Durability and Subzero Temperature Effects on Argillaceous Clastic Rocks

ABSTRACT Durability tests and evaluation of sub-zero temperature effects to some argillaceous clastic rocks were carried out. Welded tuff, limestone, sandstone and schist samples collected from different parts of Japan were tested and results are presented. Schist and dolomite from Ganesh Himal area along the higher Himalayas of Nepal were also tested, and the results are compared. The slaking tests were performed on all samples in pure water. The results reveal that the slaking index of schist from Japan is lower than that of schist from Nepal. Regarding carbonate rocks, the slaking index of limestone from Japan is higher than that of dolomite from Nepal. A tendency of decrease in slake durability with an increase in porosity is also observed. Freezing and thawing experiments conducted on welded tuff and schist reveal that crack initiates earlier but extends slower in schist than in welded tuff. It is also observed from the freeze-thaw experiment that the welded tuff deteriorates and wears faster than the schist. However, sandstone remains relatively intact for a long run of freeze-thaw cycles. Zusammenfassung Beständigkeitstests sowie die Bewertung der Auswirkungen von Minusgraden auf Tonschiefer Trümmergestein wurden durchgeführt. Dabei wurden geschweißter Tuff, Kalkstein, Sandstein und Schiefer aus verschiedenen Gebieten Japans sowie Schiefer und Dolomitgestein aus dem Ganesh Himal Gebiet, dem höheren Himalaya Nepals, untersucht und die Resultate verglichen. Für alle diese Gesteine wurden Slaking-Tests in reinem Wasser vorgenommen. Die Resultate zeigen, dass das Slaking von Schiefer aus Japan höher als das von Schiefer aus Nepal war, wohingegen bei kalkhaltigem Gestein das Slaking von Kalkstein aus Japan niedriger als das von Dolomitgestein aus Nepal ausfiel. Es wurde dabei auch eine Tendenz zur Löschbeständigkeitsverringerung bei gleichzeitig erhöhter Porosität beobachtet. Gefrier- und Tautests an geschweißtem Tuff und japanischem Schiefer zeigten, dass Risse in Schiefer schneller auftraten, aber sich langsamer ausweiteten als in geschweißtem Tuff. Bei Gefrier- und Tautests wurde ebenfalls beobachtet, dass geschweißter Tuff schneller verfällt und verschleißt als Schiefer. Sandstein hingegen blieb über lange Tau- und Gefrierzyklen intakt Résumé Des tests de solidités et l’évaluation de l’effet des températures en dessous de zéro sur les rocs argileux ont été effectués. Les rocs d’origine volcanique (cendre), les rocs calcaires, sableux et les schistes de différentes régions du Japon, ont été étudiés. Les schistes et les dolomites de la région de Ganesh Himal le long du haut Himalaya (Népal) ont été étudiés et comparés à ceux du Japon. Les tests de désintégration sur les rocs ont été effectués dans l’eau pure. Les résultats montrent que l’index de désintégration des schistes du Japon est inférieur aux schistes du Népal. En ce qui concerne les rocs carbonyles, l’index de désintégration des rocs calcaires du Japon est supérieur à ceux des dolomites du Népal. Une décroissance de la résistance à la durabilité est observée avec une plus grande porosité des rocs. Les tests de congélation-décongelation sur les schistes et les rocs d’origine volcanique (cendre) du Japon montrent une apparition précoce des fissures mais l’expansion des fissures est plus rapide dans les rocs volcaniques. Des tests similaires montrent que les rocs volcaniques (cendre) se désagrégent plus rapidement que les schistes. Cependant, les rocs sableux restent intacts après plusieurs cycles de congélation-décongélation.