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SUPER MUD - FLUÍDO ESTABILIZANTE PARA SOLOS E ROCHAS

 

O Super Mud é um fluído polimérico estabilizante de solos para obras de perfurações. Produto fabricado nos EUA, importado e comercializado exclusivamente no Brasil pela Stalge Sunrise Exportação e Importação Ltda.

 

FORTES MOTIVOS PARA UTILIZAÇÃO DE SUPER MUD

 

1       - PRESERVAÇÃO DO MEIO AMBIENTE

a)      Não contém nenhum dos componentes apresentados na lista de poluentes prioritários da E.P.A - Enviromental Protetion Agency - EUA

b)      O Super Mud é biodegradável. A decomposição química imediata ocorre em conato com o cloro, cálcio (presente no concreto), ou em solução de pH menor do que 4 (ácido)

c)      C) utilizado em concentrações muito baixas, comparado à lama bentonítica onde o acréscimo do peso pode chegar a mais de 10%. A solução do Super Mud apresenta tipicamente uma concentração de 0,1% em peso.

d)      Não são necessárias precauções especiais no manuseio do super Mud.

 

2 - MELHOR QUALIDADE DE OBRAS DE ESCAVAÇÕES E PERFURAÇÕES

 

a)      Estabiliza as paredes dos furos sem a formação do "cake". Um programa de prova de carga pioneiro indicou uma capacidade de carga de estaca aproximadamente 15% superior no caso de perfuração com Super Mud comparado à bentonita.

b)      A flocuração do material escavado promove a sua rápida decantação, melhorando o rendimento da escavação. O fluído limpo resulta na eliminação da necessidade do desarenador. Este fato propicia uma melhor observação da subida do concreto no furo.

c)      O Super Mud não reage com argilas, xistos ou mesmo outras lamas.

d)     O fluído do Super Mud se torna lubrificante em baixa concentração e baixo peso específico. Esta característica facilita o deslizamento do equipamento de corte contra a parede do furo, bem como a extração do material na superfície.

e)      Os polímeros do super Mud se decompõem em contato com o cálcio do concreto, virando moléculas de água. Este fato garante um melhor comportamento das juntas de concretagem, uma melhor aderência entre o concreto e a parede do furo, bem como entre armaduras e o concreto.

 

3 - A ECONOMIA DE TEMPO

 

a)      A mistura do fluído Super Mud pode ser feita de forma quase instantânea, enquanto a lama bentonítica requer uma mistura com antecedência de 24 horas.

b)      A densidade do fluído se mantém próxima da água, não reduzindo o peso próprio do equipamento de corte, portanto mantendo a sua eficiência. No caso das lamas bentoníticas, pode-se ter perdas de até 20 a 30% do peso.

c)      O Super Mud elimina a necessidade do desarenador e nem mesmo a eventual substituição da lama muito comum no caso da lama bentonítica.

d)     O Super Mud reduz a necessidade de disposição, uma vez que ele pode ser descarregado diretamente nas galerias fluviais.

 

4 - A ECONOMIA DE CUSTO

 

a)      O espaço de estocagem do Super Mud é aproximadamente 1/10 do requerido pela bentonita. Tal fato representa também uma grande economia no custo de transporte.

b)      O fluído Super Mud pode ser reutilizado num grande número de vezes tomando-se cuidados apropriados para a manutenção das suas características. Este fato reduz significativamente o custo da perfuração.

c)      O custo de manutenção do equipamento é reduzido pela propriedade lubrificante do Super Mud. A ausência de areias preserva diversas partes do equipamento desde a corte com as bombas.

d)     A eliminação da desarenação ou da substituição da lama significa uma grande melhora na produtividade da execução da obra, significando igual economia no seu custo final.

e)      Em áreas urbanas, a possibilidade de disposição sem necessidade de recorrer a vários meios como transporte em caminhões pipas redundará numa considerável economia de perfuração.

 

SUPER MUD - POLÍMERO ESTABILIZANTE DE SOLOS E ROCHAS

 

Super Mud é um polímero estabilizante de solos de alta concentração constituído por moléculas de Polyacrilamide. Super Mud possui uma excelente qualidade estabilizante de furos. Super Mud tem substituído com sucesso a bentonita convencional em vários tipos de perfurações desde a sua introdução no mercado.

