STATO DELL’ARTE : LA STABILIZZAZIONE A CALCE
Reazioni, proprietà, design, costruzione
A cura del ‘Transportation Research Board’, US National Academy of Sciences - anno 1976.
INTRODUZIONE
Svariate forme di calce sono state utilizzate con successo in qualità di agenti stabilizzanti per molti anni, inclusi prodotti con diverso grado di purezza. Comunque, i prodotti maggiormente utilizzati sono la calce la Ca(OH)2, la Ca(OH)2MgO, CaO e CaMgO. L’utilizzo della calce viva per la stabilizzazione del suolo e’ incrementata nel corso degli ultimi anni; negli Stati Uniti ad oggi conta per il 10% di tutte le stabilizzazioni a calce, mentre in Europa e’ senza dubbio la più utilizzata.
Molte importanti proprietà delle terre vengono modificate in maniera positiva con l’utilizzo della calce. Sebbene la calce sia fondamentalmente utilizzata per trattare terreni a grana fine, può anche essere utilizzata per modificare le caratteristiche della parte fine degli altri tipi di terreni. Ci sono molti fini inerenti al trattamento delle terre con calce, quali ad esempio velocizzare la costruzione, modificare gli strati di base, e migliorare la resistenza e la durabilità dei terreni stessi.
Terreni trattati a calce sono stati utilizzati in qualità di strati modificati di sottofondo e di base nelle costruzioni stradali. Anche i sottofondi delle costruzioni ferroviarie sono stai trattati con successo con l’ausilio della calce.
Il documento rappresenta lo stato dell’arte della stabilizzazione a calce ed e’ basato sulla letteratura tecnica esistente e sulla pratica attuale (anno 1976).
LE REAZIONI TERRENO - CALCE
L’addizione della calce al terreno da luogo a molte reazioni; lo scambio cationico e le reazioni di flocculazione – agglomerazione hanno luogo rapidamente e producono cambiamenti immediati sulla plasticità della terra, la lavorabilità, sulle altre proprietà di deformazione da carico e sulla resistenza del terreno.
A secondo del tipo di terreno può avvenire o meno una reazione pozzolanica: questa reazione risulta nella formazione di vari agenti leganti che incrementano la resistenza e la durabilità della miscela.
Si ricordi che le reazioni pozzolaniche sono time-dependent: quindi lo sviluppo della resistenza e’ graduale ma continuo per lunghi periodi di tempo che arrivano a durare per qualche anno.
Anche la temperatura influisce sulle reazioni pozzolaniche: al di sotto dei 15 gradi centigradi la reazione e’ ritardata, mentre all’aumentare della temperatura la reazione e’ accelerata.
La carbonatazione della calce e’ una reazione indesiderata che può verificarsi; la costruzione dovrebbe avvenire in modo tale che la probabilità di carbonatazione sia minimizzata.
SCAMBIO CATIONICO E FLOCCULAZIONE – AGGLOMERAZIONE
Praticamente tutti i suoli a grana fine manifestano reazioni cationiche e reazioni di flocculazione – agglomerazione quando sono trattati con calce; le reazioni avvengono molto rapidamente quando la terra e la calce sono ben miscelate.
L’addizione di calce in quantità sufficiente alla terra fornisce un eccesso di ioni Ca++ e lo scambio cationico ha luogo con gli ioni Ca ++ che rimpiazzano cationi dissimili dal complesso di scambio del suolo.
La flocculazione e l’agglomerazione producono un cambiamento nell’aspetto del tessuto con le particelle di argilla che si “attaccano” formando aggregati di dimensione superiore.
REAZIONI POZZOLANICHE
Le reazioni tra calce, acqua, e le varie fonti del terreno di materiali silicei e aluminici sono quelle cui ci riferiamo con il termine di reazioni pozzolaniche.
Possibili fonti di alumina e silicati sono i minerali argillosi, quarzo, feldspati, miche ed altri minerali alumino - silicati, siano essi in forma cristallina piuttosto che amorfa.
Quando una quantità significativa di calce e’ aggiunta al terreno, il Ph della miscela giunge a valori elevati di circa 12,4, pari al Ph dell’acqua satura di calce.
