FI72995C - Foerfarande foer stabilisering av kvicklera eller saltlerajord. - Google Patents

Description

1 72995

Menetelmä nopean saven tai suolasavimaan stabiloimiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä on nopean saven tai suolasavimaan stabiloimiseksi.

5 Monet savikerrostumat tarvitsevat usein stabiloin tia, ennen kuin ne voivat kantaa lisäkuormaa, jota tulee täytön aikana ja rakennettaessa. Tämä pätee erityisesti niinkutsutuille nopeille saville, joita löydetään usein esim. Neuvostoliiton pohjoisosasta, Skandinaviasta, Kana-10 dasta, New Yorkin osavaltiosta ja Uudesta Seelannista.

Savet kerrostuivat alunperin murtoveteen ja meriveteen vähän viimeisen jääkauden jälkeen, ja myöhemmin, mannerten (isostaattisen) nousun aikana ne nousivat merenpinnan yläpuolelle. Kuitenkin vain jotkut näistä savikerrostumista 15 muuttuivat sen jälkeen herkiksi nopeiksi saviksi. Sellainen muutos johtuu pääasiallisesti kahdesta prosessista. Saven huokosveden alkuperäinen suolapitoisuus on ehkä tullut uutoksesta, pohjavettä suodattamalla, tai tukeista tai soista peräisin oleva orgaaninen aine, joka toimii dispersioainee-20 na, on joutunut saveen. Ensimmäinen prosessi on ollut tärkein Norjasta löydetyillä savilla, kun taas sellaiset nopeat savet, joiden orgaanisten aineiden pitoisuus on korkea, ovat muodostuneet toisella prosessilla, ja näitä savia löydetään usein Ruotsista ja Kanadasta.

25 Nopeat savet osoittavat häiriintymättömässä tilassa tiettyä rajoittunutta lujuutta, mutta häirittäessä ne joutuvat kokonaan juoksevaan tilaan. Sama ilmiö on aiheuttanut useita nopean saven maanvieremiä itäisen ja keski-Nor-jan alamailla, usein katastrofaalisin seurauksin. Tähän 30 asti on useita kemiallisia stabilointisuunnitelraia kokeiltu sellaisille saville. Tällöin on tutkittu mm. alumiini-kloridin (AlCl^) ja kaliumkloridin (KC1) käyttöä. Nopeita savia on stabiloitu kahdella tavalla. Savi voidaan sekoittaa ja käsitellä kemikaalien kanssa, tai kemikaalien voi-35 daan antaa diffundoitua häiriintymättömään saveen. Suolan diffuusiomenetelmän haittana on vaaditun tunkeutumisen 2 72995 saavuttamiseksi kuluva pitkä aika. Diffuusiomenetelmää on käytetty vain kerran, ilmeisesti, täydessä mitassa kentällä, kun KC1 sisältäviä suolakaivoja asennettiin kaksi vuotta ennen maantienrakennusta.

5 Tähän asti on kehitetty menetelmää syvästabilisaa- tiolle sammuttamatonta kalkkia (CaO) käyttäen. Kalkki on vanha stabilointiaine, jota on käytetty satunnaisesti. Kiinassa sitä käytettiin vuosisatoja sitten rakennusmateriaalina. USA:ssa 1940-luvulla ja Euroopassa 1950-luvulla kalkkia 10 käytettiin pinnan stabilointiaineena. Syvästabilointimene-telmä käsittää kalkin sekoittamisen ja valamisen saven kanssa siten, että muodostuu pilarisarja, joka ulottuu alas saveen. Nämä pilarit aiheuttavat lateriaalisen stabiloinnin savikerrostumaan.

15 Sekä kalkki- että kaliumkloridimenetelmällä on joi takin haittapuolia. KC1 stabiloi häiriintymättömän, ympärillä sijaitsevan saven mutta ei häiriintynyttä savea. Edelleen, CaO aiheuttaa epähomogeenisen stabiloinnin. Kalkin muodostavat taskut aiheuttavat hauraita sylintereitä, joil-20 la on pieni sivuttainen leikkauslujuus. Lisäksi CaO:a ei voida käyttää sellaisissa savissa, joiden vesipitoisuus on suuri. Vaikka alumiinihydroksidia muodossa AI(OH)^ 5C1q 5 ei ole käytetty saven stabilointiaineena perusteknologiassa aikaisemmin, sitä on käytetty sementointiaineena valmis-25 tettaessa haluttuja saven mikrostruktuureja laboratoriotutkimuksissa. Alumiinihydroksidiliuosta, joka sisältää KC1, on myös käytetty kaivannoissa käsiteltäessä muodostumia, jotka sisältävä vedelle herkkiä savia, ja hiekan stabiloi-miseksi. Tällä alalla käytetään suhteellisen laimeita liuok-30 siä ja ylivirtauksia. Näitä menetelmiä esitetään US-paten-teissa 3 603 399 (7.9.1971) ja 3 827 495 (6.8.1974).

US-patenttijulkaisu 3 827 495 muodostaa läheisimmän tekniikan tason esillä olevalle keksinnölle. Esillä olevan keksinnön mukaisen kemikaalin, OH-A1, käyttö eroaa kuiten-35 kin US-patenttijulkaisun 3 827 395 mukaisesta kemikaalin käytöstä ainakin seuraavasti: 3 72995 1) Stabiloitavat maamuodostumat ovat selvästi erilaiset

Esillä olevan keksinnön mukaista stabilointimenetel-mää käytetään vain nopean saven tai nopean saven kaltais-5 ten maamuodostumien käsittelyyn, kun taas ko. US-patentti-julkaisun mukaista menetelmää käytetään monenlaisten maa-muodostelmien käsittelyyn. Ko. US-patenttijulkaisussa ei kuitenkaan mainita nopean saven käsittelyä.

2) Stabiloitumismekanismit ovat erilaiset US-patenttijulkaisun 3 827 495 mukaisessa menettelys- 10 sä käytetään hyväksi kemikaalin suurta taipumusta yhtyä kemiallisesti savimineraalien negatiivisesti varattuihin kohtiin. Kun kationinen OH-A1 on adsorboitunut hyvin tiiviisti saven pinnalle, se itse asiassa johtaa siihen, että savi käyttäytyy varauksettoman hiukkasen tavoin. Tästä johtuen 15 savi ei enää kykene tavanomaiseen saven ja veden vuorovaikutukseen, joka aiheuttaa pysymättömyyttä märissä savipitoisissa hiekoissa.

Sitävastoin esillä olevassa keksinnössä käytetään hyväksi OH-Al:n toista ominaisuutta, ts. sen kykyä geelittää 20 vesi suurilla OH-Al-pitoisuuksilla. Kemikaalia käytetään mahdollisimman vähän vettä sisältävänä, ts. kuivana kiinteänä aineena, jotta se geelittäisi mahdollisimman suuren määrän in situ vettä, joka on liittynyt nopeaan saveen. Nopeaan saveen liittyneen veden geeliytyminen muuttaa saven ei-no-25 peaksi saveksi, joilla on melkoinen rakenteellinen eheys.

US-patenttijulkaisun 3 827 495 mukaisessa menettelyssä ei käytetä hyväksi OH-Al:n geelittävää ominaisuutta. Itse asiassa ko. US-patenttijulkaisun mukainen menettely estää kemikaalin vettä geelittävän ominaisuuden hyväksikäy-30 tön.

3) Kemikaalin lisäystavat ovat erilaiset US-patenttijulkaisun 3 827 495 mukaisesti OH-A1 injektoidaan hiekkaan suhteellisen laimeana liuoksena ja yli-huuhdellaan vesiliuoksella. Tämän tarkoituksena on saada 35 kemikaali adsorboitumaan varattuihin kohtiin ja ylimääräinen 4 72995 kemikaali poistumaan huokosista. Ylimääräinen kemikaali poistetaan huokosista, jotta estettäisiin geelin muodostuminen, joka geeli muuten pyrkii tukkimaan huokoset.

Sitävastoin esillä olevassa keksinnössä kemikaalia 5 ei injektoida maamuodostelmaan, vaan se sekoitetaan nopeaan saveen mekaanisesti. Huokosiin jätetään tarkoituksellisesti paljon kemikaalia edistämään in situ veden geeliytymistä.

Keksinnön mukaisella menetelmällä nopean saven tai suolasavimaan stabiloimiseksi saadaan aikaan savikerrostu-10 mien kestävä ja tehokas stabiloituminen. Tälle menetelmälle on tunnusomaista, että nopeaa savea tai suolasavimaata sekoitetaan tehokkaan määrän kanssa kuivaa alumiinihydroksidia, jolla on yleinen kaava A1(0H) X^ , jossa n on 2,0 -2,7 ja X on anioni, joka on kloridi, bromidi, jodidi, nit-15 raatti, sulfaatti tai asetaatti.

Alumiinihydroksidin kanssa voidaan sekoittaa kemikaali, joka on kaliumkloridi, kaliumnitraatti, kaliumsul-faatti, ammoniumkloridi, ammoniumnitraatti tai ammoniumsul-faatti, joista kemikaaleista kaliumkloridi on edullisin.

20 Seos tehdään edullisesti sillä tavoin, että sta biloitunut savi muodostaa pilarisarjän, joka ulottuu savi-kerrostumaan, siten erilleen asetettuina, että koko savea sisältävä kerrostuma stabiloituu. Pilareiden haluttu koko, sijoitus ja lukumäärä ratkaistaan. Tehokas määrä alumiini-25 hydroksidin ja kaliumkloridin kuivaa seosta sekoitetaan saven kanssa jokaisella sijoituspaikalla kerrostumassa, siten että se reagoi saven kanssa ja muodostaa halutut pilarit.

