Καλώς ήλθατε

Συνδεθείτε ή εγγραφείτε ως Μέλη, προκειμένου να σχολιάσετε αναρτημένα άρθρα, slides κλπ ή/και να διατυπώσετε τις δικές σας απόψεις για οποιοδήποτε θέμα τεχνικού ενδιαφέροντος.

Κυριακή, 22 Μαίου 2022

Παρουσίαση εργαστηριακών ερευνών για την αδρανοποίηση διογκουμένων αργίλων με υδράσβεστο.

Δείτε επίσης:

Σταθεροποίηση αργιλικού εδάφους με υδράσβεστο για την βελτίωση οδικών επιχωμάτων - Μέρος 1

Προβλήματα λόγω των διογκουμένων αργιλικών εδαφών του Θηβαϊκού Πεδίου, στο τμήμα χ.θ. 70+000 - 90+000 της Εθνικής Οδού κατά την δεκαετία του 1990

ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗ ΑΡΓΙΛΙΚΟΥ Ε∆ΑΦΟΥΣ ΜΕ Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟ ΓΙΑ ΤΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ Ο∆ΙΚΩΝ ΕΠΙΧΩΜΑΤΩΝ ΜΕΡΟΣ 2o ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΕΡΕΥΝΑ Α∆ΡΑΝΟΠΟΙΗΣΗΣ ∆ΙΟΓΚΟΥΜΕΝΗΣ ΑΡΓΙΛΟΥ ΜΕ Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟ I. ΧΡΙΣΤΟ∆ΟΥΛΙΑΣ, Γεωλόγος ΑΠΘ, MSc (Eng.)1.Φυσικά και µηχανικά χαρακτηριστικά εδάφουςΤα δείγµατα του αργιλικού εδάφους προέρχονται από την περιοχή της Θήβας, µεταξύ των Χ.Θ. 70+000 και Χ.Θ. 91+000 της Εθνικής οδού Αθηνών - Λαµίας. Η περιοχή αυτή επιλέχθηκε πρώτον διότι ήταν σε λογική απόσταση και δεύτερον διότι από προηγούµενες εργαστηριακές έρευνες (Christodoulias and Gassios 1987) είχαν διαπιστωθεί τα παρακάτω, σχετικά µε τους φυσικοµηχανικούς δείκτες των εδαφών της περιοχής. Όριο υδαρότητας 38-85%, όριο πλαστικότητας 15-26%, δείκτης πλαστικότητας 18-62%, ποσοστό κολλοειδών 6-70%, λεπτόκοκκα (< 2 µm) 20-74%. Γενικά το έδαφος κατατάσσεται κατά AUSCS ως CL και CH (Σχήµα 1). Επίσης η γραµµική συρρίκνωση κυµαίνεται από 10,7 έως 23,0%, το όριο συρρίκνωσης από 13,4 έως 10 %, η ελεύθερη διόγκωση από 55 έως 105 %. Η µέγιστη ξηρή πυκνότητα κατά Proctor από 14,5 kN/m³ έως 17,3 kΝ/m³. Το C.B.R. από 4.4% έως 15%, για συµπύκνωση στο 95% της Μ.Ε.Π. κατά την τροποποιηµένη δοκιµή Proctor (Πίνακας 1). Η τάση διόγκωσης του εδάφους όπως υπολογίστηκε σε αδιατάρακτα δείγµατα στη συσκευή στερεοποίησης κυµαίνεται από 50 kPa έως 600 kPa, ενώ το ποσοστό ελεύθερης διόγκωσης των ίδιων δοκιµίων στη συσκευή στερεοποίησης, κυµαίνεται από 1.2% έως 13,1%. Τέλος µε τη βοήθεια των ακτίνων (Χ) προσδιορίστηκε ότι το έδαφος των δειγµάτων της ευρύτερης περιοχής, περιείχε τα αργιλικά ορυκτά µοντµοριλλονίτη, ιλλίτη, και σιδηρούχο αλλουσίτη σε ποσοστά 25%, 20% και 10% αντίστοιχα. Πίνακας 1. Φυσικά και µηχανικά χαρακτηριστικά εδάφους της ευρύτερης περιοχής του Θηβαϊκού πεδίου. Table 1. Engineering properties of the clay soil in Thiba area.Χαρακτηριστικά Όριο υδαρότητας Όριο πλαστικότητας ∆είκτης πλαστικότητας Λεπτόκοκκα (<0.002) Κατάταξη κατά AUSCS(LL, %) (PL, %) (PI, %) % -Ποσοστά 38 - 85 15 - 26 18 - 62 20 - 74 CL - CHσελ. 1 / 24 Χαρακτηριστικά Γραµµική συρρίκνωση Όριο συρρίκνωσης Ειδικό βάρος Οργανικά Ελεύθερη διόγκωση Ξηρή πυκνότητα C.B.R. Τάση διόγκωσης Ποσοστό διόγκωσηςΣχήµα 1. Figure 1.% % kN/m³ % % kN/m³ % kPa %Ποσοστά 10,7 - 23.0 13,4 - 10.0 26,5 - 27.0 0,80 - 1,05 55 - 105 14,5 - 17,3 4,4 - 15.0 50 - 600 1,2 - 13.1Όρια κοκκοµετρικών αναλύσεων (30 δείγµατα) της ευρύτερης περιοχής του Θηβαϊκού πεδίου Envelope of sieve analysis for 30 tested soil samplesΣτo πλαίσιo της παρούσας έρευνας, αντιπροσωπευτικά δείγµατα του εδάφους από διάφορα σηµεία της περιοχής της Θήβας, µεταξύ των χ.θ. 70+000 και 91+000 της Εθνικής οδού Αθηνών - Λαµίας, συλλέχθηκαν, αναµείχτηκαν και αποτέλεσαν ένα µίγµα συνολικού βάρους 200 kg, στο οποίο προσδιορίστηκαν η κοκκοµετρική διαβάθµιση (Σχήµα 1), τα όρια Αtterberg, η γραµµική συρρίκνωση, το όριο συρρίκνωσης, το ειδικό βάρος, το ποσοστό οργανικών, η ξηρά πυκνότητα κατά Proctor (Σχήµα 3) και το C.B.R. (Πίνακας 2.). Επίσης από αυτό το µίγµα εδάφους παρασκευάστηκαν τρία αναζυµωµένα κυλινδρικά δοκίµια µε διαστάσεις 50 x 100 mm, στα οποία µετρήθηκε η αντοχή του φυσικού εδάφους σε ανεµπόδιστη θλίψη και προσδιορίστηκε η µέση τιµή τους, ίση µε 70 kPa. Τα δοκίµια αυτά παρασκευάστηκαν στην ίδια µεταλλική µήτρα που χρησιµοποιήθηκε για τα υπόλοιπα δοκίµια µε την υδράσβεστο. Για τον υπολογισµό του βάρους έκαστου δοκιµίου λήφθηκε υπόψη η µέγιστη πυκνότητα και η βέλτιστη υγρασία, που υπολογίστηκε εργαστηριακά µε τη συσκευή κατά Proctor (Σχήµα 3).2.Πειραµατική ∆ιαδικασίαΠεριλαµβάνει τρία στάδια, • την παρασκευή, • την συντήρηση, • την θραύση των δοκιµίων.σελ. 2 / 24 Πίνακας 2. Φυσικά και µηχανικά χαρακτηριστικά εδάφους δοκιµίων Table 2. Engineering properties of soil for lime samples.Χαρακτηριστικά Όριο υδαρότητας Όριο πλαστικότητας ∆είκτης πλαστικότητας Ξηρή πυκνότητα Ελεύθερη διόγκωση Γραµµική συρρίκνωση Όριο συρρίκνωσης Ειδικό βάρος Οργανικά C.B.R. Ανεµπόδιστη θλίψη(LL, %) (PL, %) (PI, %) kN/m³ % % % (kN/m³) % % kPaΠοσοστά 51 33 18 15 105 16 11 26,7 0.8 5.1 70Κατά την πειραµατική διαδικασία παρασκευάστηκαν τρεις µορφές δοκιµίων: • Η πρώτη µε υδράσβεστο και απεσταγµένο νερό, ώστε να αποκτήσει τη βέλτιστη υγρασία. • Η δεύτερη µε υδράσβεστο και διάλυµα σε απεσταγµένο νερό 1 % NaCl. • Η τρίτη σειρά µε υδράσβεστο και θαλασσινό νερό (3.4 % NaCl), ώστε να αποκτήσει επίσης τη βέλτιστη υγρασία (Σχήµα 10.5), Τα δοκίµια αυτά παρασκευάστηκαν σε τρεις σειρές µε ποσοστά υδρασβέστου 3%, 5%, 7%. Η υδράσβεστος λήφθηκε από την εταιρεία Κρίνος και είναι καθαρό υδροξύλιο της ασβέστου. Πρέπει να σηµειωθεί ότι από κάθε είδος µίγµατος παρασκευάστηκαν τρία δοκίµια, έτσι ώστε η τιµή της αντοχής για κάθε µίγµα, να είναι η µέση τιµή των αντοχών των τριών δοκιµίων. Συνολικά παρασκευάστηκαν µε στατική συµπύκνωση 162 δοκίµια ήτοι 54 δοκίµια για κάθε σειρά ποσοστού.3.Παρασκευή δοκιµίων και εργαστηριακός εξοπλισµός• Μεταλλική µήτρα ειδικά κατασκευασµένη στο ΚΕ∆Ε και διαιρούµενη, για τη συµπίεση των δοκιµίων σε πειράµατα σταθεροποίησης εδαφών (Φωτο. 1) • Στοιχεία µήτρας • µήκος 17.7 cm • ωφέλιµο µήκος 10.0 cm • πάχος τοιχώµατος 0.6 cm • εσωτερική διάµετρος 5.1 cm • εξωτερική διάµετρος 6.3cm • Συσκευή πίεσης υδραυλική µε ελεγχόµενη ταχύτητα επιβολής φορτίου. • Εξολκέας για την αφαίρεση του δοκιµίου από τη µήτρα µε τη βοήθεια υδραυλικού γρύλου. • Ζυγός ακριβείας 0.001 του γραµµαρίου και ικανός να ζυγίζει µέχρι 3 Kgr. • Εργαλεία ανάµιξης όπως λεκάνη ανάµιξης, µυστρί, κουτάλα, σπάτουλα, σέσουλα, ψεκαστήρας. • Ογκοµετρικός σωλήνας 500 mlσελ. 3 / 24 Φωτο. 1. Μεταλλική µήτρα διαιρούµενη ειδικά κατασκευασµένη στο ΚΕ∆Ε (B.S.1224) Foto 1. Split divided mould for soil-lime sample preparation + compression.Σχήµα 2. Figure 2.Κοκκοµετρική διαβάθµιση εδάφους δοκιµίων Particle size distribution curve for soil mixtures.4. Προσδιορισµός Υγρού Φαινόµενου Βάρους (Υ.Φ.Β.) Προκειµένου να προσδιοριστεί το Υγρό Φαινόµενο Βάρος των µιγµάτων, ώστε να υπολογιστεί το βάρος µίγµατος το οποίο απαιτείται για να συµπιεστεί στη µήτρα και να παρασκευαστεί κάθε δοκίµιο, έπρεπε προηγουµένως να προσδιοριστεί η µέγιστη εργαστηριακή πυκνότητα των µιγµάτων κατά Proctor.σελ. 4 / 24 ΜΕΓΙΣΤΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ Kg/cm21520 1510 1500 1490 1480 1470 1460 1450 15202530ΦΥΣΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ %Σχήµα 3. Figure 3.Μέγιστη εργαστηριακή πυκνότητα εδάφους δοκιµίων Max. Laboratory density for soil + lime samples.