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Título: Ataque corrosivo ao cimento Portland petrolífero classe G: estudos sobre os efeitos da carbonatação
Autor(es): Costa, Bruno Leonardo de Sena
Palavras-chave: Carbonatação;Cimento petrolífero;Propriedades físicas;Hidratação do cimento;CO2-supercrítico;CO2-saturado
Data do documento: 15-Jan-2018
Referência: COSTA, Bruno Leonardo de Sena. Ataque corrosivo ao cimento Portland petrolífero classe G: estudos sobre os efeitos da carbonatação. 2018. 100f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Abstract: In this study the phenomenon of Portland cement carbonation is investigated by different approaches, but converging towards the same objective: to deepen the knowledge of the processes and the effects in the cement matrix. The phenomenon occurs through chemical reactions between carbonic acid, formed by the reaction of CO2 with water, and some hydrated products of cement. In subsurface due to the increase of temperature and pressure the medium becomes more damaging, being therefore, in the area of oil and gas, mainly cementing, has a great interest by this problematic. In view of the above, in this study three articles were developed and published entitled: [Article I] Effects of carbon dioxide in Portland cement: a relation between static sedimentation and carbonation, [Article II] Carbonation in oil well Portland cement: Influence of hydration time prior to contact with CO2 and [Article III] Study of carbonation in a class G Portland cement matrix at supercritical and saturated environments. In the first study, a model was proposed for sedimentation and carbonation behavior in an unstable slurry, the static sedimentation based on fluid mechanics. In another study, three slurries of the same formulation were investigated, but were cured for periods of 8 hours, 7 days and 28 days before CO2 contact. The results showed distinct processes, but with similar carbonation effects at the end. In addition, in one last study samples were exposed at the same time in supercritical and saturated CO2. The analyzes showed significantly different results, where the samples exposed to the saturated medium suffered a 35% higher attack. This work presents studies that seek to promote a greater understanding of phenomenology and give subsidies for the development of technologies that combat carbonation.
Resumo: Neste trabalho o fenômeno da carbonatação do cimento Portland é investigado por diferentes abordagens, porém convergindo para o mesmo objetivo: aprofundar o conhecimento dos processos e os efeitos do CO2 na matriz cimentícia. Esse fenômeno ocorre através de reações químicas entre o ácido carbônico, formado pela reação do CO2 com a água, e alguns produtos hidratados do cimento. Em subsuperfície, devido ao incremento de temperatura e pressão o meio se torna mais danoso, sendo assim, na área de petróleo e gás, principalmente a cimentação, tem um grande interesse por esta problemática. Frente ao exposto, neste trabalho foram desenvolvidos e publicados três artigos intitulados: [Artigo I] Efeitos do dióxido de carbono no cimento Portland: uma relação entre a sedimentação estática e a carbonatação, [Artigo II] Carbonatação em cimento Portland para poços de petróleo: influência do tempo de hidratação antes do contato com o CO2 e [Artigo III] Estudo sobre a carbonatação em uma matriz de cimento Portland classe G em ambientes supercrítico e saturado. No primeiro estudo foi proposto um modelo para o comportamento da sedimentação e da carbonatação ocorrido em uma pasta instável, onde a sedimentação estática baseia-se na mecânica dos fluidos. No segundo estudo foram investigadas três pastas com a mesma formulação, porém curadas durante períodos de tempos de 8 horas, 7 dias e 28 dias antes do contato com o CO2. Os resultados mostraram processos distintos, mas com efeitos similares de carbonatação ao final. E no último estudo as amostras foram expostas ao mesmo tempo em CO2 supercrítico e saturado. As análises mostraram resultados significativamente distintos, onde as amostras expostas ao meio saturado sofreram um ataque 35% superior àquelas submetidas ao CO2 supercrítico. Este trabalho apresenta estudos que buscam promover uma maior compreensão da fenomenologia da ação do CO2 e ao mesmo tempo dar subsídios para o desenvolvimento de tecnologias que combatam a carbonatação.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24787
Aparece nas coleções:PPGCEM - Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais

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