SE452016B - Sett att stabilisera lerjord - Google Patents

Description

10 l5 20 ZS 30 35 4152 0'16 stabilísering åt leravlagríngen.

Både kalk och kaliumkloridmetoderna har några nackdelar.

KCl kommer stabilisera ostörd omgivande lera, men inte den störda leran. Dessutom gör Ca0 en ej homogen stabilísering. Fickor av kalk orsakar sköra cylindrar med Dessutom är CaO inte användbar på leror med högt vatteninnehàll.

Under det att hydroxi-aluminium såsom Al(0H)2,5 Cl0,S inte har använts såsom ett lerstabiliserande medel inom fundamentingen- jörskonsten innan det har använts såsom cementeringsmedel för att framställa önskade lermikrostrukturer för laboratoriestudier.

Hydroxi-aluminiumlösning, som innehåller KC1, har även använts i brunnar för att behandla bergformationer som innehåller vatten- känslig lera och för att tillhandahålla sandstabilisering. Rela- tivt utspädda lösningar och överspolningar användes vanligen inom området. Dessa metoder beskrivas i amerikanska patentskrifterna 3 603 399 publicerad 7 september 1971 och 3 827 495 publicerad 6 augusti 1974 båda av Marion G, Reed vilka överlåtits till Chevron Research Company.

Uversiktsyâs finns det fortfarande ett behov för en_metod att stabilisera lerjord med kemikalier som tillhandahåller var- aktig och effektiv stabilísering åt leravlagríngar.

Föreliggande uppfinning sörjer för stabilísering av lerjord genom att blanda denna med en effektiv mängd hydroxi-aluminium, karakteriserat därav, att man blandar kvicklera eller salt ler- jord med hydroxi-aluminium med den allmänna formeln A1(oH)nx3_n vari n är 2,0 till 2,7 och X är en anjon från gruppen klorid, bromid, jodid, nitrat, sulfat och acetat, i en mängd av minst 2,5 g torr hydroxialuminium per 100 g lerjord våtvikt eller minst 5 ml av en lösning av hydroxi-aluminium med en koncent- ration av 4-10 mol per liter per 100 g lerjord vàtvikt. En kemikalie, som utgöres av kaliumklorid, kaliumnitrat, kalium- sulfat, ammoniumklorid, ammoniumnitrat och ammoniumsulfat blandas med hydroxí-aluminium. Blandningen göres lämpligen på ett sätt så att den stabiliserade leran bildar en serie av pelare, som sträcker sig in i leravlagringen och är placerade med mellan- rum för att tillhandahålla stabilitet åt den hela lerinnehål- lande avlagringen. Onskad storlek, belägenhet och bestämmas; antalet pelare En effektiv mängd av en torr blandning av hydr0Xi_ liten skjuvhållfasthet sidledes. 10 15 20 25 30 35 00 5 452 016 aluminidm och kemikalie blandas med leran på stället på varje plats i avlagringen som skall reagera med leran och därvid bilda de önskade pelarna. En effektiv mängd betyder att tillräcklig hydroxialuminium är närvarande för att mätta leran och gela vatt- net i eller tillsatt till leran. Detta erfordrar vanligen minst ca 2,5 g hydroxi-aluminium per 100 g lerjord, våtvikt, för att ge nâgra av fördelarna med föreliggande uppfinning. Det bör emel- lertid observeras att leror kan träffas på där något mindre hydroxi-aluminium kommer vara verksamt. Kaliumklorid är användbar för att difiñmdena in i den ostörda leran och skall vara närva- rande i tillräcklig mängd för att fullborda önskade diffusioner.

Typiskt bestämmes storleken, dvs volymen av en önskad pe- lare som skall bildas i den lerinnehållande avlagringen, och våt- vikten hos lerjorden inom en sådan pelare bestämmes. En torr blandning av hydroxi-aluminium och kaliumklorid bildas. För att erhålla några fördelaktiga resultat skall den torra blandningen innehålla minst 2,5 g hydroxi-aluminium per 100 g lerjord, våt- vikt, och minst 1,0 g kaliumklorid per 100 g lerjord, vàtvikt.

För optimala resultat skall den torra blandningen innehålla minst 15 g torr hydroxialuminium och minst 10 g kaliumklorid per l00 g lera, våtvikt.

Det är en söeéiell avsikt med Föreliggande uppfinning att till- handahålla ett förfarande att stabilisera en lerinnehållaxlde jordav- lagring genom att blanda med utvalda delar av lerjorden i avlag- ringen en torr blandning som lämpligen innehåller en verksam mängd hydroxialuminiumoch kalhmklorid,-fiilka reagera med leran för att bilda pelare, såsom insprängningar i leravlagringen, för att förankra avlagringen och sålunda tillhandahålla stabili- tet åt avlagringen. Ytterligare avsikter och fördelar med före- liggande uppfinning kommer att vara uppenbara från att läsa föl- jande d9tHLWfHdB~ beskrivning med hänsyn till de bifogade rit- ningarna, som gjorts som en del av föreliggande beskrivning.

Pig. 1 är en sektionsvy av en lerinnehällande jordbildníng vilken figur belyser i schcmatisk form de lämpliga apparaturerna för att blanda, i enlighet med föreliggande uppfinning, en torr blandning av kemikalier med lera in situ i bildningen för att därvid bilda en stabiliserande pelare i bildningen.

Pig. 2 är en förstorad schematisk vy av en del av appara- wreh i flg." z och hjälper till at: tillhandahålla en bättre för- ståelse av föreliggande uppfinning. 10 15 2D 25 30 35 40 452 016 Fíg. 3 är en schematisk planvy av ett exempel på arrange- mang av pelare som bíldats i enlighet med föreliggande uppfinning och är användbara vid stabilisering av en lerjordbildning under en banvall.

Fig. 4 är en sektionsvy som togs vid linje 4-4 i fig. 3.

Fig. 5 är en schematisk planvy av ett exempel på arrange- mang av pelare som bildats i enlighet med föreliggande uppfinning och som är användbara vid stabilisering av en lerjordbildning under ett fundament till en byggnad eller liknande.

Pig. 6 är en sektionsvy som togs vid linje 6-6 i fig. 5.

Pig. 7 är en schematisk sektionsvy av försöksapparaturen som utnyttjas i laboratoriedemonstrationer avseende diffusions- verkningar, när man utnyttjar metoden enligt föreliggande upp- finning; och Pig. 8-14 är grafisk framställning som visar uppritande av experimentella data som är användbara vid förståelse av före- liggande uppfinning.

Föreliggande uppfinning är riktad för att stabilisera ler- jord genom att blanda med åtminstone portioner-av sådan jord en effektiv mängd av en torr blandning av kemikalier, som omfattar Fd hydroxi-aluminium och en kemikalie, som utgöres av kaliumkloríd, kaliumnitrat, kaliumsulfat, ammoniumklorid, ammoniumnitrat och ammoniumsulfat. Kaliumklorid ärden lämpliga kemikalien för bland- ning med hydroxi-aluminium. I lämplig form bildas en mängd sta- pelliknande avlagringar in situ i lerjordsavlagringen genom att blanda med våt lera en torr blandning, som innehåller minst 2,5 g hydroxi-aluminium och 1,0 g kaliumkloríd per 100 g lerjord, våt- vikt. Bästa resultat synes framträda, när de torra blandnings- kemikalierna innehåller minst 15 g torr hydroxi-aluminium och minst 10 g torr kaliumklorid per 100 g lerjord, våtvikt. För skilda leror kan naturligtvis den optimala koncentrationen av hydroxi-aluminium variera. Optimal koncentration för en given lera kan bestämmas inom enkla laboratoriumundersökningar, såsom beskrives häri.

