Dipartimento di Scienze e Tecnologie Università degli Studi del Sannio

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1 Certificato di analisi mineralogica e geotecnica Spett.le CBC SPA IMPASTI CERAMICI VIA PESCAROLO, PIGNETO MO P.IVA Committente: CBC SPA - ID Campione ARGILLA TIPO F RIO ROCCA Descrizione: Campione costituito da: ARGILLA DESTINATA A FANGOTERAPIA Prelevato a vostra cura e Consegnatoci Dal Prof. Maurizio de Gennaro presso il laboratorio di Mineralogia e Petrografia il 30/03/2015 Data inizio analisi 30/03/2015. Data fine analisi 15/04/2015 Risultati ottenuti sul campione tal quale Analisi Termica Metodo Sulle polveri sono state eseguite simultaneamente l analisi termogravimetrica (Thermogravimetry, TG) e la calorimetria a scansione differenziale (Differential Scanning Calorimetry, DSC) mediante sistema STA 449 F3 Jupiter della NETZSCH, seguendo una rampa di riscaldamento di C/min per un intervallo termico compreso tra 40 e 10 C, in atmosfera ossidante (80% azoto e 20% ossigeno, velocità del flusso 60 ml/min). I risultati sono stati esaminati con software Proteus I gas evoluti sono stati analizzati (Evolved Gas Analysis, EGA) mediante spettroscopia all infrarosso in trasformata di Fourier (FT-IR) con sistema Tensor 27 della Bruker, collegato al sistema STA attraverso una transfer line riscaldata a 200 C. Gli spettri sono stati acquisiti con 32 scansioni al minuto ed una risoluzione di 8 cm -1 in un intervallo IR compreso tra i 600 e i 4000 cm - 1. I risultati sono stati esaminati con software Opus /13

2 -- Risultati 2/13

3 -- La perdita in peso ottenuta dopo il processo di riscaldamento è pari al % del peso originario. La curva DTG, ottenuta mediante derivata prima della curva TG, evidenzia diversi e rilevanti eventi termici (vedi curva DSC) con associata perdita di peso, così come mostra la TG. Il primo evento inizia alla temperatura di 40 C e si conclude a circa 5 C, con picco endotermico (curva DSC) a 82.4 C. Tale evento è riconducibile alla perdita di acqua igroscopica (T<0 C) a cui si associa una perdita in peso pari a circa 1.46 %. Il secondo evento termico, da interpretare come distruzione della sostanza organica, ha inizio ad una temperatura di circa 380 C e si conclude a circa 480 C,con un debole picco esotermico a temperatura pari a circa 400 C. A questo picco si associa una debole emissione di CO 2 (vedere grafico EGA) riconducibile alla presenza nel campione di sostanza organica. Il terzo evento termico invece inizia alla temperatura di circa 5 C e si conclude ad una temperatura prossima ai 600 C, con picco endotermico a C. Questo fenomeno è ascrivibile verosimilmente al processo di deossidrilazione dei minerali argillosi. Ai due effetti termici si associa una perdita in peso pari a circa il 2.91 %. Un quarto evento termico è compreso tra la temperatura di circa 620 C e 800 C. Questo fenomeno è ascrivibile al rilascio di CO 2 (vedi EGA) probabilmente attribuibile alla dissociazione del carbonato di calcio presente nel campione. La perdita in peso associata a questo evento è pari al 8.18 %. Infine, un quinto evento termico è evidenziato da un debole picco esotermico a 915 C; non è associata una perdita in peso, e quindi tale fenomeno è altamente probabile che sia legato ad un processo di ricristallizzazione. 3/13

4 -- Analisi Geotecnica Metodo Il campione è stato analizzato al fine di determinare le principali caratteristiche fisico-volumetriche. In particolare, sono state effettuate le seguenti determinazioni: caratteristiche generali: peso specifico dei grani (γs) e parametri derivati [peso di volume a secco (γd), grado di saturazione (Gs), indice dei vuoti (e) e porosità (n), ecc.]; si evidenzia che non è stato possibile calcolare il contenuto d acqua naturale (Wn) poiché il campione si presentava secco e rimaneggiato; curva granulometrica mediante analisi granulometrica per sedimentazione; determinazione dei limiti di Atterberg, ad esclusione dell indice di consistenza (Ic) in conseguenza della mancanza del contenuto d acqua naturale; Indice di rigonfiamento mediante prova edometrica su campione ricostruito Risultati La seguente tabella riepilogativa riporta le risultanze delle analisi sul campione: Peso specifico grani γs (KN/m3) Peso vol. secco γd (kn/m3) 16.4 Indice dei vuoti e 0.55 Porosità n (%) 35.3 Grado di saturazione Gs (%) 90.1 Peso volume saturo γsat (kn/m3) 19.9 Peso volume immerso γ' (kn/m3).1 Contenuto d acqua naturale W - Classe granulometrica Limo argilloso Limite Liquido WL (%) 51 Limite Plastico WP (%) 23 Indice di Plasticità IP (%) 28 Indice di Consistenza IC - Indice di Attività Indice di Rigonfiamento da prova edometrica 0.004/ /13