Για το σκοπό αυτό αρχικά έγινε µία δοκιµή κατά Prοctor για το εδαφικό υλικό και στην συνέχεια έάλλες τρεις δοκιµές κατά Proctor για τα µίγµατα εδάφους µε υδράσβεστο : • έδαφος και 3 % υδράσβεστος • έδαφος και 5 % υδράσβεστος • έδαφος και 7% υδράσβεστος Οι καµπύλες της ξηράς πυκνότητας και της βέλτιστης υγρασίας χωριστά για κάθε µίγµα φαίνονται στο Σχήµα 4.5. Τρόπος εργασίας Για την προετοιµασία κάθε σειράς µίγµατος αναµίχθηκαν οι προκαθορισµένες ποσότητες εδαφικού δείγµατος, (διερχόµενο από το US κόσκινο Νο 4) και το ανάλογο ποσοστό υδρασβέστου. Στη συνέχεια για να επιτευχθεί η βέλτιστη υγρασία προστέθηκε, απεσταγµένο νερό για την πρώτη µορφή δοκιµίων, απεσταγµένο νερό και 1% NaCl για τη δεύτερη µορφή δοκιµίων και θαλασσινό νερό (3.4% NaCl), για τη τρίτη µορφή δοκιµίων. Μετά από καλή ανάµιξη των µιγµάτων, χωρίς να µεσολαβήσει χρόνος ωρίµανσης, γεµίζεται η µήτρα, της οποίας ο όγκος και το απόβαρο είναι γνωστά. Ζυγίζεται η µήτρα µε το µίγµα (υλικό + υδράσβεστος) και υπολογίζεται το βάρος του δοκιµίου και το υγρό φαινόµενο βάρος του ΥΦΒ (Φωτο 1). Κάθε ένα από τα δοκίµια αυτά τοποθετείται στην συσκευή πίεσης και µε µικρή ταχύτητα επιβολής φορτίου φορτίζεται στατικά σύµφωνα µε τα προβλεπόµενα στο Πρότυπο BS 192410, για 60 sec µε φορτίο 2 τόνων ώστε να µορφωθεί µε κυλινδρικό σχήµα διαστάσεων 50x100 mm. Στην συνέχεια αφαιρείται από τη µήτρα µε τη βοήθεια εξολκέα, και ζυγίζεται.σελ. 5 / 24 6.Συντήρηση δοκιµίωνΑµέσως µετά την συµπύκνωση, κάθε δοκίµιο τοποθετήθηκε σε σακούλα πολυαιθυλενίου η οποία κλείστηκε στεγανά µε αυτοκόλλητη ταινία ώστε να µην υπάρξει αυξοµείωση της υγρασίας. Στη συσκευασία κάθε δοκιµίου σηµειώθηκε το χαρακτηριστικό ποσοστό υδρασβέστου, NaCl ηµεροµηνία παρασκευής και θραύσης. Για τη συντήρησή τους τοποθετήθηκαν στο θάλαµο συντήρησης δοκιµίων σκυροδέµατος µε σταθερή θερµοκρασία 21 + 2°C και σχετική υγρασία 95 %. Κατά την πειραµατική διαδικασία παρασκευάστηκαν 3 σειρές δοκιµίων (162 δοκίµια ήτοι 54 δοκίµια για κάθε σειρά σταθεροποιητή) οι οποίες και συντηρήθηκαν πριν από τη θραύσή τους για 7, 28, 90, 360, 720 και 1080 ηµέρες.7.Θραύση δοκιµίωνΑφού πέρασε το απαραίτητο για κάθε σειρά δοκιµίων, χρονικό διάστηµα συντήρησης, ακολουθήθηκε η διαδικασία της θραύσης. Κάθε δοκίµιο προς θραύση ζυγίστηκε χωρίς την σακούλα του πολυαιθυλενίου, ώστε να επιβεβαιωθεί ότι δεν υπάρχει αξιόλογη µεταβολή της περιεχόµενης υγρασίας. Στη συνέχεια κάθε δοκίµιο τοποθετήθηκε στη συσκευή θραύσης και φορτίστηκε µέχρι θραύση µε παράλληλη καταγραφή της ανάγνωσης του δακτυλίου. Η θραύση του δοκιµίου διάρκεσε περίπου δέκα δευτερόλεπτα.Σχήµα 4. Figure 4.Μέγιστες εργαστηριακές πυκνότητες µιγµάτων. Optimum Laboratory density for soil-lime mixtures.σελ. 6 / 24 Σχήµα 5. Figure 5.∆οκίµια εδάφους - υδρασβέστου κατόπιν στατικής συµπύκνωσης. Soil-lime samples after static compression in a mould.Σχήµα 6. Figure 6.8.Σχηµατική απεικόνιση ανά οµάδα σταθεροποιητών. Layout of soil + lime percent mixtures.Αποτελέσµατα της πειραµατικής διαδικασίαςΜετά τη θραύση των δοκιµίων πολλαπλασιάζεται η ανάγνωση του δακτυλίου, που έχει καταγραφεί για κάθε δοκίµιο, µε τοn συντελεστή 4,24 (χαρακτηριστικός συντελεστής για κάθε δακτύλιο) και βρίσκεται το φορτίο. 22-επιφάνεια του δοκιµίου: εφαρµοζόµενη τάση:Ε = πd / 4 = 5,12 x 3,14 / 4 = 20,58 τ = φορτίο / επιφάνεια-Το φορτίο ισούται µε ανάγνωση δακτυλίου επί το συντελεστή ⇒ τάση δοκιµίου = ανάγνωση x 4,24 x 100 / 20,58 [kPa] σελ. 7 / 24 9. Θλιπτική αντοχή δοκιµίων και σχολιασµός αποτελεσµάτων Για τον προσδιορισµό της θλιπτικής αντοχής παρασκευάστηκαν τρεις οµάδες δοκιµίων, µε περιεκτικότητα σε υδράσβεστο 3%, 5%, 7%, κατά βάρος του φυσικού εδάφους. Προκείµενου να επιτευχθεί η βέλτιστη υγρασία, χρησιµοποιήθηκε χωριστά για κάθε οµάδα δοκιµίων: • απεσταγµένο νερό • νερό µε 1% NaCl • θαλάσσιο νερό (µε 3.4 % NaCl). Τα δοκίµια συµπυκνώθηκαν στατικά, σύµφωνα µε το BS 1924/1975, Νο 10, και διαµορφώθηκαν σε κυλίνδρους διαστάσεων 50 x 100 mm. Τα δείγµατα κάθε οµάδας θραύστηκαν στις προκαθορισµένες ηµεροµηνίες και προσδιορίστηκε η αντοχή των µιγµάτων. Η τελική τιµή αντοχής κάθε δοκιµίου, αντιπροσωπεύει το µέσο όρο της αντοχής τριών δοκιµίων. Στα Σχήµατα 6, 7, 8 παρουσιάζονται γραφικά οι µέσες τιµές θλιπτικής αντοχής όλων των δοκιµίων. Κάθε σηµείο αντιστοιχεί µε το µέσο όρο της αντοχής τριών δοκιµίων και προβάλλονται κατά οµάδα ανάλογα µε τον σταθεροποιητή, δηλαδή δοκίµια µε : • έδαφος και 3%,5%,7% υδράσβεστος και απεσταγµένο νερό (Σχήµα 6) • έδαφος και 3%,5%,7% υδράσβεστος και 1% NaCl (Σχήµα 7). • έδαφος και 3%,5%,7% υδράσβεστος και θαλάσσιο νερό (Σχήµα 8). Συγκρίνοντας τα διαγράµµατα αυτά (Σχήµατα 6 έως 8), παρατηρούµε ότι οι καµπύλες αντοχής αναπτύσσονται αρµονικά ως προς το χρόνο συντήρησης και η αύξηση αυτή είναι ανάλογη µε τα ποσοστά υδρασβέστου και άλατος. Επίσης παρατηρούµε ότι : • Η οµάδα των δοκιµίων µε υδράσβεστο και σκέτο νερό αυξάνει την αντοχή του εδάφους από 70 kPa (αρχική τιµή) σε 1450 kPa (τελική τιµή), (Σχήµα 6), δηλαδή παρουσίασαν µια αύξηση της αντοχής κατά 20 φορές, ύστερα από συντήρηση τριών ετών. • Η οµάδα των δοκιµίων µε υδράσβεστο και 1% NaCl, υπερέχει της προηγούµενης οµάδας και αυξάνει την αντοχή του εδάφους από 70 kPa (αρχική τιµή) σε 2400 kPa (τελική τιµή) (Σχήµα 7). Η τιµή αυτή είναι κατά 35 φορές µεγαλύτερη από την αρχική αντοχή του εδάφους, ύστερα από συντήρηση τριών ετών. • Η οµάδα των δοκιµίων µε υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό (3.4% NaCl), υπερβαίνει σε αντοχή τις δύο προηγούµενες οµάδες δοκιµίων και αυξάνει την αντοχή του εδάφους από 70 kPa (αρχική τιµή) σε 3200 kPa (τελική τιµή) (Σχήµα 8), δηλαδή έχουµε αύξηση της αντοχής κατά 45 φορές, ύστερα από συντήρηση τριών ετών. Φαίνεται ότι το αυξηµένο ποσοστό υδρασβέστου όσο και το αυξηµένο ποσοστό άλατος (3.4% NaCl), που περιέχει το θαλάσσιο νερό έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην αύξηση της αντοχής, όπως αρχικά αναµενόταν µε βάση τα βιβλιογραφικά δεδοµένα (Χριστοδουλιάς και Γιάνναρος,1992, Broms, 2002). Επίσης από τα διαγράµµατα των Σχηµάτων 6, 7, και 8 , διαπιστώνονται και τα παρακάτω: σελ. 8 / 24 Στην πρώτη οµάδα δοκιµίων µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και απεσταγµένο νερό (Σχήµα 6): • στα δείγµατα µε 3% υδράσβεστο και ύστερα από 28 ηµέρες συντήρηση, η καµπύλη της αντοχής παρουσίασε µια σταθερή τάση και δεν αυξήθηκε περισσότερο αν και τα δείγµατα συντηρήθηκαν επί 1080 ηµέρες. • στα δείγµατα µε 5% υδράσβεστο και ύστερα από 90 ηµέρες συντήρηση, η καµπύλη της αντοχής παρουσίασε µια πτωτική τάση, η οποία όµως στα δοκίµια που συντηρήθηκαν επί 720 ηµέρες, επανήλθε σε κανονική ανοδική πορεία. Φαίνεται ότι η παρουσία της υδρασβέστου δέσµευσε το διαθέσιµο νερό προκειµένου τα ιόντα του ασβεστίου να µπορέσουν να αντικαταστήσουν τα ιόντα του νατρίου ή του καλίου και να αρχίσει η κροκίδωση των αργιλικών µορίων, η οποία οδηγεί στην αύξηση της αντοχής του εδάφους. • στα δείγµατα µε 7% υδράσβεστο και ύστερα από 720 ηµέρες συντήρηση, η καµπύλη της αντοχής παρουσίασε µια στασιµότητα ή και πτώση, η οποία µάλλον οφείλεται στην έλλειψη νερού, διότι τα δοκίµια ήταν στεγανά κλεισµένα. Στην δεύτερη οµάδα δοκιµίων µε 3%,5%,7% υδράσβεστος και 1% NaCl, (Σχήµα 7): • η αντοχή στα δοκίµια µε 3% υδράσβεστο και 1% NaCl έχει µια ανοδική πορεία ανάλογη µε το µικρό ποσοστό υδρασβέστου που περιέχει. • η αντοχή στα δοκίµια µε 5% υδράσβεστο και 1% NaCl έχει µια ανοδική πορεία µέχρι τις 360 ηµέρες και στη συνέχεια παρουσιάζει µία στασιµότητα. • η αντοχή στα δοκίµια µε 7% υδράσβεστο και 1% NaCl έχει µια ανοδική πορεία µέχρι τις 360 ηµέρες και στη συνέχεια παρουσιάζει µία πτωτική τάση, η οποία δεν αποκαταστάθηκε όπως αναµένετο και επηρέασε το τελικό αποτέλεσµα. Φαίνεται ότι η ταυτόχρονη ζήτηση νερού από το αλάτι, εµπόδισε την υδράσβεστο αντιδράσει και να σχηµατίσει τα αναγκαία ανθρακικά άλατα, τα οποία λόγω της σκλήρυνσης τους, αυξάνουν την αντοχή του εδάφους. Στην τρίτη οµάδα δοκιµίων µε 3%,5%,7% υδράσβεστος και θαλάσσιο νερό, (Σχήµα 8): • Στα δοκίµια µε 3% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό µετά από 90 ηµέρες συντήρησης, παρουσιάστηκε πτώση της αντοχής η οποία επηρέασε το τελικό αποτέλεσµα.