Hydroxi-aluminium, som är användbara i enlighet med före- liggande uppfinning, har ett hydroxyl-till-aluminium-förhållande på minst 2,0. Vid lågt tryck tenderar hydroxyl-till-aluminium- förhållandena mindre än 2,2 att vara så sura att karbonater, som ínnehålles i lerjorden, övergår till koldioxid, som orsakar bubb- lor vilka ofta ej är önskvärda i föreliggande uppfinning. Därför 10 15 20 25 30 35 40 452 016 5 är det i karbonatinnehållande jordar lämpligt att använda hyd- roxi-aluminium med ett hydroxyl-till-aluminium-förhållande av 2,5 i föreliggande uppfinning.

Sålunda har hydroxi-aluminium, som är användbara i före- liggande uppfinning, den allmänna formeln Al(OH)n X3_n, vari n har ett värde på minst 2,0 och lämpligen 2,5 till 2,7 och X är en anjon, som utväljes från gruppen, som består av klorid, bro- mid, jodid, nitrat, sulfat och acetat. Exempelvis har torr 'hyd- roxi-alumíniumklorid med en formel Al(0H)2,5 Cl0,5 använts fram- gångsrikt till laboratoriedemonstrationer i föreliggande uppfin- ning. Hydroxi-aluminium är en kommersiellt tillgänglig kemikalie och kan exempelvis erhållas från Reheis Chemical Company of Barkeley Heights, New Jersey eller Hoechst Aktiengesellschaft, Frankfurt am Main, West Germany.

"Torr" hydroxi-aluminium jämför sig till den torra kemika- lien med inte något fritt vatten tillsatt. Torr hydroxí-aluminium har naturligtvis en väsentlig mängd av kemisk bundet vatten. En Reheís produkt innehåller exempelvis ca 20-1/2 viktprocent kem- kaliskt bundet vatten.

I bred form mßer föreliggande uppfinning torr hydroxi-aluminiumoxid en kemikalie, som är verksam att di- fundera in iostörd kvicklera. Kaliumklorid är den lämpliga kemi- kalien. Andra kemikalier, som ger välgörande verkningar av sökt natur, omfattar kaliumnitrat, kaliumsulfat, ammoniumklorid, ammo- niumnitrat och ammoniumsulfat. Salter av robidium och cesium kan även uppvisa några välgörande verkningar, men dessa är inte ekonomiskt användbara för kommersiellt ändamål.

I stort sätt blandas i enlighet med föreliggande uppfinning en torr blandning av hydroxi-aluminium och en kemikalie, som ut- göres av kaliumklorid, kaliumnitrat, kaliumsulfat, ammoniumklo- rid, ammoniumnitrat eller ammoníumsulfat noggrant med lerjorden för att bilda pelarliknande förlängningar i lerjorden. Lämpligen bildas blandningen med hydroxialuminiumoxid och kaliumklorid.

Lämpligen göres blandningen in situ med ett lämpligt mekaniskt medel. I en lämplig form användes en apparat, såsom schematiskt belyses i fig. 1 och 2, för att blanda de torra kemikalierna en- ligt föreliggande uppfinning med dainormalt mycket våta lerjorden.

En speciell form av apparatur, som är användbar vid blandning av kemikalierna enligt föreliggande uppfinning med leran in situ, är en anordning som tillverkats av BPA Líndin-Alimark i Skellefteå, Sverige. _ blandning med f' 10 15 20 25 30 35 40 452 016 Hänvisande till fig. 1 och 2 visas en lerjordavlagring 10.

En vridborrs-liknande anordning, som allmänt representeras av siffran 12, visas, som genomtränger leravlagringen i hål 14, som kommer att bilda.pelaren. Vridborren 12 omfattar en egg 16 och en ihålig borrstam 18. Anordningar (inte visade) tillhandahàlles för att rotera vridborren 12 och för att mata torra kemikalier in i och ned i borrstammen 18 för blandning med lerjorden 10 i borrhålet 14. _ Fig. 2 visar egg 16 mera i detalj. Eggen är bildad av ett böjt skärelement 20, som när det roteras blandar lerjorden, i vilken det föres framåt. En mängd portar 22a, b, etc. bildas i kragen 24 i den lägre änden av borrstammen 18. Torra kemikalier röres genom portarna 22a etc. och bringas i kontakt med leran då vridborren roterar och röres 1 upp eller ned i och ut i ler- avlagringen. Den torra kemikalien blandas med den våta leran och bringas att reagera för att stabilisera leran. Reaktionen är snabb men inte omedelbar så att blandning kan uppträda både då Vridborren vrides ned i jorden och då den röres tillbaka upp ur borrhålet. Detta är en speciell fördel med föreliggande uppfin- ning över kalk som använts hittills. Reaktionen av kalk med våt F lera är så snabb att leran endast kunde injiceras i leran då vrid- borren borttogs från borrhålet. Sålunda kan kemikalien enligt föreliggande uppfinning blandas mera noggrant med lera in situ för att tillförsäkra bättre resultat.

Pig. 3 och 4 visar ett exempel på en praktisk tillämpning av föreliggande uppfinning. Fig. 3 är schematisk planvy av ett exempel påm arrangemang av pelare bildad i enlighet med före- liggande uppfinning, vilka är användbara i att stabilisera en lerjordavlagring under en väggbädd. Fig. 4 är en genomskärning taget vid linje 4-4 i fig. 3.

En vägbädd 40 belyses i fig. 3 och 4. Vägbädden passerar över en ostabíl leravlagríng, som allmänt anges såsom 42. För att stabilisera leravlagringen 42 tillräckligt för att bära trycken pålagda av vägbädden 40 har en serie pelarliknande strukturer, som allmänt anges såsom 44, a, b, c, bildats genom att blanda hydroxi-aluminium och kaliumklorid med lerjorden. Lämpligen bil- das pelarna 44a, b, c längs sidorna hos vägbädden såväl som di- rekt under vägbädden. Observera att pelarna inte endast tjänar till att understödja vägbädden underifrån utan för att hjälpa till att stabilisera avlagringen på båda sidor av vägbädden in- 10 15 20 25 30 35 40 452 016 7 klusive den sluttande sidan, som understödjes av pelarna 44c- Fig. 5 och 6 belyser ett annat exempel på en praktisk till- làmming av föreliggande uppfinning. Fig. 5 är en schematísk plan- vy av ett exempel på arrangemang av pelare, som bildas i enlighet med föreliggande uppfinning och är användbar i att stabilisera en lerjordsbildning, som är belägen under ett fundament till en byggnad eller liknande. Pig. 6 är en genomskärning, som tagits vid linje 6-6 í.fig. 5.

Ett byggnadsfundament är schematískt visat i fig. 5 och 6 och är angivet av siffran 50. En lerjordavlagring 52 är belägen under fundamentet 50. En mängd pelare, som anges av numren 56a, b, c har bildats under, inuti och utanför fundamentet 50 för att stabilisera leravlagringen.

En serie av laboratoríedemonstrationer innefattande stabi- líseríng av lera utfördes under utnyttjande av kemikalierna enligt. föreliggande uppfinning såväl som andra kemikalier. Dessa demonst- rationer kommer nu att beskrivas i detalj under hänvisning till fig. 7-14. Fig. 7 är en schematisk genomskärningsvy av testappa- raten som utnyttjas i laboratoriedemonstrationer av diffusions- verkningar, när man ytnyttjar metoden enligt föreliggande upp- finning, och fig. 8-14 är grafiska framställningar som visar uppritningar av experimentella data som är användbara i att för- stå föreliggande uppfinning.

