利用油基岩屑制备水泥路面基层的力学性能及重金属浸出特性研究

摘要：

油基岩屑是石油开采时产生的危险废物,随着我国石油勘探开发能力的不断提升,因油基岩屑造成的环境污染和资源浪费问题已不容忽视.资源化利用油基岩屑将对油气行业环境保护和可持续发展起到重要促进作用.为探明利用油基岩屑制备水泥道路结构的可行性,制作11种不同配合比的水泥路面基层试件,通过无侧限抗压、劈裂抗拉以及抗压回弹试验,探寻符合相关力学性能要求且岩屑掺加量最大的试件,随即对其开展浸出试验以研究重金属浸出规律,并通过浸出动力学模型拟合重金属长期浸出量.结果表明:①随着油基岩屑掺加量的提升,水泥路面基层试件的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗压回弹模量同时呈下降趋势.当岩屑掺加量为12％时,试件相关力学指标满足《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20—2015)和四川省农村公路基层材料设计参数要求,此时岩屑掺加量达到最大.②Ba、Mn、Pb、Zn为油基岩屑中的特征污染物.Ba、Mn、Pb累积浸出量的变化趋势较为一致,在第64天时基本达到浸出平衡;而Zn的累积浸出量在第64天时仍持续增长.4种重金属在全浸出阶段的浸出行为都受到扩散控制影响.③Ba和Pb的浸出规律符合Elovich方程,而二阶动力学方程更适用于描述试件中Mn的浸出特性.若长期使用利用油基岩屑制备的水泥路面基层,应更加关注Mn的浸出风险.研究显示,油基岩屑可以替代部分天然矿石制备水泥路面基层,建议进一步拓展其资源化利用场景,以期为岩屑资源化利用技术的发展提供支撑.

关键词：油基岩屑、水泥路面基层、累积浸出量、浸出行为、浸出模型

所属期刊栏目：36

分类号：X741(石油、天然气工业废物处理与综合利用)

资助基金：国家重点研发计划No.2018YFC1900100

在线出版日期：2023-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：805-813