Questo e’ un innalzamento di Ph molto deciso se comparato ai valori standard dei suoli naturali. La solubilità dei silicati e degli alumina diviene molto elevata in presenza di Ph tanto elevati.
Eades suggeriva in uno studio che l’elevato Ph fa si’ che i silicati si stacchino dalla struttura dell’argilla, rendendo cosi possibile la combinazione con gli ioni Ca++ per formare silicati di calcio; questa reazione può continuare fino a quando c’è Ca (OH)2 nel terreno e ci sono silicati disponibili.
Il punto sino al quale la reazione pozzolanica si può protrarre e’ influenzato sostanzialmente dalle proprietà naturali del terreno.
Con alcuni terreni la reazione pozzolanica non avviene e non si formano quindi gli agenti coagulanti.
Alcune tra le caratteristiche del suolo che più influenzano la reattività della calce sono il Ph originario, il contenuto di carbone organico, drenaggio naturale, presenza di quantità in eccesso di sodio, mineralogia dell’argilla, presenza di carbonati, ferro estraibile, e rapporto silica/alumina.
Se un terreno e’ non reattivo, indipendentemente dalla quantità di calce, il tipo e le modalità di lavorazione, la reazione pozzolanica non avviene.
PROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEI TERRENI TRATTATI
Tipologia del suolo, della calce, percentuale della calce, e condizioni del trattamento quali la temperatura e l’umidità’ sono variabili fondamentali per il successo del processo.
Più importante e’ che l’effetto di ogni cambiamento del valore di una variabile e’ proporzionale al valore effettivo delle altre variabili.
CARATTERISTICHE DELLA COMPATTAZIONE
Caratteristiche quali la massima densità e l’umidità’ ottimale sono importanti per due ragioni.
In primo luogo, un livello adeguato di compattazione deve essere raggiunto per ottenere risultati soddisfacenti.
In seconda istanza, e forse più importante, e’ il fatto che il valore di densità e’ utilizzato per effettuare il controllo sul campo.
Quando compattate con un dato sforzo, le miscele terra-calce hanno valori di densità massima inferiori a quelli del terreno non trattato e il valore di densità continua a scendere all’aumentare della quantità di calce che viene aggiunta.
Inoltre, il contenuto ottimale di umidità che si deve avere aumenta all’aumentare della calce apportata.
Analogamente, se si lascia che la miscela riposi in modo da far scattare le reazioni di cementificazione, la densità continuerà a diminuire ed aumenterà l’umidità’ che si deve avere.
PLASTICITA’ E LAVORABILITA’
Il trattamento a calce causa una sostanziale riduzione della plasticità, ovvero riduzione dell’indice PI, incremento del valore di limite di restringimento, e in molti casi il suolo può divenire non plastico.
Generalmente terreni con elevato contenuto di argilla o che mostrino elevati valori dell’indice di plasticità PI richiedono maggiori quantità di calce per raggiungere la condizione di non plasticità, sempre che questa possa essere raggiunta.
L’effetto dell’aggiunta di calce diminuisce con la quantità, vale a dire che all’inizio si ottengono significative riduzione e pian piano i decrementi di plasticità sono sempre inferiori.
Questo processo porta ad un significativo miglioramento della lavorabilità e della manipolabilità del suolo.
CAMBIAMENTO DI VOLUME
Il potenziale rigonfiamento e le relative pressioni sono significativamente ridotte con l’apporto di calce. Queste ridotte caratteristiche di rigonfiamento sono generalmente attribuite ad una minore affinita’ all’acqua da parte dell’argilla e alla formazione di una matrice cementizia che si oppone alla crescita volumetrica.
Il restringimento dovuto alla perdita’ di umidita’ da parte del suolo stabilizzato e’ importante relativamente al problema di frattura da restringimento.
Il trattamento a calce migliora le caratteristiche di restringimento e rigonfiamento dei materiali lavorati.
I contenuti di umidita’ di terreni trattati evidenziano che il contenuto stesso non cambia di molto e che il contenuto di acqua si stabilizza ad un livello pressoche’ ottimo.