Tehokas määrä tarkoittaa siitä, että mukana on tar-30 peeksi alumiinihydroksidia saven kyllästämiseksi ja saveen lisätyn tai siinä olevan veden hyydyttämiseksi. Tämä vaatii tavallisesti vähintään n. 2,5 gramman alumiinihydroksidia 100 g savimaan märkäpainoa kohti, jotta tästä keksinnöstä saataisiin jotain hyötyä. Havaitaan kuitenkin, että savet 35 voivat olla kokoonpuristuneita, jolloin jonkinverran pienempi alumiinihydroksimäärä on tehokas. Kaliumkloridia 5 72995 käytetään diffundoitumaan häiriintymättömään saveen, ja sitä pitäisi olla riittävästi sopivien diffuusioiden aikaansaamiseksi.

Tyypillisesti savea sisältävään kerrostumaan muodos-5 tettavan pilarin tilavuus tai koko määritetään, ja samoin määritetään tällaisessa pilarissa olevan savimaan märkä-paino. Muodostetaan alumiinihydroksidin ja kaliumkloridin kuiva seos. Hyödyllisten tulosten saavuttamiseksi kuivan seoksen pitäisi sisältää vähintään 2,5 g alumiinihydroksi-10 dia 100 g savimaan märkäpainoa kohti, ja vähintään 1,0 g kaliumkloridia 100 g savimaan märkäpainoa kohti. Optimaalisten tulosten saavuttamiseksi kuivan seoksen pitäisi sisältää vähintään 15 g kuivaa alumiinihydroksidia ja vähintään 10 g kuivaa kaliumkloridia 100 g saven märkäpainoa 15 kohti.

Tämän keksinnön erityinen päämäärä on saada menetelmä savea sisältävän maakerrostuman stabiloimiseksi sekoittamalla valittujen savimaaerien kanssa kerrostumassa kuiva seos, joka edullisesti sisältää tehokkaan määrän 20 alumiinihydroksidia ja kaliumkloridia, jotka reagoivat saven kanssa ja muodostavat pilarimaisia tulppia savikerrokseen kerrostuman ankkuroimiseksi ja sen stabiloimiseksi tällä tavalla. Tämän keksinnön edut käyvät selville seu-raavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja mukana ole-25 vista piirustuksista.

Piirustusten lyhyt kuvaus:

Kuva 1 on leikkaus savea sisältävästä maamuodostu-masta, ja se kuvaa kaavamaisesti edullista laitetta, jolla tämän keksinnön mukaisesti sekoitetaan kuiva kemikaali-30 seos saven kanssa in situ maamuodostumassa, jolloin maa-muodostumaan syntyy stabiloiva piiri.

Kuva 2 on suurennettu kaavakuva osasta 1 kuvan 1 laitetta.

Kuva 3 on kaavamainen esimerkkisuunnitelma muodos-35 tettavien pilarien sijoittelusta savimaamuodostuman stabiloimiseksi tämän keksinnön mukaisesti tien rungon alla.

6 72995

Kuva 4 on leikkaus kuvasta 3 suunnasta 4-4.

Kuva 5 on kaavamainen esimerkkisuunnitelman tämän keksinnön mukaisesti muodostettavien pilarien sijoittelusta rakennuksen tms. perustusten alle.

5 Kuva 6 on poikkileikkaus kuvasta 5 suunnassa 6-6.

Kuva 7 on kaavamainen leikkaus diffuusiovaikutusten laboratoriodemonstraatioihin käytetystä testilaitteesta, kun tätä keksintöä on käytetty ja

Kuvat 8-14 ovat diagrammeja, jotka esittävät tämän 10 keksinnön ymmärtämisessä tarvittavia kokeellisia tietoja.

Tällä keksinnöllä savimaa stabiloidaan sekoittamalla ainakin osiin tällaista maata tehokas määrä kemikaalien kuivaa seosta, joka sisältää alumiinihydroksidia ja haluttaessa kemikaalin kaliumkloridi, kaliumnitraatti, kalium-15 sulfaatti, ammoniumkloridi, ammoniumnitraatti tai ammonium-sulfaatti. Kaliumkloridi on edullinen kemikaali sekoitettavaksi alumiinihydroksidin kanssa. Edullisessa muodossa useita pilarimaisia kerrostumia muodostuu in situ savimaa-kerrokseen, kun sekoitetaan märkää savea kuivan seoksen 20 kanssa, joka sisältää vähintään 2,5 g kuivaa alumiinihydroksidia ja vähintään 1,0 g kuivaa kaliumkloridia 100 g savimaan märkäpainoa kohti. Parhaat tulokset saavutetaan, kun kemikaalien kuivassa seoksessa on vähintään 15 kuivaa alumiinihydroksidia ja vähintään 10 g kuivaa kaliumklori-25 dia 100 g savimaan märkäpainoa kohti. Eri savilla alumiinihydroksidin optimaalinen konsentraatio voi luonnollisesti vaihdella. Annetulle savelle optimaalinen konsentraatio voidaan määrittää tässä kuvatulla yksinkertaisella laboratoriokokeella .

30 Tämän keksinnön mukaisesti käyttökelpoisella alu miinihydroksidilla on suhde hydroksyyli:alumiini vähintään 2,0. Alhaisessa paineessa hydroksyyli:alumiini-suhteiden ollessa pienempiä kuin 2,2, materiaalit tahtovat olla niin happamia, että savimaan sisältämät karbonaatit muut-35 tuvat hiilidioksidiksi, joka aiheuttaa tässä keksinnössä haitallisia kuplia. Siksi karbonaattipitoisissa maape- 7 72995 rissa on edullista käyttää alumiinihydroksidia, jonka hydroksidin ja alumiinin suhde on 2,5.

Näin ollen tässä keksinnössä käytettävällä alu-miinihydroksilla on yleinen kaava Al(OH)nX^_n, jossa 5 n:n arvo on vähintään 2,0, edullisesti 2,5 - 2,7, ja X on anioni, joka on kloridi, bromidi, jodidi, nitraatti, sulfaatti tai asetaatti. Esimerkiksi kuivaa alumiinihydroksidi-kloridi a, jonka kaava on AI (OH) 2 tjClg 5 on menestyksellisesti käytetty tämän keksinnön labo-10 ratoriodemonstraatioissa. Alumiinihydroksidi on kaupallisesti saatavilla oleva kemikaali ja sitä toimittavat esim. Reheis Chemical Company, New Jersey,

Berkeley Heights tai Hoechst Aktiengesellschaft, Frankfurt am Main, Länsi-Saksa.

15 "Kuiva" alumiinihydroksidi tarkoittaa kuivaa kemikaalia, johon ei ole lisätty vettä. Kuivassa alumiinihydroksidissa on tietysti oleellinen määrä kemiallisesti sitoutunutta vettä. Eräs Reheis'n tuote sisältää esim. n. 20-1/2 paino-% kemiallisesti sitoutunutta 20 vettä.

Laajassa muodossa tämä keksintö tutkii kuivan alumiinihydroksidin kanssa sekoitettavaa kemikaalia, joka diffundoituu tehokkaasti häiriintymättömään nopeaan saveen. Kaliumkloridi on edullinen kemikaali.

25 Muita kemikaaleja, jotka vaikuttavat edullisesti etsityllä tavalla ovat kaliumnitraatti, kaliumsulfaatti, ammoniumkloridi, ammoniumnitraatti ja ammoniumsulfaat-ti. Rubidiumin ja cesiumin suoloilla on myös joitakin edullisia vaikutuksia, mutta nämä eivät ole taloudelli-30 sesti mahdollisia kaupalliseen käyttöön.

Tämän keksinnön mukaisesti alumiinihydroksidin ja seuraavasta ryhmästä valitun kemikaalin: kaliumkloridi, kaliumnitraatti, kaliumsulfaatti, ammoniumkloridi, ammoniumnitraatti ja ammoniumsulfaatti, kuivaa seos- 8 72995 ta sekoitetaan savimaan kanssa, ja muodostuu pilarimai-sia laajennuksia savimaahan. Edullisesti seos muodostetaan alumiinihydroksidista ja kaliumkloridista. Edullisesti sekoitus suoritetaan in situ sopivilla mekaa-5 nisillä keinoilla. Edullisessa muodossa kuvissa 1 ja 2 kaavamaisesti kuvattuja laitteita käytetään tämän keksinnön mukaiseen kuivien kemikaalien sekoittamiseen normaalin, hyvin märän savimaan kanssa. Erityinen laite, jota voidaan käyttää tämän keksinnön kemikaalien se-10 koittamiseen in situ on BPA Lindin-Alimakin (Skellefteä,

Ruotsi) tuottama laitteisto.

Kuviin 1 ja 2 viitaten esitetään savimaakerros-tuma 10. Numerolla 12 yleisesti esitetty kairamainen laitteisto on esitetty kairaamassa savikerrostumaa 15 reiässä 14, joka muodostaa pilarin. Kaira 12 sisältää terän 16 ja onton poranvarren 18. Hankitaan väline (ei kuvassa) kairan 12 pyörittämiseksi ja kuivien kemikaalien syöttämiseksi poran sisään ja alas poranvart-ta 18 savimaan 10 kanssa sekoitettavaksi reiässä 14.

20 Kuva 2 esittää terää 16 yksityiskohtaisemmin. Terä muo dostuu kaarevasta leikkauselementistä 20, joka pyöritettäessä sekoittaa savimaata, johon se etenee. Kauluksessa 24, poranvarren 18 alaosassa on useita aukkoja, 22a, b, jne. Kuiva kemikaali kulkee aukkojen 22a jne.

25 läpi ja joutuu kosketukseen saven kanssa, kun kaira pyörii ja liikkuu ylös tai alas, savikerroksen sisään ja ulos siitä. Kuiva kemikaali sekoittuu märän saven kanssa ja reagoi sekä stabiloi saven. Reaktio on nopea, mutta ei tapahdu välittömästi, niin että sekoitus voi 30 tapahtua sekä kun kaira ajetaan alas maahan että kun se nostetaan ylös. Tämä on erityinen tämän keksinnön etu tähän asti käytettyyn kalkkiin verrattuna. Kalkin reaktio märän saven kanssa on niin nopea, että kalkki voitiin ruiskuttaa saveen vain kun kairaa poistettiin 35 reiästä. Siten tämän keksinnön kemikaalit voidaan se koittaa saven kanssa läpikotaisemmin in situ ja varmistaa paremmat tulokset.