σελ. 9 / 24 2500ΑΝ Τ Ο ΧΗ Σ Ε Θ ΛΙΨ Η qu (k Pa)2000150010003% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ 5% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ5007% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ0 110100100010000LOG t ΗΜΕΡΕΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ Σχήµα 7.Figure 7.∆ιάγραµµα αντοχής σε ανεµπόδιστη θλίψη δοκιµίων µειγµάτων εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο χωρίς άλλη προσθήκη και ύστερα από συντήρηση 7, 28, 360, 720, 1080 ηµέρες σε υγρό θάλαµο. Unconfined compressive strength of soil + lime 3%, 5%, 7% mixtures, and tested after 7, 28, 360, 720, 1080 days curing.σελ. 10 / 24 30002500ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΘΛΙΨΗ qu = KPa200015001000500 3% Υδράσβεστος & 1% NaCl 5% Υδράσβεστος & 1% NaCl 7% Υδράσβεστος & 1% NaCl 0 110100100010000LOG t ΗΜΕΡΕΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣΣχήµα 8.Figure 8.∆ιάγραµµα αντοχής σε ανεµπόδιστη θλίψη δοκιµίων µειγµάτων εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και προσθήκη 1% NaCl ύστερα από συντήρηση 7, 28, 360, 720, 1080 ηµέρες σε υγρο θάλαµο. Unconfined compressive strength of soil + lime 3%,5%,7% and 1% NaCl mixtures, and tested after 7, 28, 360, 720, 1080 days curing.σελ. 11 / 24 35003000ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΘΛΙΨΗ qu (KPa)25002000150010003% Υδράσβεστος & θαλάσσιο νερό5005% Υδράσβεστος & θαλάσσιο νερό 7% Υδράσβεστος & θαλάσσιο νερό 0 110100100010000LOG t ΗΜΕΡΕΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣΣχήµα 9.Figure 9.∆ιάγραµµα αντοχής σε ανεµπόδιστη θλίψη δοκιµίων µειγµάτων εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και προσθήκη θαλάσσιου νερού ύστερα από συντήρηση 7, 28, 360, 720, 1080 ηµέρες σε υγρό θάλαµο. Unconfined compressive strength of soil + lime 3%,5%,7% and sea water mixtures, and tested after 7, 28, 360, 720, 1080 days curing.• Στα δοκίµια µε 5% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό η καµπύλη αύξησης της αντοχής διατηρήθηκε µε ανοδική πορεία, µέχρι της τελικής αύξησης της αντοχής, που έφθασε τα 2400 kPa. • Στα δοκίµια µε 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, µετά από 28 ηµέρες συντήρησης παρουσιάστηκε πτώση της αντοχής, χαµηλότερη από την αντοχή των δοκιµίων µε 5% υδράσβεστο. Επίσης µετά από 700 ηµέρες συντήρησης η τελική αντοχή παρουσίασε πτώση η οποία επηρέασε το τελικό αποτέλεσµα, διότι η αντοχή µειώθηκε κατά 200 kPa.σελ. 12 / 24 Όπως αναφέρεται και στη ∆ιεθνή βιβλιογραφία (Βell, 1988), κατά την ανάµιξη της υδρασβέστου µε το έδαφος και το νερό, λαµβάνουν χώρα δύο χηµικές αντιδράσεις: Η πρώτη αντίδραση συνίσταται σε µία έντονη ανταλλαγή ιόντων, όπου τα ελεύθερα ιόντα του ασβεστίου αντικαθιστούν ιόντα νατρίου και καλίου. Παράλληλα η υδράσβεστος αρχίζει και δεσµεύει άνθρακα από το ατµοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα και υφίσταται ενανθράκωση. Με τον τρόπο αυτό σχηµατίζεται ανθρακικό ασβέστιο, το οποίο είναι η κύρια ένωση τσιµεντοποίησης των µεριδίων του εδάφους (Βell, 1993) Η δεύτερη αντίδραση που γίνεται µεταξύ της υδρασβέστου και του εδάφους, είναι ποζολανική όπου όλες οι ελεύθερες ρίζες ασβεστίου, συλλαµβάνουν πυριτικές και αλουµινικές ρίζες, και το έδαφος αποκτά µία κρoκιδώδη η τραγανή υφή. Η αντίδραση αυτή απαιτεί χρόνο, δεν γίνεται αµέσως και στη συνέχεια αυτές οι ασβεστοπυριτικές ενώσεις, σχηµατίζουν γύρω από τους αργιλικούς κρυστάλλους ένα ζελέ. Έτσι ενώνονται πολλοί κρύσταλλοι και σχηµατίζουν συσφαιρώµατα, στα οποία εάν επεκταθεί η τσιµεντοποίηση περιµετρικά, σχηµατίζονται εδαφικά συσσωµατώµατα, στα οποία οφείλεται η αύξηση της αντοχής του εδάφους, (Βell,.1993, Bense, et. al., 2001). Απαραίτητο για όλες αυτές τις διεργασίες είναι η ύπαρξη επαρκής ποσότητας νερού (Βell,.1993, Van der Kerkhof, 2001). Όπως φαίνεται η αποµόνωση των δοκιµίων στις πλαστικές σακούλες, δεν επέτρεψε την απορρόφηση περίσσειας νερού και για το λόγο αυτό παρουσιάστηκαν αυξοµειώσεις στην καµπύλη αντοχής των δοκιµίων. Στα Σχήµατα 7, 8 και 9 δίνεται η αποτύπωση της σχέσης θλιπτικής αντοχής και χρόνου συντήρησης, ανάλογα µε το ποσοστό υδρασβέστου και τα ποσοστά των λοιπών σταθεροποιητών.10. Επαναπροσδιορισµός ορίων Atterberg σε αναζυµωµένα δοκίµια εδάφους µε υδράσβεστο και NaCl και θαλάσσιο νερό. Μετά τη θραύσης κάθε δοκιµίου µίγµατος εδάφους µε υδράσβεστο και χλωριούχο νάτριο, το υλικό ενός δοκιµίου από κάθε οµάδα συλλέχθηκε, θραύτηκε, λειοτριβήθηκε και κοσκινίστηκε από το No 40 κόσκινο αµερικανικού τύπου, ώστε να επέλθει στην αρχική µορφή που είχε πριν την συµπύκνωση. Στη συνέχεια επαναπροσδιορίστηκαν τα όρια Αtterberg σύµφωνα µε το BS 1377. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να καταστραφεί η τσιµεντοποίηση που είχαν υποστεί τα µόρια της αργίλου από την υδράσβεστο και το χλωριούχο νάτριο και να διαπιστωθεί κατά πόσο λόγω χηµικής πια ανταλλαγής ιόντων, το υλικό εξακολουθεί να έχει µη πλαστικά χαρακτηριστικά. Στα δοκίµια µε ποσοστό 3% υδράσβεστο και NaCl, και θαλάσσιο νερό η άργιλος διατηρεί αρκετά της πλαστικές ιδιότητες, ακόµη και µετά πάροδο 3 ετών, δηλαδή το ποσοστό αυτό δεν είναι επαρκές ώστε να δεσµεύσει τα αργιλικά µόρια και να εξουδετερώσει τις πλαστικές ιδιότητες (Σχήµα 10). Στα δοκίµια µε ποσοστό 5% υδράσβεστο και NaCl και θαλάσσιο νερό διαπιστώνεται ότι µειώνει το όριο υδαρότητας, αυξάνει το όριο πλαστικότητας και αντίστοιχα µειώνει το δείκτη πλαστικότητας, Στα δύο πρώτα µίγµατα ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίζεται στις 1080 ηµέρες, ενώ στο µίγµα µε θαλάσσιο νερό µηδενίζεται στις 720 ηµέρες (Σχήµα 11).σελ. 13 / 24 Στα δοκίµια µε ποσοστό 7 % υδρασβέστου και NaCl και θαλάσσιο νερό αδρανοποιείται εντελώς η πλαστικότητα της αργίλου ύστερα από 90 ηµέρες (Σχήµα 12). ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΟΡΙΟΥ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ - ΟΡΙΟΥ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ∆ΕΙΚΤΗ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣΟΡΙΑ ATTERBERG, LL, PL, PI, %60ΟΡΙΟ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ504030203% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣΟΡΙΟ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ5% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ10 7% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ0 0728903607201080ΗΜΕΡΕΣ LOG. tΣχήµα 10. Figure 10.