 

 

O QUE É POLÍMERO

O polímero é uma molécula muito comprida formada pela adição de simples repetição de grupos denominados monômeros. Eles usualmente se unem pelas extremidades de forma similar às ligações dos elos de uma corrente. Uma molécula de um polímero pode ser formada por centenas de milhares de unidades de monômeros, algumas são formados por dois ou mais monômeros.

 

PONTE

A ponte é uma junção química de duas ou mais moléculas de polímeros juntas. Ela pode ser formada durante a polimerização pela adição de um cronômero multi-funcional, ou após a polimerização, pelo tratamento do polímero com um produto químico que possa reagir com duas ou mais cadeias.

 

CADEIAS LONGAS

As cadeias longas se referem a pesos moleculares ou número de unidades de monômeros formando cadeias de polímeros. O peso molecular do super Mud está entre 15.000.000 a 18.000.000.

 

COMO SUPER MUD AUMENTA A VISCOSIDADE DA ÁGUA

Quando a água entra em contato com super Mud, as moléculas de água são presas pelas longas cadeias do polímero de Super Mud. Este fato faz com que a estrutura do super Mud inche, e a viscosidade de água aumenta.

 

GUIA PARA A MISTURA DO SUPER MUD

A mistura tradicional da lama bentonítica consiste na dispersão de alta concentração de sólidos na água e agitação contínua para prevenir a sedimentação das partículas em suspensão.Para Super Mud, a mistura é essencialmente um processo de "desentrelaçamento" das moléculas do polímero e sua diluição pela adição de água. Somente o movimento normal durante a perfuração é suficiente para a mistura do fluído de Super Mud. Dessa forma, comparando à bentonita o fluído de Super Mud é muito fácil de misturar e menos problemático para a sua manutenção.

 

Em condições normais, uma parte do Super Mud é misturada em 800 partes de água para obter um fluído de viscosidade pelo funil Marsch de 32 a 40 segundos (dependendo da qualidade de água).

 

O Super Mud pode ser misturado num agitador utilizado para bentonitas. Em tanques sem estes agitadores, a circulação através das bombas é suficiente para promover a mistura do super Mud. A utilização do tubo de Venturi é particularmente interessante para a boa mistura do super Mud.

 

No entanto o Super Mud também pode ser misturado diretamente no furo. A caçamba deverá estar girando próxima de superfície do fluído enquanto o Super Mud e a água é adicionada. A agitação criada pela caçamba é suficiente para misturá-lo ao longo da profundidade.

 

O fluído Super Mud se afina pela adição de água limpa e se engrossa pela adição de mais Super Mud.Em ambos os casos, a mistura vertical através do furo ocorre pela inserção e remoção do equipamento durante a perfuração.

 

O Super Mud pode ser utilizada em água doce ou salgada com igual eficiência. Entretanto a temperatura da água ou do solo abaixo dos 4º C pode afetar a trabalhabilidade do super Mud e reduzir a sua eficiência. Sob condições de intenso frio, é recomendável pré-aquecimento do Super Mud até 26 a 37oC antes do seu uso.

 

Como bentonita, a eficiência do super Mud é reduzida com a acidez de água ou do solo. O pH deve ser mantida acima de 8, caso contrário poderá ocorrer o declínio ou degradação da viscosidade. Neste caso, uma quantidade apropriada de "alcalinizante" deve ser acrescentando à água antes da mistura do Super Mud. Uma quantidade adicional de Super Mud. Uma quantidade adicional de Super Mud deve ser acrescentada para aumentar a viscosidade somente se o pH estiver num nível adequado.

Quando da reutilização (reciclagem) do super Mud, deve ser tomado um cuidado extremo para evitar a contaminação pelo cimento. Seria desejável a verificação do grau do cálcio. Se passar de 400 a 800 ppm, o fluído deve ser tratado com o Quick Floc F 7011 para retirar o excesso. Este produto faz com que o cálcio seja decantado.

O Super Mud não requer, normalmente, nenhuma limpeza mecânica pela sua ação de expurgar os sólidos. Em algumas situações, no entanto, o desarenador (cyclone) pode ser desejável, dependendo das condições. Caso não se faça este tratamento, poderá ocorrer a queda de eficiência do Super Mud pela suspensão das partículas mais finas do solo, podendo até induzir á obtenção de falsas e altas viscosidades. Isto também pode ser evitado preventivamente com o uso do Quick Floc F 7011 que pode ser adicionado à mistura do Super Mud, antes do início da operação, numa proporção de um décimo do volume do super Mud.

