Published September 21, 2021 | Version v1
Publication Open

Influence of Waste Marble Dust on the Improvement of Expansive Clay Soils

Creators

  • 1. Wuhan University of Technology
  • 2. Al Azhar University
  • 3. Sohag University

Description

The marble process industry from Shaq Al-Thouban region, which is located in East Cairo, Egypt, produces a huge amount of marble wastes every day during the cutting and processing stages. Up to now, most of these wastes are dumping on open land which creates serious environmental problems. The amount of waste marble from the processing stage is about 20 to 25% of the total processed stone. Egypt also suffers from the problem of expansive soil that occupies a large area of its lands, especially in the new cities that are built on these lands. The primary purpose of this study is to use this waste material in the soil stabilization in point of view utilization of this waste as local low-cost materials and elimination of their negative environmental impacts. The waste marble dust was mixed with expansive soil samples with various percentages of 5%, 10%, 15%, 20%, and 25% by dry weight of soil. Different tests including Atterberg's limits, standard Proctor compaction, unconfined compressive strength (UCS), California bearing ratio (CBR), swelling percentage, linear shrinkage (LS) tests, and XRF and XRD analyses were conducted for natural and marble dust stabilized soils. The soil mixtures used for UCS, CBR, and swell tests were compacted at the optimum moisture content (OMC) and maximum dry density (MDD) using the standard Proctor compaction method and cured for 7 days. The results of the tests showed that there are significant effects in enhancing the properties of expansive soils. Also, the results showed that as the percentage of the marble dust increases the plasticity index, the swelling potential of the expansive clayey soil decreases. Furthermore, the optimum moisture content decreases, and the maximum dry density increases. Also, UCS, CBR, and the calcite content of the soil mixtures increase with the increase in marble dust content.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تنتج صناعة معالجة الرخام من منطقة شاك الثوبان، التي تقع في شرق القاهرة، مصر، كمية هائلة من نفايات الرخام كل يوم خلال مرحلتي القطع والمعالجة. حتى الآن، يتم إلقاء معظم هذه النفايات في الأراضي المفتوحة مما يخلق مشاكل بيئية خطيرة. تبلغ كمية نفايات الرخام من مرحلة المعالجة حوالي 20 إلى 25 ٪ من إجمالي الحجر المعالج. كما تعاني مصر من مشكلة التربة الشاسعة التي تشغل مساحة كبيرة من أراضيها، خاصة في المدن الجديدة المبنية على هذه الأراضي. الغرض الأساسي من هذه الدراسة هو استخدام هذه النفايات في تثبيت التربة من وجهة نظر استخدام هذه النفايات كمواد محلية منخفضة التكلفة والقضاء على آثارها البيئية السلبية. تم خلط نفايات الغبار الرخامي مع عينات التربة الموسعة بنسب مئوية مختلفة من 5 ٪ و 10 ٪ و 15 ٪ و 20 ٪ و 25 ٪ بالوزن الجاف للتربة. تم إجراء اختبارات مختلفة بما في ذلك حدود Atterberg، وضغط Proctor القياسي، وقوة الضغط غير المحصورة (UCS)، ونسبة تحمل كاليفورنيا (CBR)، ونسبة التورم، واختبارات الانكماش الخطي (LS)، وتحليلات XRF و XRD للتربة الطبيعية والمثبتة بالغبار الرخامي. تم ضغط مخاليط التربة المستخدمة في اختبارات UCS و CBR و SUELL عند محتوى الرطوبة الأمثل (OMC) والكثافة الجافة القصوى (MDD) باستخدام طريقة ضغط Proctor القياسية ومعالجتها لمدة 7 أيام. أظهرت نتائج الاختبارات أن هناك تأثيرات كبيرة في تعزيز خصائص التربة الموسعة. كما أظهرت النتائج أنه مع زيادة نسبة الغبار الرخامي لمؤشر اللدونة، تقل احتمالية تورم التربة الطينية الموسعة. علاوة على ذلك، ينخفض محتوى الرطوبة الأمثل، ويزداد الحد الأقصى للكثافة الجافة. أيضًا، تزداد UCS و CBR ومحتوى الكالسيت في مخاليط التربة مع زيادة محتوى غبار الرخام.

Translated Description (French)

