Complementary Effects of Coal Fly Ash and Ash-Derived Zeolite on Oil Well Cement for Carbon Capture and Storage
CO2回収貯留のための石炭フライアッシュと灰由来ゼオライトの油井セメントへの相補的効果 (AI 翻訳)
Roger Braun Ledesma, Giovanni dos Santos Batista, Marçal Rodrigues Pires, Eleani Maria da Costa
🤖 gxceed AI 要約
日本語
本研究は、CCUS用途向け油井セメントにおける石炭フライアッシュ（CFA）とCFA由来ゼオライトの併用効果を調査。CO2飽和水中での水和挙動、微細構造、機械的特性を評価し、5Z10CFA配合が最も優れた性能を示した。産業副産物の循環利用とセメント耐久性向上を両立可能とする。
English
This study investigates the combined use of coal fly ash (CFA) and CFA-derived zeolite in oil well cement for CCS. Blends were tested under CO2-saturated conditions at 90°C and 15 MPa. The 5Z10CFA formulation showed improved reactivity, microstructure, and compressive strength, promoting circular use of industrial byproducts while enhancing well integrity.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
日本ではCCSの実証・事業化が進み、油井セメントの耐久性が課題。本成果は石炭灰の有効活用とCCS坑井の長期的な健全性向上に寄与し、国内の石炭火力発電所から排出されるフライアッシュの循環利用にも示唆を与える。
In the global GX context
Globally, CCUS deployment requires durable well cements to ensure long-term CO2 containment. This paper demonstrates that CFA and zeolite blends can maintain or improve cement performance under high-pressure CO2 conditions, supporting the use of industrial byproducts in carbon storage infrastructure.
👥 読者別の含意
🔬研究者:Provides experimental data on hybrid CFA/zeolite cement systems under CCS-relevant conditions, valuable for further material development.
🏢実務担当者:Indicates a promising cement formulation (5Z10CFA) for oil well construction in CO2 storage projects, using widely available industrial byproducts.
🏛政策担当者:Supports circular economy policies by showing that coal combustion residues can enhance CCS infrastructure durability.
📄 抄録（日本語訳）
高解像度画像ダウンロードMS PowerPointスライド 本研究は、二酸化炭素回収・貯留（CCS）用途に関連するCO₂リッチ条件下における、石炭フライアッシュ（CFA）およびCFA由来ゼオライトの混入が、油井セメントペーストの水和挙動、微細構造の進化、および力学性能に及ぼす影響を調査するものである。CFAおよびCFA由来ゼオライトは、単独またはハイブリッドブレンドとしてClass G油井セメントに混入され、90 °C・15 MPa・14日間のCO₂飽和水への曝露前後で評価された。調査対象の配合は、10 wt% CFA、10 wt%ゼオライトを含むセメントペーストと、2つの複合系（5Z10CFAおよび10Z5CFA）で構成され、これらを基準ペーストと比較した。固体NMR（²⁷Alおよび²⁹Si）、FTIR、TGA、およびXRD分析により、ポルトランダイトの消費、非晶質相含有量の増加、およびC–S–HとC–A–S–Hの形成促進を通じて、混和材のポゾラン活性が確認された。²⁹Si NMRの結果は、ブレンド系におけるC–S–Hの重合度と鎖長の増加を示した。²⁷Al NMRスペクトルは、ゲル構造に組み込まれた四面体配位Alの顕著な増加を示した。炭酸化抵抗性は全系で同等であり、一方、圧縮強度はCO₂曝露後も維持または向上し、特にCFA含有ブレンドで顕著であった。調査した配合のうち、5Z10CFAブレンドは、反応性、微細構造の緻密化、および力学性能の最も好ましい組み合わせを示した。これらの結果は、油井セメント系におけるCFAとCFA由来ゼオライトの併用が、CO₂リッチ環境での耐久性向上に有効である一方、産業副産物の循環利用を促進することを確認した。
AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。
📄 Abstract（原文）
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide This study investigates the effects of coal fly ash (CFA) and CFA-derived zeolite incorporation on the hydration behavior, microstructural evolution, and mechanical performance of oilwell cement pastes under CO 2 -rich conditions relevant to carbon capture and storage (CCS) applications. CFA and CFA-derived zeolite were incorporated into Class G oil well cement, either individually or as hybrid blends, and evaluated before and after exposure to CO 2 -saturated water at 90 °C and 15 MPa for 14 days. The investigated formulations comprised cement pastes with 10 wt % CFA, 10 wt % zeolite, and two combined systems (5Z10CFA and 10Z5CFA), which were compared with a reference paste. Solid-state NMR ( 27 Al and 29 Si), FTIR, TGA, and XRD analyses confirmed the pozzolanic activity of the supplementary cementitious materials through portlandite consumption, increased amorphous phase content, and enhanced C–S–H and C–A–S–H formation. The 29 Si NMR results revealed increased C–S–H polymerization and chain length in blended systems. The 27 Al NMR spectra showed a marked increase in tetrahedrally coordinated Al incorporated into the gel structure. Carbonation resistance was comparable across all systems, while compressive strength was maintained or improved after CO 2 exposure, especially in CFA-containing blends. Among the investigated formulations, the 5Z10CFA blend exhibited the most favorable combination of reactivity, microstructural refinement, and mechanical performance. The results confirmed that the combined use of CFA and CFA-derived zeolite in oil well cement systems is effective incontributing to enhanced durability in CO 2 -rich environments while promoting the circular use of industrial byproducts.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- openalex https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.6c02231first seen 2026-07-09 05:16:41
🔔 こうした論文の新着を逃したくない方は キーワードアラート に登録（無料・3キーワードまで）。
gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。