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Previous issue date: 2012-03-28 / The issue of greenhouse gases particularly the emission of carbon dioxide into the atmosphere, has concerned the world opinion about climate changing. Therefore new technologies to diminish these gases have been developed in order to restrain global warming. Geologic carbon sequestration is been appointed as one effective way to achieve this goal for a short period of time. However, researches show that when injecting carbon dioxide into sedimentary geological formations, deep saline aquifers, coal seams and depleted or abandoned fields of oil exploration the environment becomes more aggressive and the material used in oil well construction is subjected to successive chemical attacks, which may compromise its integrity, allowing gas leakage and occasional contamination. It has been observed that class G cement paste may suffer some degradation in a shorter period of time than expected oil well service life due to a chemical attack in presence of CO2. The cement paste plays an important role in isolating other well components from the production areas. Thence, admixtures, which modify cement compound properties, may be used in order to increase the slurry performance. The purpose of this paper is to determine the changes caused by adding these substances into properties of cement paste, both fresh and hardened. Also, it is necessary to study the influence of water reducing anti-foam and silica fume admixtures on the resistance to carbonation in cement pastes whether they are used individually whether together. Different amount of admixtures pastes have been subjected to carbonation tests in acid environment in two degradation environments wet superficial CO2 and water saturated with CO2 at temperature and pressure conditions of 70? C and 15MPa respectively during a 7 day time period. Differential thermal analysis (TGA) and the use of optical microscopy scanning electron (SEM) were used to determine the matrix changes of cement paste induced by the incorporation of admixtures. Changes in the strength were also evaluated. Results showed that all mechanical properties were improved with the use of admixtures tested, while the resistance to carbonation showed positive results in low w/c pastes, anti-foam and all the admixtures together. However, silica fume incorporation, individually and water reducing admixture provided a decrease of resistance to degradation in CO2 presence. / As mudan?as clim?ticas t?m gerado preocupa??o mundial a respeito da emiss?o de gases de efeito estufa, em especial a libera??o de g?s carb?nico na atmosfera. Assim, vem-se desenvolvendo tecnologias que visam ? mitiga??o desses gases, para conter o aquecimento global. O sequestro geol?gico de carbono tem sido apontado como uma das formas mais importantes para se alcan?ar este objetivo. Entretanto, pesquisas demonstram que ao se injetar o g?s carb?nico em forma??es rochosas sedimentares, aqu?feros salinos, jazidas de carv?o e campos de explora??o de petr?leo maduros ou abandonados, o meio se torna mais agressivo e os materiais empregados na constru??o dos po?os est?o sujeitos a ataques ?cidos que podem comprometer sua integridade, possibilitando o vazamento deste g?s e ocasionais contamina??es. Observa-se que a bainha de cimento classe G, importante para isolar os demais componentes do po?o e as zonas de produ??o, pode degradar-se em um per?odo de tempo muito menor do que a vida ?til projetada para o po?o devido ao ataque ?cido em presen?a de CO2. Para aumentar o desempenho da pasta, podem ser empregadas subst?ncias, normalmente chamadas de aditivos, que modificam as propriedades do comp?sito ciment?cio. O objetivo deste trabalho ? estudar a influ?ncia dos aditivos redutor de ?gua, desincorporador de ar e s?lica ativa na resist?ncia ao ataque ?cido nas pastas de cimento, empregados individualmente e em conjunto. Pastas com diferentes teores de aditivos foram submetidas a ensaios de carbonata??o em meio ?cido, em dois meios de degrada??o, CO2 supercr?tico ?mido e ?gua saturada com CO2, nas condi??es de temperatura e press?o de 70?C e 15 MPa, respectivamente, durante o per?odo de 7 dias. Para determinar o efeito da utiliza??o dos aditivos, sobre a composi??o da matriz ciment?cea, foram empregados an?lise termogravim?trica (TGA), al?m do emprego de microscopia ?ptica e eletr?nica de varredura (MEV), para an?lises microestruturais. Tamb?m foram avaliadas as altera??es na resist?ncia ? compress?o. Resultados mostram que todas as propriedades mec?nicas s?o melhoradas com o emprego dos aditivos testados, enquanto a resist?ncia ao ataque qu?mico em presen?a de CO2 apresenta resultados positivos em pastas aditivadas com redutor de ?gua e desincorporador de ar e com o emprego de todos em conjunto. Entretanto, a incorpora??o de s?lica, individualmente, proporciona redu??o na resist?ncia ? degrada??o em presen?a de CO2.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/3202 |
| Date | 28 March 2012 |
| Creators | Hastenpflug, Daniel |
| Contributors | Costa, Eleani Maria da |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia e Tecnologia de Materiais, PUCRS, BR, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -7432719344215120122, 500, 600, -655770572761439785 |
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