science >> Wetenschap >  >> Natuur

Bodems stabiliseren met sulfaten om hun constructieve eigenschappen te verbeteren

Bodemmonsters behandeld met kalk (links), en met magnesium (rechts). Door de vorming van ettringiet brak de met kalk behandelde reageerbuis. Krediet:Seco et al., 2017

Het journaal Toegepaste kleiwetenschap heeft onlangs het artikel 'Sulfate soils stabilisation with magnesium-based bindersâ' gepubliceerd, een onderzoek onder leiding van Dr. Andrés Seco-Meneses naar de stabilisatie van sulfaatbodems waarin Beñat García-Grancianteparaluceta, docent bij de afdeling Mijnbouw en Metallurgische Technologie en Materiaalwetenschappen van de UPV/EHU, heeft samengewerkt met een groep onderzoekers van het Department of Projects and Rural Engineering van de NUP/UPNA-Public University of Navarra en van het bedrijf Magnesitas Navarras, SA

"Suffaatbodems zijn zeer overvloedige materialen in de natuur. Maar door hun slechte constructieve eigenschappen zijn het materialen die ongeschikt zijn voor het uitvoeren van een hele reeks werken. Als gevolg hiervan, ze moeten worden verwijderd en naar stortplaatsen worden gebracht en worden vervangen door materialen die uit steengroeven worden gewonnen. Dit alles leidt tot aanzienlijke economische en milieukosten die tot nu toe onvermijdelijk waren, " verklaarde de docent aan de Faculteit Ingenieurswetenschappen in Vitoria-Gasteiz.

De moeilijkheid bij het stabiliseren van bodems van dit type is te wijten aan het feit dat de reguliere stabiliserende additieven op calciumbasis zijn. In deze gevallen, het sulfaat combineert met het calcium in het additief en het aluminium in de klei, wat resulteert in een sterk gehydrateerd, expansief mineraal dat bekend staat als ettringiet. Hierdoor zwelt het behandelde materiaal op en vernietigt het zelfs.

De nu gepubliceerde studie analyseert wat er gebeurt als additieven op basis van calcium worden vervangen door een alternatief additief op basis van magnesium. een industrieel bijproduct dat bekend staat als PC-8. "Het behandelen van natuurlijke bodems met 4% en 8% kalk of PC-8 verbeterde hun mechanische eigenschappen tot niveaus die routinematig worden verkregen in andere kleiachtige bodems. In alle gevallen, de ontwikkelde resistenties waren groter voor de doses van 8% dan voor die van 4%, en voor de PC-8 over de kalk, het aantonen van de capaciteit van magnesium in plaats van kalk als additief met het potentieel om klei vanuit mechanisch perspectief te stabiliseren, ' zei Beñat García.

In de met 8% PC-8 behandelde monsters werd een significante vermindering van de natuurlijke zwelling van de bodem waargenomen, evenals de dimensionele stabiliteit van alle behandelde monsters in de loop van de tijd. Wat deze UPV/EHU-docent betreft, "de conclusie is dat het gebruik van op magnesium gebaseerde additieven mogelijk een goede methode kan zijn om materialen die sulfaat bevatten in bouwtoepassingen op te waarderen". Hoewel verdere studies in deze richting nodig zijn, de verkregen resultaten wijzen op een verbetering van de constructieve eigenschappen van de behandelde gronden, waardoor ze worden omgezet in materialen die geschikt zijn voor bouwdoeleinden. Hierdoor kunnen aanzienlijke besparingen worden gerealiseerd, en de milieueffecten die samenhangen met het aanleggen van stortplaatsen en het delven van materialen in steengroeven moeten worden verminderd.