Μεταβολή των ορίων Atterberg σε αναζυµωµένα δείγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και ύστερα απο συντήρηση 3 ετών σε θάλαµο. Detailed drawing for change Atterberg limits in remolded soil samples with 3%, 5%, 7% lime, after 1080 days curing.ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΟΡΙΟΥ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ, ΟΡΙΟΥ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ∆ΕΙΚΤΗ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣΟΡΙΑ ATTERBERG LL, PL, PI %60ΟΡΙΟ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ50 4030203% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ +1% NaClΟΡΙΟ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ5% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ +1% NaCl10 7% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟ +1% NaCl0 0728903607201080LOG. t ΗΜΕΡΕΣΣχήµα 11. Figure 11.Μεταβολή των ορίων Atterberg σε αναζυµωµένα δείγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και προσθήκη 1% NaCl και συντήρηση 3 ετών σε θάλαµο. Detailed drawing for change Atterberg limits in remolded soil samples with 3%, 5%, 7% lime and 1% NaCl, after 1080 days curing.σελ. 14 / 24 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΟΡΙΟΥ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ, ΟΡΙΟΥ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ∆ΕΙΚΤΗ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣΟΡΙΑ ATTERBERG LL, PL, PI %60ΟΡΙΟ Υ∆ΑΡΟΤΗΤΑΣ50 40 303% Υ ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ +ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΝΕΡΟ20ΟΡΙΟ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ5% Υ ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ +ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΝΕΡΟ10 7% Υ ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟ +ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΝΕΡΟ0 0728903607201080LOG. t. ΗΜΕΡΕΣΣχήµα 12. Figure 12.Μεταβολή των ορίων Atterberg σε αναζυµωµένα δείγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και προσθήκη θαλάσσιου νερού ύστερα από συντήρηση 3 ετών σε θάλαµο. Detailed drawing for change Atterberg limits in remolded soil samples with 3%, 5%, 7% lime and sea water, after 1080 days curing.11. Επαναπροσδιορισµός της γραµµικής συρρίκνωσης σε αναζυµωµένα δοκίµια εδάφους µε υδράσβεστο και NaCl και θαλάσσιο νερό. Μετά τη θραύσης κάθε δοκιµίου µίγµατος εδάφους µε υδράσβεστο και χλωριούχο νάτριο και θαλάσσιο νερό, παροµοίως όπως έγινε µε τον επαναπροσδιορισµό των ορίων Αtterberg, το υλικό ενός δοκιµίου από κάθε οµάδα • • • •συλλέχθηκε, θραύσθηκε, λειοτριβήθηκε και κοσκινίστηκεαπό το κόσκινο αµερικανικού τύπου No 40, ώστε να επέλθει στην αρχική µορφή που είχε πριν την συµπύκνωση. Στη συνέχεια διαβρέχτηκε περίπου στην υγρασία του ορίου υδαρότητας και τοποθετήθηκε στο καλούπι προσδιορισµού της γραµµικής συρρίκνωσης, σύµφωνα µε το BS 1377. Σκοπός της έρευνας αυτής ήταν αφενός να διαταραχτεί η τσιµεντοποίηση των µορίων του εδάφους, που είχε επέλθει από την υδράσβεστο και το χλωριούχο νάτριο. Αφετέρου να διαπιστωθεί κατά πόσο λόγω χηµικής ανταλλαγής ιόντων, το υλικό έχει αποκτήσει µόνιµα ή όχι µη συρρικνούµενη δοµή. Όπως παρατηρούµε στα Σχήµατα 13, 14 και 15 διαπιστώνεται ότι :σελ. 15 / 24 Στα δείγµατα εδάφους µε 3% υδράσβεστο και NaCl και θαλάσσιο νερό η γραµµική συρρίκνωση παρουσίασε µεν µία πτώση της τάξης του 60%, αλλά ακόµη και ύστερα από 1080 ηµέρες δεν µηδενίστηκε. Στα µίγµατα εδάφους µε 5% υδράσβεστο και NaCl, και θαλάσσιο νερό η γραµµική συρρίκνωση παρουσίασε αξιόλογη πτώση που φτάνει το 80%, αλλά µόνο στα µίγµατα µε θαλάσσιο νερό πρακτικά µηδενίστηκε µετά πάροδο 3 ετών. Αντίθετα, στα µίγµατα εδάφους µε 7% υδράσβεστο και σκέτο νερό, η γραµµική συρρίκνωση πρακτικά µηδενίστηκε µετά από 1080 ηµέρες ενώ στα µίγµατα εδάφους µε 7% υδράσβεστο και NaCl και θαλάσσιο νερό, η γραµµική συρρίκνωση πρακτικά µηδενίστηκε µετά από 367 ηµέρες. Όµως από τις πρώτες 10 ηµέρες διαπιστώθηκε ότι η γραµµική συρρίκνωση µειώνεται στο 8%, δηλαδή ουδέτερο έδαφος. Στο Σχήµα 13 παρατηρείται ότι στο µίγµα εδάφους µε 7% υδράσβεστο χωρίς αλάτι, η γραµµική συρρίκνωση µηδενίζεται µετά πάροδο 1080 ηµερών. Όµως από τις πρώτες δέκα ηµέρες διαπιστώνουµε ότι η τιµή της γραµµικής συρρίκνωσης υποχωρεί περίπου στο 8, που σηµαίνει ουδέτερο έδαφος. Στο Σχήµα 14 παρατηρείται µία ανύψωση της τιµής της συρρίκνωσης του µίγµατος µε 5% υδράσβεστο και 1% NaCl, που πρέπει να οφείλεται σε εργαστηριακό σφάλµα. Επίσης στο ίδιο σχήµα παρατηρείται ότι στα µίγµατα εδάφους µε 7% υδράσβεστο και 1% NaCl η γραµµική συρρίκνωση µηδενίζεται µετά πάροδο 360 ηµερών. Όµως οµοίως διακρίνεται ότι στα µίγµατα 5% και 7% ύστερα από 7 ηµέρες η τιµή είναι σχεδόν 8%, δηλαδή το έδαφος έχει γίνει πρακτικά ουδέτερο. Στο Σχήµα 15 παρατηρείται στα µίγµατα εδάφους µε 5% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό η γραµµική συρρίκνωση µετά πάροδο 7 ηµερών πλησιάζει το οριακό σηµείο 8, ενώ µετά πάροδο 28 ηµερών βρίσκεται στο το οριακό σηµείο 8 (ουσιαστικά από τις πρώτες ηµέρες βλέπουµε στο εργαστήριο την πορεία συρρίκνωσης του εδάφους), στις 28 ηµέρες γνωρίζουµε ακριβώς εάν το έδαφος έγινε ουδέτερο ή όχι, ενώ µετά πάροδο 1080 ηµερών πραγµατικά µηδενίζεται και λαµβάνει αµµώδη υφή. Στα µίγµατα εδάφους µε 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, η γραµµική συρρίκνωση µετά πάροδο 7 ηµερών βρίσκεται κάτω από το οριακό σηµείο 8, (πρακτικά ουδέτερο έδαφος), στη συνέχεια µετά πάροδο 28 γνωρίζουµε ακριβώς ότι το έδαφος έγινε πρακτικά ουδέτερο ενώ µετά πάροδο 360 ηµερών η γραµµική συρρίκνωση είναι πραγµατικά µηδέν και το έδαφος έχει αµµώδη υφή. Άρα µπορούµε στο εργαστήριο από τις πρώτες 8 ηµέρες να διαπιστώσουµε την πορεία της γραµµικής συρρίκνωσης που εµφανίζει ένα διογκούµενο αργιλικό έδαφος, το οποίο έχει υποστεί βελτίωση µε υδράσβεστο.σελ. 16 / 24 18ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΣΥΡΡΙΚΝΩΣΗ %16 14 12 10 8 6 4 2 0 073% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ Σχήµα 13.28 90 LOG. t. ΗΜΕΡΕΣ 5% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ36072010807% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ∆ιάγραµµα µεταβολής της γραµµικής συρρίκνωσης σε µίγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% Υδράσβεστο, ύστερα από συντήρηση 3 ετών, θραύση και αναζύµωση. Detailed drawing for change of linear shrinkage in remolded soil samples with 3%, 5%, 7% lime , after 1080 days curing.Figure 13.ΓΡΑΜΜΙΚΗ Σ ΥΡΡΙΚΝΩ Σ Η %18 3% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ+1% NaCl16 145% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ +1% NaCl 7% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ +1% NaCl12 10 8 6 4 2 0 0728903607201080LOG.t ΗΜΕΡΕΣ Σχήµα 14. Figure 14.∆ιάγραµµα µεταβολής της γραµµικής συρρίκνωσης σε µίγµατα εδάφους µε 3%,5%,7% Υδράσβεστο και 1% NaCl, ύστερα από συντήρηση 3 ετών, θραύση και αναζύµωση. Detailed drawing for change of linear shrinkage in remolded soil samples with 3%, 5%, 7% lime and 1% NaCl, after 1080 days curing.