I början underkastades två norska leror försöken. Dessa var en norsk kvícklera och en havssaltlera. Nästan allt demonstraions- arbete gjordes på den norska kvickleran. Tabell 1 nedan visar egenskaperna hos de två lerorna. 10 8 i 452 016 Tabell I Egenskaper hos norsk kvicklera och havssaltlera Lert kvicšsalt Vatteninnehåll (1 % torrvikt - Mätt på origínallera såsom ett medelvärde för varje rör) 35,0 - 38,3 52 Skjuvhållfasthet (kPa - Mätt Ned den fallande konmetoden) 7 - 10 7;0 Porvattenkemi pH 7,9 - 8,2 .8,0 Na (ppm) 150 - 300 - K-'wlvml _ _ Ä ' 10- - zo» - - calrppmáj - 10 - 40 - Mg (ppm) '1 I _ 1' N 3' - 20 . - Konduktiv kraft 6,4 Ohms - cacos 1,4 a - Organiskt kol 0,6 % - Saltínnehåll (uttryckt såsom NZCI) 0,4 g NaCl/1 20 g NaCl/1 Kornstorlek sand 1 % 1 % slam S7 % 64 % lera 42 % 35 % Mineralogi (Lera) (Slam) Illit/musk. 65 % 30 % - Klorit 30 % 10-15 % - Kyarts 0-5 % 20 % - K-fältspat 15-20 % - Plagioklas 5 % 15-20 % - Aluminium-hydroxiklorid Al(OH)2,5Cl0,5 (vidare angiven så- som hydroxí-aluminium) har en stabiliserande verkan på norsk kvicklera. Kvickleran, som är mycket mjuk i naturligt tillstànd, är flytande när den omröres. Eftertillsats av hydroxi-aluminium kommer blandningen vara fast först, sedan mjukna något med mera slamaktiga egenskaper. Inom minuter kommer blandningen polymeri- sera och efter några få dagar kommer det vara en hård lera. Till- sats av kalk, som hittills använts enligt teknikens ståndpunkt, har en något liknande verkan. Emellertid ligger skillnaden mellan hydroxi-aluminium enligt föreliggande uppfinning och kalk Såsom 10 15 20 25 30 452 016 9 stabiliserande medel i hur de verkar på omgivande ostörda kvick- lera. Hydroxi-aluminium av den stabiliserande verkan några centi- meter in.íden ostörda leran med en fasthet av ca en tiondel av blandningen. A andra sidan har kalk mycket små verkningar pá den ostörda leran. Jämfört med KCl, som även använts ensamt hittills, har hydroxi-aluminium en mycket högre fasthet i blandningen, men KCl diffunderar mycket æntbare hxï.den ostörda kvickleran och stabiliserar marken till någon grad många centimeter från bland- ningen. Det har visat sig att en kombination av OH-Al och KCl tar vara på de bästa egenskaper hos båda stabiliserande medlen och ger en hård kärna med en mjuk till medelmáttlig ostörd lera.

Såsom ett resultat av attrahera vatten kommer fastheten hos hyd- roxi-aluminiumblandningen minska något till en tredjedel inom ett par månader, men totalt har denna verkan liten inverkan på den välgörande verkan enligt föreliggande uppfinning.

I allmänhet delades laboratoriedemonstrationerna.i två de- lar. En del avsåg den bestämning av det optimala blandníngsför- hållandet (serie A1] och tidberoendet (serie A2) av torr hyd- roxi-aluminium och hydroxi-alumíniumlösning. Den andra delen undersökte.díffusionsverkningarna från en stabiliserad lera in ta i en ostörd lera. Vätskeformig och fast hydroxi-aluminium som det enda stabiliserande medlet är markerade såsom serie B1 res- pektive serie B2. Blandad med KCl markeras de serie C1 och CZ och med metanol D1 och D2.

Demonstrationen av en del visar överlägsenheten att utnytt- ja torr hydroxi-aluminium över hydroxi-aluminiumlösning. Emeller- tid erkännes det att hydroxi-aluminíumlösning tillhandahåller väsentligen välgörande verkningar. Tabell II skildrar koncentra- tionerna av hydroxi-aluminium som användes i A1-serien. I detta avseende bör noteras att A1 hänför sig till den speciella serien; nästa siffra hänför sig till antalet dagar som passerar innan provtagning och den senare anger segmentsiffran som räknas från toppen där testet gjordes. 10 l” _ 452 016 _ lTabel1 II > I serie Al, med koncentrationsvaríationer, användes föl- jande blandningsförhå11anden.' ' Serie nr ml 6,2 M OH-Al eller g OH-Al/100 g lera g OH-Al pulver per 100 g torrvikt lera våtvikt A1-1a) ' 5 m1 6,2 M _ 3,62 Al-7a) - _r . <' ' A1-1b _ A1_7bš s ml 0,6; M o,s6z A1-1' 3 ' ' '. .

Al_7§š - s ml 0,062 M o,os62 A1~1d . ' ' Ål¿7dš«¿_ _ - 5 m1. o,oq62 M o¿oo36; 4;a1;7e_ ¿¿¿-:r_““ _ .¿o;§_~Å~ f- " '1,o91,_I A1-vf 2,5- ' 3,4 “ A1-vg 5 6,3 A1-vn 10 13,6 ' A1-71 15 20,4 I serie A2, med tídvariationer, användes endast 5 ml 6,2 M OH-Al/100 g lera våtvíkt med en experimentell varaktighet Q av 1h (timme), Id (dag), Sd, 7d, 30d, och 100d. Samma förfaran- de användes för den salta havsleran som belyses såsom serie A3 i tabell III.

Leran blandades och sattes till en plastbägare med lock.

Denna täcktes med plastfilmer och sattes åt sidan í en behållare med NZ-gas och förvarades vid TOC. Skjuvhällfastheten mättes på varje prov. Några pressades och porvattnet mättes med avseende pà pH och i få fall Ca, Mg, K och Na genom atomisk absorption.

Resultaten av en serie demonstrationer som utförts såsom beskrivits skildras i tabell III. _11- 452 016 'Åå-'i S? ß EL< Eà N. F72. än. OS. 2:., 9:3 G5 E; ß »N12 E ß .E-_< S. N »TÉ .šv p. _:..-_< NJ UTE m3. ß 5-2. š. ß :TE ïß i? _ 2-2 BJ m5 _ 3-2 HK OJ _ .:,_< _... mi: _. ...TE o? f s; _13 .ñß ...i æá c E72 ...z z u: 5 E. TL 2%: 33.3 H~m:o::m uøu:wE@>ozKo hopæø w>:u:1v GO...H.mmQø_=_Ov_:Owus>.~O»_ :Cüwuflfø wßfluwfiæ~fimß>flzw uoimfiuvfwpnuø 101 u:~=wm~§:@:~E:fi:|~Ko;wæn :uo=š~: xfišsfisaflaohfizz ;;o« suš ^m:: adam :ua ~:oE@;o;zo :ao - nfipozxo mccoouuzvfiw .fiHo_ow:Q9fi:?:o«fi«5:u!:2 >c uzu_:m@: 341.40 i... . . . .m._. . . _ »_ _ . ocmø ßzwu cæo o@~ Q.w .. . .. v.. . ...U..... 4 h..». _ omß =ßf.;.@Nß Qßce 0.; _.. ~.@ _ h« U _ _ omw _ om~.U .owß Qm@@ ~.@ . age OV? @. CEO owwq . ._ _ I.. _ . _ _ ñæ. _. .. .: az z .~.w2 fu :Q H_@=v==« 452 015 . . w .:ofiuHwozaoxmwwps>@o; |:o~ua> o. n F.. n n v. »_ o o 0 o w v w Q . _ m l\ O ca 0 cnzw W ß mß mo cc cm _@ m.w_ WN ñwgxv vpßymo pupcosfihumxo kopho »o:pwm-~fi:>:~zm oc. fipzmzfiv ~o:m~p1:>:> ñmu;o;V fiqä uß|m< cc_|m< om1m< ß|m< m|m< _|m< _s|m< ao|m< «oo_|~< *cm|m< «ß|~< c:_|N< om1N< ßam< m|fl< _|~< ~c1m< Üoz _~u2=H |_,| UI 40 _-\ '.1 I 452 016 Resultaten, som visas i tabell'IIl, visar att resultat, som erhålles med torr hydroxí-aluminium är överlägsen resultaten som erhålles med hydroxi-aluminiumlösning. Koncentrationen av bydroxi-alumíniumblandning varierade från 0-15 % lera, våtvikt (eller 0-20 % torrvíkt) (Serie A1). Resultatet som visas i fram- ställningen i tabell III visar att skjuvbållfastheten varierar f; från den för en vätska ( (<575 kPa) när blandningen av hydroxi-aluminium stiger. En jäm- förelse av den vätskeformiga blandningen med den torra bland- ningen visar att tillsatsen av vatten tillsammans med hydroxi- aluminium minskar den stabiliserande verkan.

