Evaluation of strength development in clay-cement mix

Ramy Saadeldin, Sumi Siddiqua

In the proceedings of: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Soil Stabilization I

ABSTRACT: Soft clay deposits are typically identified as highly plastic and normally consolidated fine grained soils. The main engineering concerns regarding the construction on soft clay soil are its low inherent shear strength and high compressibility. Mixing of soft clay with cement as a chemical stabilizer has become a well known technology. Cement stabilization has been used all over the world to enhance the shear strength and deformation characteristics of the soft clay deposits. The improvement trends were evaluated based on unconfined compression and consistency tests carried out on soft clay samples before and after mixing with cement and at different curing times. The results of unconfined compression tests of cement stabilized soft clay were analyzed to provide general relationships between the cement content, curing time, and the expected unconfined compressive strength. The plasticity index of the clay cement mix was found to noticeably decrease with the increase of cement content. The rate of increase of the unconfined compressive strength and the decrease of plasticity index was found to vary with curing time. The maximum unconfined compressive strength of the clay-cement mix occurred at a curing time of 28 days. A reduction in the plasticity index of 16% and an increase of the unconfined shear strength of more than 200 kPa were obtained with the addition of cement content of 15 %. The reduction in plasticity index of the clay-cement mix was found to be an efficient tool to represent the improvement of the clay strength after mixing with cement.

RÉSUMÉ: Dépôts d'argile molle sont généralement identifiées comme hautement plastique et normalement consolidé sols à grains fins. Les principales préoccupations de l'ingénierie de la construction sur le sol d'argile molle sont sa faible résistance au cisaillement inhérente et forte compressibilité. Mélange d'argile molle avec du ciment comme stabilisateur chimique est devenue une technologie bien connue. Stabilisation au ciment a été utilisé partout dans le monde pour améliorer la résistance au cisaillement et les caractéristiques de déformation des dépôts d'argile molle. Les tendances d'amélioration ont été évaluées en fonction de compression non confiné et des tests de cohérence effectués sur des échantillons d'argile molle avant et après mélange avec du ciment et à différents moments de durcissement. Les résultats des essais de compression simple de ciment stabilisé argile molle ont été analysés pour fournir des relations générales entre la teneur en ciment, le temps de séchage, et la résistance en compression simple attendu. L'indice de plasticité du mélange de ciment d'argile a été trouvée pour diminuer sensiblement avec l'augmentation de la teneur en ciment. Le taux d'augmentation de la résistance en compression simple et la diminution de l'indice de plasticité a varié avec le temps de durcissement. La résistance en compression simple maximale du mix-ciment d'argile a eu lieu au temps de durcissement de 28 jours. Une diminution de l'indice de plasticité de 16% et l'augmentation de la résistance au cisaillement non confiné de plus de 200 kPa ont été obtenus avec l'ajout de la teneur en ciment de 15%. La réduction de l'indice de plasticité du mélange de ciment d'argile a été trouvé être un outil efficace pour représenter l'amélioration de la résistance de l'argile après le mélange avec du ciment.

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