σελ. 17 / 24 18 ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΣΥΡΡΙΚΝΩΣΗ %16 3% υδρασβεστο + θαλασσιο νερο 5% υδρασβεστο +θαλασσιο νερο 7% υδρασβεστο +θαλασσιο νερο14 12 10 8 6 4 2 0 0728903607201080LOG t ΗΜΕΡΕΣΣχήµα 15. Figure 15.∆ιάγραµµα µεταβολής της γραµµικής συρρίκνωσης σε µίγµατα εδάφους µε 3%,5%,7% Υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, ύστερα από συντήρηση 3 ετών, θραύση και αναζύµωση. Detailed drawing for change of linear shrinkage in remolded soil samples with 3%, 5%, 7% lime and sea water, after 1080 days curing.12. Συσχετισµός θλιπτικής αντοχής και δείκτη πλαστικότητας Από τον υπολογισµό των ορίων Αtterberg που έγινε µε αναζυµωµένα δοκίµια, οι τιµές του δείκτη πλαστικότητας που υπολογίστηκαν όπως περιγράφεται στην παράγραφο 7 για κάθε σειρά µιγµάτων, δηλαδή µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο, και µε 1% NaCl και µε θαλάσσιο νερό, τοποθετήθηκαν σε διαγράµµατα µαζί µε τις τιµές της θλιπτικής αντοχής και το χρόνο συντήρησης των δοκιµίων. Ο χρόνος των 360 ηµερών κρίθηκε επαρκής, διότι µετά από αυτό το χρονικό διάστηµα ο δείκτης πλαστικότητας πρακτικά µηδενίζεται και τα δείγµατα είχαν αποκτήσει ψαθυρή η αµµώδη υφή. Σκοπός των διαγραµµάτων αυτών ήταν να γίνει αντιληπτό κατά πόσο η αύξηση της αντοχής ακολουθείται ή όχι από αντίστοιχη βελτίωση του δείκτη πλαστικότητας. Με σηµείο αναφοράς τις ηµέρες συντήρησης, σε κάθε διάγραµµα τοποθετήθηκαν οι τιµές του δείκτη πλαστικότητας που υπολογίστηκαν αρχικά για το έδαφος και ο µέσος όρος της τιµής θλιπτικής αντοχής για κάθε τριάδα δοκιµίων, ανάλογα µε το ποσοστό υδρασβέστου. Επίσης η τιµή του δείκτη πλαστικότητας που υπολογίστηκε από την αναζύµωση ενός δοκιµίου κάθε οµάδας µιγµάτων. Στα µίγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο (Σχήµα 16) η αύξηση της αντοχής ακολουθείται από µία πτώση του δείκτη πλαστικότητας. Στα δοκίµια µε 3% υδράσβεστο ο δείκτης πλαστικότητας πλησιάζει πρακτικά µη πλαστική τιµή (µικρότερο από 7) µετά από συντήρηση 1080 ηµερών. Στα µίγµατα µε 5% υδράσβεστο η µείωση του δείκτη πλαστικότητας µηδενίζεται µετά από συντήρηση 1080 ηµερών. Αντίθετα στα δοκίµια µε 7% υδράσβεστο ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίζεται µετά από συντήρηση 90 ηµερών.σελ. 18 / 24 Στα µίγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και 1% NaCl (Σχήµα 17), η αύξηση της αντοχής ακολουθείται από αντίστοιχη µείωση του δείκτη πλαστικότητας. Στα δοκίµια µε 3% υδράσβεστο και 1% NaCl ο δείκτης πλαστικότητας πλησιάζει µη πλαστική τιµή (µικρότερο από 7) µετά από συντήρηση 1080 ηµερών. Στα µίγµατα µε 5% υδράσβεστο και 1% NaCl η µείωση του δείκτη πλαστικότητας µηδενίζεται µετά από συντήρηση 1080 ηµερών. Αντίθετα στα δοκίµια µε 7% υδράσβεστο και 1% NaCl ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίζεται µετά από συντήρηση 90 ηµερών. Παροµοίως, στα δείγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, (Σχήµα 18), η αύξηση της αντοχής ακολουθείται από αντίστοιχη µείωση του δείκτη πλαστικότητας. Στα δοκίµια µε 3% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό ο δείκτης πλαστικότητας πλησιάζει µη πλαστική τιµή (<7) µετά από συντήρηση 1080 ηµερών. Στα µίγµατα µε 5% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό η µείωση του δείκτη πλαστικότητας µηδενίζεται µετά από συντήρηση 1080 ηµερών. Αντίθετα στα δοκίµια µε 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίζεται µετά από συντήρηση 90 ηµερών.∆ΕΙΚΤΗΣ ΠΛΑΣΤΗΚΟΤΗΤΑΣ %40 35 30 25 20 15 10 5 0 0728 90 LOG. t. ΗΜΕΡΕΣ36072090 LOG.t. ΗΜΕΡΕΣ3607205%Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ10807%Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ2500ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΘΛΙΨΗ KPa2000150010005000 07 3%Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣΣχήµα 16. Figure 16.281080∆ιάγραµµα µεταβολής του ∆είκτη πλαστικότητας και της αντοχής σε θλίψη, συναρτήσει του χρόνου συντήρησης στα µίγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο. Drawing for alteration of P.I.value (top) and unconfined compressive strength versus Log curing time, for the soil samples with 3%, 5%, 7%, lime.σελ. 19 / 24 40∆ΕΙΚΤΗΣ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ %35 30 25 20 15 10 5 0 0728903607201080LOG.t ΗΜΕΡΕΣ3000ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΘΛΙΨΗ KPa25002000150010005000 07283% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ + 1% Νacl 7% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ + 1% NaClΣχήµα 17. Figure 17.90 LOG.t. ΗΜΕΡΕΣ36072010805% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ + 1% NaCl∆ιάγραµµα µεταβολής του ∆είκτη πλαστικότητας και της αντοχής σε θλίψη, συναρτήσει του χρόνου συνάρτησης στα µίγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και 1% NaCl. Drawing for alteration of P.I.value (top) and unconfined compressive strength versus Log curing time, for the soil samples with 3%, 5%, 7%,lime and 1% NaCl.σελ. 20 / 24 40∆ΕΙΚΤΗΣ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ %35 30 25 20 15 10 5 0 07289036072010803607201080LOG t ΗΜΕΡΕΣ3500ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΘΛΙΨΗ KPa300025002000150010005000 072890 LOG t ΗΜΕΡΕΣ3% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ+ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΝΕΡΟ 7% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ +ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΝΕΡΟΣχήµα 18.Figure 18.5% Υ∆ΡΑΣΒΕΣΤΟΣ +ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΝΕΡΟ∆ιάγραµµα µεταβολής του ∆είκτη πλαστικότητας και της αντοχής σε θλίψη συναρτήσει του χρόνου συντήρησης στα µίγµατα εδάφους µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και προσθήκη θαλάσσιου νερού. Drawing for alteration of PI value (top) and unconfined compressive strength versus Log curing time, for the soil samples with 3%, 5%, 7%, lime. and sea water.σελ. 21 / 24 13. Συµπεράσµατα Από την πειραµατική διαδικασία που περιγράφεται στο Κεφάλαιο 10, εξήχθησαν τα παρακάτω συµπεράσµατα. 1.Η ανάµιξη του εδάφους µε τους σταθεροποιητές προκαλεί πτώση της µέγιστης εργαστηριακής πυκνότητας (Proctor), µε παράλληλη αύξηση της βέλτιστης υγρασίας. Το γεγονός αυτό έχει σαν αποτέλεσµα να βελτιώνει την εργασιµότητα της αργίλου και να απαιτείται λιγότερη ενέργεια για τη συµπύκνωση του εδάφους, επίσης να δύνανται στο εργοτάξιο να κινούνται τα µηχανήµατα χωρίς να κολλάνε στη λάσπη, και να µπορεί επίσης να συµπυκνωθεί η άργιλος µε υψηλότερη υγρασία από τη µέγιστη.2.Το όριο υδαρότητας µειώθηκε στα µίγµατα εδάφους µε όλα τα ποσοστά σταθεροποιητών. Η µείωση αυτή ήταν ανάλογη µε την αύξηση του ποσοστού κάθε σταθεροποιητή. • Στην οµάδα µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και απεσταγµένο νερό (Σχήµα 10), η µείωση του ορίου υδαρότητας πλησίασε το 65%, στα δείγµατα µε 3% υδράσβεστο και συντήρηση 3 ετών. Στα δείγµατα µε7% υδράσβεστο, το όριο υδαρότητας µηδενίστηκε ύστερα από συντήρηση 90 ηµερών. • Στην οµάδα µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και 1% NaCl (Σχήµα 11), η µείωση του ορίου υδαρότητας πλησίασε το 65%, στα δείγµατα µε 3% υδράσβεστο και 1% NaCl και συντήρηση 3 ετών. Στα δείγµατα µε 5% υδράσβεστο και 1% NaCl το όριο υδαρότητας µηδενίστηκε ύστερα από συντήρηση 1080 ηµερών. Στα δείγµατα µε 7% υδράσβεστο και 1% NaCl, το όριο υδαρότητας µηδενίστηκε ύστερα από συντήρηση 90 ηµερών. • Στην οµάδα µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό (Σχήµα 12), στα δοκίµια µε 3% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό το όριο υδαρότητας µειώθηκε κατά 70%, ύστερα από συντήρηση 3 ετών. Στα δοκίµια µε 3% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, το όριο υδαρότητας µηδενίστηκε ύστερα από συντήρηση 720 ηµερών. Στα δοκίµια µε 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, το όριο υδαρότητας µηδενίστηκε ύστερα από συντήρηση 90 ηµερών.3.