9 72995

Kuvat 3 ja 4 esittävät esimerkin tämän keksinnön käytännön sovellutuksesta. Kuva 3 on kaavamainen suunni-telmaesimerkki pilarien asettelusta, kun pilarit muodostetaan tämän keksinnön mukaisesti savimaan stabiloimi-5 seksi tienrungon alla. Kuva 4 on leikkaus suunnassa 4-4 kuvasta 3.

Tienrunko 40 kuvataan kuvissa 3 ja 4. Tienrunko kulkee yli epästabiilin savikerrostuman, jota merkitään numerolla 42. Jotta savikerrostuma 42 saadaan stabiloi-10 duksi sopivasti, niin että se kestää tienrungon 40 ai heuttamat jännitykset, on muodostettu sarja pilarimai-sia rakenteita, joita merkitään yleisesti 44,a, b, c, sekoittamalla alumiinihydroksidia ja kaliumkloridia savimaan kanssa. Edullisesti pilarit 44a, b, c muodos-15 tetaan tien rungon sivuja pitkin ja suoraan tienrungon alla. Huomatkaa, että pilarit eivät ainoastaan kannata tienrunkoa altapäin, vaan stabiloivat savikerrostumaa tienrungon molemmin puolin mukaanlukien rinteen, jota tukevat pilarit 44c.

20 Kuvat 5 ja 6 kuvaavat toista esimerkkiä tämän keksinnön käytännön sovellutuksesta. Kuva 5 on kaavamainen suunnitelmaesimerkki pilarien sijoittelusta, kun pilarit muodostetaan tämän keksinnön mukaisesti savimaan stabiloimiseksi perustuksen tai rakennuksen tms. alla.

25 Kuva 6 on poikkileikkaus kuvasta 5 suunnassa 6-6.

Rakennuksen perustus esitetään kaavamaisesti kuvissa 5 ja 6 ja sitä merkitään numerolla 50. Savimaa-kerrostuma 52 on perustuksen 50 alla. Useita pilareita, joita merkitään luvuilla 56a, b, c on muodostettu pe-30 rustuksen alle, sisään ja ulkopuolelle savimaan stabi loimiseksi .

Sarja saven stabiloimista koskevia laboratorio-demonstraatioita suoritettiin käyttämällä tämän keksinnön mukaisia kemikaaleja sekä muita kemikaaleja. Näitä 35 demonstraatioita kuvataan nyt yksityiskohtaisesti viita ten kuviin 7-14. Kuva 7 on kaavamainen poikkileikkaus _ - - ΓΓ' ....... — ίο 72995 diffuusiovaikutusten laboratoriodemostraatioissa käytetystä testilaitteesta, kun käytetään tämän keksinnön mukaista menetelmää, ja kuvat 8-14 ovat diagrammeja, jotka esittävät kokeellisista tiedoista saatuja 5 käyriä, joita tarvitaan tämän keksinnön ymmärtämiseksi.

Aluksi testattiin kahta norjalaista savea. Nämä olivat norjalainen nopea savi ja meren suolasavi. Miltei kaikki demonstraatiotyö tehtiin norjalaisella nopealla savella. Taulukossa 1 esitetään näiden kahden 10 saven ominaisuudet.

72995

Taulukko 1

Norjalaisen nopean saven ja meren suolasaven ominaisuuksia

Savityyppi Nopea Suola 5 Vesipitoisuus (1 % kuivapainosta mitattuna alkuperäisestä savesta kunkin näytteen keskiarvona) 35,0-38,3 52

Leikkauslujuus (kPa-mitattu kartiopudotusmenetelmällä) 7-10 7,0

Huokosveden kemia 10 pH (ppm) 7,9-8,2 8,0

Na (ppm) 150—300 - K (ppm) 10-20

Ca (ppm) 10-40 (ppm) 3-20

Johtokyky 6,4 ohmia

CaCO- 1,4 % 15 orgaaninen hiili 0,6 % suolapitoisuus (ilmoitettu N^Cltna) 0,4 g 20 g

NaCl/1 NaCl/1 raekoko hiekka 1% 1% siltti 57 % 64% savi 42% 35%

Mineralogia (savi) (siltti) 20 illiitti/muskoviitti 65% 30% kloriitti 30% 10-15% kvartsi 0-5% 20% K-maasälpä 15-20% plagioklaasi 5% 15-20%

Alumiinihydroksidikloridilla A1(0H)2 ,-CIq 5 (tä-25 män jälkeen käytetään nimitystä alumiinihydroksidi) on stabiloiva vaikutus norjalaiseen nopeaan saveen. Nopea savi, joka on luonnontilassaan hyvin pehmeä, on juoksevaa häirinnän jälkeen. Alumiinihydroksidin lisäämisen jälkeen seos on aluksi kiinteä, ja pehmenee sitten 30 jonkinverran silttimäisemmäksi. Minuuttien kuluessa seos polymeroituu ja muutaman päivän kuluttua siitä tulee kovaa savea. Tähän asti käytetyn kalkin lisäyksellä on jonkinverran samanlainen vaikutus. Kuitenkin tämän keksinnön mukaisen alumiinihydroksidin ja kalkin 35 ero stabilointaineena on niiden tavassa vaikuttaa ympä- ---- - - Γ 12 72995 röivään häiriintymättömään nopeaan saveen. Alumiinihydroksidilla on stabiloiva vaikutus muutamia senttimetrejä häriintymättömään saveen, ja lujuus on n. kymmenesosa seoksen lujuudesta. Toisaalta, kalkilla on 5 varsin pienet vaikutukset häiriintymättömään saveen.

KCl:iin verrattuna, jota myös on tähän asti käytety yksinään, alumiinihydroksidilla on paljon suurempi lujuus seoksessa, mutta KC1 diffundoituu paljon nopeammin häiriintymättömään nopeaan saveen ja stabiloi jos-10 sain määrin savea monen senttimetrin päähän seoksesta.

On huomattu, että 0H-Al:n ja KCl:n yhdistelmällä on molempien stabilointiaineiden parhaat ominaisuudet ja se antaa kovan ytimen pehmeästä keskikovaan häiriintymättömään saveen. Koska alumiinihydroksidiseos vetää 15 vettä puoleensa, sen lujuus alenee jonkinverran, noin kolmannekseen muutamassa kuukaudessa, mutta kokonaisuudessaan tällä efektillä on vain vähäinen vaikutus tämän keksinnön edulliseen vaikutukseen.

Yleisesti laboratoriodemonstraatiot jaettiin 20 kahteen osaan. Toinen osa koski optimaalisen sekoitus suhteen määrittämistä (sarja Ai) ja kuivan alumiinihydroksidin ja alumiinihydroksidiliuoksen aikariippuvuutta (sarja A2). Toinen osa tutki diffuusiovaikutuk-sia stabiloidusta savesta häiriintymättömään saveen.

25 Sarjoissa B1 ja B2 on nestemäinen ja kiinteä alumiini hydroksidi ainoana stabilointiaineena, vastaavasti. Sarjoissa Cl ja C2 se on sekoitettu KCl:n kanssa ja sarjoissa Dl ja D2 metanolin kanssa.

Ensimmäisen osan demonstraatiot osoittavat kui-30 van alumiinihydroksidin käytön paremmuuden alumiini hydroksidiliuoksen käyttöön verrattuna. Havaitaan kuitenkin, että alumiinihydroksidiliuoksella on oleellisia edullisia vaikutuksia. Taulukko II esittää Ai - sarjoissa käytettyjä alumiinihydroksidikonsentraatioita. Huo-35 matkaa, että Ai viittaa erityiseen sarjaan, seuraava 13 72995 luku viittaa ennen näytteenottoa kuluneiden päivien määrään ja kirjain viittaa segmentin numeroa ylhäältä lähtien, missä testi tehtiin.

Taulukko II

5 Sarjassa AI käytettiin seuraavaan sekoitussuhdetta konsentraation vaihteluissa · ml 6,2M 0H-A1 tai g OH-Al/100 g no< g 0H-A1 jauhetta/100 g saven kuivapainoa saven markapamoa-----—......

Al-la) 5 ml 6,2 M 3,62 10 A1~7a)

Ai-Ib) 5 ml 0,62 M 0,362

Al-7b)

Al-lc) 5 ml 0,062 M 0,0362

Al-7c)

Al-ld) 5 ml 0,0062 M 0,00362 15 Ai-7d)

Al-7e 0,8 1,09

Al-7 f 2,5 3,4

Al-7g 5 6,8

Al-7h 10 13,6

Al-7i 15 20,4 2Q Sarjassa A2, ajan vaihteluissa käytettiin vain 5 ml 6.2M 0H-A1/100 g saven märkäpainoa kokeen kestoajan ollessa 1 h (tunti), 1 pv (päivä), 3 pv, 7 pv, 30 pv ja 100 pv. Samaa ohjetta käytettiin suolaiselle merisavelle, ja sitä kuvataan sarjassa A3, tau-25 lukossa III.

Savi sekoitettiin ja pantiin kannelliseen muoviastiaan. Tämä päällystettiin muovikalvoilla ja pantiin syrjään säiliöön, jossa oli ^-kaasua, ja varastoitiin 7°C:ssa. Leikkauslujuus mitattiin kustakin 30 näytteestä. Joitakin puristettiin ja huokosvesi mitat tiin pH:n suhteen, ja joissakin tapauksissa mitattiin Ca, Mg, K ja Na atomiabsorptiolla.

Kuvatulla tavalla suoritettujen demonstraatio-sarjojen tulokset ovat esitetyt taulukossa III.