Calcoli teorici basati su restringimenti di laboratorio e anche su dati effettivi indicano che in condizioni standard il restringimento non dovrebbe essere eccessivo.
RESISTENZA
La resistenza delle miscele può essere valutata in molti modi.
Dovremmo evidenziare che la resistenza della miscela dipende da molte fattori ed e’ anche molto variabile.
I maggiori fattori che influenzano la resistenza sono il tipo di suolo, il tipo di calce, la percentuale di calce, le condizioni del trattamento in termini di tempo e temperatura e le interazioni tra tutte queste variabili.
Deve essere fatta una distinzione con riferimento al trattamento.
Un effetto benefico immediato in termini di resistenza avviene con l’addizione di calce a causa delle immediate reazioni quali lo scambio cationico, la flocculazione e l’agglomerazione.
Il guadagno in termini di resistenza nel lungo termine e’ principalmente dovuto alla reazione pozzolanica. Dunque e’ necessario distinguere tra resistenza pre e post trattamento.
PRE-CURING
Immediatamente dopo l’aggiunta di calce ci si deve aspettare un netto miglioramento in resistenza e stabilità.
Questi effetti immediati possono essere considerati un espediente per costruire quando terreni morbidi, altamente plastici e coesivi creano problemi di mobilità per i mezzi su ruota, oppure quando non forniscono un adeguato supporto per la pavimentazione.
Questi incrementi cui si e’ appena accennato possono raggiungere valori di molti punti percentuali.
POST-CURING
RESISTENZA ALLA COMPRESSIONE
La resistenza a compressione di un tipico terreno compattato ad ottimi livelli di densità ed umidità varia da 17 N/cmq a più di 207 N/cmq in dipendenza dalla natura del suolo.
Attese di 28 gg a 22.8 gradi centigradi hanno portati in Illinois ad aumenti da 70 a 128 N/cmq.
Arrivando a 56 gg alle stesse temperature si e’ arrivati a miglioramenti di 465 N/cmq.
Per capire l’impatto di tempo e temperatura si pensi che 75 gg a più di 40 gradi con calce al 5% hanno portato ad incrementi di 1090 N/cmq.
Dati effettivi dimostrano che le caratteristiche continuano a migliorare nel tempo per periodi che arriva fino a 10 anni.
Un sostanziale incremento di resistenza indica che il terreno e’ reattivo alla calce e che probabilmente può essere stabilizzato per costruirci sopra.
RESISTENZA ALLA SCORRIMENTO
In questi termini l’effetto della calce e’ quello di aumentare in maniera significativa la coesione e in maniera meno marcata l’angolo di frizione interna.
Alle pressioni che normalmente si ritiene che esistano in una struttura di pavimentazione flessibile, l’incremento di coesione e’ di significatività infinita. Per materiali come il mix terra-calce caratterizzata da elevata coesione risulta difficile valutare effettivamente l’angolo di frizione interna. Ad esempio in Illinois l’angolo di frizione della miscela oscilla da 25 a 35 gradi.
La coesione delle miscele in questo stato era marcatamente aumentata rispetto allo stato naturale e pareva continuare crescere all’aumentare della resistenza alla compressione.
E’ evidente che ampi valori di resistenza allo scorrimento possono facilmente essere sviluppati in miscele terreno - calce.
E’ stato dimostrato che se mix di alta qualità sono usati nelle strutture per le pavimentazioni, la resistenza e’ sufficiente a prevenire la rottura da scorrimento.
RESISTENZA ALLA TENSIONE
La proprietà di resistenza alla tensione delle miscele in esame sono cruciali per il design delle costruzioni stradali dato il pesante effetto lastra sopportato dai materiali che hanno elevata resistenza alla tensione.
Due test sperimentali sono stati effettuati per valutare questa caratteristica nelle nostre miscele, indirect tensile test e flexural test.
Risultati non occasionali indicano che i mix terra-calce possono avere elevati valori di resistenza.
Il rapporto trovato con il primo test tra resistenza alla tensione indiretta e resistenza a compressione infinita e’ stato di 0,13.