Το όριο πλαστικότητας αυξήθηκε αντιστρόφως ανάλογα µε τη µείωση του ορίου υδαρότητας και ανάλογα µε το ποσοστό των σταθεροποιητών και το χρόνο συντήρησης (Σχήµατα 10, 11, 12).4.Ο δείκτης πλαστικότητας µειώθηκε αντιστρόφως ανάλογα µε την αύξηση του ποσοστού των σταθεροποιητών και το χρόνο συντήρησης των δοκιµίων. •Στην οµάδα µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστος και απεσταγµένο νερό, στα δοκίµια µε 3% υδράσβεστος, ο δείκτης πλαστικότητας πρακτικά µηδενίστηκε (<8) ύστερα από 1080 ηµέρες (Σχήµα 10).•Στα δοκίµια µε ποσοστά 5% υδράσβεστο και απεσταγµένο νερό, ο δείκτης πλαστικότητας πρακτικά µηδενίστηκε ύστερα από 720 ηµέρες, ενώ στα δοκίµια•Στα δοκίµια µε ποσοστά 7% υδράσβεστο και απεσταγµένο νερό ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίστηκε στις 90 ηµέρες (Σχήµα 10).σελ. 22 / 24 ••5.Στην οµάδα µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και 1% NaCl, για µεν τα δοκίµια µε ποσοστό 3% υδράσβεστο και 1% NaCl, ο δείκτης πλαστικότητας παρουσίασε µία προοδευτική βελτίωση µε το χρόνο συντήρησης και πρακτικά µηδενίστηκε (<8) µετά παρέλευση 3 ετών. Στα δοκίµια µε ποσοστά 5% υδράσβεστο και 1% NaCl ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίστηκε στις 1080 ηµέρες. Στα δοκίµια µε ποσοστά 7% υδράσβεστο και 1% NaCl, ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίστηκε στις 90 ηµέρες (Σχήµα 11). Στην οµάδα µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, για µεν τα δοκίµια µε ποσοστό 3% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, πρακτικά µηδενίστηκε (<8) µετά παρέλευση 1080 ηµερών. Στα δοκίµια µε ποσοστά 5% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίστηκε στις 720 ηµέρες Στα δοκίµια µε ποσοστά 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίστηκε στις 90 ηµέρες (Σχήµα 12).Η γραµµική συρρίκνωση παρουσιάζει σταθερή µείωση µε την πάροδο του χρόνου σε όλα τα ποσοστά σταθεροποιητών. •Αναλυτικότερα στα δοκίµια µε σκέτη υδράσβεστο πρακτικά µηδενίστηκε (<6) σε όλα τα µίγµατα µετά από συντήρηση 3 ετών (Σχήµα 13). Σύµφωνα µε τον Altmeyer (1956) η γραµµική συρρίκνωση µικρότερη του 8 θεωρείται οριακή για την διόγκωση του εδάφους. Όπως παρατηρούµε στο Σχήµα 13, στα µίγµατα µε 7% υδράσβεστο µειώθηκε η γραµµική συρρίκνωση σε οριακό ποσοστό (8) αµέσως µετά συντήρηση 7 ηµερών.•Στα δοκίµια µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και 1% NaCl, η γραµµική συρρίκνωση πρακτικά µηδενίστηκε (<6), για µεν τα µίγµατα µε 3% και 5% υδράσβεστο µετά πάροδο 1080 ηµερών, ενώ σε όσα δοκίµια περιείχαν 7% υδράσβεστο και 1% NaCl. η γραµµική συρρίκνωση µηδενίστηκε µετά από συντήρηση 360 ηµερών (Σχήµα 14).•Στα δοκίµια µε 3%, 5%, 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, η γραµµική συρρίκνωση παρουσίασε ταχύτερη εξέλιξη. Στα µίγµατα µε 3% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, πρακτικά µηδενίστηκε (<6) µετά από συντήρηση 1080 ηµερών. Στα µίγµατα µε ποσοστό 5% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό ο µηδενισµός επήλθε µετά 3 έτη. Τέλος, στα µίγµατα µε ποσοστό 7% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, η γραµµική συρρίκνωση µειώθηκε σε οριακό ποσοστό (<8) µετά από συντήρηση 7 ηµερών, ενώ ο µηδενισµός επήλθε µετά πάροδο 360 ηµερών (Σχήµα 15).Η διόγκωση και η συρρίκνωση είναι δυο αντίθετες ιδιότητες οι οποίες συνυπάρχουν σε κάθε διογκούµενη άργιλο και των οποίων η εµφάνιση εξαρτάται από την ύπαρξη ή όχι περίσσειας νερού. Εφόσον µηδενίστηκε η συρρίκνωση από τη δράση της υδρασβέστου, δεν κρίθηκε σκόπιµο να επανελεγχθεί η διόγκωση σε ένα υλικό το οποίο είχε γίνει ψαθυρό η αµµώδες. Παράλληλα αφού το εδαφικό υλικό έγινε αµµώδες και η πλαστικότητα µηδενίστηκε, εµµέσως µηδενίστηκε και η δυνατότητα καθιζήσεως, η οποία προκαλεί προβλήµατα στα οδικά επιχώµατα. Για τον λόγο αυτό, οι δοκιµές που αναφέρονται παραπάνω αποτελούν ένα έµµεσο τρόπο πρόβλεψης της συµπεριφοράς της διογκούµενης αργίλου, όσο αφορά την κατασκευή ενός µεγάλου τεχνικού έργου. Υπό την προϋπόθεση ότι θα προηγηθεί µία λεπτοµερής εργαστηριακή διερεύνηση. 6.Η αντοχή σε θλίψη των δοκιµίων µε όλα τα ποσοστά σταθεροποιητών έδειξε µια αύξηση ανάλογη µε την αύξηση του ποσοστού σταθεροποιητή και το χρόνο συντήρησης (Σχήµατα 7, 8, 9).σελ. 23 / 24 • Την µεγαλύτερη αύξηση της αντοχής παρουσίασαν τα δοκίµια µε υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό, όπου η αντοχή των δοκιµίων µετά πάροδο 3 ετών αυξήθηκε περίπου 45 φορές (Σχήµα 9). • ∆εύτερα σε σειρά αύξησης αντοχής ήλθαν τα µίγµατα µε υδράσβεστο και 1% NaCl και όπου η αντοχή των δοκιµίων µετά πάροδο 3 ετών αυξήθηκε περίπου 35 φορές (Σχήµα 8). • Τρίτα σε σειρά αύξησης της αντοχής ήλθαν τα µίγµατα µε σκέτη υδράσβεστο και απεσταγµένο νερό, όπου η αντοχή των δοκιµίων µετά πάροδο 3 ετών αυξήθηκε περίπου 20 φορές (Σχήµα 7). 7.Ο συσχετισµός της αντοχής σε θλίψη και του δείκτη πλαστικότητας των δοκιµίων (Σχήµατα 16, 17, 18), παρουσίασε µια αρµονική βελτίωση µε το χρόνο για όλα τα µίγµατα, δηλαδή 3%, 5%, 7% υδράσβεστος και απεσταγµένο νερό, 3%, 5%, 7% υδράσβεστος και 1% NaCl, 3%, 5%, 7% υδράσβεστος και θαλάσσιο νερό. Όπως φαίνεται στα σχήµατα, σε όλα τα µίγµατα µε το ποσοστό υδρασβέστου 7%, ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίζεται στις 90 ηµέρες, ενώ η αντοχή έχει ήδη λάβει τιµή µεγαλύτερη από 1500 kPa (Σχήµα 17). Στα µίγµατα µε 5% υδράσβεστο και 5% υδράσβεστο µε 1% αλάτι, ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίζεται στις 1080 ηµέρες (Σχήµατα 16, και 17), ενώ στο µίγµα µε 5% υδράσβεστο και θαλάσσιο νερό ο δείκτης πλαστικότητας µηδενίζεται στις 720 ηµέρες (Σχήµα 18). Αντίθετα στα µίγµατα µε 3% υδράσβεστο και 1% αλάτι και θαλάσσιο νερό ο δείκτης πλαστικότητας πρακτικά µηδενίζεται µετά από 1080 ηµέρες, διότι είναι µικρότερος από 10, ενώ η αντοχή έχει φθάσει τη µέγιστη τιµή.8.Οι δοκιµές αυτές µπορούν να χαρακτηριστούν άµεσες, διότι πληροφορούν τόσο για την αύξηση της αντοχής όσο και για τη µείωση της πλαστικότητας της αργίλου από την πρώτη εβδοµάδα εργαστηριακής έρευνας. Παρατηρώντας τα σχήµατα 16, 17 και 18, µπορούµε να διακρίνουµε εντός των 7 ηµερών, τόσο τη µείωση του δείκτη πλαστικότητας όσο και την αύξηση της αντοχή σε θλίψη, ακόµη και ποιό ποσοστό υδρασβέστου είναι αποτελεσµατικό για το έδαφος που ελέγχουµε. Εάν δε λάβουµε υπόψη τους Kantey και Brick (1952) και Van der Merwe (1964) οι οποίοι αποδέχονται ότι εάν ο δείκτης πλαστικότητας είναι µικρότερος του 12%, το αργιλικό έδαφος δεν θα παρουσιάσει διόγκωση, τότε εκ του ασφαλούς, εάν διαπιστωθεί σε µια εργαστηριακή διερεύνηση ότι την πρώτη εβδοµάδα ο δείκτης πλασ
Έχουν δημοσιευτεί 2 σχόλιαΜετάβαση στην αρχή του άρθρου
14 Σεπτεμβρίου 2014

