張玉林 董知恩 胥 鈞 康紅榮

（西南科技大學(xué)城市學(xué)院，四川 綿陽(yáng)621000）

0 引言

隨著頁(yè)巖油氣資源的大規(guī)模開(kāi)采，油基巖屑量也在增加，油氣生產(chǎn)帶來(lái)了大量的環(huán)境污染問(wèn)題，我國(guó)當(dāng)前的工作重點(diǎn)為對(duì)油基巖屑的環(huán)保處理。油基的處理物為一種有害廢物，工業(yè)生產(chǎn)中如果不進(jìn)行處理而直接排出油基巖屑，將導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，更會(huì)產(chǎn)生一系列的生態(tài)破壞問(wèn)題。目前關(guān)于油基巖屑處理方法，大部分加工方法成本較高，相應(yīng)加大了工業(yè)的生產(chǎn)成本，實(shí)用性不強(qiáng)。因此本文在考慮上述問(wèn)題的基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)形式分析粉煤灰摻量對(duì)油基巖屑和混凝土力學(xué)性能的影響，探索油基巖屑的處理途徑。

1 試驗(yàn)材料

1.水泥，水泥作為無(wú)機(jī)膠凝材料主要作用是作為膠粘劑，將各類材料凝結(jié)為一個(gè)整體。水泥品種不同，其對(duì)應(yīng)混凝土性能也有一定差異，如抗凍性、抗?jié)B性等。故本次試驗(yàn)過(guò)程中采用同一生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥，要求同一強(qiáng)度且同一生產(chǎn)批次。

2.骨料，混凝土骨料分為粗骨料和細(xì)骨料。本次試驗(yàn)中細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)符合要求的中砂；粗骨料采用合理粒徑的卵石，都嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)及含泥量。試驗(yàn)過(guò)程中要求按照標(biāo)準(zhǔn)要求的步驟測(cè)量骨料中的含水率，合理調(diào)整混凝土配合比，準(zhǔn)確計(jì)算骨料用量。

3.水，本試驗(yàn)采用普通自來(lái)水，PH=7，符合相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范要求。

4.油基巖屑，本試驗(yàn)采取經(jīng)過(guò)LRET預(yù)處理技術(shù)的油基巖屑。

5.粉煤灰，在本次測(cè)試中，粉煤灰作為改性劑使用。常規(guī)混凝土中添加粉煤灰作用是可以節(jié)省水泥量，改善混凝土和易性，改善可泵送性，減少蠕變，減少水泥水化過(guò)程中的水化熱等。故本次試驗(yàn)中摻入粉煤灰進(jìn)行研究油基巖屑混凝土力學(xué)性能有何影響，為了減少干擾，本項(xiàng)試驗(yàn)采用同一品種、同一批次的粉煤灰。

2 試驗(yàn)內(nèi)容

油基巖屑替換細(xì)骨料比例不同、粉煤灰摻入了量不同，混凝土的力學(xué)性能都會(huì)呈現(xiàn)不同的力學(xué)性能。本試驗(yàn)研究了兩種不同替代率的油基巖屑混凝土，與3種不同摻入比例的粉煤灰混合后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，總計(jì)制備了90個(gè)試樣，所有試樣均符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。第1組油基巖屑替代細(xì)骨料含量為30%，小計(jì)45個(gè)試件，粉煤灰替代水泥量分別為：2%、5%、7%，為3個(gè)小組，各小組試件均為15個(gè)。第2組油基巖屑替代細(xì)骨料含量為40%，其他要求同第1組。通過(guò)研究這90個(gè)測(cè)試試件，以確定相關(guān)的試驗(yàn)性能。同時(shí)基于以下幾個(gè)方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究：

1.為了有效、全面、經(jīng)濟(jì)及安全地使用油基巖屑，其先決任務(wù)是要詳細(xì)的，并以標(biāo)準(zhǔn)的方式去了解油基巖屑的各項(xiàng)指標(biāo)。這是本次試驗(yàn)中不可或缺的組成部分，目的是清楚地了解油基巖屑無(wú)害處理的工藝和方法、普通混凝土的主要成分、質(zhì)量缺陷表現(xiàn)和相關(guān)性能的變化，在此基礎(chǔ)上就可以合理地組織相關(guān)的試驗(yàn)方案和試驗(yàn)過(guò)程，以最有效地方法利用油基巖屑。

2.在測(cè)試前，查閱相關(guān)文件和材料，并進(jìn)行所有準(zhǔn)備工作，例如：了解相關(guān)原材料的性能，熟悉試驗(yàn)儀器和準(zhǔn)備工作期間可能發(fā)生的意外情況，同時(shí)保證準(zhǔn)備工作的標(biāo)準(zhǔn)化操作，預(yù)先測(cè)試針對(duì)意外情況的預(yù)處理措施，在完全熟悉試驗(yàn)過(guò)程的基礎(chǔ)上，提前進(jìn)行相關(guān)緊急措施的制定，然后制定測(cè)試計(jì)劃。測(cè)試的主要內(nèi)容為油基巖屑、水泥、粗骨料、細(xì)骨料，水，粉煤灰等的物性指標(biāo)。在測(cè)試過(guò)程中，油基巖屑代替細(xì)骨料的油基巖屑的比例分別為水泥混凝土試件水泥摻入量的10%，20%，30%和40%。分別與基準(zhǔn)組的力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比，探討它們與普通混凝土試件的混合結(jié)果。