In molti casi e’ stata utilizzata la prova CBR (California Bearing Ratio) per valutare la resistenza dei mix; questo e’ stato fatto per la familiarità dei laboratori con questo tipo di prova, ma certamente non e’ il più adatto su questi tipi di materiali.
CARATTERISTICHE STRESS-STRAIN
Le proprietà stress-strain sono essenziali per analizzare correttamente le caratteristiche comportamentali di una struttura stradale contenente uno strato strutturale di miscela terra-calce.
Per effetto della calce il carico di rottura e’ aumentato, e rispetto al terreno naturale lo strain finale e’ piu’ basso.
Come per la resistenza e’ opportuno suddividere tra terreno immediatamente lavorato e terreno che e’ stato trattato e fatto riposare.
MODULO DI DEFORMAZIONE O ELASTICITA’
E’ stato riscontrato che il modulo di elasticità ad una pressione limitata a 1,05 Kg/cmq potrebbe essere stimato partendo dalla resistenza a pressione infinita della miscela applicando la seguente relazione:
E = 9,98 + 0,124 * Qu
Dove
E = modulo di elasticita’
Qu = resistenza alla pressione infinita
Per strati terra-calce che possiedono alti valori di resistenza allo scorrimento, i valori di stress flessionali nella miscela possono costituire i fattori di controllo della progettazione. Terreni tipici dell’Illinois sono stati stabilizzati con calce e sono state prelevate carote di dimensione 5,08*5,08*22,86; queste sono state fatte riposare per 48 e 96 ore a 48,9 gradi centigradi.
Dopo il trattamento sono stati applicati dei misuratori di deformazione ai provini e si e’ proceduto con delle prove.
DESIGN DEI MIX TERRA-CALCE
L’obiettivo principale del processo di design del mix e’ quello di riuscire a determinare una appropriata percentuale di calce per la costruzione.
E’ importante sottolineare che la principale leva su cui si può operare e’ proprio la percentuale di calce, considerato che le proprietà intrinseche e le caratteristiche del terreno sono date. Date le svariate applicazioni del trattamento a calce delle terre, sono state sviluppate numerose procedure di seguito descritte per il design del mix.
Il principio generale e’ che la miscela deve fornire una performance soddisfacente quando inserita in una ben precisa posizione dello strato di base o del sottofondo.
E’ naturale che differenti combinazioni possano essere utilizzate per raggiungere i differenti obiettivi che si desidera raggiungere.
I contenuti della progettazione della miscela sono in genere basati sull’analisi dell’effetto che percentuali differenti di calce hanno sulle proprietà del mix.
Le proprietà a cui in genere si presta attenzione sono: limite liquido, limite plastico, indice di plasticità, potenziale di rigonfiamento, resistenza delle miscele riposate/non riposate.
TEST DI LABORATORIO
Per la progettazione delle miscele ovviamente si e’ fatto forte ricorso alle prove di laboratorio.
Le prove condotte sono essenzialmente le seguenti: limiti di Atterberg, California Bearing Ratio (CBR), test di rigonfiamento, compressione infinita.
Il testing di laboratorio implica la preparazione della miscela, preparazione del campione, lasciare il campione a riposo, test.
PREPARAZIONE DELLA MISCELA
I contenuti di calce sono in genere espressi come percentuale del peso a secco del terreno, sebbene alcuni li indichino in termini volumetrici.
Di solito si prepara la miscela a secco e poi si aggiunge la giusta quantità di acqua, come stabilito dalle regole AASHTO. Si lascia di solito riposare il mix circa un’ora prima di estrarre il provino o prima di fare il test di Atterberg.
PREPARAZIONE DEL PROVINO
La forma e’ generalmente cilindrica. Diametro e altezza variano di solito tra i 3,56 cm in diametro e i 7,11 cm in altezza e i 15,2 cm di diametro e i 20,3 cm in altezza.
Visto che i rapporti lunghezza/diametro variano, si raccomanda che i valori di resistenza alla compressione siano opportunamente rettificati ai fini di confronti tra risultati. La densità dei provini compattati deve essere attentamente controllata in quanto la resistenza di una miscela di questo tipo e’ altamente sensibile al valore di densità della miscela stessa, e minime variazioni di densità possono rendere difficile l’effetto di altre variabili quali la percentuale di calce o le condizioni di riposo. Quindi il valore di densità deve essere sempre indicato visto che molti test prevedono valori ben specifici.