35 ___ - - τ 14 72995

S „ ξ S

O -ρ S ^ σ>

-h S

S ^ S

,Χ C W

Ο Its

-* > « ^ _ O

•h S « 2 r- c 3 ^ m

0 AC 4J

•h en

> +j O

3 cu ns 8 I

d tn tn * o o äa: tn e rn ·- o •hoc ω s «*· &

•H i—I O TO

M Φ

rO ^ C o < O

p ~ φ λ; o tn ro tn Q _nJ o e; ίο < -y 3 υ M 2 •rv—’O "

r0 D

C -H

' S ^ «3 C^-HCNr-r- eri 'Λ 2 "2 car-vor^r'i" eo <c o -h tn •—- ^ en -h n λ; o q H e e o .¾ ~

H <1)0 3-1 d~ vjD

Ό > T3 -h ro O -H ro >1 tn λ; d tnc Λ) λ; m -h -h > 3 O C e

> I Λί (D -H

3 g -H

3 C E

E-* O C 33 Ή G) i—1 φ s > W 10 0 3 3 -H -¾ d £0 rO O O 2 01 i—I ·ι—i Ai· ' ή 0 en e -H3C C :θ

M tl) -H 3 -U CO tn O ΙΓ) 1—t US N H

το ·ι~ι :ra k ^- * *· *· ·-*·— en 33-h 3 e cnaoino©ov£>.~ioosoinor~ P -r-> m tn o -h ^ VLO v ro t'· ro 3 3* 3 O C ·—f CM A.

O 4-> O O -X -H

•H o M 2 rd -H

•u tn to 2 :J5. H

JS o O Oi 1-3. x;

V-l i—I -H

4-> 3 C

C 4J -H

O -H

3 — e ~ e (M 3 :3 0<CrH Q-H Ο^γΗ^Ηγ-ΙΟ'Γ-'Ο-Γ^Γ^Γ-Ο'Ο'^ « - 3 tn -h ä%-

O 3 Xl U Ό 3 X> O Ό O u-ι CT>JC'H

, Oi—I i—IrHi—ΙΟ'Ο'Γ^Ο'Γ^Ο'Γ'Γ'Ο'

-a I I I I I I I I I | I I I I

X —I.—I.—).—l,—( g <<<<<<<<<<<<<< 15 72995

_ O

(fl o O O o ^ vo σν o ri g vo oo r* vo -S' in

3 ^ O O O O

5 'a· m r~ rr 4J Ή CM >H fs) l/l 8 λ; C Οϊ O O O o <D 2 ή ΊΤ (N 00 'g ^ r- f" vo > in J* o o o O Λ oo tn f* o 5 u co σι vo vo "T VO VO (\! 3 Ε —i r-r^otn o 3 CU - - - — in vo vo vo vo r~ co

H

O

H tfo IN

CU —

-H (N

S

> c 01 — QJ 3 -g s ^ — tn c 3 :0

3 4J

? "i u-> 1 i c un *· i-i o o m m oo ονονονοοο^τοοσν in co vo m vo vo r- r- S -5 ^ Γ-ΟΟΟΟΙΜΓΠγΗ ί 3 'rl 2 :rd M •H -r~\ ·*Η s. i 3 3 -P C3 π O ·Ρ O .c-trot-o^r-miN o-Ci-nr-ir-oot·" H ^

H

0 * 0*0 o 3 *-< 0 0 * 0 0 O »H o O <4-1 . id OrHmr^miHr^m^H oo—vmr-mr-ir-'

3 n *11111111 I I I I I I I I

3 ö ννννννννιν mmroArioror^

En 2 <<<<<<<<< <<<<<<<< __- ---- - T . ' —____ 16 72995

Taulukossa III esitetyt tulokset osoittavat, että kuivalla alumiinihydroksidilla saadut tulokset ovat parempia kuin alumiinihydroksidiliuoksella saadut tulokset. Alumiinihydroksidiseoksen konsentraatio vaihteli 0-15 % 5 saven märkäpainosta (tai 0-20 % kuivapainosta) (sarja Ai). Taulukossa III esitetyt tulokset osoittavat, että leikkauslujuus vaihtelee nesteen lujuudesta (<0,1 kPa) kovan pakkautuneen saven lujuuteen (>375 kPa) kun alumiinihydroksidin määrä lisääntyy. Nestemäisen seoksen vertaaminen 10 kuivaan seokseen osoittaa, että veden lisääminen alumiinihydroksidin kanssa alentaa stabiloivaa vaikutusta.

Pienet kuivat alumiinihydroksidin lisäykset (n. 5 %:iin, s.o. 8 % kuivapainoa) muuttavat saven muovautuvaksi välittömästi. Kun pienet alumminihydroksidilisäyk-15 set saivat saven välittömästi muovautuvaksi, suuremmat lisäykset muuttivat ensin saven jäykemmäksi, mutta minuutin sekoituksen jälkeen se muuttui löysemmäksi. Sitten se sai silttimäisen luonteen ja mututui vähitellen kovemmaksi saveksi. Jos kiinteä alumiinihydroksidi ei ole sopivasti 20 sekoitettu, se vetää vettä puoleensa ja muodostaa hauraan geelin.

Savi ja alumiinihydroksidiliuos sekoitettiin stan-dardisuhteessa 5 ml 6,2 M OH-A1 100 g saven märkäpainoa kohti ja pantiin syrjään yhdeksi tunniksi, 1 pvrksi (päi-25 väksi, 3 pv:ksi, 7 pv:ksi, 30 pv:ksi ja 100 pv:ksi. Leik-kauslujuustestit suoritettiin ja tulokset on annettu taulukossa III. Tähdellä* merkityt testit on suoritettu myöhemmin kuin muut kenties vähemmän hapettuneella savella.

On huomattavaa, että leikkauslujuus nousee häiriintymättö-30 män saven arvon yläpuolelle muutaman minuutin kuluttua.

Suolaista merisavea ja OH-Al:a sekoitettiin stan-dardisuhteessa 5 ml 6,2 M OH-A1 100 g:aan saven märkäpainoa ja pantiin syrjään yhdeksi tunniksi, 1 päiväksi, 3 pvksi, 7 pv:ksi, 30 pv:ksi ja 100 pVrksi. Leikkauslu-35 juus mitattiin ja tulokset on esitetty taulukossa III.

17 72995

Saven erittäin korkean vesipitoisuuden takia nestemäisen OH-Al:n tuoma lisävesi sai saven juoksevaan muotoon.

100 päivän aikana häiritty suolainen merisavi ei saavuttanut alkuperäistä leikkauslujuuttaan. Tässä tapauksessa 5 tulokset ovat ilmeisesti parempia kuivalla alumiinihydroksidilla .

Osan kaksi stabiloituneen saven diffuusiovaikutuk-sia koskevia demonstraatioita selvitellään nyt yksityiskohtaisesti. Diffuusiokokeissa käytettiin pieniä messinki-10 sylintereitä, joiden halkaisija oli 35 mm ja korkeus vaih-teli, tämä on kaavamaisesti kuvattu kuvassa 7. Sylinterit oli suljettu pohjasta, ja ylin 5 cm häiriintyneen saven yläpuolella täytettiin seoksella. Kuten taulukossa IV esitetään, ilmoitetuissa sarjoissa häiritty saviseos sisälsi: 15 Taulukko IV

Bl 5 ml 6,2 M OH-A1/100 g saven märkäpainoa B2 15 g OH-A1-jauhetta/100 g saven märkäpainoa Cl 5 ml 6,2 M 0H-A1 + 9,5 g kiinteää KC1/100 g saven märkäpainoa 20 C2 15 g OH-A1-jauhetta + 9,5 g kiinteää KC1/100 g saven märkäpainoa

Dl 5 ml 6,2 M OH-A1 + 5 ml metanolia/100 g saven märkäpainoa D2 15 g OH-A1-jauhetta + 5 ml metanolia/100 g saven 9 25 märkäpainoa Näytteet peitettiin muovilla ja pantiin syrjään 7 pv:ksi (päiväksi), 30 pvtksi ja 100 pvtksi ^rlla täytettyyn säiliöön 7°C:ssa. Seosten yhdenmukaisuus aiheutti vain pieniä ongelmia. Häiriintynyt savi sarjassa B oli 30 nestemäistä, C-sarjassa kuivaa ja taipuisaa ja D-sarjas-sa märkää ja taipuisaa.

Varastoinnin jälkeen savipilarit työnnettiin ulos ja leikkauslujuus mitattiin. Myöhemmin savi leikattiin 2,5 cm:n viipaleisiin. Jokaisesta viipaleesta yhdestä osas-35 ta mitattiin vesipitoisuus ja toista osaa puristettiin, ja mitattiin pH ja analysoitiin Ca, Mg, K ja Na huokosvedestä atomiabsorptiolla. Taulukot V-IX ja kuvat 8-14 kuvaavat näiden demonstraatioiden tuloksia.

__- — - - T _____ 18 72995 OOO o o o ooooo rö ΐΤΐι-ΜΊ" >—I I o CN VD f—I Γ- r-1 — 2 io *r in ιχ> m r· σ\νο ie

B

tn 3 oo o to σιιη vo g v- o <· *r o o i—i co crv r~ oo

4j m VO V ΜΟΠ i-H

tn ή in m n (N 8 « Λί ^ G tp ° O ΟΊ ooo ooooo -h 0) S Ή r- 00 o m r~ in ® io ov o h ω m m m tr tr tr m tr T3 g ^ w 8 V M ooo OOO ooooo Q ΰ iv OrHO H m VO ni o Ό ffl 03 o vo m o invc o vo m ^ h 73 nm tr ro 04 1—i >1 jc -H yj vor^ro ή cp co tr m ro n C3 3ίΕ*'*“'“ *- >.rW 3 q, vo o r~r» r- r- co oo co h ΰ o e '8 Λί 3 +5^ ^ i—l -H ctn 3 fö Dj-— m h vo co vo o in o 04 o o oo nn m n n m iH *P f ·* f ·· · ·* ·- f ·- «~ »· «·» ·»*>·.·.*«, 3 ttJ g] tym>Htrioio tr r- o m r~~ r~- τ· τ· n vo o oo (0 -n *> tr tr m m m m tr tr m n m ro v ^ m n m m

