Temperature monitoring and strength testing during construction of a cement bentonite slurry cut-off wall

Joanna Lea, Michael Richardson, Brett Stephens, Robert Cameron, Steven Day

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

Session: Cold Regions I

ABSTRACT: A cement bentonite slurry cut-off wall was constructed within a subsurface alluvial channel in Northern Alberta, Canada. The wall was composed of a mixture of Portland cement, blast furnace slag and bentonite, to produce a strong but ductile, low permeability cut-off barrier. During the slurry mix design process an analysis of the effect of using cold water (10°C and less) and curing the samples at similar cold temperatures was conducted. The laboratory program found that the cold conditions decreased the rate of slurry strength increase. Therefore, detailed monitoring of the in-situ slurry temperature as it cured was undertaken and enabled slurry samples to be stored at temperatures which mimicked the slurry temperature of the wall as it cured. This temperature monitoring and controlled storage process provided lower strength results than standard ambient temperature testing and may represent more realistic slurry strength gains in the field. Although delays were encountered to allow for slurry strengths to be achieved, field based temperature and slurry strength studies successfully enabled construction to proceed in an active mine environment.

RÉSUMÉ: Dans le nord de l™Alberta, Canada, une paroi d™étanchéité au coulis en ciment-bentonite a été construite dans un chenal alluvionnaire souterrain. Afin de créer une barrière à faible perméabilité, forte et ductile à la fois, la paroi est composée d™un mélange de ciment Portland, de laitier de haut-fourneau et de bentonite. Pendant la phase de la conception du mélange, des analyses visant à déterminer les effets de l™utilisation d™une eau froide (10°C et moins) et le durcissement d™échantillons à des températures similaires ont été réalisés. L™expérience en laboratoire a montré que les températures froides abaissaient le taux de croissance de la force du mélange. Un suivi détaillé de la température du mélange in-situ pendant le durcissement a donc été réalisé, permettant du même coup d™emmagasiner des échantillons à des températures imitant les conditions réelles de la paroi pendant le durcissement. Ce suivi de la température ainsi que ce procédé d™emmagasinement contrôlé ont mené a des forces plus faibles par rapport aux tests à température ambiante et pourraient représenter une image plus fidèle du gain de force du mélange, tel qu™il se développe in-situ. Bien que des délais aient été encourus afin permettre à la force du mélange de s™établir, les études sur la température in-situ et la force du mélange ont permis de débuter la construction dans un environnement minier actif.

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