CONDIZIONI DI RIPOSO
Tempo, temperatura, e condizioni di umidità durante il periodo di riposo possono variare in modo significativo, e laboratori differenti utilizzano condizioni differenti.
Generalmente temperature elevate richiedono tempi inferiori rispetto a processi che avvengono a temperatura ambiente.
Molte procedure prevedono che i provini debbano stare in ambienti sigillati, mentre altre richiedono un preciso cammino di inumidimento.
Le differenti e svariate possibilità di condizioni rendono particolarmente difficile il confronto tra risultati ottenuti da test differenti. Così, criteri di qualità della miscela sviluppati per una specifica procedura non possono essere arbitrariamente adottati per analizzare risultati di test ottenuti con test differenti.
CRITERI DI PROGETTAZIONE DELLA MISCELA
E’ necessario che siano specificati i criteri di progettazione del mix per valutare l’adeguatezza della miscela stessa. I criteri naturalmente variano in base agli obiettivi che ci si pongono con la stabilizzazione e in base alle condizioni originarie del terreno. E’ quindi chiaro che i criteri di progettazione del mix siano un qualcosa di strettamente peculiare e caratteristico di ogni singolo progetto di stabilizzazione.
TIPI DI CRITERI
I criteri possono essere classificati in due grandi classi; la prima fa riferimento a quelle situazioni in cui l’obiettivo primario della stabilizzazione e’una riduzione del PI (indice di plasticità), una migliore lavorabilità, un immediato incremento della resistenza, e una riduzione del potenziale rigonfiamento. In senso ampio, questi effetti sono dovuti allo scambio cationico e alle reazioni di flocculazione-agglomerazione che si verificano molto rapidamente. Per questa categoria i criteri includono generalmente alcuni dei seguenti requisiti:
La seconda classe di criteri fa riferimento al miglioramento della resistenza prodotto dalla reazione pozzolanica tra il terreno e la calce.
Per esempio, se la miscela deve essere usata come parte della sotto-struttura o della struttura stessa della pavimentazione, deve assolutamente possedere dei requisiti minimi in termini di resistenza e di durabilità. Così i criteri di progettazione richiedono generalmente che la miscela soddisfi precisi requisiti in termini di resistenza e che il contenuto di calce sia nella percentuale che da la massima resistenza a parità di condizioni di riposo.
I requisiti minimi di resistenza sono di solito più alti per i materiali che vanno a costituire la base rispetto a quelli che stanno al di sotto, in quanto le condizioni di sforzo e durabilità differiscono al variare della profondità della struttura. Vediamo di seguito l’esempio della procedura utilizzata nello Stato dell’Illinois.
La procedura considera due tipi di obiettivi della stabilizzazione:
STABILIZZAZIONE
La procedura e’ basata sul test di resistenza a compressione infinita. Provini di 5,1 cm di diametro per 10,2 cm di altezza sono preparati, sia di terreno naturale che di miscela, con contenuto ottimale di umidità e massima densità a secco.
I provini sono fatti riposare per 48 ore a 48, 9 gradi centigradi.
La resistenza alla compressione del mix con il 3% di calce deve essere almeno 34,5 N/cmq superiore a quella del terreno naturale.
Il contenuto di calce e’ stabilito come quella percentuale al di sopra della quale ulteriori incrementi non producono significativi miglioramenti in termini di incremento della resistenza.
Gli incrementi che si apportano variano da mezzo punto percentuale ad un punto percentuale ogni volta per vedere le reazioni del mix. Requisiti minimi sono 69 N/cmq per il sottofondo e 103 per la base.
Questi valori sono relativi ai coefficienti AASHTO di resistenza relativa di 0,12 per i materiali del sottofondo e 0,11 per quelli della base.
MODIFICA DEL SOTTOSTRATO
Questa procedura si basa sull’effetto della calce sull’indice di plasticità del terreno. Metodi AASHTO t-89 e t-90 sono utilizzati per determinare il limite liquido, il limite plastico e l’indice di plasticità del suolo trattato con differenti percentuali di calce.