Eh

i—I

CQ

C

3 dl — d) 0 3 S 1 £ 0 3 tn c H 3 :0 *

rH 4J 3 -P

1 % '3 i 7_ 7_ < J2 'tn o -P 77^:7 ^ mmtNroMin mm^Hon

I O 3 <D 3 VOVCr-trH MC N(N Γ4 H in > H H H H

SO S 3 3 -3 3 :« h •P 0) :rtj

Ό C M. SI

•H φ tn Ό .* -p o o g a: — ό o _ 7 >1 S 7 *" co o •S o # 3 <n 5 ΐ ΐ aa •H 3 - •H 3 e ip 3 cp

-3 £ Hcn^invo V77T7T

* 73 777777 A''''' ooiiii 3 777777 7 7 7 7 rm m hhhhSh Q »Ijllf t I I I I I 1(11.·

5 H iH iH pH »H H H H H I H

CDCQCQCDCQCQ CD CO CQ CO £0 O CDCOCQCDCQO

19 72995 oooo oooo oooo nj to ί· o o •Hvnt'jin η ιηι/ι »i —- is vo^rcNcN cof^vo^r n to σ\ o 8- m ^ a, U) P or~roco o o o r-~ oooo 5 r—I 04 »—1 ·—I ΓΉ r> O O O 04

i>· s£ iH 04 >H M H (N (N

W

8 λ;

C Ct. O CD 04 04 OOO-Η OOOO

α>Λ H O' ·- ·· V£> IT) >"3· 04 O (M CO Π 'O v£> in vr> ®nH co id id > in 0

_ OOHlT OOOOO OOOO

y Λ (N o M ID ID ID V£> 04 N Ο 1Λ 1Λ

— ^ 0~ ΓΟ m h H H tN CO H

Π m CO 04 —4 rH

M rococo ίο o h in 0404 ^ ·» ^ ·» ^ ^ ^ ··» ^ p a, r- r- r- vor^oooo r- r- w •r-1 o +> — •Η ο'ί3

Di'' cr> 04 co ro ro ««r m ο o r- ο ιομομπιπ *Ή 9* w w ^ fc- *. r* nofl· iniocf o mo ® in in f m in m ►> mcjinrinn »y ττ ro m m ο-ι rr ·*τ ro ro ro ro

C

0) ~ a ra -¾ a M — U) c 3 :0 3 4-1 •n :rrj

3 E

*—< c >i o o r- id id o o n h I— ro omoNMo yp-J ^ 04 (Nj c4 <» o\ 04 η οι οι σιοι m η n OJCH ^ ^ ^ ^ r4C l Ή

Sail •r4 -r—I -r-j a. a *3 3 — .V :3 _

Ti Ο ·3 Γ»· o O

« t5 3 M S

> 0 HMn^invo

,χ r4N«^ttniO I I I I I I

.y His n rr m ic ι ι ι ι l i oooooo 3 ttllll oooooo oooooo I—I p- p- p- p- p- f— ro ro ro ro ro no —4 ’—I '—l —4 f-H >—l 3 Ή llllli llllli llllli (ö X 04 04 04 04 04 Γ4 04 04 04 04 04 04 Ο4Γ4Γ4Γ4Γ404

EH ^ mmpCQCQCQ QtOOCDfflCQ D ffi D CQ CQ CO

20 7 2 9 9 5 (¾ ooooo o ooooo o —'S O (N CD (N H CM f" O CM Γ- vo vo t" in ts r- oDiniDinn es 3* tn ooooo o o o o o co o 3 O O O VO CO O o s· H LT) s· d 5 y r- in o σ> in m co r~ vo s· <U ij * «tckn co *-i ή 'ϋ tn vo n f-t in (s « 8 X x O c

Λί CU O O O O Ή O O O O O s· O

0 lr!rn 'Tvoor~cNco vo Γ"· r-· co co ~ -3 SJ «<. minindH m m^coH co 3 8 X oooo o oooo'tfm Q Λ vDovr'inmco r- rH rs r-. r·* >tr '2. X ^ cm m Γ" cm vo o «s· r" in cm 2 K cm in -h

C

zj w o o cm vo in oo n- co ή co ^ 3 M ft. ·» w. p- V. ^-r ^ *p p q, v© r- co co s© h >0 .¾

rH O

o λ: -p — vc pt -H o\° 2 S O,^· ¢0 νοοσ! ot<i MnmMnHN h Σχ Zj 3 in cm m· m vd to csmcsinvovovon-inco r-j ►> in in m m m m ^rrrmmroromrocnro cö X E-< tö rn φ § — 1 Is O .Y ^- •h tn e

Jj 3 CO

Ή Φ -U

•H -rn cm

T3 3 E ifl O

H r~C £ at· tn 2¾¾ loHvoinom cMinmcorHcsc^ioinm M φ^·η cm n N h h r^mmmmmcsi-ti-t 0 λ; 3 -h u x ero ρ 1 Π

H -P d tu •h tn •h ,Y

2 o £ 3 rj Oh

ή 3 -P > f-. O

< - I! o

HNcnMMniCMnotH H (N m ΜΊη VO 1 l 1 1 1 t I t I I

liitit oooooooooo ;3 r- r- r~ mmmmmmmmmm

H 111(11 I 1 I 1 I I I I I I

Q fH »H rH rH rH rH rH rH rH rH rH rH rH rH rH -H

Y CJUUUUU uuuuuuuuuu 72995 OOOO O O O O O O O o o

CN m CO CO VO 00 <—I Ν' Γ— r—I o in CN

CO kO M H CTl 00 Γ- m (N <N O Γ" VO

& Ή I—I

α.

C M o O O -H O O O OS o OOOO

cd g o o cd n o o ro cn o o co t 33 3 « f'-corM o-rco in cn r- cn h <nco <n vo m m o in h (D o ^ m cn n cn

* O

O Λί λ;

O C

•h -¾ tn o o n· m o o o in -h oooo tn <d S cn vo w o m oo h . ovor^o 3 > vo in co vo cn in co vo n- m 3 tn ** 9 «n ora o o m r- o o o co o oooo ·> 3 U co r~ o m vo n· in m —c cn o vo vo 33 X oo in i—i h in ton'ioco c cn '»H n h

-H

^ tn m o vo co vo t rr m in vo o cn m ^ 3 tC * ·* *· ·“ ·* w ^ r *_ *_ H q ω α Γ'co r-r-r- co co h r- oo co co HM -pj E -rt# S .3 -S4 o >—iMDrto cTvcoco^Tovin^r-Hoo TrovornTrcocncnm v> Li m *- · ·“·***- — — o \J o Nvcmnpvf pro^^too-icoin ^·ιηηροο«ίσν<ίρ

Lj ^ > m co ro m co m mmmmm^mmm wnnnnnnn 3 3 3 EH τη 2 c

•H CD M

33 0) 3

•H CH

tn 9 ^ λ; ^ O tn c H 3 :0

35 3 -M

>1 *{3 mc5, o in m h oo h omotooPrtNHin inoovooveNiN^m h inÖ-P o p n n h h rHPmmmcNmi—imh cn^cNmm-NN-cNcN C 3 cd c cn ro mm cn

H 3 Ai -H A

2 3 :3 H

S- -H ·η·Η

5 a. I

3 -3 05 C cn 3 O* > O — *r-f pH Ϊ/Τ5 3 3 o h o o * ^ m h ™ o

SU

O HfNm^rinvDHCOCTV

HNmTTinvCMDOsH | | | | 1 | I I I

H (N m Ν' in VO | | | 1 l | l l | | ooooooooo I I I I I I oooooooooo ooooooooo h p- H r- r- h r-~ mmmmmmmmmm ^η^η^ηηημημη

0 * I I I I I 1 tl I I I I I I I I I I I I t I I I

0 (N CN (N CN (N CN P-ICNCNCNCNCNCNCNCNCN CNCNCNCNCNCNCNCNCN

M uuuuuu uuuuuuuuuu uuuuuuuuu -- - — - T" ' ' ___ 22 7 2 9 9 5

O o O

^ S *r co lt> ^ n n a! (n g x eri n σι

5 ["* UO VD

4J

en 8 .¾ e ω 115 S ® '^ £ *><* o λ; O <q «a* m o 3 U LO cm m

K rH

$ K ^ ro ro^ ^ a 00 00 00 Ή o

•U

-H o\° •h''" O (Τι ΓΝ CM 00 en * *· *. *· ·» ω v£> v© f" äo m ·> ro m m ro ro

C

<D — 0) Pi s s M ~ en e 3 :0

D -U

'2? :3 ro γη C ^ ro en n· .h - en aj -u n H H h oo

3 Q) C

Cd Λ0 -H

2 H -H

2 :tö u •H -ro -I-) a. ä 3 3

X

U

(0 :nj ^ S'2 tn -h M &% > 0 O H CM ro M1

Ή Ή >—I pH iH

2 i i i i i

3 O O O O O

,Η H O O O o O

H Tj 1—( »"H *—( r—( f—( ö 1 t I I |

(H 5 ts ON CN (N (N

* uuuuu 23 72995 rt o o o o o o o o o o ooooo —. 2; vc vo m en ro tt co r~ r~ vo m vo m r» a· n h m Tf vf es rH <-t vo r·' r^ oo r» a © 3 2 B n S· CO VO NHh in VT OO'TVOm o jj Jsi auo N H 00 VO Ν' Ή Ή en ΙΟΠΟνΟΟ

I (/) pH rH I—i iH

5 δ e e

m ¢) OI O O vo ro O O O (N in O OOOOO

rrt Ό r; O O Ln I—( ro CO CO »—1 - ·— (N (N Γ' n N

in ro tt ro <n tttt t «r co ro n <D V)

X O

o X O O O CO O O O (N t" CN OOOOO

AC O re o ω m in ro ro *r vd m i—i in vo r» γή 0 2 υ τ vr h in h co connovn -H ^ TJ<M ro es (N CS i—( en 3 3 o o cn vo or-oror-c cN m in o ro un MH ii/ ^ ^ I· t» k ^ *» w ^ ^ ή § Oj o r- co co versoo co co co vo vo r~ r*· r> •h en

