Prova al blu di metilene

La prova al blu di metilene consiste nel quantificare la capacità di adsorbimento dei terreni misurando la quantità di blu di metilene necessaria per ricoprire la superficie totale delle particelle argillose.

Il “valore al blu” ricavato riflette la quantità e la tipologia dei minerali argillosi presenti e risulta essere un buon indicatore della variazione percentuale di volume e dell’angolo di attrito residuo dei terreni argillosi studiati.

La capacità di adsorbimento di acqua di un terreno, a parità di percentuale di argilla presente e di composizione del mezzo acquoso, è funzione della tipologia del minerale argilloso; essa aumenta in funzione della superficie specifica e della carica particellare (massima per le smectiti, minima per le caoliniti).

Il procedimento di prova è il seguente.

La porzione di prova viene essiccata in forno a 110°C fino a massa costante, lasciata raffreddare, e passata su un setaccio da 2 mm, utilizzando una spazzola per garantire l'effettiva separazione della frazione interessata, in modo da ottenere almeno 200 g di campione.

Nel caso di sabbie si richiama l'appendice A della norma UNI, che prevede l'utilizzo di 30 g di campione della frazione 0/0,125 mm.

Si versano 500 ml di acqua distillata nel bicchiere e si aggiunge il campione essiccato che era stato opportunamente pesato; il tutto viene mescolato con una spatola.

Il recipiente contenente il miscuglio acqua – terreno viene posto a contatto con l'agitatore (la base del primo deve trovarsi a circa 10 mm dalla spatola ruotante) e si imposta quest’ultimo per 5 minuti ad una velocità di 600 giri al minuto, quindi per il resto della prova si continua con una velocità di 400 giri al minuto.

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Figura 2.10 – Apparecchiatura di prova per il blu di metilene.

Eventualmente, se si nota che non vi è parte fine sufficiente per ottenere un alone, si aggiunge caolinite al miscuglio.

Si inietta poi una dose di 5 ml di soluzione colorante, si agita per almeno un minuto e si esegue la prova alla macchia.

La prova alla macchia consiste nel prendere con la bacchetta una goccia di sospensione e depositarla sulla carta da filtro per vedere se ci sono aloni.

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Si procede in modo continuo aggiungendo 5 ml di blu e lasciando agitare per un minuto, finché sulla carta da filtro non si formi un alone (l'alone deve persistere per almeno 5 min altrimenti si continua).

La prova al blu di metilene consente di caratterizzare in modo speditivo i terreni sulla base di un valore indice (“valore al blu” MB) che dà indicazioni semi-qualitative sulla quantità (cresce all’aumentare della percentuale di frazione argillosa) e sulla tipologia dei minerali argillosi presenti .

MB = (V1/M1)*10

dove:

• V1 è il volume totale della soluzione iniettata (mm);

• M1 è la massa del campione in (g).

Dalla prova si può inoltre ricavare la superficie specifica totale Sa (m²/g), ovvero la superficie interna ed esterna accessibile all’acqua (una superficie molto elevata indica sempre la presenza di materiali argillosi attivi, Sa = 800 m²/g per la montmorillonite) e l’indice di attività della frazione argillosa del terreno (ACB), che corrisponde alla quantità di blu di metilene fissata da 100 g di frazione inferiore a 2 µm (CF) (ACB può assumere valori che variano da 1 a 18 grammi su 100 grammi, ed aumenta con il tenore di montmorillonite).

Sa = 20.93*V1 /M1

dove:

• 20.93 rappresenta la superficie corrispondente a 1 cm3 di blu di metilene;

• V1 è il volume totale della soluzione iniettata (mm);

• M1 è la massa del campione (g);

• ACB = 100*MB/CF.

A differenza delle prove di classificazioni tradizionali (limiti di Atterberg) che riproducono il comportamento del terreno al contatto con l’acqua, determinato indistintamente dal contenuto argilloso, dalla natura mineralogica e dal pH, il valore al blu di metilene indica direttamente la capacità di adsorbimento.

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Tabella 2.6 – Prova al blu di metilene.

Prova PROVA AL BLU DI METILENE

Norma descrittiva UNI EN 933-9: 2000 ASTM D 2166-06 Norme di riferimento nella pre-qualifica UNI 10006: 2002 (ritirata) sostituita dalle: UNI EN 13242: 2008 UNI EN 13285: 2004 UNI ES ISO 14688-1: 2003

Obiettivo Valutare la capacità di adsorbimento dei terreni.

Apparecchiatura

(A)

Reagenti:

• Acqua demineralizzata.

• Soluzione colorante al blu di metilene. Apparecchiatura:

• Buretta da 50 ml graduata.

• Carta da filtro (A).

• Bacchetta in vetro.

• Agitatore rotante in grado di variare la sua velocità fino a (600 ± 60) giri/min.

• Bilancia, con precisione allo 0,1% della massa da pesare.

• Cronometro.

• Staccio di prova da 2 mm.

• Bicchiere della capacità di 1 l.

Procedimento

• Essiccare la porzione di prova a 110°C fino a massa costante e lasciare raffreddare.

• Stacciare la porzione di prova su uno staccio da 2 mm, utilizzando una spazzola per garantire l'effettiva separazione della frazione interessata.

• Versare 500 ml di acqua distillata nel bicchiere ed aggiungere il campione essiccato che era stato

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opportunamente pesato.

• Mescolare il tutto con la spatola e porre il recipiente a contatto con l'agitatore (la base del primo deve trovarsi a circa 10 mm dalla spatola ruotante).

• Impostare l'agitatore per 5 minuti ad una velocità di 600 giri/min.

• Impostare l’agitatore ad una velocità di 400 giri/min per il resto della prova.

• Iniettare una dose di 5 ml di soluzione colorante, agitare per almeno un minuto.

• Eseguire la prova alla macchia: prendere con la bacchetta una goccia di sospensione e depositarla sulla carta da filtro per vedere se ci sono aloni.

• Procedere aggiungendo 5 ml di blu e lasciando agitare per un minuto, finchè sulla carta da filtro si forma un alone che persista per almeno 5 min.

Elaborazione dati

• Il valore del blu di metilene MB espresso in grammi di colorante per kg di materiale è dato da:

MB _MV

· 10

dove:

V_ = volume totale della soluzione iniettata [mm]

M = massa del campione [g]

• La superficie specifica totale è data da:

S  20,93 ·_MV

 dove:

20,93 = superficie di 1 cm3

di blu di metilene;

V = volume totale della soluzione iniettata [mm]

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