Ensaios de frequência de ressonância e ultrassônico

Através dos ensaios de frequência de ressonância e o ultrassônico, determinou-se o módulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson nas formulações. As pastas foram preparadas para poços com profundidade de 350 m e os valores da resistência à compressão (MPa) e de resistência à tração, bem como também do módulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson são mostrados na Tabela 2. A partir dos resultados apresentados na Tabela 2, verifica-se que a pasta padrão (PU0) tem maior valor de resistência à compressão e de resistência à tração. Já em relação às pastas com o aditivo da Poliuretana, observou-se à medida que ocorreu o aumento da concentração de PU, os valores da resistência à compressão e de resistência à tração reduziram-se, sendo a pasta PU3 com os menores valores.

Tabela 2 - Propriedades mecânicas das pastas de cimento com 14 dias de cura.

Fonte: O autor. De acordo com os dados observados na Tabela 2, no tocante ao módulo de elasticidade e ao coeficiente de Poisson, verifica-se que a PU0 apresenta maior elasticidade e menor valor de Poisson. Já com relação aos corpos de prova aditivados com 1gpc, 2 gpc e 3 gpc de PU, constata-se que o módulo de elasticidade reduziu-se e o coeficiente de Poisson aumentou, melhorando o comportamento elástico da pasta para as condições de poço no processo de injeção cíclica de vapor.

Através da relação do módulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson com a deformação nas formulações com 14 dias de cura, nota-se que a Poliuretana interferiu de maneira insatisfatória em todas as propriedades mecânicas mencionadas na Tabela 2 quando compara-se ao resultado da PU0 (maior elasticidade e menor deformação). Ao comparar-se as formulações aditivadas com PU, a PU1 apresentou melhores resultados, verificando-se uma proximidade com as propriedades mecânicas da PU0. Acredita-se que possivelmente a Poliuretana interferiu o processo de hidratação do gel C-S-H e

posteriormente das propriedades mecânicas das formulações em estudo, modificando o comportamento da deformação nos corpos-de-prova. O percentual de Sílica (SiO2) em todas as amostras conferiram mais resistência, no entanto a máxima resistência à tração e à compressão decresceu à medida que aumentou a concentração de PU.

As amostras aditivadas com PU não melhoraram as propriedades mecânicas quando compara-se PU0, que não foi ultrapassada em nenhuma das propriedades investigadas. A PU3 apresentou menores valores de tal propriedade, conferindo menos resistência entre as pastas de cimento nas condições de elevadas temperaturas.

A Tabela 3 apresenta as propriedades mecânicas das pastas com 28 dias de cura com as mesmas concentrações de material das amostras da Tabela 2 com o período de hidratação de 14 dias, destacando-se o aumento do comportamento elástico das amostras, através do módulo de elasticidade em comparação aos que passaram por menor tempo de cura. Já com relação ao Poisson, constatou-se uma diminuição entre as formulações aditivadas com Poliuretana. A formulação PU2 apresentou melhor comportamento elástico com 28 dias, diferentemente do que ocorreu com 14 dias, em que PU1 verificou-se melhor comportamento.

Tabela 3 - Propriedades mecânicas das pastas de cimento com 28 dias de cura .

Fonte: O autor. A Tabela 4 apresenta as propriedades mecânicas de pastas que passaram por 90 dias de cura com as mesmas concentrações do material das tabelas 2 e 3. O aumento do comportamento elástico das amostras, através do módulo de elasticidade em comparação aos que passaram por menor tempo de cura. Entretanto, em relação ao Poisson, constatou-se uma diminuição entre as pastas aditivadas com Poliuretana. A formulação PU1 apresentou melhor comportamento elástico com 90 dias, diferentemente do que ocorreu 28 dias, em que PU2 verificou-se melhor desempenho.

Tabela 4 - Propriedades mecânicas das pastas de cimento com 90 dias de cura.

Fonte: O autor. A investigação das propriedades mecânicas neste estudo segue padrão do comportamento do módulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson da experimentação de Li et al (2015) e de Hu et al (2014), seguindo também os padrões da norma BS 181, parte 203 de 1986 sobre a recomendação de medição do módulo de elasticidade do coeficiente de Poisson em materiais cimentícios.

As Figuras 33 e 34 apresentam a estimativa de erro estatístico de 5% para o coeficiente de Poisson e o módulo de elasticidade de todas as pastas de cimento que passaram por 14, 28 e 90 dias de cura.

Figura 33 - Gráfico do coeficiente de Poisson das pastas de cimento que passaram por 14, 28 e 90 dias.

Fonte: O autor.

Mesmo com as barras de erro padrão ainda continua existindo o mesmo comportamento linear das formulações com 14 dias de cura em relação as com 28 e 90 dias, sendo que estas duas últimas ficaram dentro do percentual de erro, não apresentando diferenças significativas entre os valores do módulo de elasticidade e do Poisson. A seguir na Tabela 5 é apresentado a média de todas as propriedades mecânicas acompanhadas do desvio padrão.

Figura 34 - Gráfico do módulo de elasticidade das pastas de cimento que passaram por 14, 28 e 90 dias.

Fonte: O autor.

Tabela 5 - Média todas as propriedades mecânicas acompanhadas do desvio padrão das pastas com 14, 28 e 90 dias de cura.

A Tabela 5 apresenta de forma sucinta os valores da média de todas as propriedades mecânicas acompanhadas do respectivo desvio padrão das pastas de cimento Portland investigadas e discutidas anterior neste capítulo, incluindo os valores da densidade de todas as formulações de acordo com seus respectivos tempos de cura. É apresentado também à estimativa de desvio padrão da resistência a compressão. Constatou-se na tabela que as propriedades mecânicas seguiram um padrão de comportamento em todas os cenários, destacando-se a PU1 entre as aditivadas com mais satisfatoriedade nos parâmetros mecânicos e plástico/elástico.