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Caratteristiche geotecniche di miscele sovrasature limo-cemento-bentonite

Meriggi Roberto Del Fabbro Marco
Articolo Immagine
ISSN:
0557-1405
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2014
Numero:
2
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N. 2/2014

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L’articolo riporta i risultati sperimentali di una ricerca volta a studiare il comportamento tensio-deformativo e idraulico di miscele auto-indurenti, con elevato contenuto d’acqua iniziale, ottenute mescolando i limi prodotti come scarto dagli impianti di lavaggio delle ghiaie con cemento e bentonite. È noto che l’impiego del cemento additivato al terreno conferisce alla miscela una resistenza elevata, ma un comportamento meccanico fragile, mentre l’impiego della bentonite, usata prevalentemente per ridurre la permeabilità, ne riduce la resistenza e ne aumenta la compressibilità. Poiché la contemporanea presenza di entrambi gli additivi non si traduce nella semplice sovrapposizione dei loro singoli effetti, lo scopo dell’indagine sperimentale è quello di individuare il comportamento risultante di miscele in cui sono presenti ambedue gli additivi, in percentuali modeste e diverse, e studiare l’influenza del tempo di invecchiamento e della pressione di confinamento sulle loro caratteristiche geotecniche. Nell’articolo si riportano i valori delle proprietà indici delle diverse miscele preparate e i loro valori di resistenza, permeabilità, compressibilità in funzione del tempo di maturazione. Per le miscele più ricche in cemento, tempi più lunghi di invecchiamento consentono il completo sviluppo dei fenomeni di cementazione e quindi il lento miglioramento delle caratteristiche di resistenza meccanica, permeabilità e compressibilità. L’idratazione della bentonite nelle miscele in cui essa è presente in percentuale prevalente rispetto al cemento avviene in tempi relativamente brevi e conferisce alla miscela valori più bassi della permeabilità. La compressibilità edometrica delle miscele con prevalenza di cemento sulla bentonite è caratterizzata dallo sviluppo di valori soglia di pressione, pari a 50 kPa–60 kPa già dopo 28 giorni, oltre i quali non è sensibilmente diversa da quella delle miscele confezionate con prevalenza di bentonite che, al contrario, presentano compressibilità molto elevata per i livelli tensionali più modesti. L’articolo riporta inoltre alcune correlazioni che consentono di stimare le caratteristiche di resistenza, compressibilità e permeabilità delle diverse miscele auto-indurenti in funzione del tempo di invecchiamento, del rapporto fra le percentuali di additivi e del livello tensionale agente. Parole chiave: miscele artificiali, resistenza, permeabilità, compressibilità, prove di laboratorio, sistemi barriera.

Geotechnical properties of oversaturated silt-cement-bentonite mixtures 
The paper describes the results of an experimental research aimed at evaluating stress-strain and hydraulic behaviour of self-hardening mixtures with high initial water content. Artificial mixtures are obtained mixing silty material, produced by gravel washing system, with water, cement and bentonite. It is known that cement added to the soil gives to the mixtures high strength values; on the other hand, a brittle behaviour appears while the bentonite is generally used to reduce hydraulic conductivity but with the effect of decreasing shear strength and increasing compressibility. Because the simultaneous presence of both additives does not involve the simple superposition of their single effects, the purpose of this experimental research is to identify the resultant behaviour of mixtures, composed by both additives, in low and different percentages, and to study the influence of curing time and confining pressure on the geotechnical characteristics. The paper reports, for different curing times, the results of index properties, unconfined and undrained triaxial compression tests, compressibility and permeability tests performed on self-hardening mixtures with high initial water content. For mixtures richer in cement, longer curing times allow the full development of cementation phenomena and then the slow improvement of the strength, permeability and compressibility characteristics. The hydration of the bentonite in the mixtures in which it is present in a predominant percentage with respect to the cement, takes place in a relatively short time and gives the mixture the lower values of permeability. The oedometric compressibility of mixtures with prevalence of cement on bentonite is characterized by the development of threshold values, equal to 50 kPa-60 kPa already after 28 days, beyond which it is not significantly different from that of the mixtures prepared with prevalence of bentonite that, on the contrary, show very high compressibility for the lower stress levels. For the different self-hardening mixtures the paper also reports some correlations useful to estimate shear strength, compressibility and permeability characteristics versus curing times, percentage of additives ratio and stress levels. Keywords: artificial mixtures, strength, permeability, compressibility, laboratory testing, barrier systems.