H Ό -H

H O

m3 ^ > ‘H ς^·—» ΤΓ O ro ro o 00 r'VOr'OOV'tMOOvCO OI O ττ Μ ττ σ\ m "H ~ ~ ^ O O tn in « v ei vo vc vooiMcovor-vor^mco av n co ov av m A< ζ ,¾ in in ro ro ro n inTTinrororororororo co in ro n o ro M Λ ►>

3 -P

rH Cl) 3 e rö E-i <0 S ~ - ω m § -s a en .y —

Jsd o en 3 5 3 :0

r—1 S' vei >H VO CO N M

-H m e ^ *- - - - - ·- rt3 (Λ 5) -P VO H VO ΙΛ O OV ΗΗΓΝΗανΟ'ΟΓ^Γ'Ον ΟΟΊΟΠιΠΗ m 3 G CN ro rs m rH ro ro rs <N rH rH v ro rH m «-h m S -§3 3

Ai a :3 P

O ·Ή ·ΓΗ·Η

Vh ^ :2 T3 m. Ä

pH

Λ

H

e

H

rj o -H ^ ^ £ -U > CN o

3 10 * H pH

3 Äft

o rH rs ro TT in vo fHCNroTTinvor~--coa\rH ι ι ι ι ι i HNCOTinvO llllllllll OOOOOO

I I I | | I OOOOOOOOOO OOOOOO

M r- r- r~ r~ r~ rorororororororororo hhhhhh V I I I I I 1 llllllllll I I l l l 1

X HHHHHH HHHHHHHHHH HHHHHH

g αααααα ααααοααααα dqoqqq ____ - -- Τ' ' 24 7 2 9 9 5 - O O O O O O O O O O O O o _ 2: orhui cm ov rr σ> cd n <ί φ ^ g ^OVHH Γ— VO ro i—( <-f VO I— CO (Tv

CL

C ~ -S a ' E ^ (N CO >» m CN oooo 2; m n h tt o ro <Ti tn in o vo t— co

7$ "K H 10 (N (N Ή fSjrHr-iiH

1 8 •H ^ 2 § h oouiio o o o· oo ro oooo 3 Τί·^ 00 rH w — χίΟΉ ·~. Hinoo gj'-1 ro .-h in in in cn in remmin ^ m Q o o in cm o o in ro o oooo

Ori ro ro cm cn o ro ro o m in ro C VO (N ΓΜ <7\ h n m in

•rj K rH «T <i (S H H

r*H

0 C ovro^rin cn ro ro in (£/ »- W W P» tr · ^ »*. «ΐ* 4J 2 §, I 00 CD CD Γ— CO CO CO 00 <D (Λ e '3 X fÖ -U —n m -ro cl Mo^r ooci r-or-rHro^rocooro ιγιλονοο •rl **--*-»-*- O C in in oun m o om^rinvoo^^om >-η ro o ·*τ "3· ro Λί ·Η Λ) TT^rrorororo «q>inrorororororo^rro inro^rrororo A! Ό >

3 -H

rH CO

3 Ai OS o

EH U

g, S — X M & •h 0 2 c a; — •H wc S 3 :0

1 3 £ M

7j h c 1 inootfror' oo r« ro in c- co *r r-o — -

ΙΛ 3 -|-> NO«f (MH H1 N n o N H H rH OO

3 QJ C rH VV

S C 2 -H

£ Ai -H -H

> 2 :ro M

•H -rt -ro-H

M ä. s

C -P :ra <D 0> W

-p Ai ς: c o n -H ^ ° ™

•H rH -P > ro O

•H 3 ΙΛ Ή rH

* ^ i2;8,

O rH (N ro TT in VO

rHlNrO'rinvOr-OOOlrH | I | | | I

rH (N ro O· in VO | | l | | I | I | | O O O O O o

I I I I l | OOOOOOOOOO OOOOOO

•H i— Γ-- t— t— p~ r- rorororororororororo hhhhhh

'U 1 1 I I 1 I I I I I I I I I I I I I I I I I

Q N N O) N (N N IMINNINOJINININNO) (N (N (N (N N (N

g QQOQQQ DQOQQQQQQQ QQQCQQ

25 7 2 9 9 5 Näissä taulukoissa sarjanumeroa seuraa näytenumero, joka osoittaa kokeen keston päivissä. Kolmas numero kuvaa segmenttinumeroa laskettuna sylinterin huipulta alaspäin. Esim. C2-30-3, missä C-2 merkitsee 5 kiinteää 0H-A1 sekoitettuna KCl:n kanssa, 30 tarkoit taa 30 päivän kestoaikaa ja 3 tarkoittaa kolmatta segmenttiä ylhäältä lukien.

Kustakin segmentistä mitataan leikkauslujuus.

Käytetty menetelmä on kartiopudotusmenetelmä, missä te- 10 rävä kartio kaivautuu saveen omalla painovoimallaan.

Se millimetrimäärä, jonka kartio on kaivautunut muute- 2 taan kParksi (kN/m ) standardikäyrällä. Muut mitatut parametrit olivat vesipitoisuus (prosentteina kuiva-painosta) , pH ja puristetun huokosveden Ca-, Mg-, 15 K- ja Na-pitoisuus. Alkuaineet mitattiin atomiabsorp tiolla tarkkuudella, joka voi saavuttaa +_ 60 % epävarmuuden joissakin tuloksissa. Viitteenä kokeisiin analysoitiin luonnon nopea savi mineralogian, raekokoja-kauman, kationinvaihtokapasiteetin, epäorgaanisen ja 20 orgaanisen hiilen ja suolapitoisuuden suhteen.

Osan 2 demonstraatioissa, kuten taulukoissa V-IX ja kuvissa 8-14 näkyy, käytettiin häiriintymät-tömiä savisylintereitä. Sylinterien pituus vaihteli välillä 10-30 cm. Jotkut niistä sisälsivät silttikerrok-25 siä, jotka aiheuttivat vaihteluita leikkauslujuudessa ja vesipitoisuudessa, ja luultavimmin vaikuttivat myös jonkinverran diffuusioon.

Sylinterien epähomogeenisuus voi aiheuttaa häiriöitä, kun savi työnnetään sylintereihin ja kun se 30 työnnetään pois. Joskus häiriöt aiheuttivat pohjaan kerääntyneen veden kuivumista.

Saven hapettuminen estyi, koska sylinterit varastoitiin ^-atmosfäärissä, 7°C:ssa.

Kuten kuvassa 7 on esitetty, häiriintynyt savi, 35 joka oli stabiloitu joko alumiinihydroksidilla ja 26 7 2 9 9 5 KClrlla tai alumiinihydroksidilla ja metanolilla tai alumiinihydroksidilla pelkästään, pantiin sylinterien yläosaan. Sitten sylinterit peitettiin useilla muovi-kerroksilla ja pantiin syrjään 7, 30 tai 100.päiväksi.

5 Kunkin kokeen lopussa savi työnnettiin ulos ja eri parametrit mitattiin sylinteristä alaspäin.

Kun savi oli häiritty ja sekoitettu 6,2 M alu-miinihydroksidiliuoksen kanssa, se muuttuu jäykäksi (60 kPa) ja pysyy jäykkänä (50-80 kPa) koko testiajan.

10 Taulukot V ja VI osoittavat melko alhaisia leikkaus- lujuusarvoja häiriintymättömässä savessa diffuusion takia. Stabiloivan vaikutuksen tehokkuus ja läpitun-kevuus eivät ole selviä.

Vesipitoisuus osoittaa, että alumiinihydroksi-15 diseos vetää veden ulos häiriintymättömästä savesta.

Tämä efekti huomataan myös kaikissa muissa kokeissa.

Myös pH-arvolla on paljolti samanlainen kehitys kaikissa kokeissa. Alumiinihydroksidilla on hapan reaktio, joka tunkeutuu jossain määrin pilaria pitkin alas, 20 mutta neutraloituu ajan kuluessa.

Huokosveden kemia on paljolti samanlainen kolmessa kokeessa. On kaksi poikkeusta: erittäin suuri kaliumin vapautuminen Bl-30 -sarjassa ja korkea magnesiumpitoi-suus Bl-7 -sarjassa.

25 Nopean saven häiritseminen alumiinihydroksidilla ilmeisesti vapauttaa huokosveteen oleellisen määrän kationeja. Esim. kaliumpitoisuus kasvaa melkein 10-ker-taiseksi, magnesium noin 100-kertaiseksi ja kalsium yli 200 kertaiseksi. Saatava konsentraatioero häiriinty-30 neen ja häiriintymättömän saven välillä johtaa katio nien diffuusion hääriintymättömään saveen.

Kuiva alumiinihydroksidiseos antaa paljon paremmat geotekniset tulokset verrattuna alumiinihydroksi-diliuoksen seokseen. Häiriintynyt savi saa välittömästi 35 korkeamman leikkauslujuuden, joka ajan kuluessa vähenee 27 72995 noin 1/3 jaan alkuperäisestä arvosta, kuten taulukoissa V, VI, VII ja VIII esitetään. Ajan kuluessa tapahtuva stabiloiva vaikutus häiriintymättömään saveen on vähemmän epäselvä kuivalla alumiinihydroksidilla kuin 5 alumiinihydroksidiliuoksella. Penetraatiosarjät alkupe räiseen saveen kehittää keskimääräisen lujuuden (25 - 50 kPa) 4-9 cm alas pilaria pitkin testiajan kuluessa.

Vesipitoisuuden mittaukset vahvistavat jo ennus-10 tetun alumiinihydroksidin osmoottisen vaikutuksen.

Häiriintynyt savi sisältää 30 % enemmän vettä kuin häiriintymätön savi 100 päivän kuluttua. pH-mittaukset myös vahvistavat alumiinihydroksidin happaman reaktion. Ero häiriinyneen ja häiriintymättömän saven välillä 15 voi olla vähintään 2 pH-yksikköä. Huokosveden kemia osoittaa paljolti samanlaista trendiä kuin aikaisemmin on kuvattu. B2-100 -sarja osoittaa kuitenkin tuntemattomasta syystä suurempaa Ca:n, Mg:n, ja Nain vapautumista. Verrattuna alumiinihydroksidiliuokseen kuiva 20 alumiinihydroksidi vapauttaa K ja Mg yhtä paljon (te kijä 10 tai 100) mutta Ca jonkinverran vähemmän (tekijä 100-200).