La miscela terra-calce-acqua e’ lasciata riposare per circa un’ora prima del testing.
Si prepara una curva che confronta l’indice di plasticità con la percentuale di calce. Anche qui la % di calce e’ determinata come la quantità al di sopra della quale ulteriori aggiunte non comportano ulteriori riduzioni del PI, o come la quantità minima di calce che produce apprezzabili riduzioni del PI. A secondo degli obiettivi della stabilizzazione si possono condurre o meno test CBR per valutare la stabilita o le proprietà di gonfiamento del terreno trattato.
PROCESSO DI STABILIZZAZIONE A CALCE
La versione moderna della stabilizzazione a calce ha meno di trenta anni di storia (risale quindi ai primi anni ’50), ma progressi considerevoli sono stati fatti nella costruzione con questa tecnica negli ultimi cinque-sei anni; questo progresso e’ dovuto allo sforzo di scienziati e ingegneri che sinteticamente può essere riassunto nei punti che seguono:
Con la crescita della stabilizzazione a calce nel mondo, sono nate tante possibili applicazioni e conseguentemente si sono sviluppate molte tecniche di costruzione differenti.
Questo ampio spettro e’ dovuto ai diversi tipi di terreni, differenti livelli di stabilizzazione richiesta, complessità dei singoli progetti, vincoli ecologici e richieste di capitolato della pavimentazione stradale.
Indipendentemente dalla specifica applicazione, i seguenti steps essenziali sono coinvolti nella procedura operativa: preparazione del terreno, spargimento della calce, mescolamento e inumidimento, compattazione e finitura, riposo.
Quanto espresso nel seguito esaminerà nel dettaglio i precedenti passi fondamentali, ricordando che si tratta delle procedure attualmente adottate (1976) e quindi nel tempo saranno certamente soggette a notevoli evoluzioni e cambiamenti.
METODI DI STABILIZZAZIONE A CALCE
Tre sono i principali metodi:
MESCOLAMENTO IN LOCO
Questo può essere a sua volta suddiviso in tre sotto-metodi:
Tra le due passate naturalmente si lascia riposare il terreno.
Maggiori profondità sono possibili ma ad oggi non sono state testate.
Una ulteriore passata e’ aggiunta per stabilizzare completamente i quindici-trenta cm piu’ superficiali.
Macchine differenti sono usate per rompere blocchi grossi di argilla e per la polverizzazione.
Mixer meccanici sono ora disponibili per polverizzare nel modo seguente: la prima passata scende a 15 cm, la seconda a 23, poi a 30, la quarta a 38 e poi altre passate per arrivare a 46 e ottenere la polverizzazione completa.
Il blocco da 46 cm e’ poi compattato con rulli convenzionali e tradizionali.
MESCOLAMENTO PRESSO GLI IMPIANTI
Questo comporta il trasporto del terreno presso l’impianto dove viene uniformemente mescolato con calce ed acqua, successivamente riportato sul luogo della costruzione dove subisce ulteriori lavorazioni.
La quantità di calce da aggiungere e’ anche in questo caso determinata da procedure di laboratorio.
Si possono dare ulteriori specifiche per chiarire l’incremento di resistenza che si vuole per migliorare il terreno.
STEP DELLA COSTRUZIONE
PREPARAZIONE DEL SUOLO
Il terreno esistente deve essere portato a piano con la pendenza finale desiderata.
L’altezza del piano finito potrebbe richiedere alcune correzioni a causa dell’azione di rigonfiamento dello strato mixato; questo a causa del fatto che alcuni terreni tendono a gonfiare se mescolati con calce e acqua.
Questo cambiamento di volume può essere molto elevato quando il mix e’ rimescolato dopo lungo tempo e specialmente se avviene a condizioni di umidità inferiori al livello ottimale.