Små tillsatser av hydroxi-aluminium (upp till ca S %, dvs S % torrvikt) gör leran plastisk omedelbart. Under det att liten tillsats av hydroxi-aluminium gav plastísk lera omedelbart gav ökad tillsats först en stvvare lera, som inom en minuts bland- ning blir lösare. Sedan får den en slamaktigkarakfiü'odiändras långsamt till en hårdare lera. Om fast hydroxi-aluminium inte är tillräckligt blandat, kommer den attrahera vatten och göra en skör gel.

Lera och bydroxi-aluminiumlösning blandades vid standard- am förhållandet 5 ml av 6,2 M OH-Al till 100 g lera våtvikt och sättes åt sidan under 1h (timme), 1d (dag), Sd, 7d, 30d och 100d.

Skjuvhållfasthetstester utfördes och resultaten ges i framställ- ningen i tabell lll. Försök markerade med_* utfördes senare än de andra pà kanske mindre oxiderad lera. Det är anmärknings- värt att'skjuvhål1fastheten steg över den för den ostörda leran efter endast några få minuter. 1 Salt havslera och OH-Al blandades vid standardförhållanden av 5 ml 6,2 M OH-Al till 100 g lera (vátvikt) och sattes åt sidan under 1h (timme), 1d (dag), Sd, 7d, 30d och 100 dagar.

Skjuvhállfastheten mättes och resultaten presenteras i framställ- ningen i tabell Ill. Pâ grund av det mycket höga vatteninnheållet i leran gjorde ytterligare vatten fran vätskeformig OH~Al leran vätskeformig. Inom 100 dagar uppnådde aldrig den omrörda salta bavsleran den ursprungliga skjurballíastheten. Resultatet kommer uppenbarligen vara bättre med torr hydroxí-aluminium i detta fall.

Dcmonstratíonerna i del 2 för att belysa diffusionsverk- ningarna fran en stabiliserad lera kommer diskuteras i detalj.

Diífusionsexeperimcnten där utnyttjade små mässingcylindrar 35 mm i diameter med varierande höjd sasom schematiskt belyses 10 20 lo UI bl u: 452 016 1* i fig. 7: Cylindrarna tilltäpptes i botten och den översta delen 5 cm ovanför toppen av den ostörda kvickleran fylldes med bland- ningen. Såsom angavs i tabell IV omfattar de angivna serierna den omrörda lerblandningen: Tabell IV Bl 5 ml 6,2 M OH-A1/100 g lera,vátvikt B2 15 g OH-Al pulver/100 g lera, vätvikt Cl 5 ml 6,2 M OH-Al + 9,5 g fast KCl/100 g lera, våtvikt 2 15 g OH-Al pulver + 9,5 g fast KCl/100 g lera, våtvikt Dl 5 ml 6,2 M OH-Al + 5 ml metanol/100 g lera, våtvíkt D2 15 g OH-Al pulver + 5 ml metanol/100 g lera, våtvikt Proven förslöts med plast och sattes åt sidan under 7d (dagar), 30d och 100d i en N,-fylld behållare vid 7°C. Konsisten- sen av blandningnrna orsakade endast små problem. Den omarbetade leran i B-serierna var vätskeformig, i C-serierna torr och plas- tisk och i D-serierna våt och plastisk.

Efter förvaring lades lerkolonnerna ut och skjuvhållfast- heten mättes. Efteråt skars leran i skivor 2,5 cm vardera. Ur «â varje skiva mättes en del med avseende på vatteninnehållet och en annan del pressades och mättes med avseende på pH och analy- serades avseende Ca, Mg, K och Na i porvatten med atomiskt absorp- tion.

Tabell V till IX nedan och fig. 8-14 belyser resultaten av dessa demonstrationer.

I dessa tabeller följes serietalet av ett provnummer som anger experímentets varaktighet i dagar. Ett tredje nummer anger segmenttalet, räknat från toppen av cylindern nedåt. T ex C2-30- 8, där C-Z anger fast OH-Al blandad med KCl, 30 anger 30 dagars varaktighet och 3 anger det tredje segmentet från toppen.

Varje segment mätes med avseende på skjurhàllfasthet. An- vänd metod är fallande konmetoden, där en skarp kon tränger av sin egen tyngd in i leran. Millímeter genomträngning omformas till KPa (kX/mzl genom en standardkurra. Andra mätta parametrar var vatteninnehàll [i procent torrríkt), pH och Ca-,hg-, K- och Na-innehåll hos det utpressade porrattnet. Elementen mättes med atomisk absorption med en precision som kan uppnå en osäkerhet av Éoü % i några av resultaten. Såsom en referens för experimen- ten analyserades naturlig kvícklera med avseende pà mineralogi, _ 452 016 kornstoríeksfördelníng, katjonutbyteškapacitet, oorganísk och organiskt kol- och saltínnehâll. 452 016 ä» =_> ßæ osv cwß m.æ ~.w» =>@ mß :mm =ww_ m.æ ~.ßm °P@ mm QQQ OQNN m.æ m.@m cam ww Qww Qowm w.ß ~.mm CNN =_. Qmw QNQQ w.ß m.@« wzï. w.ßm o.ßm som omm CNN OQQ @.ß Q.@m =_@ =ßm~ omm °~mm ~.mm :Fm ooßm Qom o_=m _.ß @.ß< m.«« w.om @.@w Qvw << mm cow w. @_@ qo oß~ @_@ m.~ @._m cï. of OZ; 25... NS _23 CK mil =z M mz :U =; fifiv fiazcv :o«wHwoLEox:oP~n>>oL pupcuæwßucxo >u~;o mfiåürïv. .nSOUUZÄ/ SMC wF o :_ m I. w vw m mß N Nm cc. _ m» PN mm 4 P mo mß æN ß.__ Q_ ma mo B . Éxïl 1.5.1, mo :zuzvv uo:~mæ;H~m:>:~xw ~o:m@p«:A:> E:~:~§:~=«@xo»v>: >;o« :po CMS w:fl:mmq-____<-:O Ez..:É_____:Åzc.~_,:^: _55 .,.:o=:...o._zom:o.«m:._h2._. >s fw::m...z_ > _ woßsxr |oc_1_m |ac_.._.._ »co_|_: |oo_|_m 12:17; 12:12. suomi: mncmufa wucml: w.|:m.._.,_ xxcml: _|cm|_m f~ vax 452 016 17 o«@_ ONN Qmm Om_f omg QON owm Qmwp :WW OO, Q~< OONN N.ß @_~_ QQN aßw o~_@ ~.~ omv ßß _~ WN m.w ONQ oø o«_ @@_ P.w omß @__ omm Qcß @.ß =_w Qß~ osv :mmm m.@ OCN w_ N.@ mg w.ß QON wF N.m .M @.ß oqw NN mm oßm m.~ owc o__ 0.0 CNN» =z 1 M2 :U :L ñsmmv :o~u@moaEox:o~pm>>o; W m.mm ..mm m. @.mm ~.~« @.<« =.mm ß.mm o.æm a.°m m.m< «.@< m.«m m.@m w.mm N. ß.o< @.mm mwv 4fiGSUCCfiEOUU5> ow Nm vw mp mm »N o_m o_m .flzzxg 1;wu u:oE«;0axo now uo:umauH~m:>:@ WO wo Jm oc_ om ñgzuczv uo:m@px:>: ^.mu>ogu > c|oo_|~æ m|oo_|~m w|co~|Næ m|oo_xN: Nucofixmm _|oo_|Nm czomnwm mnomuwfl wxomnwn m|:m1w: wncmnmfi _-:m\~m c|ß1m: m|ß|Nm wxßumm m|ß|Mm > som __oz=% 452 016 =<~ C< @.m mç w.ß _.wm Q.m =_-@m-_; ~.mm m_ @-=m-:.

