Standaardproctorverdichting
De Proctorproef bepaalt de maximumproctordichtheid die met behulp van stampverdichting wordt verkregen op identieke monsters met oplopend vochtgehalte.
De verdichting vindt plaats met behulp van een stamper die het monster laagsgewijs verdicht door middel van 25 slagen van de 2,5 kg-stamper met een valhoogte van 0,3 m; in totaal ontvangt het monster, dat uit drie lagen bestaat, daardoor een energie per volume-eenheid van circa 600 kJ/m3. Het vochtgehalte waarbij de maximumdichtheid optreedt wordt het optimumvochtgehalte wopt genoemd. Bij volkomen droog materiaal wordt met behulp van dezelfde Proctorverdichting een maximumdichtheid behaald die vrijwel gelijk is aan de maximumproctordichtheid. Daartussenin vertoont de curve een ‘dip’: de bereikte dichtheden zijn lager dan de maximumdichtheid; zie figuur 2.17. Dat betekent dat de voor verdichting noodzakelijke herschikking van korrels bij vochtgehalten tussen w = 0 en wopt enigszins wordt verhinderd; bij droog materiaal en bij relatief nat materiaal (wopt) hebben de korrels kennelijk meer bewegingsvrijheid om een dichtere pakking te zoeken.
De verdichting vindt plaats met behulp van een stamper die het monster laagsgewijs verdicht door middel van 25 slagen van de 2,5 kg-stamper met een valhoogte van 0,3 m; in totaal ontvangt het monster, dat uit drie lagen bestaat, daardoor een energie per volume-eenheid van circa 600 kJ/m3. Het vochtgehalte waarbij de maximumdichtheid optreedt wordt het optimumvochtgehalte wopt genoemd. Bij volkomen droog materiaal wordt met behulp van dezelfde Proctorverdichting een maximumdichtheid behaald die vrijwel gelijk is aan de maximumproctordichtheid. Daartussenin vertoont de curve een ‘dip’: de bereikte dichtheden zijn lager dan de maximumdichtheid; zie figuur 2.17. Dat betekent dat de voor verdichting noodzakelijke herschikking van korrels bij vochtgehalten tussen w = 0 en wopt enigszins wordt verhinderd; bij droog materiaal en bij relatief nat materiaal (wopt) hebben de korrels kennelijk meer bewegingsvrijheid om een dichtere pakking te zoeken.
De verhinderde bewegingsvrijheid bij vochtgehalten tussen w = 0 en wopt moet worden toegeschreven aan het fenomeen capillaire cohesie. Deze samenhang tussen de korrels wordt veroorzaakt door de negatieve waterspanningen die optreden in deels verzadigd zand. In de aanrakingspunten tussen de korrels bevindt zich bij dergelijk zand water; ten gevolge van de oppervlaktespanning ontstaan holle menisci in poriën tussen de korrels waardoor de korrels naar elkaar worden toegetrokken.
Naarmate de poriën in het zand fijner zijn en dus de capillairen van de poriënruimte dunner, zal een hogere capillaire cohesie optreden en zal de herschikking (verdichting) van korrels moeilijker plaatsvinden. De ‘dip’ in figuur 2.17 zal dan dieper zijn: de droge dichtheid die onder invloed van de standaard-stampverdichting wordt bewerkstelligd bij vochtgehalten tussen w = 0 en wopt ligt lager.
Naarmate de poriën in het zand fijner zijn en dus de capillairen van de poriënruimte dunner, zal een hogere capillaire cohesie optreden en zal de herschikking (verdichting) van korrels moeilijker plaatsvinden. De ‘dip’ in figuur 2.17 zal dan dieper zijn: de droge dichtheid die onder invloed van de standaard-stampverdichting wordt bewerkstelligd bij vochtgehalten tussen w = 0 en wopt ligt lager.
[ link ]
Figuur 2.17 Specifieke vorm van een proctorcurve voor zand
Wanneer in plaats van een stampverdichting een trilverdichting wordt toegepast en identieke monsters bij diverse vochtgehalten in een CBR-cilinder gedurende bijvoorbeeld 11 minuten worden verdicht op een triltafel, ontstaat een soortgelijk verband tussen maximumdichtheid en vochtgehalte. Toch wijkt de trilverdichtingscurve voor eenzelfde zand (i.c. Baskarpzand) enigszins af van de Proctorcurve; zie figuur 2.18.
[ link ]
Figuur 2.18 Vergelijking van de verdichtingscurven, tot stand gekomen door middel van stampen en trillen van Baskarpzand
Uit deze figuur blijkt het volgende:
- bij beide procedures wordt een curve gevonden als van figuur 2.17; bij droog zand en bij zand met een relatief hoog vochtgehalte (bij stampverdichting w = circa 11% en bij trilverdichting w = circa 15%) treden de hoogste dichtheden op;
- voor vochtgehalten tussen w = 4% en w = 14% vertonen de beide procedures verschillende curven; de trilverdichting levert dichtheden op die gemiddeld lager liggen dan die van de . stampverdichting;
- de curven voor Baskarpzand zijn niet zeer geprononceerd; vooral de Proctorcurve, maar ook de trilverdichtingscurve, is tamelijk vlak; dat betekent dat Baskarpzand in deels verzadigde toestand weliswaar minder gemakkelijk verdicht kan worden dan droog of verzadigd, maar dat de gevoeligheid van het zand voor de invloeden van capillaire cohesie relatief klein is.