The influence of polymeric hydroxy aluminium cations on the consolidation, shear strength and consistency limits of clay soils

Abstract

With the object of investigating their effect on laboratory sedimented kaolin two polymeric hydroxy aluminium cations were introduced in solution into suspensions of kaolin. The two cations were of different sizes and a third suspension remained untreated for comparison. After consolidation, engineering tests were performed for classification and observation of consolidation and shearing behaviour. Shearing observations were repeated at different time intervals with a view to investigating the effect of ageing, and corresponding chemical analyses were performed for four phases in which it was anticipated the aluminium which had originally been introduced would be found. The four phases were free pore-water, adsorption phase containing exchangeable cations, amorphous growth, and quasi-crystalline growth. It is concluded that a quasi-Gibbsite growth developed rapidly in both treated sediments, resulting in rigid interparticle bonding and an increase in strength at 70 days of 125% in the case of the smaller cation and 50% in the case of the larger cation. Deux cations d'aluminium polyméres hydroxydes ont été introduits en solution dans des suspensions de kaolin, ayant pour objet l'investigation de leur effet sur du kaolin déposé en laboratoire. Les deux cations étaient de tailles différentes et une troisiéme suspension a été laissée non traitée pour des comparaisons. Aprés consolidation, des essais classiques ont été exécutés pour classification et observation du comportement de consolidation et de cisaillement. Les observations de cisaillement ont été répétées à des intervalles de temps différents en vue d'étudier l'effet de vieillissement, et des analyses chimiques correspondantes ont été exécutées pour quatre phases dans lesquelles on a prévu qu'on trouverait l'aluminium qui avait originairement été introduit. Les quatre phases étaient eau libre interstitielle, phase d'adsorption contenant des cations échangeables, croissance amorphe, et croissance quasi-cristalline. On conclut qu'une croissance quasi-Gibbsite s'est développée rapidement dans chacun des deux sédiments traités, provoquant une liaison d'inter-particules rigides et, à 70 jours, un accroissement de résistance de 125% dans le cas du cation le plus petit et de 50% dans le cas du cation le plus grand.