5 -- PESO SPECIFICO DEI GRANI γ s (AST M D854) Campione Picnometro A B C Peso campione secco(g) Temperatura di prova ( C) Peso specifico acqua γ w (kn/m 3 ) Peso pic. + acqua + camp. secco (g) Peso picnometro + acqua (g) Peso specifico dei grani γ s (kn/m 3 ) MEDIA C.Q. γ<1% γ s (%) PARAMETRI DI STATO DERIVATI Peso vol. secco γ d (kn/m 3 ) Indice dei vuoti e Porosità n (%) Grado di saturazione (Sr) % γsat = γd + γw n Peso volume saturo γ sat (kn/m 3 ) γ' = γsat - γw Peso volume immerso γ ' (kn/m 3 ) /13

6 -- ANALISI GRANULOMETRICA PER SETACCIATURA (ASTM D422-63) OPERAZIONE LAVAGGIO CAMPIONE Contenitore n Peso contenitore (g) Peso campione umido (g) SETACCI APERTURA RESTO % RESTO % RESTO % PASSANTE Peso campione secco (g) ASTM (mm) (g) Progres. Peso campione secco lavato (g) 1" Peso quantità > 25 mm (g) 3/4" Perdita lavaggio (g) 1/2" Responso perdita Risultato GHIAIA Grossa Media Fine SABBIA Grossa Media Fine 0 0 FONDO // // LIMO/ARGILLA ## 0 TOTALE C.Q. > 97 % A Coefficienti granulometrici Descrizione campione D60 (mm) Coef. Uniformità (Cu) D30 (mm) Coef. Curvatura (Cc) D (mm) CURVA GRANULOMETRICA 0 GHIAIA SABBIA LIMO ARGILLA Passante (%) Diametro (mm) /13

7 -- ANALISI GRANULOMETRICA PER SEDIMENTAZIONE Volume bulbo densimetro (cm 3 ) V B 28.0 Altezza bulbo densimetro (cm) H B 17.4 Sezione cilindro sedimentazione (cm 2 ) S C 27.8 Soluzione disperdente(g/l) 125 Quantità materiale per la prova e peso specifico Peso totale campione per granulometria (g) Correzioni per letture densimetro Peso totale granulometria <0,075 mm (g) Correzione menisco C M 0.5 Peso materiale secco per aerometria (g) Correzione temperatura C T Peso specifico dei grai (kn/m 3 ) Correzione dispersione CD (4,4-8,5) -4.1 Analisi correzione Acqua distillata Acqua + dispersivo T ( C) R lett. R' (a) T ( C) R lett. R' (b) y = x R² = R' (a) CORREZIONE TEMP. & DISPERS. Dispersione (a) Dispersione (b) Regressione (a) Regressione (b) (b) y = x R² = R'(a) = 4,4-0,22 T R'(b) = 8,5-0,22 T T ( C) Determinazione coefficienti HR - R' (solo con acqua) R lett. R' H 1 H R HR (cm) Dispersione R'-HR Regressione R'-HR EQUAZIONE R'-HR y = -0.23x R² = (-) (-) (cm) (cm) R' H R =14,83-0,230 R' a 14.8 b /13

8 -- SEDIMENTAZIONE ANALISI GRANULOMETRICA PER SEDIMENTAZIONE (ASTM D422-63) temp T R Lett. H 1 H * R R' H R C T γ L η L D R'' Pass. Granulometria completa (min) ( C) (cm) (cm) (cm) (mm) Tot % Set. D Pass ASTM (mm) Tot % " /4" /2" Coefficienti granulometrici Percentuale passaggio D60 (mm) GHIAIA (%) D30 (mm) SABBIA (%) 0 S D (mm) LIMO (%) 82 S ARGILLA (%) 18 S Coef. Uniformità (Cu) 60 S Coef. Curva (Cc) 0.2 S Descrizione campione (AGI) : S Note Limo argilloso 60 0 S S S S S S CURVA GRANULOMETRICA GHIAIA SABBIA LIMO ARGILLA Passante (%) Diametro (mm) 8/13

