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Property changes of reactive magnesia–stabilized soil subjected to forced carbonation
A reactive magnesia (MgO) was used to stabilize a natural soil; the MgO-stabilized soil was subjected to forced carbonation with pressurized gaseous CO 2 in a triaxial cell set-up. The change of physical properties, including bulk density, moisture content, dry density, specific gravity, and porosity, of the stabilized soil during carbonation was studied. The mechanical and microstructural properties of the carbonated MgO-stabilized soil were also investigated through unconfined compressive strength (UCS) test, X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and mercury intrusion porosimetry (MIP). The results indicated that the carbonation of MgO-stabilized soil consumed CO 2 and water, and produced expansive carbonation products; this consequently increased the dry density, and reduced the moisture content, specific gravity, and porosity of the stabilized soil. After being carbonated for only 1.5 h, the MgO-stabilized soil yielded remarkable strength, with UCS higher than that of the 28 day ambient cured Portland cement–stabilized soil, mainly due to the high binding effect of carbonation products and the low porosity of carbonated MgO-stabilized soil. The carbonated MgO-stabilized soil achieved a high degree of carbonation in a few hours (≤12 h), with the maximum CO 2 /MgO ratio in a range of 0.76–1.07.
Dans la présente étude, on a stabilisé un sol naturel à l’aide de magnésie (MgO). Le sol ainsi stabilisé a été ensuite soumis à une carbonatation forcée au moyen de CO 2 gazeux sous pression à l’intérieur d’une cellule triaxiale. On a étudié les modifications des propriétés physiques du sol stabilisé, notamment la densité apparente, la teneur en eau, la densité sèche, la densité relative et la porosité, durant la carbonatation. On a également analysé les propriétés mécaniques et microstructurales du sol stabilisé à l’aide de magnésie et carbonaté en effectuant un essai de résistance à la compression non confinée (RCNC), une analyse diffractométrique aux rayons X, une analyse au microscope électronique à balayage (MEB) et des mesures au porosimètre à mercure. Les résultats ont montré que la carbonatation d’un sol stabilisé à l’aide de magnésie consommait du CO 2 et de l’eau et libérait de nombreux types de produits. Cela a entraîné une augmentation de la densité sèche et une diminution de la teneur en eau, de la densité relative et de la porosité du sol stabilisé. Après avoir subi une carbonatation d’une heure et demie seulement, le sol stabilisé avec de la magnésie présentait une résistance exceptionnellement élevée et une RCNC supérieure à celle d’un sol stabilisé à l’aide de ciment Portland durci à l’air ambiant durant 28 jours. Cela est principalement dû au fort pouvoir liant des produits de la carbonatation et à la faible porosité du sol stabilisé à l’aide de magnésie et carboné. Ce dernier a subi une forte carbonatation en quelques heures (≤12 h), la valeur maximale du rapport CO 2 /MgO étant comprise entre 0,76 et 1,07. [Traduit par la Rédaction]
Property changes of reactive magnesia–stabilized soil subjected to forced carbonation
A reactive magnesia (MgO) was used to stabilize a natural soil; the MgO-stabilized soil was subjected to forced carbonation with pressurized gaseous CO 2 in a triaxial cell set-up. The change of physical properties, including bulk density, moisture content, dry density, specific gravity, and porosity, of the stabilized soil during carbonation was studied. The mechanical and microstructural properties of the carbonated MgO-stabilized soil were also investigated through unconfined compressive strength (UCS) test, X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and mercury intrusion porosimetry (MIP). The results indicated that the carbonation of MgO-stabilized soil consumed CO 2 and water, and produced expansive carbonation products; this consequently increased the dry density, and reduced the moisture content, specific gravity, and porosity of the stabilized soil. After being carbonated for only 1.5 h, the MgO-stabilized soil yielded remarkable strength, with UCS higher than that of the 28 day ambient cured Portland cement–stabilized soil, mainly due to the high binding effect of carbonation products and the low porosity of carbonated MgO-stabilized soil. The carbonated MgO-stabilized soil achieved a high degree of carbonation in a few hours (≤12 h), with the maximum CO 2 /MgO ratio in a range of 0.76–1.07.
Dans la présente étude, on a stabilisé un sol naturel à l’aide de magnésie (MgO). Le sol ainsi stabilisé a été ensuite soumis à une carbonatation forcée au moyen de CO 2 gazeux sous pression à l’intérieur d’une cellule triaxiale. On a étudié les modifications des propriétés physiques du sol stabilisé, notamment la densité apparente, la teneur en eau, la densité sèche, la densité relative et la porosité, durant la carbonatation. On a également analysé les propriétés mécaniques et microstructurales du sol stabilisé à l’aide de magnésie et carbonaté en effectuant un essai de résistance à la compression non confinée (RCNC), une analyse diffractométrique aux rayons X, une analyse au microscope électronique à balayage (MEB) et des mesures au porosimètre à mercure. Les résultats ont montré que la carbonatation d’un sol stabilisé à l’aide de magnésie consommait du CO 2 et de l’eau et libérait de nombreux types de produits. Cela a entraîné une augmentation de la densité sèche et une diminution de la teneur en eau, de la densité relative et de la porosité du sol stabilisé. Après avoir subi une carbonatation d’une heure et demie seulement, le sol stabilisé avec de la magnésie présentait une résistance exceptionnellement élevée et une RCNC supérieure à celle d’un sol stabilisé à l’aide de ciment Portland durci à l’air ambiant durant 28 jours. Cela est principalement dû au fort pouvoir liant des produits de la carbonatation et à la faible porosité du sol stabilisé à l’aide de magnésie et carboné. Ce dernier a subi une forte carbonatation en quelques heures (≤12 h), la valeur maximale du rapport CO 2 /MgO étant comprise entre 0,76 et 1,07. [Traduit par la Rédaction]
Property changes of reactive magnesia–stabilized soil subjected to forced carbonation
Lu, Kaiwen (Autor:in) / Al-Tabbaa, Abir / Yi, Yaolin / Liu, Songyu
2015
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
carbonatation , stabilisation du sol , X-rays , Carbonates , Soil structure , Diffraction , Physical properties , Geotechnology , Cement , Scanning electron microscopy , modification , Analysis , magnésie , soil stabilization , propriété , Magnesium compounds , magnesia , Porosity , carbonation , Mechanical properties , Slope stability , property , Soils , change
Property changes of reactive magnesia-stabilized soil subjected to forced carbonation
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