Kuten taulukossa VI on esitetty, sekoittamalla 6,2 M alumiinihydroksidiliuosta ja kiinteää KCl 25 saadaan jäykkä, häiriintynyt savi, jonka leikkauslu juus on 50-80 kPa ja on riippumaton kokeen kestosta. Diffuusio alaspäin häiriintyneessä savessa aiheuttaa keskivahvan saven (25-50 kPa) 6 emin (Bl-7) ja 11 emm (Bl-30) syvyyteen. Verrattuna pelkkään alumiinihydrok-30 sidiliuokseen kasvanut leikkauslujuus häiriintymättö- mässä savessa johtuu luultavasti kaliumionien diffuusiosta .

Vesipitoisuuden mittaukset osoittavat, että vesi on jonkinverran kuivunut Cl-7 -sarjassa. Ei ole 35 kuitenkaan mahdollista huomata alumiinihydroksidin __ - f 28 7 2 9 9 5 osmoottista vaikutusta, kuten on aiemmin ilmaistu. pH-mittaukset osoittavat suurta eroa stabiloidun ja hairiintymättömän saven välillä (vähintään 2,5 pH-yksikköä) kokeiden alussa. Ajan kuluessa happo (H+) 5 tunkeutuu alaspäin pylväässä ja neutraloituu hitaasti.

Huokosveden kemiassa ei ole erilaisia trendejä verrattuna jo kuvattuihin kokeisiin, pätsi kaliumin suuri lisäys. Yksidimensionaalisille diffuusiovakioil-le on arvioitu K molemmissa kokeissa Cl-sarjassa.

_g 2 10 Likimääräiset arvot ovat 6 x 10 cm /s 7 päivän ko- 2 keelle ja 3 x 10 cm /s 30 päivän kokeelle. Arvot ovat likimääräisiä, koska ei ole tarkkaa tietoa säiliön konsentraatiosta, tai säiliön konsentraation pysyvyydestä, saven epähomogeenisuudesta eikä saven kemialli-15 siä reaktioita tai fysikaalisia muutoksia ole otettu huomioon. Mg ja Ca- pitoisuudet huokosvedessä ovat paljolti samoja kuin sarjassa Bl.

Taulukko VII esittää tulokset kuivasta alumiinihydroksidista ja kaliumkloridista stabilointikemikaa-20 leina. Tämä seos antaa kovan häiriintyneen saven, jonka leikkauslujuus alussa on 300 - 400 kPa ja pienenee testin aikana 100-200 kPa:iin. Diffuusio alaspäin häi-riintymättömässä savessa aiheuttaa keskijäykän saven (25 - 50 kPa) 5 cm:n syvyyteen (C2-7), 10 cm:n syvyy-25 teen (C2-10) ja 20 cm syvyyteen (C2-100). On huomatta va, että maksimileikkauslujuus häiriintymättömässä savessa kasvaa vähän koeperiodin aikana. Kuten sarjassa Cl, kaliumin diffuusio on pääasiallinen syy tälle kasvaneelle leikkauslujuudelle.

30 Vesipitoisuuden mittaukset osoittavat samaa ke hitystä kuin aiemmin on kuvattu. Stabiloituneen seoksen vesipitoisuus kasvaa n. 30 %:lla 7 :stä 100 päivään; häi-riintymättömän saven vesipitoisuutta ei kuitenkaan ole täsmällisesti ilmoitettu häiriintymättömän saven mit-tauks issa.

29 7 2 9 9 5 pH-mittauksia on saatavilla vain häiriintymättömästä savesta ja ne osoittavat vain vähäistä kasvua pilaria alaspäin. Tämä trendi on aiemmin kuvattujen kaltainen.

Tämän ja aiemmin kuvattujen huokosveden kemian tulos- 5 ten välillä ei ole huomattavia eroja. Yksidimensionaa- liselle diffuusiokertoimelle arvioitiin K kolmessa ""6 2 —6 kokeessa ja arvot olivat 4x10 cm /s (C2-7), 4x10 2 — cm /s (C2-30), ja 3x10 cm/s (C2-100). Huokosveden Ca- ja Mg-pitoisuus oli paljolti sama kuin B2-sarjas- 10 sa.

Demonstraatiot suoritettiin alumiinihydroksi-diliuoksella, jossa oli metanolia. Tulokset on annettu taulukossa VIII. Tämä seos antaa melko pehmeän, häiriintyneen saven, joka osittain muuttuu nestemäiseksi tes-15 tiajan aikana (Dl-100). Diffundoituvien aineiden sta biloiva vaikutus näyttää melko pieneltä. Vain häiriin-tymättömän saven ylimmällä 1 cm:llä leikkauslujuus on yli 25 kPa periodin alussa, kun muutamat lisäsentti-metrit antavat arvoja välillä 15 ja 25 kPa. Nämä tulok-20 set eivät ole kaukana Bl -sarjasta, mikä osoittaa, että lisätyn metanolin positiivinen vaikutus on merkityksetön.

Vesipitoisuuden mittaukset eivät selvästi osoita, että seos vetää vettä puoleensa, luultavasti metanolin ylimääräisen nestepitoisuuden takia. pH-mittauk-25 set osoittavat selvästi pH-gradientin ja H+-diffuusion alkulähteestä pitkin pilaria alaspäin. Huokosveden kemian arvot ovat paljolti samanlaiset kuin aikaisemmin on kuvattu.

Demonstraatioita suoritettiin myös kuivalla 30 alumiinihydroksidilla, jossa oli metanolia stabilointi aineena. Taulukossa IX on esitetty tulokset. Seos antaa jäykästä hyvin jäykkään häiriintyneen saven (n. 100 kPa) seoksen 7 päivässä. 30 päivän kuluttua kuitenkin leikkauslujuus on pudonnut keskiarvosaven arvoon 35 (n. 40 kPa). Valitettavasti D2-100 -sarjat tuhoutuivat, __ - r 30 7 2 9 9 5 eikä niistä saatu leikkauslujuustuloksia. On huomattava, että häiriintyneen saven ylimmät 3 senttimetriä muuttui nestemäiseksi, seuraavat senttimetrit hyvin pehmeiksi ja viimeiset sentit jäykiksi tai hyvin jäy-5 kiksi. Häiriintymättömässä savessa leikkauslujuus kas- voi saven keskimääräiseen arvoon (25-50 kPa) 4 cm pilaria alaspäin 7 päivän aikana, ja 30 päivän aikana 7 cm. Oli mahdotonta arvioida penetraatiota D2-100 -sarjassa.

10 Vesipitoisuuden mittaukset osoittavat suuria epäsäännöllisyyksiä, mutta on ilmeistä, että seos vetää vettä puoleensa ja jopa muuttaa häiriintyneen saven nestemäiseksi. pH-gradienteilla on samat trendit kuin aiemmin on kuvattu. Huokosveden kemia osoittaa myös 15 samoja konsentraatioita ja trendejä kuin muissakin sarjoissa, joissa on kuivaa alumiinihydroksidia. Erityisesti D2-sarjassa kuitenkin aineiden läpitunkeutuvuus (penetraatio) häiriintymättömään saveen on jonkinverran hitaampi.

20 Kuva 8 esittää alumiinihydroksidiliuoksen ver tailua ilman lisäaineita ja useiden lisäaineiden kanssa 7 päivän kuluttua. Alumiinihydroksidiliuoksen seos antaa jäykän saviseoksen (65 kPa) 7 päivän kuluttua. KCl:n lisäys ei aiheuta muutoksia, mutta metanolin li-25 sääminen vähentää leikkauslujuutta n. 30 n. 30 kPa:iin luultavasti ylimääräisen veden lisäyksen takia. Häiriintymättömässä savessa alumiinihydroksidiliuos aiheuttaa hyvin vähäistä kasvua leikkauslujuuteen ja vain muutamien senttimetrien syvyyteen. Metanolin lisäys 30 antaa hiukan tehokkaamman leikkauslujuuden kasvun sa moihin ylimpiin muutamiin senttimetreihin. KCl:n lisäys kasvattaa leikkauslujuutta suurempaan syvyyteen kuin kaksi edellistä. Syy on luultavasti kaliuminlisäys, mutta osan leikkauslujuuden kasvusta on voinut aiheuttaa 35 vapautuneet diffuusioaineet, kuten Ca ja Mg.

72995

Kuva 9 esittää kuivan alumiinihydroksidin vertailua ilman lisäaineita ja useiden lisäaineiden kanssa 7 päivän kuluttua. Kuiva alumiinihydroksidiseos kasvattaa häiriintyneen saven leikkauslujuutta n. 300 5 kPaziin (kova savi). Kuivan alumiinihydroksidin ja KCl:n seos antaa suunnilleen saman leikkauslujuuden, kun alumiinihydroksidin lisäys metanolin kanssa antaa leikkauslujuuden 100 kPa. Metanolin kanssa saatu alempi lujuus on 100 kPa. Metanolin kanssa saatu alhaisempi 10 lujuus johtuu luultavasti nesteen lisäyksestä.

Häiriintymättömän saven leikkauslujuuden kasvu on paljolti sama kaikissa kolmessa kokeessa kuin kes-kijäykällä savella (25-50 kPa) 4-5 cm:n syvyyteen. Sarjojen erot KCl :n kanssa ja ilman esitetään myös huokos-15 veden kemialla, missä Ca-, Mg-, ja K-arvot ovat miltei kaikkialla suurempia, kun KCl on lisätty. D2-sarjassa leikkauslujuus on kaikkia muita suurempi, ja se saattaa johtua joko Ca-konsentraatiosta huokosvedessä tai meta-nolipitoisuudesta.

20 Kuvassa 10 esitetään vertailua alumiinihydroksi dista yksin ja. erilaisten lisäaineiden kanssa 30 päivän kuluttua. Alumiinihydroksidin liuoksen lisäys antoi leikkauslujuuden n. 70 kPa häiriintyneessä savessa; miltei sama arvo kuin alumiinihydroksidiliuoksen ja 25 KCl :n seoksella (n. 60 kPa), kun alumiinihydroksidi- liuos metanolin kanssa ylti vain arvoon 30 kPa.

