Laboratory study of an epoxy resin grouted sand

Abstract

It is generally accepted that only chemical grouts or solutions are available to penetrate and fill narrow joints or soils with very small pore size. Over the last 30 years a few hundred different compounds have been used for this purpose. Such materials show a wide spectrum of properties. Epoxy resins are among the compounds that are commonly used in chemical grouting because of their high strength and durability against mechanical or physical erosion. In this paper the improvement of the physical and mechanical properties of fine sand injected with a watersoluble two-component epoxy resin is investigated. The experiments were carried out using either epoxy resin only («one-shot process’), or in combination with sodium silicate (‘two-shot process’). For this reason, two epoxy resin solutions were employed. One was thick, with a water/ resin (W/R) ratio of 1; the other was more dilute, with W/R of 2. The grouting was performed through 10 cm diameter columns, filled with siliceous sand with a particle size distribution of 0·149–2·38 mm and 0·076–2·38 mm. For the two-shot grouting, two solutions of sodium silicate were used, with sodium silicate/water ratios of 3 and 2 respectively. The results of a comparison between the above two processes show that the compressive strength of injected sand specimens of the one-shot process is lower than that of the two-shot process. The permeability and porosity of the sand were lowered much more in the first case. Il est généralement admis que seuls des ciments ou des solutions chimiques peuvent pénétrer et remplir des joints étroits ou des sols à trés petits pores. Depuis 30 ans, quelques centaines de compounds différents ont été utilisés dans ce but. Ces matériaux montrent un vaste spectre de propriétés. Les résines époxydes sont parmi les compounds qui sont les plus couramment utilisés pour la cimentation chimique en raison de leur grande résistance et durabilité contre l'érosion mécanique ou physique. Dans cet exposé, nous étudions l'amélioration des propriétés physiques et mécaniques d'un sable fin injecté de résine époxyde bicomposant soluble dans l'eau. Les expériences ont été effectués en utilisant soit une résineé poxyde seule (‘injection simple’). Pour cette raison, deux solutions de résines époxydes ont été employées. L'une était épaisse, avec un rapport eau-résine de l, l'autre était plus dilueé avec un rapport eaux-résine de 2. La cimentation a été faite par des colonnes de 10 cm de diamétre, remplies de sable siliceux avec une distribution de dimensions de particules de 0,149-2,38 mm et 0,076-2,38 mm. Pour la cimentation à injection double, deux solutions de silicate de sodium ont été utilisées, avec des rapports silicate-eau de 3 et de 2 respectivement. Les résultats d'une comparaison entre les deux processus susmentionnés montrent que la résistance à la compression des spécimens de sable injectés par injection simple est plus basse que celle de l'injection double. La perméabilité et la porosité du sable étaient bien plus basses dans le premier cas.