Density of water adsorbed on bentonites: Determination and effect on microstructural void ratio modelling
| Autor: | Vicente Navarro, Virginia Cabrera, Oscar Merlo, Gema De la Morena, Joel Torres-Serra |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: |
Bentonite deposits
Helium gas displacement pycnometry Adsorbed water density Macroscopic modelling Densidad del agua adsorbida Bentonita -- Propietats mecàniques Geology Picnometría de desplazamiento de gas helio Soil specific gravity Gravedad específica del suelo Modelado macroscópico Relación de vacío microestructural Microstructural void ratio Geochemistry and Petrology Enginyeria civil::Geotècnia::Mecànica de sòls [Àrees temàtiques de la UPC] Desenvolupament humà i sostenible::Enginyeria ambiental::Tractament dels residus [Àrees temàtiques de la UPC] |
| Zdroj: | RUIdeRA. Repositorio Institucional de la UCLM instname |
| Popis: | The ability of helium gas displacement pycnometry to characterise the reduction of adsorbed water density with increasing bentonite water content was tested. For this purpose, after obtaining the grain density (which was assumed to be constant), an intensive campaign of 45 experiments was carried out with two bentonites for a total of 90 determinations, obtaining very consistent water density results. Furthermore, the water retention curve of one of the two bentonites was fully characterised by 95 tests with a chilled-mirror dew-point psychrometer. The water content results were used to determine the microstructural void ratio, both assuming a constant water density and considering the variation of the adsorbed water density obtained with the helium pycnometer. It was verified that with the constant value, by assuming a lower water density (1 g/cm3 ) than the experimental (values of 1.20 g/cm3 were obtained under hygroscopic conditions), higher values of microstructural void ratios are predicted, up to 15% greater for a relative humidity of 70% (0.46 instead of 0.40). For higher relative humidities the comparison loses its consistency, since the presence of capillary water cannot be disregarded, and the calculation of the microstructural void ratio is based on the assumption that the water present in bentonite is mainly in the form of adsorbed water. However, this does not compromise the analysis performed, as the results obtained for lower relative humidity values provide enough information to demonstrate the relevance of the errors that can occur when deriving models of the microstructural void ratio without taking into account the variation of the density of adsorbed water. Se probó la capacidad de la picnometría por desplazamiento de gas helio para caracterizar la reducción de la densidad del agua adsorbida con con el aumento del contenido de agua de la bentonita. Para ello, tras obtener la densidad del grano (que se suponía constante), se realizó una campaña intensiva de 45 experimentos. constante), se llevó a cabo una campaña intensiva de 45 experimentos con dos bentonitas para un total de de 90 determinaciones, obteniendo resultados de densidad de agua muy consistentes. Además, la curva de retención de agua de una de las dos bentonitas se caracterizó completamente mediante 95 ensayos con un psicrómetro de punto de rocío con espejo frío. Los resultados de Los resultados del contenido de agua se utilizaron para determinar la relación de vacíos microestructurales, tanto asumiendo una densidad de agua constante constante y considerando la variación de la densidad del agua adsorbida obtenida con el picnómetro de helio. Se verificado que con el valor constante, al suponer una densidad de agua menor (1 g/cm3 ) que la experimental (valores de 1,20 g/cm3 se obtuvieron en condiciones higroscópicas), se predicen valores más altos de las relaciones de vacío microestructurales predichos, hasta un 15% mayores para una humedad relativa del 70% (0,46 en lugar de 0,40). Para humedades relativas superiores la comparación pierde consistencia, ya que no se puede descartar la presencia de agua capilar, y el cálculo de la relación de vacíos microestructurales se basa en la suposición de que el agua presente en la bentonita está principalmente en forma de agua adsorbida. Sin embargo, esto no compromete el análisis realizado, ya que los resultados obtenidos para valores de humedad relativa más bajos proporcionan información suficiente para demostrar la relevancia de los errores que pueden producirse al derivar modelos de la relación de vacíos microestructurales sin tener en cuenta la variación de la densidad del agua adsorbida. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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