Bentonite-loess slurry for construction of diaphragm walls and bored piles

• Autorzy: Dreger Marcin , Przygoda Mieczysław , Kraszewski Cezary , Mitrut Muchał , Rafalski Leszek , Wojdal Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.020.006

Warianty tytułu

PL

Zawiesina bentonitowo-lessowa do wykonywania ścian szczelinowych i pali wierconych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Bentonite fluids are used in narrow excavations in technologies of slurry walls and bored piles. If bentonite is characterised by high liquid limit, production of support fluid with sufficiently high density and accompanying low viscosity is impossible. The aim of the presented research was to verify the usefulness of loess for modification of bentonite slurries. Various bentonite-loess mixtures and suspensions activated with sodium carbonate were tested. It was noted that an addition of loess results in a decrease in liquid limit of the bentonite-loess mixture. Testing of suspensions produced from different bentonite-loess mixtures enabled determination of the optimum sodium carbonate content as well as the minimum bentonite-loess mixture content in the suspension ensuring the required density. The influence of loess content on viscosity and water bleed was then investigated, which enabled determination of loess content range at which suspensions with the required density fulfil also the requirements regarding viscosity and bleed. It was ascertained that an addition of loess enables production of bentonite-loess slurries with adequate properties. Based on the presented results, a patent was obtained and production of bentonite-loess mixture for use in technology of slurry walls was initiated.

PL

Zawiesiny bentonitowe wykorzystuje się do wykonywania wykopów wąsko przestrzennych w technologii ścian szczelinowych, a także w technologii pali wierconych. Jeśli bentonit charakteryzuje się dużą granicą płynności, nie jest możliwe wytworzenie zawiesiny o wystarczająco dużej gęstości i małej lepkości. Celem badań było sprawdzenie przydatności lessu do modyfikowania właściwości zawiesin bentonitowych. Wykonano badania kompozycji bentonitowo-lessowych i zawiesin aktywowanych węglanem sodu. Stwierdzono, że dodatek lessu powoduje zmniejszenie granicy płynności kompozycji bentonitowo-lessowej. Badania zawiesin zawierających kompozycje bentonitowo-lessowe pozwoliły na określenie optymalnej zawartości węglanu sodu oraz niezbędnej ilości bentonitu i lessu w zawiesinie zapewniającej wymaganą gęstość. Następnie zbadano zależności pomiędzy zawartością lessu a lepkością umowną i odstojem zawiesin, co pozwoliło na określenie dodatku lessu, przy którym zawiesiny o wymaganej gęstości spełniają kryteria lepkości i odstoju. Stwierdzono, że dodatek lessu umożliwia uzyskiwanie zawiesin bentonitowo-lessowych o odpowiednich właściwościach. Na podstawie przedstawionych wyników badań uzyskano patent i uruchomiono produkcję kompozycji bentonitowo-lessowej do zawiesin przydatnych w technologii ścian szczelinowych.

Słowa kluczowe

EN

bentonite; liquid limit; loess; bored pile; diaphragm wall; bentonite-loess slurry; thixotropic fluid

PL

bentonit; granica płynności; less; pal wiercony; ściana szczelinowa; zawiesina bentonitowo-lessowa; zawiesina tiksotropowa

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 19, no. 2
• Strony: 97--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dreger Marcin

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw

autor

Przygoda Mieczysław

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw

autor

Kraszewski Cezary

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw

autor

Mitrut Muchał

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw

autor

Rafalski Leszek

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw

autor

Wojdal Mariusz

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw

Bibliografia

• 1. Kledyński Z., Rafalski L.: Zawiesiny twardniejące. Studia z zakresu inżynierii nr 66. Polska Akademia Nauk. Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej. Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa 2009
• 2. Jefferis S.A., Lam C.: Polymer support fluids: use and misuse of innovative fluids in geotechnical works. Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
• 3. Lam C., Jefferis S.A., Suckling T.P., Troughton V.M.: Effects of polymer and bentonite support fluids on the performance of bored piles. Soils and Foundations, 55, 6, 2015, 1487-1500
• 4. Czarnecki L., Broniewski T., Henning O.: Chemia w budownictwie. Arkady, Warszawa 1997
• 5. Czopowska-Lewandowicz M.: Próba identyfikacji bentonitu w betonie ściany szczelinowej. Materiałybudowlane, 8, 2016, 67-69
• 6. Lixue Y.: Laboratory measurement and prediction to the permeability of bentonite-modified less as a landfill liner. Rock and Soil Mechanics, 32, 7, 2011, 1963-1969
• 7. Boscov M.E.G., Soares V., Vasconcelos F.D., Ferrari A.A.P.: Geotechnical properties of a silt-bentonite mixture for liner construction. Proceedings of the 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Volumes 1-4, 2009, 217- 220
• 8. Francis A., Mohandas T.V.: Compression characteristics of silt-bentonite mixtures in liners. Iconic Research and Engineering Journals, 1, 8, 2018, 75-79
• 9. Byung-Sik Ch., Jae-Woo P., Yong-Jae L., Byung-Hong K.: Geotechnical characterization of permeable barriers mixture of sand, loess and bentonite. 5th ICEG Environmental Geotechnics: Opportunities, Challenges and Responsibilities for Environmental Geotechnics, September 2018
• 10. WangY., Chen Y., Xie H., Zhang Ch., Zhan L.: Lead adsorption and transport in loess-amended soil-bentonite cut-off wall. Engineering Geology, 215, 2016, 69-80
• 11. Nowamooz H., Masrouri F.: Hydromechanical behaviour of an expansive bentonite/silt mixture in cyclic suction-controlled drying and wetting tests. Engineering Geology, 101, 3-4, 2008, 154-164
• 12. Wang S., Luna R., Yang J.: Effect of plasticity on shear behaviour of low-plasticity fine-grained soil. Journal of Materials in Civil Engineering, 29, 3, 2017, 04016228
• 13. Teerawattanasuk Ch., Voottipruex P.: Influence of clay and silt proportions on cement-treated fine-grained soil. Journal of Materials in Civil Engineering, 26, 3, 2014, 420-428
• 14. Patent PL 228163: Kompozycja do wytwarzania zawiesin tiksotropowych, przeznaczonych do zapewnienia stateczności podłoża podczas wykonywania konstrukcji podziemnych

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).