Fabricio de Campos Vitorino
Título
Caracterização Experimental de Pastas Cimentícias Contendo Polímero SBR em Pó e Microfibras de Volastonita
Resumo
O presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento e a caracterização experimental de pastas de cimentação de poços submetidos a gradientes de temperatura e deformações impostas. Assim, uma pasta de referência foi desenvolvida visando à compacidade máxima dos materiais, por meio do modelo de empacotamento compressível (MEC), a qual foi utilizada como base para o desenvolvimento das pastas modificadas com polímero SBR em pó e pastas reforçadas com microfibras de volastonita. Análises dos processos de hidratação, comportamento reológico e caracterizações físico-mecânicas foram realizadas em todas as pastas desenvolvidas. As análises do processo de hidratação consistiram da determinação do patamar de percolação e estabilização dos processos de hidratação, através de pulso ultrassônico. A determinação dos produtos de hidratação foi realizada por difração de raios X. Os processos de hidratação foram estudados pela técnica de análises térmicas. Os parâmetros reológicos foram determinados em um viscosímetro de cilindros coaxiais. As caracterizações físicas determinaram a estabilidade, índice de vazios, absorção, massa especifica e permeabilidade a gás nitrogênio. As análises do comportamento mecânico estabeleceram os parâmetros de resistência à compressão uniaxial e triaxial, a resistência à tração direta, na flexão e por compressão diametral. Os resultados das análises indicaram que a adição de polímero e a adição de volastonita na pasta referencial levaram à formação de materiais com as características desejadas, além de um adequado comportamento reológico e aumento da ductilidade.
Abstract
The present study deals with the development and experimental characterization of oil well cement pastes subjected to thermal gradients and imposed deformations. A reference paste (PR) was developed aiming at the maximum materials packing, within the framework of the Compressive Packing Model (CPM), it was used as a basis for development of the SBR polymer powder modified -cement pastes and wollastonite micro-fibers reinforced cement pastes. Hydration process analysis, rheological behaviour and physical-mechanical characterizations were carried out on all pastes developed. The hydration process analysis consisted of the determination of the percolation threshold and reaction rate by means of ultrasonic pulse. The hydration products were determined by X-ray diffraction. The hydration process was studied using the thermal analysis technique. Rheological parameters were determined using a coaxial cylinder viscometer. The physical characterizations determined stability, void index, absorption, specific gravity and nitrogen gas permeability. The mechanical behaviour analysis established the uniaxial and triaxial compressive strengths as well as tensile, flexural and split tensile strength test parameters. The analysis result indicated that the polymer and wollastonite additions on the reference paste leads to the formation of a material with desirable characteristics, in addition to an adequate rheological behaviour and increase in the ductility.
