Effect of compaction water content on the strength of cement-stabilized rammed earth materials

Current guidelines suggest that stabilized rammed earth materials be compacted at their optimum water content to achieve their maximum strength. Although this is true for traditional rammed earth, there is no evidence that this procedure should also be used for cement-stabilized rammed earth. Furthermore, the water content used at compaction is usually difficult to control on a construction site, so that material might be compacted at water contents other than the optimum. In this paper, a novel experimental programme is presented in which the effect of compaction water content on the unconfined compressive strength of crushed limestone stabilized to 5% Portland cement content is investigated for a range of curing periods. Freeze drying of specimens was used to arrest cement hydration to determine the evolution of hydrated cement content. Scanning electron microscope (SEM) analysis was used to identify differences between the final material microstructures. Results are discussed demonstrating the intimate link between the amount of hydrated cement, material microstructure, and compressive strength. Key words: rammed earth, compaction, freeze drying, cement hydration. Les normes actuelles suggerent que les materiaux stabilises avec pise de terre soient compacted a leur teneur en eau optimale afin d'atteindre leur resistance maximale. Malgre que ce soit vrai pour le pise de terre traditionnel, il n'y a pas d'evidence que cette procedure doive aussi etre utilisee pour le pise de terre stabilise avec du ciment. De plus, la teneur en eau utilisee lors du compactage est habituellement difficile a controler sur un site de construction, alors ce materiau peut se retrouver compacte a une teneur en eau autre que l'optimum. Dans cet article, un nouveau programme experimental est presente, dans lequel l'effet de la teneur en eau lors du compactage sur la resistance en compression non confine est etudiee sur du calcaire concasse stabilise avec 5% de ciment Portland, et ce, pour plusieurs temps de cure. Pour arreter l'hydratation du ciment, les echantillons ont ete cryo-desseches afin de determiner revolution du contenu en ciment hydrate. Des analyses au microscope electronique a balayage (MEB) ont ete effectuees pour identifier les differences entre les microstructures des materiaux finaux. Les resultats sont discutes et demontrent le lien intime entre la quantite de ciment hydrate, la microstructure des materiaux et la resistance a la compression. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: pise de terre, compactage, cryo-dessiccation, hydratation du ciment.
Introduction It is well understood that strength of dry, unstabilized rammed earth (URE) materials is related to the level of suction developed between the soil particles and the material's dry [...]