Verificando-se a correta concentração do Super Mud, a propriedade desejada é observada pela sua viscosidade. Ainda a sua viscosidade deve ser controlada para verificar sua eficiência e uniformidade, assim como nas lamas bentoníticas. Muitas vezes, uma mistura inapropriada resulta em baixo rendimento (utilizar mais Super Mud do que o necessário por volume do fluído), desta forma, com maior custo sem o benefício.

 

 

PRECAUÇÕES

 

O PH DO FLUÍDO

O ponto neutro do potencial hidrogênico é o 7 na escala de 0 a 14. Valores acima de 7 representam alcalinidade. O Super Mud trabalha bem no nível de média alcalinidade (pH entre 8 a 10).

 

VISCOSIDADE DO FLUÍDO

Este parâmetro é utili\zado em lamas de perfuração para determinar a sua capacidade seladora das paredes do furo para evitar os fluxos de perda destas lamas. Na maioria dos casos, a viscosidade do Super Mud medida através do funil de Marsch, entre os valores de 32 a 34 segundos é suficiente para esta selagem. Em camadas de areia seca ou pedregulhos pode ser necessário aumentar esta viscosidade para 55 a 60, aumentando-se a concentração do super Mud.

 

NÍVEL DE ÁGUA ESTÁTICO

Refere-se ao nível de água estático abaixo do nível do terreno e não ao nível de arquíferos confinados encontrados durante a perfuração entre determinadas camadas de material consolidado que pode falsear a verdadeira posição do nível.

Uma sobre-pressão deve ser mantida para uma perfuração com sucesso. A sobre-pressão mínima requerida para perfuração deve ser de 2m. Onde o nível de água fica muito próximo da superfície, pode se utilizar revestimentos para atingir tal diferença de pressão. Tomando-se estes cuidados, mantendo-se sempre o nível do fluído em cima do nível de água do terreno ao longo de toda a operação, pode-se evitar o colapso ou desmoronamento dos furos.

 

CONTROLE DA PERDA DO FLUÍDO

Em situações de excessiva perda de fluído, o uso de siltes locais para preencher os furos funciona extremamente bem, uma vez que os pontos de fuga succionam as partículas de siltes selando estas zonas.

 

TRADO

Tem sido observado que uma deflexão da lâmina do trado de 30% tem apresentado bom desempenho quando se utiliza o Super Mud. Isto se deve ao fato de que o uso do Super Mud reduz consideravelmente o atrito, permitindo um menor passe do trado, o que favorece maior retirada do material sólido. A única alteração é projetar um "bypass" na extremidade inferior do trado para passagem do fluído. Isto é necessário quando o Super Mud é utilizado para escavação de pequenos furos. Um método deve ser estabelecido para permitir que o fluído flua pelo "bymass", enquanto o trado é extraído vagarosamente. Assim se previnirá que o material sob o trado não sofra desmoronamento no furo. Tal redução do atrito permite também o uso de trados largos pela sua considerável redução do torque.

 

 

O SUPER MUD NA INDÚSTRIA DA CONSTRÇÃO CIVIL

 

Desde 1993, quando o Super Mud foi introduzido na indústria da contrução civil, muitas aplicações estão sendo encontradas. O Super Mud substitui a bentonita em várias obras como: Perfuração de estacas, perfuração para tirantes, paredes diafragmas, poços artesianos, perfuração horizontal direcional, sondagens geotécnicas e mineração, túneis, perfuração de poços de petróleo etc.

Em alguns casos, o Super Mud é utilizado misturado à bentonita. Tal procedimento pode ser recomendado em alguns casos principalmente em obras de parede diafragma.

As características do Super Mud permitem obter um desempenho similar à da bentonita em muitas das aplicações e excedendo em outras. O Super Mud possui excelente propriedade estabilizante em furos sem a quebra do equilíbrio natural das pressões hidrostáticas existentes em perfurações. Uma vez que apenas 19 litros do Super Mud equivalem, em rendimento, a uma tonelada da bentonita convencional para obter a mesma viscosidade, ele acresce ligeiramente o volume, mas não aumenta o peso do fluído de perfuração.

O peso de adição de bentonita cria desbalanceamento na pressão natural, e em algumas situações pode ocorrer desmoronamentos devido á sobrecarga em camadas de solos mais sensíveis oriundas do peso da lama. Tal fato pode gerar colapso do furo ou um excessivo consumo de concreto na melhor das hipóteses.

