Influence of cement content and soil type on some mechanical and physical properties of rammed earth
Email:
nguyen.tiendung@utc.edu.vn
Keywords:
Earth materials; Rammed earth; Cement; Compressive strength; Splitting tensile strength; Water absorption
Abstract
Earth materials in general and rammed earth, in particular, is an eco-friendly building material and are being researched and applied in many countries around the world. This paper presents some mechanical and physical properties of cement-stabilized rammed earth materials, including compressive strength, splitting tensile strength, and water absorption. Two soils with different grain compositions and mineral compositions were used. The rammed earth is stabilized with blend Portland cement PCB30 with a content ranging from 4-8% (by weight of the soil). The material composition of rammed earth was designed according to the principle of optimum moisture content and maximum dry density. The experimental results showed that when increasing the cement content, the mechanical properties of rammed earth were significantly improved and the water absorption decreased. The difference in grain and mineral compositions of the two soils is a factor that significantly affects the mechanical and physical properties of these two types of rammed earth. The results of this study contribute to enriching the scientific basis for the use of earth materials in construction works in VietnamReferences
[1]. Q.B. Bui, Stabilité des structures en pisé: Durabilité, caractéristiques mécaniques, PhD Thesis, INSA de Lyon, France, 2008.
[2]. S. Burroughs, Soil property criteria for rammed earth stabilization, J. Materials Civil Engineering, 20 (2008) 264–273. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2008)20:3(264)
[3]. C. Costa, A. Cerqueira, F. Rocha, A. Velosa, The sustainability of adobe construction: past to future, International Journal of Architectural Heritage, 13 (2019) 639-647. https://doi.org/10.1080/15583058.2018.1459954
[4]. L. Miccoli, U. Muller, P. Fontana, Mechanical behaviour of earthen materials: A coMParison between earth block masonry, rammed earth and cob, Construction and Building Materials, 61 (2014) 327-339. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.03.009
[5]. R.E. Nabouch, Mechanical behavior of rammed earth walls under Pushover tests, PhD Thesis, Université de Grenoble Alpes, France, 2016.
[6]. P. Torgal, S. Jalali, Earth construction: Lessons from the past for future eco-efficient construction, Construction and Building Materials, 29 (2012) 512-519. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.10.054
[7]. T.D. Nguyen, T.T. Bui, A. Limam, T.L Bui, Q. Bao. Bui, Evaluation of seismic performance of rammed earth building and improvement solutions, Journal of Building Engineering, 43 (2021) 103-113. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103113
[8]. T.D. Nguyen, T.T. Bui, A. Limam, A. Topa, Effect of openings on the behaviour of rammed earth structures under quasi-static loading, Engineering Structures, 281 (2023) 115759. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2023.115759
[9]. Đặng Văn Luyến, Nguyễn Quang Huy, Trần Mạnh Liểu, Nghiên cứu một số đặc trưng cơ lý đất dùng làm nhà trình tường tại khu vực Mèo Vạc, tỉnh Hà Giang, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 30, Số 4 (2014) 11-24.
[10]. Bộ Xây dựng, TCVN 4198:2014 : Đất xây dựng – Phương pháp phân tích thành phần hạt trong phòng thí nghiệm, 2014.
[11]. ASTM D1557-12, Standard Test Methods for Laboratory CoMPaction Characteristics of Soil Using Modified Effort, ASTM International, 2012.
[12]. Bộ Xây dựng, TCVN 6260:2020 : Xi măng Poóc Lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật, 2020.
[13]. Bộ Giao thông Vận tải, TCVN 8862:2011: Quy trính thí nghiệm Xác định cường độ kéo khi ép chẻ của vật liệu liên kết bằng chất kết dính, 2011.
[14]. Bộ Giao thông Vận tải, TCVN 8858:2011 : Móng cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng trong kết cấu áo đường ô tô - Thi công và nghiệm thu, 2011.