Για άλλη μία φορά βλέπω την προσπάθεια που έκανε ο Γιάννης Χριστοδουλιάς στο ΚΕΔΕ, που δεν αναγνωρίσθηκε, όπως και σε μερικούς άλλους, διότι δεν "έκυψε" τον αυχένα στο κατεστημένο του Υπουργείου, γενικά. Εγώ δεν αντεξα, και παραιτήθηκα το 1987, ευτυχώς, και μπόρεσα να κάνω μια ανεξάρτητη καρριέρα έξω στο ελεύθερο επάγγελμα. Ο Γιάννης, πεισματάρης, δεν το έβαλε κάτω και συνέχισε την παραγωγή έργου.

Ειναι αξιοθαύμαστος, το άρθρο αντιπροσωπεύει εκατοντάδες δοκιμές που έγιναν στο ΚΕΔΕ, σε συνθήκες "κρυφού σχολειού", αφού παράλληλα του χρεώνανε γεωτρήσεις για εξετάσεις, όπως και σε όλους εκεί.

Η ΕΚ1/του ΚΕΔΕ επί Σταύρου Χριστούλα μεγαλούργησε. Μετά την εκλογή του Στ. Χριστούλα στο ΕΜΠ ως καθηγητού άρχισε το ξήλωμα και η φυγή του επιστημονικού προσωπικού. Σήμερα έχει απομείνει ένα ελάχιστο προσωπικό -ήρωες- που με χαμηλές απολαβές, συνεχίζει τον αγώνα.

