Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ledesma, Roger Braun
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
Texto Completo: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/8027
Resumo: Developing technologies for the capture and geological storage of CO2 has been a constant challenge of the scientific community in the search for solutions that can reduce the environmental impacts caused by the release of this gas into the atmosphere. However, its storage in depleted oil wells has been shown to be a very important point, since the materials applied in wells can suffer degradation in the presence of CO2 in the supercritical state and at high pressures. The objective of this work is to evaluate the performance of the class G cement paste used in cementation of wellbore under conditions of geological carbon storage with replacement of part of the cement by pozoanic materials such as fly ash from the fossil fuel burning of the Candiota Thermoelectric Plant, and synthetic zeolites (4A-1 e 4A-2). The contents of the pozalanas used in substitution of the cement were 5% and 10% in weight. The medium in which samples were submitted for degradation tests was CO2 saturated water at 15 MPa pressure and 90 °C for 7 and 14 days. Scanning Electron Microscopy (SEM), XRay Diffraction (XRD) and compressive strength tests were the characterization techniques used in this work. The results showed that the use of fly ash increased the compressive strength of the samples after 14 days, mainly for higher percentage of cement replacement by this material (10%), but its chemical degraded layer increased. In case of zeolites 4A-1 use, a lower compressive strength was observed compared to the standard paste, but the degraded layer was reduced. When zeolites 4A-2 were used significant loss of compressive strength was observed from 7 to 14 days, mainly for the proportion of the mixture of 10% and its degraded layer also reduced.
id P_RS_f5c6bd64ba1081ef02037facaab35351
oai_identifier_str oai:tede2.pucrs.br:tede/8027
network_acronym_str P_RS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
repository_id_str
spelling Costa, Eleani Maria dahttp://lattes.cnpq.br/8984247070352397Pires, Marçal José Rodrigueshttp://lattes.cnpq.br/2495957476572303http://lattes.cnpq.br/3775189423054543Ledesma, Roger Braun2018-05-14T11:48:12Z2018-01-15http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/8027Developing technologies for the capture and geological storage of CO2 has been a constant challenge of the scientific community in the search for solutions that can reduce the environmental impacts caused by the release of this gas into the atmosphere. However, its storage in depleted oil wells has been shown to be a very important point, since the materials applied in wells can suffer degradation in the presence of CO2 in the supercritical state and at high pressures. The objective of this work is to evaluate the performance of the class G cement paste used in cementation of wellbore under conditions of geological carbon storage with replacement of part of the cement by pozoanic materials such as fly ash from the fossil fuel burning of the Candiota Thermoelectric Plant, and synthetic zeolites (4A-1 e 4A-2). The contents of the pozalanas used in substitution of the cement were 5% and 10% in weight. The medium in which samples were submitted for degradation tests was CO2 saturated water at 15 MPa pressure and 90 °C for 7 and 14 days. Scanning Electron Microscopy (SEM), XRay Diffraction (XRD) and compressive strength tests were the characterization techniques used in this work. The results showed that the use of fly ash increased the compressive strength of the samples after 14 days, mainly for higher percentage of cement replacement by this material (10%), but its chemical degraded layer increased. In case of zeolites 4A-1 use, a lower compressive strength was observed compared to the standard paste, but the degraded layer was reduced. When zeolites 4A-2 were used significant loss of compressive strength was observed from 7 to 14 days, mainly for the proportion of the mixture of 10% and its degraded layer also reduced.Desenvolver tecnologias para a captura e armazenamento geológico de CO2 tem sido um desafio constante da comunidade científica na busca de soluções que possam reduzir os impactos ambientais provocados pela liberação desde gás na atmosfera. Porém, seu armazenamento em poços depletados de petróleo tem se mostrado o ponto mais desafiador, pois os materiais aplicados nestes poços podem sofrer degradação na presença de CO2 em estado supercrítico e em altas pressões. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho da pasta de cimento classe G, utilizada na cimentação e tamponamento dos poços, em condições de armazenamento geológico de carbono com substituição de parte do cimento por materiais pozolânicos. O material utilizado foi as cinzas volantes, oriundas da queima de carvão mineral da Usina Termoelétrica de Candiota, e zeólitas 4A comerciais sintéticas (4A-1 e 4A-2). Os teores utilizados das pozalanas em substituição ao cimento foram 5% e 10% em massa. O meio em que foram submetidas as amostras foi de água saturada com CO2 a 15 MPa de pressão a 90° C por 7 e 14 dias. A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), a Difração de Raios X (DRX) e o teste de resistência à compressão foram as técnicas de caracterização utilizadas neste trabalho. Os resultados obtidos mostram que o uso de cinzas volantes aumentou aos 14 dias a resistência à compressão das amostras, principalmente para maior a porcentagem de substituição do cimento por este material (10%), porém a camada alterada quimicamente aumentou. Quando utilizadas as zeólitas 4A-1, notou-se uma menor resistência à compressão que a pasta padrão, mas a camada degradada reduziu. No caso das zeólitas 4A-2, foi constatada a perda significativa de resistência à compressão dos 7 para 14 dias, principalmente para a amostra contendo 10% dessa zeolita, sendo que a camada alterada quimicamente também reduziu.Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-05-03T11:34:42Z No. of bitstreams: 1 dissertação Roger versão biblioteca.pdf: 9741593 bytes, checksum: 510807346e33704b6f1650648b1f1b19 (MD5)Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-05-14T11:17:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertação Roger versão biblioteca.pdf: 9741593 bytes, checksum: 510807346e33704b6f1650648b1f1b19 (MD5)Made available in DSpace on 2018-05-14T11:48:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação Roger versão biblioteca.pdf: 9741593 bytes, checksum: 510807346e33704b6f1650648b1f1b19 (MD5) Previous issue date: 2018-01-15application/pdfhttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/171947/disserta%c3%a7%c3%a3o%20Roger%20vers%c3%a3o%20biblioteca.pdf.jpghttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/171976/DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.jpgporPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de MateriaisPUCRSBrasilEscola PolitécnicaCO2 SupercríticoCimento Classe GDegradação do CimentoCinzas VolantesZeólitas 4AArmazenamento Geológico de CO2Supercritical CO2Cement Class GCement DegradationFly AshZeolites 4AGeological Storage of CO2ENGENHARIASCinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbonoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTrabalho não apresenta restrição para publicação-74327193442151201225005004518971056484826825info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RSORIGINALDIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdfDIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdfapplication/pdf10130431http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/5/DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdfe5c851f3909937921e2c329eb8058fe8MD55THUMBNAILdissertação Roger versão biblioteca.pdf.jpgdissertação Roger versão biblioteca.pdf.jpgimage/jpeg6400http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/4/disserta%C3%A7%C3%A3o+Roger+vers%C3%A3o+biblioteca.pdf.jpge81534da87f60a1d0800adc64ce9a608MD54DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.jpgDIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.jpgimage/jpeg6389http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/7/DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.jpgd8f96c20083babf331e9b8e944f18a42MD57TEXTdissertação Roger versão biblioteca.pdf.txtdissertação Roger versão biblioteca.pdf.txttext/plain151334http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/3/disserta%C3%A7%C3%A3o+Roger+vers%C3%A3o+biblioteca.pdf.txtefaef8c49020b3a17a681e3a430bbd48MD53DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.txtDIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.txttext/plain151287http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/6/DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.txt1e5610118061e8f1b12a107d945bd31bMD56LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8610http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/1/license.txt5a9d6006225b368ef605ba16b4f6d1beMD51tede/80272018-05-14 20:00:59.243oai:tede2.pucrs.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2018-05-14T23:00:59Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false
dc.title.por.fl_str_mv Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono
title Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono
spellingShingle Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono
Ledesma, Roger Braun
CO2 Supercrítico
Cimento Classe G
Degradação do Cimento
Cinzas Volantes
Zeólitas 4A
Armazenamento Geológico de CO2
Supercritical CO2
Cement Class G
Cement Degradation
Fly Ash
Zeolites 4A
Geological Storage of CO2
ENGENHARIAS
title_short Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono
title_full Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono
title_fullStr Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono
title_full_unstemmed Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono
title_sort Cinzas volantes e zeólitas sintéticas na composição da pasta de cimento classe G e degradação por CO2 em condições de armazenamento geológico de carbono
author Ledesma, Roger Braun
author_facet Ledesma, Roger Braun
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Costa, Eleani Maria da
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8984247070352397
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Pires, Marçal José Rodrigues
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2495957476572303
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3775189423054543
dc.contributor.author.fl_str_mv Ledesma, Roger Braun
contributor_str_mv Costa, Eleani Maria da
Pires, Marçal José Rodrigues
dc.subject.por.fl_str_mv CO2 Supercrítico
Cimento Classe G
Degradação do Cimento
Cinzas Volantes
Zeólitas 4A
Armazenamento Geológico de CO2
topic CO2 Supercrítico
Cimento Classe G
Degradação do Cimento
Cinzas Volantes
Zeólitas 4A
Armazenamento Geológico de CO2
Supercritical CO2
Cement Class G
Cement Degradation
Fly Ash
Zeolites 4A
Geological Storage of CO2
ENGENHARIAS
dc.subject.eng.fl_str_mv Supercritical CO2
Cement Class G
Cement Degradation
Fly Ash
Zeolites 4A
Geological Storage of CO2
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS
description Developing technologies for the capture and geological storage of CO2 has been a constant challenge of the scientific community in the search for solutions that can reduce the environmental impacts caused by the release of this gas into the atmosphere. However, its storage in depleted oil wells has been shown to be a very important point, since the materials applied in wells can suffer degradation in the presence of CO2 in the supercritical state and at high pressures. The objective of this work is to evaluate the performance of the class G cement paste used in cementation of wellbore under conditions of geological carbon storage with replacement of part of the cement by pozoanic materials such as fly ash from the fossil fuel burning of the Candiota Thermoelectric Plant, and synthetic zeolites (4A-1 e 4A-2). The contents of the pozalanas used in substitution of the cement were 5% and 10% in weight. The medium in which samples were submitted for degradation tests was CO2 saturated water at 15 MPa pressure and 90 °C for 7 and 14 days. Scanning Electron Microscopy (SEM), XRay Diffraction (XRD) and compressive strength tests were the characterization techniques used in this work. The results showed that the use of fly ash increased the compressive strength of the samples after 14 days, mainly for higher percentage of cement replacement by this material (10%), but its chemical degraded layer increased. In case of zeolites 4A-1 use, a lower compressive strength was observed compared to the standard paste, but the degraded layer was reduced. When zeolites 4A-2 were used significant loss of compressive strength was observed from 7 to 14 days, mainly for the proportion of the mixture of 10% and its degraded layer also reduced.
publishDate 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-05-14T11:48:12Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2018-01-15
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/8027
url http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/8027
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.program.fl_str_mv -7432719344215120122
dc.relation.confidence.fl_str_mv 500
500
dc.relation.cnpq.fl_str_mv 4518971056484826825
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
dc.publisher.initials.fl_str_mv PUCRS
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Escola Politécnica
publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron:PUC_RS
instname_str Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron_str PUC_RS
institution PUC_RS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
bitstream.url.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/5/DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/4/disserta%C3%A7%C3%A3o+Roger+vers%C3%A3o+biblioteca.pdf.jpg
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/7/DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.jpg
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/3/disserta%C3%A7%C3%A3o+Roger+vers%C3%A3o+biblioteca.pdf.txt
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/6/DIS_ROGER_BRAUN_LEDESMA_COMPLETO.pdf.txt
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/8027/1/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv e5c851f3909937921e2c329eb8058fe8
e81534da87f60a1d0800adc64ce9a608
d8f96c20083babf331e9b8e944f18a42
efaef8c49020b3a17a681e3a430bbd48
1e5610118061e8f1b12a107d945bd31b
5a9d6006225b368ef605ba16b4f6d1be
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
repository.mail.fl_str_mv biblioteca.central@pucrs.br||
_version_ 1799765332795064320