[15]. L. Miccoli, DV. Oliveira, RA. Silva, U. Müller, L. Schueremans, Static behaviour of rammed earth: experimental testing and finite element modelling, Mater Struct, 48 (2015) 3443–3456. https://doi.org/10.1617/s11527-014-0411-7
[16]. F. Avila, E. Puertas, R. Gallego, Characterization of the mechanical and physical properties of unstabilized rammed earth: a review, Constr Build Mater, 270 (2021) 121435. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121435
[17]. H. Araki, J. Koseki, T. Sato, Tensile strength of coMPacted rammed earth materials, Soils and Foundations, 56 (2016) 189-204. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2016.02.003
[2]. S. Burroughs, Soil property criteria for rammed earth stabilization, J. Materials Civil Engineering, 20 (2008) 264–273. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2008)20:3(264)
[3]. C. Costa, A. Cerqueira, F. Rocha, A. Velosa, The sustainability of adobe construction: past to future, International Journal of Architectural Heritage, 13 (2019) 639-647. https://doi.org/10.1080/15583058.2018.1459954
[4]. L. Miccoli, U. Muller, P. Fontana, Mechanical behaviour of earthen materials: A coMParison between earth block masonry, rammed earth and cob, Construction and Building Materials, 61 (2014) 327-339. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.03.009
[5]. R.E. Nabouch, Mechanical behavior of rammed earth walls under Pushover tests, PhD Thesis, Université de Grenoble Alpes, France, 2016.
[6]. P. Torgal, S. Jalali, Earth construction: Lessons from the past for future eco-efficient construction, Construction and Building Materials, 29 (2012) 512-519. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.10.054
[7]. T.D. Nguyen, T.T. Bui, A. Limam, T.L Bui, Q. Bao. Bui, Evaluation of seismic performance of rammed earth building and improvement solutions, Journal of Building Engineering, 43 (2021) 103-113. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103113
[8]. T.D. Nguyen, T.T. Bui, A. Limam, A. Topa, Effect of openings on the behaviour of rammed earth structures under quasi-static loading, Engineering Structures, 281 (2023) 115759. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2023.115759
[9]. Đặng Văn Luyến, Nguyễn Quang Huy, Trần Mạnh Liểu, Nghiên cứu một số đặc trưng cơ lý đất dùng làm nhà trình tường tại khu vực Mèo Vạc, tỉnh Hà Giang, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 30, Số 4 (2014) 11-24.
[10]. Bộ Xây dựng, TCVN 4198:2014 : Đất xây dựng – Phương pháp phân tích thành phần hạt trong phòng thí nghiệm, 2014.
[11]. ASTM D1557-12, Standard Test Methods for Laboratory CoMPaction Characteristics of Soil Using Modified Effort, ASTM International, 2012.
[12]. Bộ Xây dựng, TCVN 6260:2020 : Xi măng Poóc Lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật, 2020.
[13]. Bộ Giao thông Vận tải, TCVN 8862:2011: Quy trính thí nghiệm Xác định cường độ kéo khi ép chẻ của vật liệu liên kết bằng chất kết dính, 2011.
[14]. Bộ Giao thông Vận tải, TCVN 8858:2011 : Móng cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng trong kết cấu áo đường ô tô - Thi công và nghiệm thu, 2011.
[15]. L. Miccoli, DV. Oliveira, RA. Silva, U. Müller, L. Schueremans, Static behaviour of rammed earth: experimental testing and finite element modelling, Mater Struct, 48 (2015) 3443–3456. https://doi.org/10.1617/s11527-014-0411-7
[16]. F. Avila, E. Puertas, R. Gallego, Characterization of the mechanical and physical properties of unstabilized rammed earth: a review, Constr Build Mater, 270 (2021) 121435. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121435
[17]. H. Araki, J. Koseki, T. Sato, Tensile strength of coMPacted rammed earth materials, Soils and Foundations, 56 (2016) 189-204. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2016.02.003
Downloads
Download data is not yet available.
Received
21/02/2023
Revised
26/03/2023
Accepted
29/03/2023
Published
15/04/2023
Type
Research Article
How to Cite
Nguyễn Tiến, D. (1681491600). Influence of cement content and soil type on some mechanical and physical properties of rammed earth. Transport and Communications Science Journal, 74(3), 268-282. https://doi.org/10.47869/tcsj.74.3.3
Abstract Views
64
Total Galley Views
56