Qßm av vw wß _.ß _.>m Q. w-=m-_; QNW omv om. ONN w.@ m.@m NN ~-=m-_u omm Q_@_ Qßm ONm ß.o ß.@m Nm @-=m-_; oßm Qwßß Qßq c_ß m.@m _m m-=m-_; =~w =Qw_~ oßm oß<_ w.@ m.mm mm _,=m-_= . ß.~m .mm <;=m-_; <.m« mm »-=»-:. =fß Qcmwm owm cwcm m.@ @.~# NN _:. _-=m-_; =_~ Qwm FN. m@ w.@m m.@ QNW oßm Qß_ cmw @.æ c.@m :_ cwß @oQ~_ Dam 055 N.æ m.mm m_ owe ==m@m Dam :mmm =.ß _ «.«w SN 0:0 ooßqa www GÛNQ =,@ 0.~m _m «.mm CN . fizzzv vhnums sz z mz nu :L ñwv ~øp:o§~>o;zu »o»;: ñ;:w:1V 2:75 cow Äwos___o«_:o~ïšäš _ _ _2732. _.H :of => wozï/JQ :__.š>_1/_m ïšu, I f! ___., 1,2 _q._.._O~J=_3.WfiC./_ SUG ...wS.~.C.mß_=_Z_::__Z_3|MKC.__J~^S 79:. .nibzfmLOLZUWCSMWS,_m_@Ü .fn dïdïfnü: H> ._ 7315.

W 6 m. .m mm .-.ETS 1' . Û ...S ...mmm ä.. ..~..m ..._ . ...mm ...m m-.....-~. 2 ...i ...ä ~-.....-m.. 5 ...i m. E: 7.:: å.. 4 i... _.. __... .1 f. ...fm E .:-..m-.... ...mm ._ ...LFJE ...m mm m. .m m... ...m m. .T..m-ï. . .u .>.. .m .-.zïmu ...ß ...èm ...m sm.. ...J m1... Z ...màu . ...m ..m .-.Ffmu . E... ...EN Om.. 3.... ä. ...m .m ..-..m-fl. ...å 2.3... E... ...z .. _... .fx ..m ..m ...-.....T.... im m-..m-..... _ ...m .._m ä.. _-..m-.... ü.. _ ..._ .N m2.. .m w.. ...m ._ 5-7.... ...m ...I ï.. m... e.. mšm m. TT... ..m.. 2:... å.. ...m ...w ...mm .m 7.1.3.. ä... ...ZS E... .šä m.. ämm mm màm... ...m ...SA TT...

...Nm ...ä . TV2. _ .~:;x. 1.@wwo :z V. az :u - :z TC .o..:o.._...o._z.._ ,.o..._.: .....:..:_..

AELLV ~_O...w._...wO2=_Ox:0.~H:>..n.._ -Iï-OCC.. COÜELN.) uvzwwfi.. fl Éffizmw, aula. ...,_..,__..> 10.4 CMHOfiMESMHSz :UC =:.«:_.=_5_ ...x W 7.3.. 1%: hLOu. 10:. wfiüšmßom-KOWCG. ....._..._._ _. _. >z ..._ :u TKJ/Å. ...m5 ... fi~> I 452 016 __» 1.... t 9.352 s .2 ..l_..IÉLcv||rf..:l!1K-lo.rïhr.f.??.. ._ m m Q o Q _ Q o m _ o w N m m w . .w m N cqw oß am vw :Na o<~_ som som cmß Qwßm aßw oøø c@o_ OQNQN saa aoß_ -Él i ÉI.,_|}.|-..LJ.._¶,._.-......-w ñazzu :c@~@mc;§c¥:o-f> 1M;o_1æ:@_:1 :us šzmzma MSW; mä »ämm ...i Nám ïü.. mä ...Så ...å »kw ÉE > m.«m NJ få få __... ïfi. ____ .ï má I ___ i 2 2 _; S ä, am .A :_33 1.571,0 _.. .:,:.;._ sax: .T,L._.._ ___..I_QSC Cbu .g 2./ ..:__T1.:.__ _ n: .Émarfh f_1==_|~u m_|==_|flu 1_|:=_-~u __:::_|~u :_|==_|~u s|:=_|fl x-==_\flu ß|::_|~u o|a:_|mu m-;=_|Nu _.__..:.:_...

.TBZS 1:.. :.> _12 _..l./.:._ _11 ...ZS 12: u._...__:._.#_z,.32:;1:: I, .É f... _:.f.3_ __> _ _.ï__..._..