Στο άρθρο βλέπουμε την μείωση στα όρια LL, PL, με την προσθήκη υδρασβέστου και την αδρανοποίηση της διόγκωσης της αργίλλου. Η έρευνα αφορά την περιοχή της γέφυρας της Ριτσώνας που είναι γεμάτη διογκούμενα εδάφη. Το ίδιο θα μπορούσε να γίνει και με προσθήκη ιπτάμενης τέφρας, έτσι ώστε "marginal Materials" (οριακά εδαφικά υλικά), να καταστούν κατάλληλα και να μειωθούν τα "κυβοχιλιόμετρα" μεταφοράς επιχωμάτων, προς μεγάλη λύπη των Εργολάβων!

Ηδη με την τριλογία των άρθρων του Γιάννη Χριστοδουλιά για την σταθεροποίηση εδαφών με υδράσβεστο, ένας νέος ερευνητής έχει πολύτιμο υλικό στα χέρια του για να βρει βέλτιστες τεχνικο-οικονομικές λύσεις στην Οδοποιία.

Επλίζω κάποιοι από τους διδάσκοντες στο ΑΠΘ, ΕΜΠ, στα ΕΡΓΑΣΤΉΡΙΑ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ, να αναθέσουν διπλωματικά εργασία με αυτό το θέμα, όπως έγινε, πρωτοποριακά, το 1984-5 με τον Καθηγητή Απόστολο Γιώτη, με 9 Διπλωματικές εργασίες!

Όμως οι επίγονοί του σχεδόν μηδένισαν την συνεργασία αυτή μεταξύ του ΕΜΠ και του Εργαστηρίου ΕΚ1/ΚΕΔΕ.

Πολύ καλά έκανε ο Παν. Αναγνωστόπουλος που έφερε στην επιφάνεια και ανάρτησε στον ΑΡΧΙΜΗΔΗ αυτές τις εργασίες του Γιάννη Χριστοδουλιά!

Νίκος Μαρσέλλος, Πολ.Μηχ. ΕΜΠ (1973), MSc -- 14.09.2014
---------------------------------------

12 Σεπτεμβρίου 2014

Η ύπαρξη σπουδαίων συναδέλφων στον Δημόσιο Τομέα είναι τιμή για το Κράτος.
Δυστυχώς η καθημερινή απαξίωσή τους (αλλά και όλων των τεχνικών συναδέλφων του Δημοσίου) οδηγεί με μαθηματική ακρίβεια στην διάλυση ...

ΦΙΛΙΠΠΟΥ ΚΩΝ.
ΠΟΛΙΤΙΚΟΣ ΜΗΧ ΕΜΠ
ΠΡΟΙΣΤΑΜΕΝΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ
ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΑΙΤ/ΝΙΑΣ
ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ

Εισάγετε το όνομά σας. *
Εισάγετε το e-mail σας. *
Μήνυμα
Κάντε ένα σχόλιο για το άρθρο. Το μήνυμα σχολίου σας θα δημοσιοποιηθεί μετά από έγκριση από την αρμόδια Επιτροπή.
*

Σφάλμα

Εισάγετε το όνομά σας.

Σφάλμα

Εισάγετε το e-mail σας.

Σφάλμα

Εισάγετε μήνυμα σχολίου.

Σφάλμα

Προέκυψε ένα λάθος κατά την αποστολή του σχολίου σας, παρακαλώ δοκιμάστε ξανά αργότερα.

Μήνυμα

Το μήνυμα σχολίου απεστάλη επιτυχώς. Θα δημοσιευτεί το συντομότερο δυνατό μετά την έγκριση του από την αρμόδια Επιτροπή.