بررسی امکان سنجی استفاده از بریده های حفاری در ساخت بتن آسفالتی

عملیات حفاری چاه های نفت و گاز سبب تولید مقادیر قابل توجهی مواد زائد خطرناک در سراسر دنیا شده است. ترکیب سیال حفاری با قطعات کوچکی که در حین عملیات حفاری توسط مته کنده شده یا به صورت پودر در می آید را بریده های حفاری می گویند. بریده های حفاری موادی غیر همگن، خطرناک و زائداتی شبیه به خاک هستند. از آلاینده های موجود در بریده های حفاری می توان هیدروکربن های نفتی و برخی فلزات سنگین را نام برد که موجب آلودگی آب، هوا و خاک منطقه می شود. گازوئیل موجود در سیال پایه روغنی به دلیل وجود آروماتیک ها که نسبتاً در آب حل می گردد، جزء مواد سمی تلقی می شود. در ایران، بریده های حفاری پس از افزودن مقداری سیمان و سیلیکات سدیم و مخلوط کردن، در زمین دفن می شوند. علاوه بر هزینه هایی که این روش در بر دارد، با دفن مواد زائد در زمین، امکان آلودگی آب های زیرزمینی به خصوص در مناطقی که سطح آب های زیر زمینی بالاست (مانند شهر اهواز در استان خوزستان) وجود دارد. در این پروژه، بریده های حفاری به صورت اولیه مورد استفاده قرار گرفتند (بدون اعمال تغییر و هزینه اضافی). هدف از این مقاله، کاهش آلودگی های زیست محیطی و تعیین اثرات استفاده از بریده های حفاری بر خواص مکانیکی (تراکم و کشش) و شیمیایی (تثبیت آلاینده ها) بتن آسفالتی است. بریده های حفاری از چاه شماره 54 اهواز نمونه گیری شد و آزمایشات فیزیکی و شیمیایی بر روی آن انجام گردید. در این تحقیق، برای ساخت بتن آسفالتی از سه روش برای ترکیب سنگدانه، قیر و بریده های حفاری استفاده شد و در هر روش، بریده های حفاری به ترتیب جایگزین مصالح عبوری از الک شماره 200، مصالح مانده روی الک شماره 200 و مصالح مانده روی الک شماره 50 گردید تا مقدار بهینه استفاده از بریده های حفاری در هر یک از روش ها تعیین گردد. خواص مکانیکی نمونه های بتن آسفالتی با تعیین پارامترهای آزمایشات استقامت مارشال، روانی مارشال و کشش غیر مستقیم مطابق با آیین نامه astm انجام شد و با نمونه کنترلی مورد مقایسه قرار گرفت. برای بررسی خواص شیمیایی نمونه های بتن آسفالتی و تاثیر بارندگی و بالا آمدن سطح آب، این نمونه ها به مدت 24 ساعت در آب قرار داده شد و خروج گازوئیل به عنوان ماده مخرب و سمی از نمونه ها با آزمایش کروماتوگرافی گازی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات استقامت مارشال، روانی مارشال و کشش غیر مستقیم و کروماتوگرافی گازی نشان می دهند که امکان استفاده از بریده های حفاری با درصدهای مشخصی در بتن آسفالتی وجود دارد که این مقدار برای مصالح عبوری از الک شماره ی 200 برابر 60% آن و برای مصالح مانده روی الک شماره ی 200 برابر 40% آن می باشد. در نهایت این آزمایشات نتایج ارزشمندی را بر رفتار واقعی ترکیبات ارائه داده که در آزمایشات دیگری ارائه نشده است.