3.以混合了4個(gè)比例的油基巖屑的混凝土試樣為基準(zhǔn)，分析相關(guān)性能變化，研究相關(guān)變化趨勢(shì)、力學(xué)性能，查閱相關(guān)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)，并將此測(cè)試結(jié)合油基巖屑混凝土的強(qiáng)度要求，確定粉煤灰在該測(cè)試中改性劑的作用，并且使用粉煤灰替代部分水泥，替代率分別為2%、5%和7%，然后進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)記錄。

4.收集和分類相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較每個(gè)對(duì)照組試驗(yàn)強(qiáng)度變化的不同趨勢(shì)，比較和研究石油基巖屑的量與粉煤灰摻量的最有效關(guān)系。

5.通過(guò)試驗(yàn)比較和研究油基巖屑最佳摻入比例，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的試件進(jìn)行環(huán)境評(píng)估和測(cè)試，并對(duì)其成分，化學(xué)組成，礦物組成，腐蝕和毒性進(jìn)行測(cè)試。從試驗(yàn)中獲得的最佳比例，最終獲得的混凝土制品與油基巖屑混合后的無(wú)害處理方法，為有效利用油基巖屑處理方法提供實(shí)踐基礎(chǔ)。

3 試驗(yàn)結(jié)果

本文以經(jīng)過(guò)LRET預(yù)處理技術(shù)的油基巖屑為研究對(duì)象，其目的在于減少污染，環(huán)保利用為原則，將油基巖屑替代部分細(xì)骨料，通過(guò)摻入適當(dāng)比例粉煤灰，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，從而探索與石油相關(guān)的油基巖屑在混凝土相關(guān)項(xiàng)目中的使用，基于油基巖屑混凝土的開(kāi)發(fā)使用石油資源，因此這是解決環(huán)境問(wèn)題和降低工程生產(chǎn)總成本的有效方法。將油基巖屑混入水泥混凝土中進(jìn)行抗壓測(cè)試，彎曲測(cè)試和劈裂拉伸測(cè)試，以確定其可靠性，并結(jié)合一系列測(cè)試分析和結(jié)果比較研究：

1.油基巖屑混凝土摻入粉煤灰后，力學(xué)特性主要是不同齡期抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度都有下降的趨勢(shì)。試驗(yàn)中油基巖屑替代細(xì)骨料的合理?yè)饺肓繛?0%～40%左右，繼續(xù)加大替代比例進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)其相關(guān)力學(xué)性能不符合相關(guān)要求，不具有結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用價(jià)值。

2.對(duì)油基巖屑的試件摻入粉煤灰進(jìn)行改性試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)摻入替代量為2%左右時(shí)，對(duì)水泥混凝土試件的抗壓強(qiáng)度值是有促進(jìn)作用，但是其他力學(xué)性能出現(xiàn)下降，且繼續(xù)加大摻入比例，該類混凝土制品試驗(yàn)中的各類力學(xué)性能都出現(xiàn)降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

在本文中，通過(guò)對(duì)相關(guān)力學(xué)性能測(cè)試的研究，可以發(fā)現(xiàn)，摻入粉煤灰的油基巖屑的混凝土制品試樣的抗壓強(qiáng)度值與沒(méi)有摻入粉煤灰的油基巖屑的抗壓強(qiáng)度值不同。通過(guò)多組對(duì)比，得出試驗(yàn)結(jié)果：摻入粉煤灰的油基巖屑混凝土試件，其力學(xué)性能前后有較明顯的變化趨勢(shì)，抗壓強(qiáng)度值先是增加，后一直降低，而其他力學(xué)性能一直為降低。這是因?yàn)閾饺敕勖夯液螅诨炷羶?nèi)部產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的結(jié)果，其原因主要為樣品中水泥的水化反應(yīng)增速放緩，水泥石的生成過(guò)程變得困難。比較測(cè)試組時(shí)，可以初步分析出粉煤灰摻量的合適比例，該比例為水泥含量的2%左右。

通過(guò)以上試驗(yàn)可以得到：為了更多的對(duì)油基巖屑進(jìn)行處理，降低油基巖屑對(duì)環(huán)境的影響，減少生態(tài)破壞，把油基巖屑摻入到混凝土中，在油基巖屑摻入量為30%-40%時(shí),再加入粉煤灰，其合理?yè)饺肓繛樗嘤昧康?%左右，這樣可以更多的對(duì)油基巖屑這一頁(yè)巖油氣開(kāi)采的“副產(chǎn)品”進(jìn)行處理，以便最大程度地利用油基巖屑這一“資源”。但前提是相關(guān)的工程構(gòu)造中構(gòu)件或結(jié)構(gòu)對(duì)抗壓強(qiáng)度值有更高的要求，對(duì)其他的力學(xué)性能值能沒(méi)有太高的要求。