近日，中科院武汉岩土力学研究所（以下简称武汉岩土所）团队利用超临界二氧化碳（CO2）对纳米黏土材料进行改性处理，提高了井筒水泥石耐久性。相关研究发表于《结构与建筑材料》。
CO2捕集、利用与封存技术是现行最有效的CO2减排技术之一。CO2注入井、监测井等井筒的固井水泥在CO2腐蚀作用下的耐久性是保障CO2长期有效封存的关键。因此，开发CO2注入和监测井用水泥抗腐蚀剂、评价井筒水泥抗CO2腐蚀剂性能、阐明抗CO2腐蚀作用机理，可有效提高井筒水泥耐久性，保障CO2注入井和监测井长期、稳定运行。
针对上述需求，武汉岩土所CO2地质封存组研究团队利用超临界CO2对纳米黏土材料进行改性处理，通过透射电镜与选区电子衍射分析，获得了改性纳米黏土的微观结构与纳米晶体物相；利用高温高压反应釜模拟高浓度CO2腐蚀环境，对添加改性纳米黏土材料的井筒水泥石和对照组腐蚀过程进行了研究，并基于微米CT表征手段，提出了CT切片特征分析算法，对改性纳米黏土提升井筒水泥石耐CO2腐蚀的性能进行了评价。
研究结果表明，由于超临界改性纳米黏土材料的加入，井筒水泥石在长期CO2腐蚀后其大孔隙的扩展和水泥基质的流失被控制；改性纳米黏土阻碍了CO2向水泥石内部的侵入，并对溶解区域具有一定的修复作用，使得井筒水泥石耐久性得以提高。
研究人员表示，为进一步提高CO2利用效率、拓展其利用途径，可利用超临界CO2的独特性质，进行新型超临界CO2改性材料开发，为高附加值、多元化利用CO2提供新思路。（见习记者荆淮侨）
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125744
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