E» fo 1 nu 04 :J oßß mm omm =_m m.~ @.mm __ ;-==_-_= ne =_m @@_ cmm cßa m.~ v.@m m. m-==_-_= oøß ca oßm oßm_ @.~ F.@m m. @-@=_-_@ °_> omfl o~« =@m~ m.@ <,wm m_ m-==_-_= . Goa Om, @~< @mw~ _.@ @.~m am ~-@o_-_@ @.@w _.@ V m@_ _-@@.-_= _ °ß_ mp @.« N. ~.w w.wm ~.@ =_-@m-_= @.mm w.> =-=m-_= . ON, <_ m.« ~_ ,.æ _ @.ßm @.ß æ-=m-_= ~.@m :_ ~-=m-_= ow~ m_ NP NG m.æ <.ßm _.@ @-=m-_: _ @.@m GP m-=m-:_ H ofiq ßq oæw ovw @.æ @.wm _~ fi-=m-_@ _ cm< _@ own @m.~ >.ß ß.~m NN m-=m-_= cam Nw øwq ommm @.@ @.@< _m ~-=m|_: >.@m _» GM _-=m-_= w.@m m.@ @1ß-_= =@_ @_ mr mm @.w =.@m Q, m-ß-_= osm æ~ Qm sm. N.æ m.wm m. <-ß-_= acw <0 Qom QWQP @_> m. oqq mm cam sowq 0.0 @.~m _» ~-ß-_: «.mm N ß _-ß-_= _ _ . .fimgxv whßpwo rz z m2 ro :._ TÜ uov:ø._3.,~o;xø :Bim Tiwaz: . 2.53 cofhfwozëov.cowßa>>oz :mzozcficouïš uo;w.f._~._ fl Ä .BT/:fizw »usa :fl s.) 10.4 OCSHOE rUO wCflCmÛ :SIC_=_I .TÅ-RCA 4%., JOE uCUEAHOLKOWCOAWS, «a J >S MSF 3.1.0» . .. . . . . _ -- ._ H~H> Hfioßmw . 452 016 .k ooo oo_ omm oom_ o.mo o-oo_-~o ooo oß_ oow omm, o^«m o-oo_-~= ooß oo_ omm oo- ~.oo o-oo_-~o omo ooo o_ß oopo o.oo o-oo_-N= m.mm _~o V ~-oo_-~o _ m._m ..o V ~o_ _-oo_-~= oo. m. W oo m.o m.mm oo. o_-om-~: o.oo _ N o-om-No oo. mo o.m oo o.o o.oo o-om-~o o.om o_ ßfomloo oo» oo <_ No o.o o.om o_ o-om-~o m.om NN o-om1~o ooo mo ooo omo N.o _.mm om o-om-~o ooo No. oom oooo o.ß ßnoo mo m-om-~o w.mW MM oo wmmwmwm oo_ mo o.m NN m.o o.om ß o-ß-N o~_ o. o.m mo o.o oußo m. o-ß-No oßo om o__ ooo o.o o om o~ o-ß-No ooo Nm own omo_ o.ß o.om _o m-ß-N= o.oo oo ~-ß-~= ~.~o m~_ B _-ß-~o ---§,:;1:a«=|1|z||x . . . .fiszlv zoæowo oz z az ru :z fiwv uupzošfiooaxo »suga nozæzsv ñszav :ofi»fiwoaao¥:øpuæ>oc; __m:occ~cø~o=> uo:pm:o_~@:>:fizm ~o;æ«px:>o> vax ozmuoë .uo E:«:«E:,w|flxoo«x. æuou pmm .oš uzoëfloozxomcoqms 4. >z «=@_:mo . . fi . _ ~ o _ . -__ ww|~Hoooo c- 10 'Jl '_11 40 f.) UI 452 016 l'demonstrationen i del Z såsom visas i tabell V-IX ovan och fig. S-14 användes cylindrar av ostörd kvicklera. Längden av cylindrarna varierade från 10 till 30 cm. Några av dem innehöll slamhaltiga skikt, vilka orsakade varierande skjuvhållfasthet och ratteninneháll, och troligast även något påverkade diffusionen.

Inhomongeniteten hos cylindrarna kan orsaka störningar bå- de när leran tränges in i cylindrarna och ut från dem. Ibland orsakade störningarna dränering av vatten, som samlades vid bot- ten. Oxidation av leran undertrycktes emedan cylindrarna lagra- des i N,-atmosfär vid 706.

Såsom visas i fig. 7 placerades den omarbetade leran, sta- biliserad med antingen hydroxi-aluminium och KCl eller hydroxi~ aluminium och metanol eller hydroxi-aluminium ensam vid toppen av cylindrarna. Sedan tillslöts cylindrarna med flera plastskikt och sattes at sidan under 7, 30 och 100 dagar. Vid slutet av var- je försök sköts leran ur och de olika parametrarna mättes nedåt cylindern. ' När den omrördes och blandades med (6,2 M) hydroxi-alumi- (60kPa) och förblir styv (50-80 kPa) genom försökdsperioden. Tabell V och tabell VI visar ganska låga skjuvningshâllfasthetsvärden i de ostörda lerorna, vilka värden niumlösning blir leran styv ifs orsakats av diffusion. Verkan och genomträngningen av stabilise- ringsverkan i de ostörda lerorna är inte klar.

Vatteninnehâllet visar att hydroxi-aluminíumblandningen drar vattnet ut från den ostörda leran. Denna verkan observeras även i alla andra experiment. En annan parameter med mycket samma utveckling i alla experimenten är pH-värdet. Hydroxi-aluminium har en sur reaktion, som till någon grad genomtränger nedåt ko- lonnen, men kommer neutraliseras av tiden.

Porrattenkemin är mycket densamma i de tre experimenten.

Det finns trä undantag: Extremt hög kaliumfrigivning i B1-30-se- ríen och högt magnesiumínnehàll i Bl-7-serien.

Omröring ar kvickleran med hydroxi-aluminium frigör uppen- barligen en väsentlig mängd katjoner till porfluidet. Exempelvis ökar kaliumkoncentrationen med en faktor nära 10, magnesium med ca 100 och kalcium med mer än 200. Erhallen koncentrationsdiffe- rens mellan omrörd och ostörd lera drirer efteråt diffusionen av dessa katjoner in í den ostörda leran.

Torr hydroxi-aluminiumhlandning ger mycket bättre geotek- niska resultat jämfört med hydroxi-aluminium-lösningshlandníngen. 10 U! '_11 40 452 016 L” Den omröïda leran får omedelbart en högre skjuvhållfasthet som med tiden minskas till ca 1/3 av det ursprungliga skjuvhållfast- hetsvärdet såsom visas i tabell V, VI, VII och VIII. Stabilise- ringsverkan med tiden på ostörd lera är mindre oklar med torr hydroxi-aluminium än med hydroxi-a1uminium-lösning. Genomträng- ningsserien i ursprunglig lera framhåller en mediumhållfasthet (25-50 kPa) 4-9 cm nedåt kolonnen under försöksperioden.

Vatteninnehallsmätningar bekräftar den redan förut sagda osmotiska verkan av hydroxi-aluminium. Omrörd lera innehåller 30 % mera vatten än ostörd lera efter 100 dagar. pH-mätningar bekräftar även den sura reaktionen av hydroxi-aluminium. Skill- nade kan vara minst 2 pH-enheter från störd till ostörd lera.

Porvattenkemín uppvisar mycket samma riktning som beskrivits förut. BZ-100-serierna visar emellertid av okänt skäl högre lös- givning av Ca, Mg och Na. Jämfört med hydroxi-aluminiumlösning frigör torr hydroxi-aluminium K och Mg till samma grad (faktor._ 10 och 100), men Ca till en något mindre grad; en faktor av 100- 200.

Såsom visas i tabell VI gerlmanmnng m'(6,2 M) hydroxi-a1u- miniumlösning och fast KCl en styv omrörd lera med en skjuvníngs- hållfasthet av 50-S0 kPa, som är oberoende av experimentell var- aktighet. Diffusionen av material nedåt i den ostörda leran or- sakar en medelstyv lera (25-S0 kPa) till ett djup av 6 cm (B1-7] och 11 cm (Bl-50). Jämfört med hydroxi-aluminiumlösning ensam är den ökade skjuvhâllfastheten i den ostörda leran troligast orsakad av diffusionen av kalíumjoner.

Vatteninnehållmätningar anger att någon vattendräneríng har ägt rum i C1-7-serien. Ännu är det möjligt att observera den osmotiska verkan av hydroxi-aluminium som angavs ovan. pH-mätningar visar en stor skillnad mellan stabilíserad och ostörd lera [minst 2,5 pH-enheter) vid början av experimenten. Med tiden tränger syran (H+] ned i kolonnen och ncutraliserar sakta. Torrvattenke- min har inte nâgra olika riktningar jämfört med redan beskrivna experiment, med undantag av den stora tillsatsen kalium. Endimen- sionella diffusionskonstanter har bestämts för K i båda aqmrnmmtmi -6 2 -1 i Cl-serien. Approximativa värden är öx10 cm s 6 2 _-1 Cm > under 7 da- gars experiment och 3x10_ under 50 dagars experiment.

Yärdena är approximativa på grund av att inte någon exakt informa- tion av den innehållna koncentrationen eller av beständigheten av den innehàllna koncentrationen, inhomogeniteten hos leran och -m-fl.. 10 IJ UI b! uu 40 'a _ 452 016 inte nägra kemiska reaktioner eller fysikaliska förändringar hos leran har tagits med i beräkningen. lnnehállen av Mg och Ca i por- vattnet är mycket samma som i serien Bl.