Häiriintymättömässä savessa alumiinihydroksidi-liuos metanolin kanssa tai ilman metanolia seuraavat toisiaan suuressa määrin. Niiden lujuus on n. 20 kPa 30 7-8 cm pilaria alaspäin vaikka sarjojen huokosveden ke mia ei ole sama. Alumiinihydroksidiliuoksen ja KClrn seos on paljon tehokkaampi kuin muut, koska se antaa keskijäykän saven 11 cm. pilaria alaspäin. Kahta ensimmäistä senttimetriä lukuunottamatta huokosveden Ca-35 ja Mg-pitoisuus ja tietenkin K-pitoisuus ovat paljon 32 72995 suurempia Cl-30 -sarjassa kuin muissa, ja tästä voivat johtua leikkauslujuuksien suuremmat arvot.

Kuvassa 11 esitetään kuivan alumiinihydroksidin data 30 päivän kuluttua. Kuivat alumiinihydroksidi-5 seokset antavat suuremman hajonnan leikkauslujuuksien arvoissa erilaisille lisäyksille. Kuiva alumiinihydrok-sidiseos antaa n. 100 kPa häiriintyneelle savelle, kun alumiinihydroksidi ja KCl-lisäykset ovat paljon tehokkaampia, arvot 300-400 kPa. Toisaalta alumiinihydroksi-10 din ja metanolin seos aiheuttaa alhaisemman leikkauslu juuden 30-60 kPa. Häiriintymättömässä savessa alumiinihydroksidin ja metanolin seos on tehokkain ensimmäisellä 2 cm:llä (n. 35 kPa), samoin kuin 7 päivän sarjassa. Seuraavilla 7 cm:llä on alumiinihydroksidin ja KCl:n 15 seoksella suurin leikkauslujuus (25-35 kPa). Eri seos ten leikkauslujuuksilla on suurempi ero 30 päivän kuluttua kuin 7 päivän kuluttua. Tässä sarjassa (B2-30, C2-30, ja D2-30) ei ole ilmeistä yhteyttä häiriintymät-tömän saven leikkauslujuuden ja huokosveden kemian 20 välillä, kuten aiemmin on kuvatuissa.

Kuvat 12 ja 13 esittävät erilaisten stabilointiaineiden vertailua 100 päivän kuluttua. Alumiini-hydroksidiliuoksen seos antaa jäykän saven (50-80 kPa) jopa 100 päivän kuluttua, kun alumiinihydroksidiliuok-25 sen ja metanolin seos antaa vaihtelevia arvoja juokse van saven arvosta (<0,1 kPa) ylimmässä 3 emissä 40 kPaiiin alemmassa 2 emissä. Koetta ei tehty alumiini-hydroksidiliuoksella ja KClilla.

Seokset vaikuttavat häiriintymättömään saveen 30 vain vähän. Leikkauslujuus tuskin ylittää 15 kPa 7 emin syvyydessä alumiinihydroksidin ja metanolin seoksella ja vain 1 emin syvyyteen alumiinihydroksidiliuoksella yksinään. Häiriintymättömän saven leikkauslujuus laskee 7-30 päivien kokeissa alumiinihydroksidiliuoksella. 35 Kuten kuvassa 13 on esitetty, kuivan alumiini- 33 7 2 9 9 5 hydroksidin lisäys nopeaan saveen antaa leikkauslujuuden, joka kasvaa 90:stä - n. 400 kPa:iin ylhäältä alas häiriintyneessä savessa. Tämä tulos on lähellä kuivan alumiinihydroksidin ja KC1:n lisäyksen antamaan 5 tulosta, joka vaihtelee samoissa arvoissa. Kuivalla alumiinihydroksidilla ja metanolilla tehty koe tuhoutui eikä leikkauslujuuksia saatu. Tässä tapauksessa ylin 3 cm oli juoksevassa tilassa.

Häiriintyneessä savessa leikkauslujuus ylitti 10 jossain määrin 30 päivän sarjan tulokset. Kuivalla alu miinihydroksidilla yksinään leikkauslujuus vaihteli 20 -50 kPa 9 cm:n syvyyteen, 4 cm tästä ylitti arvon 40 kPa. Toisaalta kuivan alumiinihydroksidin ja KC1 :n seos antaa leikkauslujuuksia välillä 25-50 kPa 14 cm:n syvyyteen 15 ja yli 20 kPa:n arvoja lisäksi 7 cm:n syvyyteen. Leik kauslujuuden ja huokosveden Ca-, Mg- ja K-pitoisuuksien välillä on suhteellisen hyvä korrelaatio.

Kuva 14 esittää kuivan alumiinihydroksidin yksinään, KCl:n ja CaO:n stabiloinnin vertailua 100 päi-20 vän kuluttua. Leikkauslujuuksien vertailu häiriinty neessä savessa osoittaa, että kuiva alumiinihydroksi-diseos saavuttaa jäykkyyden, joka ylittää Ca0:n arvon. Tämä voi olla yhteensattuma, koska toinen sekoitussuhde ja parempi sullominen voi kasvattaa leikkauslujuutta.

25 KC1 yksinään ei anna stabilointivaikutuksia.

Häiriintymättömässä savessa stabilointivaiku-tus on rajoitettu. 3 cm:n matkalla CaO-stabiloidun saven alla leikkauslujujuus putoaa 100 -> 20 kPa. Kuivalla alumiinihydroksidilla se putoaa 50 -> 20 kPa 9 cm:llä 30 pilaria alaspäin kun KCl:lla on arvo 20-25 kPa 19 cm:n syvyyteen. Kasvanut leikkauslujuuden arvo häiriintymättömässä savessa johtuu CaO-stabiloinnissa kalkin suuresta veden absorbointivaikutuksesta. Alumiinihydroksidilla on myös, kuten aiemmin on kuvattu, vettä 35 puoleensavetävä vaikutus, mutta tässä tapauksessa vai- ---- - I. . ......

34 7 2 9 9 5 kutus ulottuu syvemmälle pilarissa, luultavasti suuremman kationipitoisuuden takia. Kalkkistabilointiko-keessa veden liikkumista ylöspäin naamioidaan kemiallisella reaktiolla CaO + H20 - CaiOH)^/ joka sitoo 5 suuren määrän vettä. KCl:lla ei luultavasti ole vai kutusta vesipitoisuuteen.

Kuiva alumiinihydroksidi yksinään on hyvin lu-paava stabilointiaine. Käytännön syistä alumiinihydroksidin ja saven sekoitussuhteen pitäisi olla vä-10 hintaan 15 % (saven märkäpainon suhteen). Optimaaliset tulokset voidaan saada jopa suurilla suhteilla. Suuren alumiinihydroksidisuhteen odotetaan kasvattavan edelleen leikkauslujuutta häiriintyneessä savessa.

Vielä tärkeämpiä, geoteknisestä näkökulmasta, 15 ovat tulokset alumiinihydroksidista, johon on sekoitet tu KC1. Yllättävästi KCl ei häiriintyneessä savessa vähennä kuivalla alumiinihydroksidilla yksinään saavutettua lujuusvaikutusta. Häiriintyneessä savessa, missä alumiinihydroksidilla on pienempi vaikutus, KCl diffun-20 doituu suhteellisen nopeasti ja muodostaa stabiloituneen alueen syvemmälle saveen. Alumiinihydroksidi ei haittaa tätä KCl:n ominaisuutta.

Ylläolevan kuvauksen perusteella on ilmeistä, että tämä keksintö antaa menetelmän stabiloida mainit-25 tujen kerrostumien savea sekoittamalla kuivaa alumiini hydroksidia ja kaliumia savimaan kanssa. Vaikka vain tämän keksinnön erityisiä sovellutuksia on kuvattu yksityiskohtaisesti, keksintö ei rajoitu niihin, vaan on tarkoitettu sisältämään kaikki sovellutukset, joita voi 30 liitteenä olevien vaatimusten mukaan tulla.

Claims (9)

35 7 2 9 9 5

1. Menetelmä nopean saven tai suolasavimaan sta-biloimiseksi, tunnettu siitä, että nopeaa savea 5 tai suolasavimaata sekoitetaan tehokkaan määrän kanssa kuivaa alumiinihydroksidia, jolla on yleinen kaava Al^OH)n^3-n, jossa n on 2,0-2,7 ja X on anioni, joka on kloridi, bromidi, jodidi, nitraatti, sulfaatti tai asetaatti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 100 g savimaan märkäpainoa kohti sekoitetaan vähintään 2,5 g alumiinihydroksidia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 100 g savimaan märkäpainoa 15 kohti sekoitetaan vähintään 15 g alumiinihydroksidia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alumiinihydroksidin kanssa sekoitetaan kemikaali, joka on kaliumkloridi, kaliumnit-raatti, kaliumsulfaatti, ammoniumkloridi, ammoniumnit- 20 raatti tai ammoniumsulfaatti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alumiinihydroksidin ja kemikaalin seos on kuiva.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että kuiva seos sisältää vähintään 2,5 g alumiinihydroksidia 100 g savimaan märkäpainoa kohti ja vähintään 1,0 g kemiaalia 100 g savimaan märkäpainoa kohti.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että kuiva seos sisältää vähintään 15 g alumiinihydroksidia 100 g savimaan märkäpainoa kohti ja vähintään 10 g kemikaalia 100 g saven märkäpainoa kohti.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että kemikaali on kaliumkloridi.

9. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mu- ___ .. τ~ _____ 36 72995 kainen menetelmä, tunnettu siitä, että savimaa stabiloidaan muodostamalla useita pilareita, jotka ulottuvat mainittuun muodostumaan, jolloin valitaan muodostettavien pilareiden koko, määritetään saven märkäpaino 5 pilareissa ja sekoitetaan alumiinihydroksidi tai alumiinihydroksidi ja kaliumkloridi saven kanssa pilarien muodostamiseksi. 37 72995