L’effetto rigonfiamento e’ generalmente ridotto al minimo se il livello di umidità e’ ridotto anch’esso al minimo e se il mescolamento avviene dopo poco tempo da quando e’ stata aggiunta la calce. Per i terreni che tendono a rigonfiare , l’altezza del sottostrato dovrebbe essere leggermente diminuita, altrimenti deve essere eliminato il materiale in eccesso. L’eliminazione del materiale dovrebbe togliere i 6,4 mm superficiali, essendo questi non ben coesi a causa del comportamento della calce nel processo di costruzione: la pioggia in eccesso o l’acqua utilizzata possono infatti rimuovere la calce dalla superficie, e la carbonatazione può avvenire in corrispondenza di questo strato.
PRO E CONTRO DEI DIFFERENTI TIPI DI CALCE
1. CALCE IDRATA
VANTAGGI2. CALCE VIVA
VANTAGGI3. SLURRY
VANTAGGIDOPPIA APPLICAZIONE DELLA CALCE
In alcune aree estremamente plastiche (PI > 50), può essere vantaggioso aggiungere la quantità prevista di calce in due volte al fine di facilitare un’adeguata polverizzazione e per ottenere la completa stabilizzazione.
Ad esempio, una percentuale del 2-3% e’ applicata in prima battuta, mescolata e si lascia riposare per circa una settimana.
La restante calce e’ poi applicata in secondo luogo per terminare il processo.
POLVERIZZAZIONE E MESCOLAMENTO
Per ottenere mix soddisfacenti, e’ necessario raggiungere livelli adeguati di polverizzazione e mescolamento. Per alcuni terreni estremamente argillosi può essere richiesto di polverizzare e mescolare in due volte: questo e’ essenzialmente dovuto al fatto che i terreni argillosi sono più difficili da rompere.
Requisiti per la polverizzazione sono generalmente espressi in termini di percentuali passanti ai diversi vagli; e’ frequente però affidarsi al controllo organolettico del responsabile di cantiere.
COMPATTAZIONE
Per lo sviluppo massimo della resistenza e durabilità, le miscele terra-calce devono essere opportunamente compattate.
Molti enti richiedono almeno il 95% della densità AASHTO t-99 per gli strati al di sotto della base e 98% per le basi.
Se una porzione spessa deve essere compattata in una unica volta (solo passando sul piano finale), le norme richiedono una percentuale pari al 95% per i primi 15-23 cm e densità inferiori per gli strati più in profondità.
Per ottenere risultati buoni dalla compattazione e’ fondamentale compattare in adeguate condizioni di inumidimento del terreno e soprattutto con mezzi idonei.
Miscele granulari terra-calce di solito vengono compattate una unica volta il prima possibile dopo il mescolamento, sebbene ritardi fino a due giorni non siano compromettenti per il risultato finale, specialmente se si fa si che il terreno non si asciughi e che non avvenga la carbonatazione.
Miscele a grana fine possono permettersi ritardi che arrivano anche a quattro giorni. Quando siamo costretti ad aspettare periodi di circa due settimane, può essere opportuno aggiungere calce nella quantica di circa mezzo punto percentuale per compensare gli effetti dovuti all’erosione o alla carbonatazione.
La modalità più comune e’ utilizzare rulli con piedi di montone in prima battuta seguiti da rulli multigomma. In alcuni casi si sostituisce al multi-gommato il tradizionale rullo a tamburo liscio. Ancora, al posto del pie di montone si può comunque usare un rullo vibrante o statico ma molto pesante.
Naturalmente utilizzando rulli più leggeri si e’ costretti a rullare in più volte compattando ogni volta strati relativamente più sottili. Durante la compattazione e’opportuno inumidire il terreno per compensare l’ effetto evaporazione.
CURING (RIPOSO)
Il massimo raggiungimento della resistenza e durabilità dipendono fortemente anche dalle condizioni di riposo.
Sono necessari una temperatura adeguata, un ottimo livello di inumidimento e tempo sufficiente: temperature che devono essere superiori ai 5-10 gradi centigradi e contenuti di umidità attorno ai valori ottimali.
Sebbene alcuni capitolati prevedano periodi di riposo compresi tra tre e sette giorni, altri prevedono che si possa stendere asfalto se lo strato stabilizzato appare indifferente al passaggio dei mezzi d’opera. Così lo strato di asfalto serve per evitare dispersione di umidità ed e’ anche utile come mezzo per il riposo.