Tabell Yll visar resultaten av torr hydroxi-aluminium och kaliumklorid såsom stabiliserande kemikalier. Denna blandning ger en hård omrörd lera med en begynnelseskjuvningshâllfasthet av ; 300-400 kPa, som minskar under försöksperioden till 100-200 kPa.

Diffusionen av material nedåt i den ostörda leran orsakar en me- delstyv lera (25-50 kPa) till ett djup av 5 cm (CZ-7), 10 cm ¿ (CZ-10) och 20 cm (CZ-100). Det är vart att notera att den maxi- mala skjurningshållfastheten hos den ostörda leran ökar litet under experimenttiden. Såsom i serie C1 är kaliumdiffusionen hu- vudskälet för denna ökade skjuvningshàllfasthet. fflfiåfrfirfu' .. ”t” : Yatteninnehållmätníngar visar samma utveckling såsom be- skrivits tidigare. Vatteninnehållet hos den stabiliserade bland- ningen ökar med ca 30 % från 7 till 100 dagar. Emellertid uttryçkes det minskade ratteninnehâllet hos den ostörda leran inte trdligt i mätningarna hos den ostörda leran. pH-mätningar är tillgängliga från endast den ostörda leran och visar endast en svag ökning nedåt kolonnen. Denna trend är lik de som beskrivit förut. Det ß är inte nägra betydande skillnader mellan dessa och tidigare be- skrivna porvattenkemiresultat. De endimensionella diffusions- koefficenterna bestämda för K i de tre experimenten var: 4xl0_6 (CZ-7), 4xl0-6 cm: s_1 (CZ-30), och 3xl0_6 cmz s (CZ-100). Innehållet av Ca och Mg i porvatten är ungefär det cm' s' samma som i BZ-seriend Demonstrationer utfördes med hydroxi-aluminium-lösning, som innehöll metanol. Resultaten ges i tabell VIII. Denna blandning ger en ganska mjuk omrörd lera, som delvis blir vätskeformig un- der Eörsökstiden (D1-100). Den stabiliserande verkan ar diffun- derande substanser tycks ganska liten. Endast den översta 1 cm ar den ostörda leran har skjuvningshallfasthet över 25 kPa i bör- jan av perioden, under det att nagra ytterligare centimetrar ger värden mellan 15 och 25 kPa. Dessa resultat är inte langt från Bl-serien, som anger att nagon positiv verkan av tillsatt metanol mäste vara obetydlig.

Yatteninnehâllmätningar är oklara i att visa de vatten- attraherande tendenserna, troligen på grund av ytterligare väts- keinnchall i metanol. pH-mätningar visar klart en pH-gradient med H+ diffusion från källan nedat kolonnen. Porrattenkemivärdena är 10 lv u1 b: _11 40 452 016 2° mycket lika de som tidigare beskrivits. .

Demonstrationer utfördes även med torr hydroxi-aluminium med metanol såsom ett stabiliserande medel. Resultaten visas i tabell IX. Denna blandning ger en styv till mycket styv (approxi- mativt 100 kPa) omrörd lerblandning inom 7 dagar. Efter 30 dagar ¿ har emellertid skjuvhållfastheten skjunkit till den för en me- dellera (ca 40 kPa). Olyckligt nog förstördes D2-100-serien och några skjuvningshållfasthetsresultat erhölls inte från den. Det är värt att notera att de övre 3 centimetrarna hos den omrörda leran blev vätskeformig, de närmaste centimetrarna mycket mjuka och de sista centimetrarna styva eller mycket styva. I den ostör- da leran ökade skjuvhållfastheten till den för en medellera (25-50 kPa) 4 cm nedåt kolonnen på 7 dagar och 7 cm på 30 dagar.

Det var omöjligt att bestämma genomträngningen i D2-100-serien.

Vatteninnehällmätningar visar stora oregelbundenheter men det är uppenbart att blandningen attraherar vatten och även gör omrörd lera vätskeformíg. pH-gradienterna har samma trender så-- som beskrivits förut. Porvattenkemin visar även samma koncentra- tioner och trender såsom i de andra serierna med torr hydroxi- aluminium. Speciellt för D2-serien är emellertid genomträngningen av material i ostörd lera något lägre.

Fig. S visar en jämförelse av hydroxi-aluminiumlösning en- sam och med olika tillsatser efter 7 dagar. Hydroxi-aluminium- lösningsblandningen ger en styv lerblandning (65 kPa) efter 7 dagar. Ytterligare KCl orsakar inte några förändringar, men till- sats av metanol minskar skjuvhållfastheten till ca 30 kPa trol- ligen berorende på ökad vätsketillsats. I ostörd lera orsakar hydroxi-aluminium-lösningen en mycket liten ökning i skjuvningshállfast- ten och endast till ett djup av några få centimetrar. Tillsats av metanol ger en litet mera verksam ökning av skjuvningshållfast- heten i de samma få övre centimetrarna. Tillsats av KCl ökar skjuvningshastigheten till ett större djup än de två andra. Skä- let är troligast tillsatsen av kalium, men något av skjuvnings- hàllfasthetsökningen kan ha orsakats av de frigivna diffunderan- de materialen, liksom Ca och Mg.

Pig. 9 visar en jämförelse av torr hydroxi-aluminium ensam och med olika tillsatser efter 7 dagar. Torr hydroxí-aluminium- blandning ökar skjuvningshållfastheten hos orörd lera till ca 300 kPa (hard lera).

KC1 ger ca Blandningen av torr hydroxi-aluminium och samma skjuvningshållfasthet, under det att tillsats 10 15 iQ UI LJ! UI JU Z7 452 016 av hydroxi-aluminium tillsammans med'metanol-endast resulterar i en skjuvningshastighet av 10 kPa. Den lägre hâllfastheten, som erhålles med metanol, är 100 kPa. Den lägre hållfastheten, som erhålles med metanol, orsakas uppenbarligen av vätsketillsats. Ökningen av skjuvningshållfasthet i ostörd lera är ungefär densamma i alla tre experimenten med en medelstyv lera (25-50 kPa) ner till 4-5 cm. Skilhufiernanællan serierna med och utan KC1 vi- sas även genom porvattenkemin, där Ca, Mg och K nästan överallt är högre i KCl-tíllsatsexperimentet. Varför skjuvningshàllfast- heten i DZ-serien ligger över alla andra kan orsakas antingen av Ca-koncentrationen i porvattnet eller genom metanolinnehàllet.

Pig. 10 visar en jämförelse av hydroxi-aluminium-lösning ensam och med olika tillsatser efter 30 dagar. Hydroxi-aluminium- lösningstillsats gav skjuvningshållfasthet av ca 70 kPa i omrörd lera, närapä samma som hydroxí-aluminiumlösning och KCl-blandning (ca 60 kPal, under det att hydroxi-aluminiumlösning med metanol- tillsats endast nådde 30 kPa.

I ostörd lera följer hydroxi-aluminiumlösning med eller utan metanoltíllsats varandra i hög grad. De har en hâllfasthet av ca 20 kPa T-8 cm nedåt kolonnen även om porvattenkemin hos M serierna inte är densamma. Hydroxi-aluminiumlösning och KCl- blandning är mycket mera verksam än de andra emedan det ger en medelstyv lera 11 cm nedàt kolonnen. Med undantag för de första två centimetrarna är porvattenínnehàllet av Ca, Mg och naturligt- vis K mycket större i C1-30-serien än i de andra och detta kan vara skälet varför skjuvningshållfasthetsvärdena är mycket högre.

Pig. 11 visar torr hydroxi-aluminium-data efter 30 dagar.

