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argilla espansa leca materiale inerte con basso peso specifico in campo geotecnico

L'argilla esapnsa è un materiale inerte con basso peso specifico, caratterizzato da granuli che intenamente presentano un'elevata porosità mentre il confinamento esterno è costituito da una scorza dura e resistente.

La grande quantità di pori presente all'interno del materiale individua due tipi differenti di vuoti: intergranulari (fra granulo e granulo) e intragranulari (dentro i granuli).

Mentre i primi sono interconnessi e vengono saturati facilmente quando il materiale è posto sotto falda, i pori intragranulari si riempiono d'acqua con molta più difficoltà ed alcuni di essi non si satureranno mai. Con riferimento al peso specifico dei vari materiali si possono individuare:

• Peso specifico assoluto
gass = peso specifico assoluto
è il peso che avrebbe un metro cubo di materiale privato sia dei vuoti fra granulo e granulo (intergranulari) sia dei vuoti contenuti in ciascun granulo (intragranulari);

 

Peso specifico apparente
gapp = peso specifico apparente (o peso specifico medio dei granuli)
è il peso che avrebbe un metro cubo di materiale privato solamente dei vuoti fra granulo e granulo (intergranulari);

 

Peso specifico in mucchio
gm = peso specifico in mucchio
è il peso di un metro cubo di materiale non vibrato ne compattato in alcun modo.

Il confronto tra i pesi specifici dell'argilla espansa Leca® ed un materiale tradizionale come la sabbia, evidenzia le eccezzionali caratteristiche dell'argilla espansa rispetto ai materiali in genere utilizzati, ed apre possibilità di applicazioni prima impossibili con i materiali tradizionali.

Materiale Leca® (0 ÷ 30) [kg/m3] Sabbia [kg/m3]
Peso specifico assoluto ≤ 2.500 ≈ 2.600
Peso specifico apparente ≤ 850 ≈ 2.600
Peso specifico in mucchio ≤ 450 ≈ 1.600

argilla espansa leca materiale inerte con basso peso specifico in campo geotecnico

Le tipologie commerciali disponibili di argilla espansa, per le normali applicazioni sono: 0÷2; 2÷3; 3÷8; 8÷12; 12÷20. Per le specifiche applicazioni geotecniche (rilevati, consolidamenti, drenaggi ecc.) viene utilizzata una specifica miscela con fuso granulometrico 0÷30 descritta in dettaglio nella seguente tabella.

 

Crivelli UNI % passante
30 mm 100
15 mm 65÷100
10 mm 45÷90
5 mm 20÷70
2 mm 8÷40
1 mm 5÷20
0,4 mm 3÷10
0,075 mm 0÷4

Da una serie di prove eseguite presso il laboratorio di meccanica dei terreni dell'ISMES sono stati ricavati i parametri di imbizione, di resistenza e di deformabilità di una miscela di argilla espansa Leca® con fuso 0÷30.

 

IMBIBIZIONE

argilla espansa leca materiale inerte con basso peso specifico in campo geotecnicoLa prova di imbibizione (secondo UNI 7549) consiste nell'immergere in acqua un campione di Leca®, essiccato e pesato, e tenerlo immerso per il periodo di tempo desiderato (30', 24 h, 90gg); una volta sgocciolato si procede a pesarlo. La differenza fra le due pesate corrisponde al quantitativo di acqua assorbita. Quando Leca® viene immerso in acqua, i vuoti intergranulari si riempiono rapidamente mentre lentamente si saturano i vuoti intragranulari che spesso sono occlusi e non interconnessi.

In tabella è riportato l'andamento nel tempo del coefficiente di imbibizione (rapporto del peso dell'acqua assorbita sul peso di Leca® secco).

 

Coefficiente di imbizione %
a 30 minuti 11
a 24 ore 17
a 90 giorni 44

 

PROVE TRIASSALI

La prova Triassiale è realizzata caricando verticalmente sino alla rottura un campione cilindrico di argilla espansa sottoposto ad una pressione laterale di confinamento. Una serie di prove triassiali drenate con pressioni di confinamento pari a 20, 200 e 600 KPa ha permesso di definire che l'angolo di attrito interno dell'argilla espansa Leca®, per le principali applicazioni geotecniche, può essere assunto pari a circa 40°.

Come risulta dal grafico il valore dell'angolo d'attrito interno si mantiene sopra i 33° alle varie densità relative e per tutto il campo di pressioni di confinamento indagate. Se si considerano i valori inferiori a 200 Kpa (corrispondente ad un affondamento superiore a 10 metri) l'angolo d'attrito può essere assunto pari ad almeno 40°.

argilla espansa leca materiale inerte con basso peso specifico in campo geotecnico

Nel grafico precedente si evince l'andamento dell'angolo di attrito in funzione della pressione di confinamento: se si considera un valore di pressione di confinamento di 200 KPa (situazione comune nelle principali applicazioni geotecniche), l'angolo d'attrito può essere assunto pari a circa 40°.

