.fl_str_mv Oliveira , Aline de Souza
dc.subject.por.fl_str_mv Pasta de cimento
Autocicatrização de fissuras
Aditivos cristalizantes
Caracterização reológica, física e mecânica de pastas com CA
Recuperação mecânica
Recuperação de durabilidade
Análise microestrutural
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
topic Pasta de cimento
Autocicatrização de fissuras
Aditivos cristalizantes
Caracterização reológica, física e mecânica de pastas com CA
Recuperação mecânica
Recuperação de durabilidade
Análise microestrutural
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
description In this thesis, cement slurries were designed with low healing potential in order to evaluate crystalline admixture (CA) behavior. CA that is claimed to provide (stimulated) autogenous healing. Consequently. these inclusions in cementitious materials aimed to improve the self-healing characteristics for the structure. Zonal isolation and mechanical support are some desirable properties that can be enhanced in the cement sheath of the oil wells in pre-salt areas. Therefore, the healing recovery of cement slurries was evaluated according to different CA dosages (0.5%, 1%, and 2% by cement weight), and two crack width classes under loading (0.1 mm and 0.2 mm). The effectiveness of the healing process was verified by the mechanical regain and durability enhance. The addition of polypropylene fibers (PP) in the pastes enabled the induction of a single controlled crack width by the splitting tensile test. The macrostructural results were related to microstructural analysis. Hydrates localized in the microstructure cement matrix and crack width were identified and quantified. Kinetic hydration reactions were measured as well. These techniques aimed to contribute to the understanding of physical-chemical mechanisms promoted by the CA. The specimens were submitted to splitting tensile and gas permeability tests. Self-healing quantification was based in recovery indexes, such as Load Recovery Index, Damage Recovery Index and Crack Sealing Index. The results confirmed recovery in the evaluated properties after the healing process for both crack widths studied. The best performance was achieved with 2% wt., especially, when CA was used combined with polypropylene fibers.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-05
2021-02-09T18:26:41Z
2023-12-21T03:07:25Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11422/13669
url http://hdl.handle.net/11422/13669
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UFRJ
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UFRJ
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRJ
instname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron:UFRJ
instname_str Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron_str UFRJ
institution UFRJ
reponame_str Repositório Institucional da UFRJ
collection Repositório Institucional da UFRJ
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
repository.mail.fl_str_mv pantheon@sibi.ufrj.br
_version_ 1823672643822288896