L'industrie du traitement du marbre de la région de Shaq Al-Thouban, située à l'est du Caire, en Égypte, produit chaque jour une énorme quantité de déchets de marbre pendant les étapes de découpe et de traitement. Jusqu'à présent, la plupart de ces déchets sont déversés sur des terres ouvertes, ce qui crée de graves problèmes environnementaux. La quantité de déchets de marbre provenant de l'étape de traitement est d'environ 20 à 25 % du total de la pierre traitée. L'Égypte souffre également du problème de l'expansion du sol qui occupe une grande partie de ses terres, en particulier dans les nouvelles villes qui sont construites sur ces terres. L'objectif principal de cette étude est d'utiliser ces déchets dans la stabilisation des sols en termes d'utilisation de ces déchets en tant que matériaux locaux à faible coût et d'élimination de leurs impacts négatifs sur l'environnement. La poussière de marbre résiduaire a été mélangée à des échantillons de sol expansifs avec divers pourcentages de 5 %, 10 %, 15 %, 20 % et 25 % en poids sec de sol. Différents tests, y compris les limites d'Atterberg, le compactage standard de Proctor, la résistance à la compression non confinée (UCS), le taux de roulement californien (CBR), le pourcentage de gonflement, les tests de retrait linéaire (LS) et les analyses XRF et XRD ont été effectués pour les sols naturels et stabilisés par la poussière de marbre. Les mélanges de sol utilisés pour les tests UCS, CBR et de houle ont été compactés à la teneur en humidité optimale (OMC) et à la densité sèche maximale (MDD) en utilisant la méthode de compactage Proctor standard et durcis pendant 7 jours. Les résultats des tests ont montré qu'il y a des effets significatifs dans l'amélioration des propriétés des sols expansifs. En outre, les résultats ont montré que lorsque le pourcentage de poussière de marbre augmente l'indice de plasticité, le potentiel de gonflement du sol argileux expansif diminue. De plus, la teneur en humidité optimale diminue et la densité sèche maximale augmente. En outre, le SCU, le CBR et la teneur en calcite des mélanges de sol augmentent avec l'augmentation de la teneur en poussière de marbre.

Translated Description (Spanish)

La industria de procesamiento de mármol de la región de Shaq Al-Thouban, que se encuentra en el este de El Cairo, Egipto, produce una gran cantidad de desechos de mármol todos los días durante las etapas de corte y procesamiento. Hasta ahora, la mayoría de estos desechos se vierten en terrenos abiertos, lo que crea graves problemas ambientales. La cantidad de mármol residual de la etapa de procesamiento es de aproximadamente 20 a 25% del total de piedra procesada. Egipto también sufre el problema del suelo expansivo que ocupa una gran parte de sus tierras, especialmente en las nuevas ciudades que se construyen en estas tierras. El propósito principal de este estudio es utilizar este material de desecho en la estabilización del suelo desde el punto de vista de la utilización de estos desechos como materiales locales de bajo costo y la eliminación de sus impactos ambientales negativos. El polvo de mármol residual se mezcló con muestras de suelo expansivo con varios porcentajes de 5%, 10%, 15%, 20% y 25% en peso seco de suelo. Se realizaron diferentes pruebas, incluidos los límites de Atterberg, la compactación Proctor estándar, la resistencia a la compresión no confinada (UCS), la relación de rodamiento de California (CBR), el porcentaje de hinchazón, las pruebas de contracción lineal (LS) y los análisis XRF y XRD para suelos naturales y estabilizados con polvo de mármol. Las mezclas de suelo utilizadas para las pruebas UCS, CBR y de hinchamiento se compactaron en el contenido óptimo de humedad (OMC) y la densidad seca máxima (MDD) utilizando el método estándar de compactación Proctor y se curaron durante 7 días. Los resultados de las pruebas mostraron que existen efectos significativos en la mejora de las propiedades de los suelos expansivos. Además, los resultados mostraron que a medida que el porcentaje del polvo de mármol aumenta el índice de plasticidad, el potencial de hinchazón del suelo arcilloso expansivo disminuye. Además, el contenido óptimo de humedad disminuye y la densidad máxima en seco aumenta. Además, UCS, CBR y el contenido de calcita de las mezclas de suelo aumentan con el aumento del contenido de polvo de mármol.

Files

3192122.pdf.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0161d230afcb4b2189d0ab0e977557b2
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير نفايات غبار الرخام على تحسين التربة الطينية الموسعة
Translated title (French)
Influence de la poussière de marbre résiduaire sur l'amélioration des sols argileux expansifs
Translated title (Spanish)
Influencia del polvo de mármol residual en la mejora de suelos arcillosos expansivos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3200548165
DOI
10.1155/2021/3192122

Is supplement to
https://openalex.org/W4281610116 (Other)
https://openalex.org/W4241679582 (Other)
https://openalex.org/W4207065042 (Other)
https://openalex.org/W3194663597 (Other)
https://openalex.org/W3109922889 (Other)
https://openalex.org/W2752316072 (Other)
https://openalex.org/W2384986201 (Other)
https://openalex.org/W2383273450 (Other)
https://openalex.org/W2315011885 (Other)
https://openalex.org/W2024968281 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1968594427
  • https://openalex.org/W1974446115
  • https://openalex.org/W1974884586
  • https://openalex.org/W1999099588
  • https://openalex.org/W2003497228
  • https://openalex.org/W2013883210
  • https://openalex.org/W2028655677
  • https://openalex.org/W2032078655
  • https://openalex.org/W2041311632
  • https://openalex.org/W2052944803
  • https://openalex.org/W2184417027
  • https://openalex.org/W2283740108
  • https://openalex.org/W2346967193
  • https://openalex.org/W2423843685
  • https://openalex.org/W2810573496
  • https://openalex.org/W3038855130
  • https://openalex.org/W3044769969
  • https://openalex.org/W3048764606
  • https://openalex.org/W3086669098
  • https://openalex.org/W3129952726
  • https://openalex.org/W4235507586
  • https://openalex.org/W4242780392
  • https://openalex.org/W4243263610