TorrahydroXi hållfasthetsvärdena för olika tillsatser. Torr hydroxi-aluminium- blandning ger ca 100 kPa i den omrörda leran under det att hyd- roxi-aluminium och KCl-tillsatser är mycket mera\@rksæmm vid 300- 400 kPa. Ä andra sidan orsakar hydroxi-aluminium och metanolbland- 50-60 kPa.

I ostörd lera är hydroxi-aluminium och metanolblandning effektivast de första 2 ning lägre skjuvningshàllfasthet: cm (ca 35 kPa] just liksom sjudagars serien. För nästa 7 cm ger hydroxi-aluminium och KCl-blandning det största'skjurningshàllfastheten (25-35 kPa). Det finns en större_skillnad mellan skjuvningshällfastheten hos de olika bland- ningarna efter 30 dagar än efter 7 dagar. I denna serie (BZ-30, CE-30 och D2-30) finns det inte något uppenbart samband mellan 10 b) UT b] UI 40 452 016 f* skjuvningshâllfasthet i ostörd lera och porvattenkemi såsom det som beskrivits förut.

Pig. 12 och 13 visar jämförelser av de olika stabiliserings- medlen efter 100 dagar. Hydroxi-aluminiumlösningsblandning ger en styv lera (50-80 kPa) även efter 100 dagar, under det att hyd- roxi-aluminiumlösning och metanolblandníng ger olika värden fràn 5 den av en vätska (<0,l kPa) i de översta 3 cm till 40 kPa i de lägre 2 cm. Experimentet med hydroxí-aluminiumlösning och KCl genomfördes inte.

Ostörd lera pâverkas endast till en liten grad av bland- ningarna. Skjuvhâllfastheten överskrider knappast 15 kPa till ett djup av ca 7 cm i hydroxi-alumíníumlösning och metanolblandning och endast ca 1 cm med hydroxi-aluminiumlösning ensamt. Det är en minskning av skjuvningshållfastheten i ostörd lera från 7 och 30 dagars experiment med hydroxi-aluminiumlösning.

Såsom visas i fíg. 13 ger torr hydroxi-aluminiumtillsats_ till kvicklera en skjuvningshållfasthet som ökar fràn 90 till. ca 400 kPa frán toppen till botten av omrörd lera. Detta resul- tat är inte lângt från tillsatsen av torr hydroki-aluminium och KCl, som varierar inom samma värden. Experimentet med torr hyd- a roxi-aluminium med metanol förstördes och skjuvningshållfastheten» erhölls inte. I detta fall var de översta 3 cm i ett vätskefor- mígt tillstànd.

I ostörd lera överskrider skjuvningshàllfastheten den hos 30 dagars-serien till någon grad. Med torr hydroxí-aluminium en- sam varierar skjuvningshâllfastheten från 20-S0 kPa till ett djup av 9 cm, 4 cm av detta överskred 40 kPa. Å andra sidan visar blandning av torr hydroxi-aluminium och KCI skjuvningshållfast- het mellan 25 och 50 kPa till ett djup av 14 cm och högre än 20 kPa för ytterligare 7 cm. Det finns ett relativt gott samband mellan skjuvningshállfasthet och porvatteninnehåll av Ca, Mg och K.

Pig. 15 visar en jämförelse av stabíliseríng med fast torr hydroxi-aluminium ensam; KCl; och CaO efter 100 dagar. Jämförel- se av skjuvningshallfastheten i omrörd lera visar att torr hyd- roxi-aluminium-blandning uppnår en styvhet som överskrider den fih'CaO. Detta kan vara en slump emedan annat blandningförhållande och bättre tillpackning kan öka skjuvningshàllfastheten. KCI on- sam gor inte nagra stabiliserande verkningar.

I ostörd lera är stabiliseringsverkan begränsad. Inom 3 cm 10 PJ UI i' _ 452 016 sjunker skjuvningshållfastheten under CaO stabílíserad lera från 100 till 20 kPa. Med torr hydroxi-aluminium sjunker den från 50 till 20 kPa, 9 cm ned i kolonnen under det att KCl har 20-25 kPa till ett djup av 19 cm. Den ökade skjuvningshâllfastheten i ostörd lera är i CaO stabilisering orsakad av den stora vattenabsorberan- de verkan hos kalk. Hydroxi-aluminium har såsom tidigare beskri- vits en vattenattraherande verkan, men i detta fall går verkan djupare i kolonnen, troligen på grund av högre katjoninnehåll. I det kalkstabiliserande experimentet kamofleras vattentransporten uppåt genom den kemiska reaktionen CaO + H20 -~ Ca(OH)2, vilket binder en stor mängd vatten. KCl har troligen inte någon verkan på vatteninnehàllet.

Torr hydroxi-aluminium ensam är en mycket lovande stabili- serande medel. Såsom ett praktiskt skäl skall åtminstone bland- ningsförhàllande av 15 % hvdroxí-aluminium till lera (våtvikt) användas. Optimala resultat kan erhållas även vid högre förhållan- den. Ett ökat hydroxi-aluminiumförhållande väntas att ge ytterli- gare ökning av skjuvningshállfastheten i den omrörda leran. Även mera viktigt från en geoteknisk synpunkt är resulta- ten av torr hydroxi-aluminium blandad med KCl. Överraskande mins- kar i omrörd lera KCl inte verkan av hâllfastheten som erhålles genom torr hydroxi-aluminium ensam. l den orörda leran där torr hydroxí-aluminium har mindre verkan, difunderar KCl relativt snabbt och orsakar stabiliserad zon djupare in i leran. Denna egenskap hos KCl störs inte av hydroxi-aluminium.

Från ovanstående beskrivning är det tydligt att föreliggan- de uppfinning tillhandahåller en metod att stabilisera lera hos avlagríngarna genom att blanda torr hydroxi-aluminium och kalium med lerjorden. Fast den enda specifika utföringsformen av före- liggande uppfinning har beskrivits i detalj skall uppfinningen inte begränsas därtill utan avse att omfatta alla utföringsfor- mer som kommer inom ramen för bifogade krav.

Claims (8)

452 016 30 Qatentkrav

1. Sätt att stabilisera lerjord genom att blanda denna med en effektiv mängd hydroxi-aluminium, k ä n n e t e c k - n a t därav, att man blandar kvicklera eller salt lerjord med hydroxi-aluminium med den allmänna formeln Al(0H)nX3_n vari n är 2,0 till 2,7 och X är en anjon fran gruppen klorid, bromid, jodid, nitrat, sulfat och acetat, i en mängd av minst 2,5 g torr hydroxialuminium per 100 g lerjord vàtvikt eller minst 5 ml av en lösning av hydroxi-aluminium med en koncent- ration av 4-10 mol per liter per 100 g lerjord vàtvikt.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att en kemikalie som utgöres av kaliumklorid, kaliumnitrat, kaliumsulfat, ammoniumklorid, ammoniumnitrat och/eller ammo- niumsulfat blandas med hydroxi-aluminium.

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att hydroxi-aluminium och kemikalien är en torr blandning.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att den torra blandningen innehåller minst 2,5 g, lämpligen minst 15 g hydroxi-aluminium per 100 g lerjord vatvikt och minst 1,0 g, lämpligen minst 10 g av kemikalien per 100 g lerjord vatvikt.

5. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att kemikalien är kaliumklorid.

6. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e o k n a t därav, att koncentrationen av lösningen är mellan 6 och 10 molar.

7. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att en kemikalie, som utgöres av kaliumklorid, kaliumnitrat, kaliumsulfat, ammoniumklorid, ammoniumnitrat eller ammonium- sulfat, är i lösning med hydroxi-aluminium, varvid lösningen har en koncentration av minst 4 molar.

8. Sätt enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t därav, att hydroxi~aluminium i lösningen är i en koncentration mellan 6 och 10 molar.