 

PROVE SU PIASTRA

argilla espansa leca materiale inerte con basso peso specifico in campo geotecnico

Per determinare la rigidezza superficiale dello strato di argilla espansa e misto di cava (come illustrato in seguito ad esempio nel caso dei rilevati stradali) è disponibile l'andamento del modulo di deformazione Md in funzione della densità relativa. Il valore asintotico che si consiglia di prescrivere per applicazioni che lo richiedono è ≥ 250 kg/cm2. Tale valore, più volte testato in opera, è ottenibile con i tradizionali sistemi e mezzi per l'addensamento dei terreni, piastre vibranti e rulli pesanti.

La frantumazione dei grani avviene per carichi concentrati decisamente molto elevati pari a circa 0,3 MPa (come certificato nelle prove edometriche), che ne durante le fasi di addensamento, ne in corso d'opera vengono mai raggiunti.

Come si deduce dai dati seppur indicativi riportati in tabella, il riempimento realizzato con Leca® anche nel caso più gravoso, di energico addensamento e di saturazione in immersione, rimane sempre molto leggero.

Poco più 1000 Kg/m3 contro i circa 2000 Kg/m3 della soluzione con materiali tradizionali. Si risparmia dunque almeno 1 t/m3.

argilla espansa leca materiale inerte con basso peso specifico in campo geotecnico

Nella curva precedente si evince l'andamento del modulo di deformazione Md (valutato sul primo carico con prove di piastra da 30 cm fra 150 e 250 KPa) in funzione della densità relativa.

 

REQUISITI DI ACCETTAZIONE

Possiamo quindi riassumere che i requisiti di accettazione per il prodotto argilla espansa Leca® 0÷30 ad uso geotecnico sono:

Massa volumica secca in mucchio - UNI 7549/4 ≤ 450 kg/m3
Analisi granulometrica vedi tabella dei crivelli
Coefficiente di imbizione - UNI 7549/6 ≤ 75 %
Angolo di attrito (valore indicativo) ≈ 40°
Modulo di deformazione Md ≥ 250 kg/cm2
Resistenza allo schiacciamento dei granuli UNI 7549/7 ≥ 13 kg/cm2

Per i pesi specifici della miscela Leca® 0÷30 ai fini del calcolo si consiglia di adottare, per le varie condizioni di esercizio, i seguenti valori cautelativi per miscela con peso specifico in mucchio a secco di 450 kg/m3:

Peso miscela addensata secca 550 kg/m3
Peso miscela addensata secca soprafalda 650 kg/m3
Peso miscela addensata secca in zona allagabile 800 kg/m3
Peso miscela addensata secca costantemente immersa 1.100 kg/m3

 

Nel campo geotecnico, l'argilla espansa trova applicazione per tutta una serie di problematiche legate alle seguenti applicazioni:

 

Assistenza tecnica alla progettazione

La commercializzazione di prodotti è solo una delle componenti del servizio che la N.T.A. srl (Nuove Tecnologie Ambientali) fornisce. Possiamo infatti provvedere, tramite il Ns ufficio tecnico, all’assistenza tecnica in ogni fase del progetto per permettere ai Ns clienti di fare il miglior uso dei materiali impiegati, mettendo a disposizione voci di capitolato, analisi prezzi, capitolati speciali di appalto, disegni esecutivi con calcoli e relazioni sulle applicazioni con i Ns materiali.

La N.T.A. srl è in grado di supportare tecnicamente, con idonei programmi di calcolo e tecnici qualificati, la scelta più adeguata dei materiali e tecnologie per la realizzazione delle soluzioni più idonee oltre che dal punto di vista tecnico anche per quanto riguarda l'aspetto economico ed ambientale nonchè realizzativo e di sicurezza.

Per eventuali collaborazioni in progettazioni esecutive, in cui possono essere coinvolti direttamente i tecnici del nostro staff, si è disponibili ad esaminare le Vs proposte per una proficua collaborazione tra professionisti.

 

Servizio informazioni

Sono inoltre disponibili pubblicazioni, manuali, documentazione tecnica, guide per la posa in opera dei materiali e depliants in modo tale da fornire un supporto completo alla progettazione ed alla realizzazione dei lavori.

Per informazioni dirette, eventuale materiale aggiuntivo o confronto su problematiche potete contattarci tramite E_mail o direttamente via telefono al numero 091/8113890 dal lunedì al venerdì in orario di ufficio (9:00-13:00 ÷ 15:00-19:00).

 

 

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