Il primo passo è stato, come per gl’altri campioni, la separazione mediante lo “Starscreen”, in modo da ottenere le due granulometrie differenti. Si è deciso che per l’aggregato fine non fosse più necessario la studio della composizione granulometrica dei campioni poiché nello svolgimento delle future operazioni in sito essa non sarà prevista, a causa della complessità e dei tempi d’esecuzione. Si è passati direttamente alla prequalifica dei campioni al fine di raccogliere il maggior numero di dati possibili relativi alle proprietà elettriche dei terreni da aggiungere a quelli già raccolti.
La costante dielettrica misurata sui campioni varia in funzione del contenuto d’acqua del terreno. I terreni più aridi presentano bassi valori, dovuti alla difficoltà nel condurre elettricità al loro interno, allo stesso tempo l’impedenza per tali campioni tende a crescere. I valori della costante dielettrica messi in relazione con l’indice CBR del terreno misurato in laboratorio presentano un andamento di tipo esponenziale: per bassi valori di portanza la costante cresce, mentre diminuisce al crescere della resistenza del terreno (fig.4.16).
Cap. 4 – Analisi dei risultati
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Fisicamente ciò può essere dovuto al fatto che i campioni con un elevato contenuto d’acqua sono ben distanti dall’optimum che, come è noto, restituisce l’addensamento che raggiunge le più elevate proprietà di resistenza. Mettendo in relazione i valori dell’impedenza sempre con l’indice CBR misurato in laboratorio, si nota come il parametro cresca insieme al valore di resistenza, ma il fenomeno è meno marcato rispetto alla costante dielettrica. In base alle prime prove eseguite, si è deciso di non misurare l’impedenza per valori di frequenza pari a 10 Hz poiché i risultati ottenuti hanno mostrato un andamento discontinuo e non rappresentativo del fenomeno.
Fig. 4.17 – Impedence a 100 Hz dei campioni n°1-23
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Nei grafici è presente il dato rappresentativo del campione 23 che risulta distanziato rispetto a tutti gl’altri perché il provino aveva un contenuto d’acqua molto basso (2.39 %) ed era composto prevalentemente da pezzatura grossa che ha influenzato i risultati della prova CBR. L’eccessiva aridità è la causa della crescita dell’impedenza e del basso valore della costante dielettrica misurata.
4.3.1 I risultati dei test meccanici sui campioni 16÷÷÷23 ÷
La prova CBR eseguita in laboratorio ha evidenziato le scarse prestazioni di resistenza per i campioni n°16 – 17 – 18 – 19. Escluso il n°17 che si è assestato su indice medio pari al 34.5 %, di poco inferiore al minimo richiesto per l’idoneità al rimpiego, i restanti campioni non hanno superato il 4 %, valore estremamente lontano dagli standard richiesti. Gli stessi risultati sono stati confermati dal prova eseguita mediante il Clegg Hammer, che ha sottovalutato i valori solo per i campioni n°20 e n°23 aventi un indice CBR, oltre il 100 %.
n°16 n°17 n°18 n°19 n°20 n°23
CBR Index 1.15 34.50 3.38 3.18 103.74 208.03
CBR Clegg Hammer 2.38 25.81 5.38 3.84 66.57 98.02
Fig. 4.19 – Tabella indici CBR
In base ai dati sopra riportati si è scelto di stabilizzare i campioni mediante l’impiego di leganti idraulici e ceneri volanti per valutare l’effettivo miglioramento meccanico raggiungibile. Le terre argillose, tutte tranne il n°17, sono state miscelate con la calce idrata mentre il campione a matrice sabbiosa è stato trattato con l’aggiunta del cemento portland. Non sempre i quantitativi di materiale forniti dalla società Yorkshire Water sono stati sufficienti per il confezionamento dello stesso numero di provini per ogni campione, come nel caso del n°18 e n°19.
Le prove usate per testare questi provini sono state la prova CBR e la prova ITT a trazione indiretta sulle terre argillose, la prova UCS a compressione ed espansione libera per le terre stabilizzate con il cemento.
Cap. 4 – Analisi dei risultati
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Il campione n°16 è stato compattato all’interno di fustella CBR, i risultati migliori per questa prova sono stati ottenuti con il 4 % di calce e il 4 % di ceneri volanti, portando ad un netto miglioramento, ma non sufficiente per garantire gli adeguati standard di resistenza. È stata eseguita la prova ITT a sette giorni solo sul campione testato dopo un giorno di presa poiché i rimanenti si sono rotti durante l’estrazione dallo stampo (fig.4.20). Campione n°16 CBR C. H. CBR ITT (MPa) Condizioni iniziali 1.15 2.38 -
4 % Calce + 4 % Ceneri volanti (1 giorno) 14.18 19.23 -
4 % Calce + 4 % Ceneri volanti (7 giorni) - - 0.0585
6 % Calce + 6 % Ceneri volanti (1 giorni) 9.18 16.01 Rotto 6 % Calce + 6 % Ceneri volanti (7 giorni) 17.08 24.02 Rotto
Fig. 4.20 – Campione n°16
Il campione n°17, unico composto da una matrice sabbiosa, è stato compattato all’interno di stampi cubici. I valori di resistenza a compressione riportati sono dati dalla media dei risultati ottenuti dalla rottura di due provini. Il materiale proveniente dallo scavo era presente in grosse quantità il che ha permesso di confezionare anche dei campioni trattati con la calce. L’esperimento ha dimostrato l’inefficienza di quest’ultimo legante per questo tipo di terreno. I campioni sono stati trattati con il 6 % di cemento e il 6 % di cenere volante per valutare l’aumento di resistenza rispetto a quelli trattati con il 4 %. I valori ottenuti non sono stati ritenuti soddisfacenti in relazione all’aumento del costo della miscela dovuto al maggior quantitativo di cemento impiegato (fig.4.21).
Campione n°17 (1 g.) UCS (3 g.) UCS (7 g.) UCS
Condizioni iniziali - - -
4 % Cemento + 4 % Ceneri volanti 4.40 6.40 6.60
6 % Cemento + 6 % Ceneri volanti 4.90 Rotto 8.65
4 % Calce + 4 % Ceneri volanti Rotto 1.25 1.35
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Per il campione n°18 e n°19 non è stato possibile preparare un adeguato numero di provini a causa della scarsità di materiale. Si è scelto pertanto di testare le terre stabilizzate ad un giorno di presa con la prova CBR, e lo stesso campione, in seguito all’estrazione dallo stampo, con la prova ITT a sette giorni (fig.4.22).
Campione n°18 CBR C. H.
CBR
ITT (MPa)
Condizioni iniziali 3.38 5.38 -
4 % Calce + 4 % Ceneri volanti (1 giorno) 21.85 19.23 -
4 % Calce + 4 % Ceneri volanti (7 giorni) - - 0.0955
Campione n°19 CBR C. H. CBR (MPa) ITT
Condizioni iniziali 3.18 3.84 -
4 % Calce + 4 % Ceneri volanti (1 giorno) 36.65 27.67 -
4 % Calce + 4 % Ceneri volanti (7 giorni) - - 0.0553
Fig. 4.22 – Campione n°18 e n°19
I risultati migliori si sono ottenuti con il campione n°19 che ha migliorato il suo indice CBR di dieci volte rispetto al valore di partenza, ma di poco inferiore anch’esso alla soglia del 40 %. Mentre non sono risultati soddisfacenti i valori ottenuti per gl’altri campioni a matrice argillosa.