Efeito da adi??o de nanopart?culas pozol?nicas nas propriedades e estrutura da pasta de cimento classe G em meios ricos em CO2

Autor: Moraes, Martimiano Krusciel de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulPUC_RS.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
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Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES
Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS)
Carbon capture and storage in geological formations is a promising technology to mitigate emissions of the main greenhouse gas, CO2. However, its application involves maintaining the integrity of the materials used in the injection wells to prevent leakage of CO2. On the other hand, advances in nanotechnology research have contributed to improve the performance of cementitious materials. In this context, this work investigate the influence of the incorporation of clay (organomodified montmorillonite- OMMT) and silica nanoparticles in the class G cement paste used in the completion and abandonment of oil wells in two reaction media, wet supercritical CO2 and water saturated with CO2, at high pressure (15 MPa) and high temperature (90 ?C) for 7, 21 and 56 days. The techniques of field emission gun scanning electron microscopy (FEG/SEM), X ray diffraction (XRD), Vickers hardness and compressive strength were used to evaluate the effect of degradation on the structure and mechanical properties of the cement paste. In general, the inclusion of nanoparticles promoted an increase in chemically altered layer, with the exception of adding 0.5% OMMT, which can be an indication that there is an adequate amount of nanoparticles that can produce an increasing on the resistance to chemical degradation in the presence of CO2. However, in general, the results indicate an improvement on mechanical properties with the addition of nanoparticles, compared with the cement paste without addiction of nanoparticles. Among all types and concentrations of nanoparticles studied, the best results in terms of density and resistance to degradation by CO2 was obtained for the content of 0.5% OMMT.
A captura e armazenamento de carbono em forma??es geol?gicas ? uma tecnologia promissora para mitiga??o das emiss?es do principal g?s de efeito estufa, o CO2. Entretanto, sua aplica??o envolve manter a integridade por longos per?odos de tempo dos materiais empregados nos po?os de inje??o para evitar vazamento de CO2. Por outro lado, o avan?o nas pesquisas em nanotecnologia tem contribu?do para a melhoria do desempenho de materiais ciment?cios. Neste contexto, este trabalho investiga a influ?ncia da incorpora??o de nanopart?culas de argila (montmorilonita organof?lica- OMMT) e s?lica nas propriedades da pasta de cimento classe G empregada na completa??o e abandono de po?os de petr?leo, em dois meios reacionais, CO2 supercr?tico ?mido e ?gua saturada com CO2, a alta press?o (15 MPa) e temperatura (90 ?C), durante 7, 21 e 56 dias. As t?cnicas de microscopia eletr?nica de varredura por emiss?o de campo (FEG/MEV), difra??o de raios X (DRX), microdureza Vickers e resist?ncia ? compress?o foram utilizadas para avaliar o efeito da degrada??o na estrutura e propriedades mec?nicas da pasta de cimento. De modo geral, a inclus?o de nanopart?culas promoveu um aumento da camada alterada quimicamente, com exce??o da adi??o de 0,5% de OMMT, o que ? um indicativo de que h? um teor adequado de nanopart?culas que pode aumentar a resist?ncia ? degrada??o qu?mica em presen?a de CO2. Contudo, de um modo geral, observou-se uma melhora nas propriedades mec?nicas com a adi??o de nanopart?culas, se comparado com a pasta de cimento padr?o. Dentre os tipos e teores de nanopart?culas testados, os melhores resultados em termos de densidade da pasta endurecida e resist?ncia ? degrada??o por CO2 foram obtidos para o teor de 0,5% de OMMT.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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