A formação do "cake" na parede da perfuração tem a finalidade de funcionar em primeiro lugar para o controle da perda do fluído durante a operação. Já o Super Mud cria uma camada muito flexível e ultra fina que controla a perda do fluído, possuindo ainda a capacidade de fletir face aos movimentos do equipamento.

O Super Mud trabalha bem nas regiões de águas salinas, onde a bentonita separaria e se precipitaria. Este fato é crítico nas áreas onde ocorre a intrusão de águas salinas.

O Super Mud pode ser armazenado a céu aberto até uma temperatura abaixo de menos 30º C. O produto começa a congelar a menos 15º C. Não há nenhuma alteração do produto após o seu descongelamento.

 

MECANISMO DE PRECIPITAÇÃO DE SÓLIDOS

O Super Mud é muito eficiente na manutenção de um fluído limpo.

a)      O Super Mud atua na manutenção de argilas na sua forma sólida ao revestir a sua superfície, não permitindo que a água dissolva as placas de argila.

b)      Na operação de um trado através do solo, o Super Mud encapsula os grãos de areia ou pedregulhos em flocos flexíveis que, assim, se precipitam granatindo a limpeza do furo.

c)      O Super Mud atua como floculante no furo, o que permite a rápida decantação dos finos, resultando um fluído muito mais limpo do que no caso da bentonita.

 

Esta propriedade do Super Mud permite chegar ao final da perfuração com um conteúdo de areia muito baixo, permitindo a subsequente concretagem do elemento de fundação, por exemplo, sem a necessidade de proceder a desarenação ou a substituição do fluído, economizando significativamente o tempo dispendido nesta operação.

 

DISPOSIÇÃO

A disposição do Super Mud é simples. O Super Mud se decompõe com hipoclorito de sódio (cândida) e com o choque de cálcio. O hipoclorito de sódio permite tratar o fluído para a disposição em galerias pluviais, onde for o caso. O choque de cálcio que ocorre com a presença de concreto, destrói a cadeia do polímero, o que resulta no desenvolvimento de total atrito entre o concreto lançado e as paredes do furo.

 

O SUPER MUD NAS OBRAS DE TRINCHEIRAS

A utilização de barreiras verticais para isolamento de sítios onde há a possibilidade de contaminação do lençol freático tem crescido nos últimos anos. Como na maioria dos casos os registros sobre os materiais depositados são desconhecidos, estas áreas apresentam uma grande variação de permeabilidade e do pH do solo. Também, quase sempre um revestimento impermeável tem sido instalado o que resulta num empoleiramento do lençol de água no interior do aterro. Esta combinação de problemas potenciais resulta na necessidade de uma preparação cuidadosa antes de se iniciar a escavação.

O Super Mud e o Polímero granulado (Sunrise  Mud P 1509 - produto complementar com capacidade de elevar a viscosidade a mais de 60 s rapidamente) pode ser utilizado em tais condições, bem como e outras condições  com a presença de alta concentração de cloretos.

A colocação de revestimento ou drenos pode ser facilmente feita, pois a densidade do Super Mud é igual a da água, na prática. Sua baixa viscosidade de trabalho de 30 a 40 segundos permite uma rapidez nos procedimentos de instalação, a remoção de super Mud é simples que requer o mesmo equipamento de instalação. A disposição do Super Mud é também de fácil manuseio.

As escavações têm sido executadas com sucesso, mesmo onde o nível estático da água era de 1 metro, embora se prefira no mínimo 1,5 metros. Cuidados devem ser tomados com o nível de água em áreas sujeitas a variações de maré. Se o nível estático da água for menor do que 1 metro, poderá ter necessidade de uma série de procedimentos.

 

O SUPER MUD EM PERFURAÇÕES DIRECIONADAS E MICRO-TÚNEIS

a)      O uso do Super Mud é muito apropriado em perfurações direcionadas, pois ele não acarreta problemas de limpeza, manuseio ou de mistura que acompanham a bentonita. Também não desperta preocupações com aspectos de Meio ambiente na sua disposição.

b)      É apropriado para solos siltosos, algumas argilas e em areias. A relação de mistura é de aproximadamente 1 litro de Super Mud para 1.000 litros de água previamente tratada para o pH entre 8 a 10.

c)      Em micro-túneis utilizando equipamento de cravação, ele pode ser utilizado misturado à bentonita na lama de lubrificação entre os tubos de concreto e o solo.

 

 

APRESENTAÇÃO DO PRODUTO

O Super Mud é fornecido em recipientes plásticos com capacidade de 25 kg, na forma líquida.

 

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