Original Article

Properties and durability of compressed and stabilized earth blocks using excavated soil rich in limestone

Propriétés et durabilité des blocs de terre comprimée et stabilisée utilisant des sols excavés riches en calcaires

Laboratoire de Génie de la Construction et Architecture, Faculté de Technologie, Université de Bejaia, Algérie

^* e-mail: samia.djadouf@univ-bejaia.dz

Received: 12 July 2023
Accepted: 5 March 2024

Abstract

The primary purpose of this study is to assess excavated soil rich in limestone for its use as a raw material in manufacturing Compressed and Stabilized Earth Blocks (CSEB_S). Valorization of cut excavation is a promising solution to reduce the strain on natural resources, which aligns with sustainable development goals. The identification of raw materials was performed to study the main properties of blocks manufactured. Samples are obtained by chemical stabilization with the addition of 8% cement. They are compacted at different pressures (1.5, 2.5, 3.5, 5 and 10 MPa) using a hydraulic press. Certainly the stabilization and the compaction of the block contribute significantly to its strength properties but the use of carbonate-rich fine-grained earth has further strengthened the material. The first part of this paper spotlight the measurement of the optimal water content (ɷ_opt) for the different levels of applied stresses. The second part, presents an experimental study conducted to investigate the thermal-mechanical performance and durability of CSEB_S. The compressing strength recorded a value of 16.32 MPa at a compressing stress of 10 MPa and the thermal conductivity observes an increase with increasing the compaction because this tends to densify the mixture. Moreover, the hydrous properties of the compressed stabilized earth blocks are stated by gradually raising the compacting pressure.

Résumé

L’objectif principal de cette étude est d’évaluer un sol excavé riche en calcaires pour son utilisation comme matière première dans la fabrication de blocs de terre stabilisée et comprimée (BTSC). La valorisation du déblai est une solution prometteuse pour réduire la pression sur les ressources naturelles, en ligne avec les objectifs de développement durable. L’identification des matières a été réalisée afin d’étudier les principales propriétés des blocs fabriqués. Les échantillons sont obtenus par stabilisation chimique avec addition de 8 % de ciment. Ils sont comprimés à différentes pressions (1,5, 2,5, 3,5, 5 et 10 MPa) à l’aide d’une presse hydraulique. Certes la stabilisation et le compactage du bloc contribuent de manière significative à améliorer ses propriétés de résistance mais l’utilisation d’une terre à granulométrie fine et riche en carbonates a renforcé davantage le matériau. La première partie de cet article met en lumière la mesure de la teneur en eau optimale (ɷ_opt) pour les différents niveaux de contraintes appliquées. La deuxième partie, présente une étude expérimentale menée pour investiguer les performances thermo-mécaniques et la durabilité du BTSC. La résistance à la compression a enregistré une valeur de 16,32 MPa à une contrainte de compression de 10 MPa et la conductivité thermique observe une augmentation avec l’augmentation du compactage car cela a tendance à densifier le mélange. De plus, les propriétés hydriques améliorées des blocs de terre stabilisée comprimée sont constatées en augmentant progressivement la pression de compactage.