9 -- LIMITI DI ATTERBERG DETERMINAZIONE LIMITE LIQUIDO W L Campione Contenitore n A B C LIMITE LIQUIDO W L (%) 51 Peso contenitore (g) Peso contenitore + peso material umido (g) Peso contenitore + peso material secco (g) C.Q. R 2 > 0,95 N Colpi Contenuto d'acqua w (%) LIMITE LIQUIDO WL Contenuto d'acqua (%) y = ln(x) R² = N. di colpi Contenuto acqua Log. (Cont. acqua) DETERMINAZIONE LIMITE PLASTICO W P Campione LIMITE PLASTICO W P (%) Contenitore n D E E Peso contenitore (g) Peso contenitore + peso materiale umido (g) INDICE DI PLASTICITA' I P (%) 28 Peso contenitore + peso materiale secco (g) Contenuto d'acqua w (%) CARTA DI PLASTICITA' DI CASAGRANDE LINEA "A" ) Limi non organici di bassa compressibilità 4) Argille non organiche di bassa plasticità 2) Limi non organici di media compres. e limi organici 5) Argille non organiche di media plasticità 3) Limi non organici di alta compressibilità e argille org. 6) Argille non organiche di alta plasticità X 9/13

10 -- INDICI CARATTERISTICI % Campione < 0,002 mm 18 Contenuto d'acqua (%) Indice plasticità I p (%) 27.6 Indice di consistenza I c 1.84 Indice di attività I A Non plastico (0-5) Fluido (<0) Inattivo (<0,75) Poco plastico (5-15) Fluido-plastico (0-0,25) Norm. Attivo (0,75-1,25) Plastico (15-40) X Molle-plastico (0,25-0,50) Attivo (>1,25) X Molto plastico (>40) Plastico (0,50-0,75) Solido-plastico (0,75-1,0) Solido-plastico (>1) DET LIMITE DI RITIRO W S Campione 1 2 Capsula in monel n 1 2 Contenuto d'acq. iniz. W i (%) Peso capsula (g) Peso capsula + peso mercurio (g) Limite di ritiro W s (%) Peso specifico mercurio (g/cm 3 ) Volume capsula in monel (cm 3 ) Media Coefficiente di ritiro R s Peso capsula + peso materiale umido (g) Peso capsula + peso materiale secco (g) Ritiro di volume V s Volume campione secco (cm 3 ) Media Ws (%) 1 Wp (%) WL (%) Ws (%) 17.6 Wp (%) 23.4 WL (%) 51.0 Wi (%) 52.0 W (%) 0.0 Wi (%) W (%) /13

11 -- PROVA EDOMETRICA Caratteristiche anello edometrico e provino Peso anello (g) Altezza (mm) Peso provino + anello (g) Diametro (mm) Area di base (cm 2 ) Peso provino (g) INIZIALE Peso di vol. sat. (kn/m 3 ) Indice dei vuoti Peso di vol. secco (kn/m 3 ) Cont. d'acqua a saturaz (%) " 15" 30" 1' 2' 4' 8' 15' 30' 1 h 2 h 4 h 8 h 16 h 24 h 2H (mm) σ' v (kn/m 2 ) Carico Scarico Tempi /min FINALE (a carico) Proprietà provino Consolidazione edometrica INIZIALE FINALE (a carico) σ n '=24,52 kn/m σ n '=49,03 kn/m σ n '=98,07 kn/m σ n '=196,13 kn/m σ n '=392,28 kn/m σ n '=784,56 kn/m σ n '=1569,12 kn/m 2 σ n' (kn/m2) t 50% (min) t 0% (min) h 0 0% (mm) h f 0%(mm) h (mm) e e f /13

12 -- Caratteristiche di compressibilità edometrica Carico Deform. Verticale Indice dei vuoti Mod. Edometr. Indice di Comp.lità Indice di Ri/Compres Indice di Rigonf. Ind. Cons second. Coeff. di Consolid. Coeff.di Permeab. σ n' (kn/m2) ε v (%) e E ed a v (KN/m 2 ) - C α C v C (KN/m 2 1 r, C c C rα ) (min) -1 (cm 2 /min) E E E E E E E K (m/min) 1.72E E E E E E E Indice dei vuoti e Deformazione verticale ε v (%) Carico normale σ (kn/m 2 ) Carico normale σ (kn/m 2 ) 12/13

13 -- Responsabili Scientifici per le analisi Mineralogiche Dott. Geol. Mariano Mercurio Prof. Geol. Alessio Langella Responsabili Scientifici per le analisi Geotecniche Dott.ssa Geol. Paola Revellino Prof. Geol. Francesco M. Guadagno 13/13