Comportamento da pasta de cimento classe G com adição de nanoalumina para aplicação em armazenamento geológico de carbono

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Brune, Caroline
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Escola Politécnica; Brasil; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
• Palavras-chave em Português: Pasta de Cimento Classe G; Degradação por CO2; Nanoalumina; CCS; CO2 Degradation; Class G Cement Paste; ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/11685

Com a crescente preocupação global com as emissões de gases de efeito estufa, o armazenamento geológico de carbono em poços depletados de petróleo surge como uma estratégia para reduzir as emissões de CO2 na atmosfera. No entanto, a durabilidade dos materiais empregados nesses poços é um desafio devido à degradação ao longo do tempo. Neste contexto, este trabalho investiga o comportamento de pastas de cimento classe G para poços de petróleo com a adição de nanoalumina (n-Al2O3), em teores de 0,5; 1; 1,5 e 2% em massa, sob condições de armazenamento geológico de carbono (CCS) a 90 °C e 15 MPa nas idades de 21 dias e 90 dias. As amostras foram caracterizadas por resistência à compressão, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microtomografia de raios X, análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X (DRX) e ressonância magnética nuclear (RMN) em sólido de 29Si e 27Al. Os resultados demonstraram que a adição da nanopartícula influenciou a evolução da microestrutura e das propriedades mecânicas das pastas de cimento. A análise por MEV revelou uma microestrutura mais densa e menos porosa nas pastas com a adição da nanopartícula. A caracterização por DRX e FTIR indicou que a n-Al2O3 favoreceu a redução dos picos de CH e o aumento da formação do C-S-H. A resistência à compressão apresentou aumento de até 24,3% (2% de n-Al2O3) antes da exposição ao CO2 e de 8,1% (0,5% de n-Al2O3) após exposição em relação à referência. Os resultados de RMN 27Al indicaram que o alumínio é incorporado na cadeia do C-S-H. Além disso, os resultados de RMN 29Si após 90 dias, indicaram maior grau de hidratação e um aumento no comprimento médio da cadeia de C-S-H. De modo geral, a n-Al2O3, promove melhorias nas propriedades das pastas de cimento, tornando-as adequada para o armazenamento geológico de CO2.