Inyección de geopolímeros

La inyección de geopolímero ( ing.  Inyección de geopolímero ) de suelos y cimientos es el proceso de bombear una solución especial de geopolímero mediante un inyector en el suelo , debajo de la base de un cimiento o losas de hormigón para aumentar la capacidad de carga de los cimientos y restaurar su características de diseño y apariencia originales. Este tipo de inyección se utiliza en trabajos de restauración y rehabilitación para reforzar la base y levantar la cimentación. Una de las características principales del método es que el trabajo no requiere el uso de equipos de construcción de gran tamaño y trabajos de excavación, que son inherentes a los métodos tradicionales para restaurar la capacidad de carga de los cimientos. El polímero se bombea a través del inyector bajo presión.

Geopolímeros

Geopolímeros ( ing. )  - nuevos materiales compuestos con una estructura polimérica que tienen una resistencia muy alta . Dado que las materias primas para su producción son principalmente minerales de origen geológico, se denominan geopolímeros. Por primera vez, este término fue introducido en uso por el químico francés Joseph Davidovits , quien en 1978 creó por primera vez un material de construcción monolítico formado por la interacción de componentes que contenían aluminatos y silicatos en un ambiente alcalino , y también creó un no- organización científica con fines de lucro Instituto de Geopolímeros (Institut Géopolymère). Los geopolímeros son químicamente inertes con respecto a muchos solventes y ambientes agresivos, y también son resistentes a altas temperaturas. Debido a sus excelentes propiedades físicas y químicas, los geopolímeros son muy utilizados en medicina , industria y, por supuesto, en la construcción .

Diseños Uretek

En 1975, antes de que existiera el término "geopolímero", un grupo de científicos finlandeses , unidos por Uretek, comenzaron a trabajar en una fórmula especial de polímeros de alta resistencia. De las numerosas muestras, se eligió una con la marca 486: sus características técnicas, según los autores, en el futuro deberían haberse convertido en la base de la tecnología de elevación y refuerzo de estructuras de hormigón . En 1979, se desarrolló un equipo que permitía la dosificación precisa de la resina de geopolímero y la inyección controlada en el suelo. Las primeras patentes ya se recibieron este año. En 2004, comenzó la introducción de nuevas tecnologías de geopolímeros; en cinco años, se desarrollaron soluciones para llenar los vacíos, así como expandir las columnas de geopolímeros para aumentar la capacidad de carga de los suelos.

La base de la técnica de inyección de geopolímeros

El método se basa en el uso de un material de geopolímero, cuyas propiedades ayudan a mejorar la capacidad de carga del suelo al unir sus elementos disímiles. Al mismo tiempo, el impacto en el objeto es mínimo: para realizar el trabajo, no es necesario desmantelar estructuras masivas, suspender la actividad vital del objeto y utilizar equipos de construcción de gran tamaño. El proceso de inyección de geopolímeros es bastante simple, económico y altamente móvil. Antes de comenzar a trabajar, el estado de los suelos se determina mediante un sondeo dinámico . A continuación, se perforan varios agujeros en el suelo o suelo junto a la edificación a restaurar, de unos 12 mm de diámetro, en los que se introducen los packers de inyección . A través de ellos, un material de geopolímero se introduce en el suelo a presión, llenando los vacíos en la base. Una vez en el suelo, el material se expande, rellenando primero las zonas de baja densidad , y se endurece rápidamente. Cuando se alcanza la densidad requerida del suelo, se crea una presión que actúa verticalmente , lo que le permite levantar las estructuras hundidas.

Tecnologías de inyección de geopolímeros

La inyección de suelo de geopolímero permite estabilizar cualquier base en pocos días, fortalecer los suelos bajo los cimientos de los edificios y, en algunos casos, elevar la estructura misma al nivel de diseño. El trabajo lleva mucho menos tiempo que los métodos tradicionales de refuerzo del suelo y no depende de los fenómenos meteorológicos, la temperatura y se puede realizar con la misma eficacia en casi todos los tipos de suelo. Al mismo tiempo, el material de geopolímero no tiene un impacto negativo en el medio ambiente, tiene buenas propiedades de impermeabilización y protege los suelos de los efectos destructivos de la humedad . Dependiendo de las tareas, el estado del suelo y el diseño de edificios y estructuras, se utilizan diferentes métodos de inyección y materiales geopoliméricos. Por ejemplo, si necesita levantar la esquina hundida de la casa, cerrar las grietas en las paredes , nivelar los cimientos del edificio , entonces, en este caso, el método más efectivo es la inyección profunda del suelo (Inyección profunda). Si es necesario estabilizar la base, nivelar las losas del piso o las pasarelas , entonces se utiliza el método de estabilización de la base de Elevación de losa. En comparación con las tecnologías tradicionales de refuerzo estructural, este método es mucho más económico y requiere un tiempo mínimo. Para soportar estructuras de cimientos hundidos y fortalecer suelos con densidad insuficiente, se elige una tecnología que utiliza columnas de geopolímero PowerPile. Las columnas en sí son bolsas de Kevlar , que se colocan en empacadores de inyección y se inyectan en el suelo, llenándose con material de geopolímero a una profundidad de seis metros. La resina llena el recipiente, se expande y se endurece rápidamente; se obtiene una resistencia del 90 % en solo 15 minutos.

Aplicaciones de los geopolímeros

La inyección de geopolímero se utiliza para la reparación y restauración de viviendas particulares, edificios públicos, grandes complejos logísticos y de almacenamiento, diversas instalaciones industriales, carreteras y puentes , estructuras hidráulicas ( puertos , atracaderos , terraplenes , soportes de canales), vías férreas y cruces, pistas de aeropuertos, sitios históricos y monumentos arquitectónicos. Tiempo de trabajo en comparación con los métodos tradicionales En esta tabla se muestra el tiempo aproximado para la realización de trabajos de restauración con bases y cimentaciones mediante métodos tradicionales y métodos de inyección de geopolímeros.

Propiedades físicas y químicas de los geopolímeros

Una evaluación a largo plazo de los materiales de alta densidad de Uretek ha demostrado que la vida útil de diseño de los materiales es de al menos 33 años. Las pruebas en curso confirman que la vida real de diseño del material supera con creces este período. Por ejemplo, según el resultado de las pruebas de materiales en la Universidad de Hannover , la vida útil de la tubería compuesta de resina dura E-165 Caradate 30 probada según el informe a una temperatura máxima permisible constante de +133 °C es de 30 años. Como se señaló anteriormente, los geopolímeros son químicamente inertes con respecto a la mayoría de los productos químicos de origen orgánico e inorgánico . En las pruebas, se evaluó la resistencia del polímero a los productos químicos en función de la pérdida de volumen durante el contacto prolongado. Los resultados fueron evaluados en las siguientes categorías: excelente resistencia (pérdida de volumen hasta 3%); buena resistencia (pérdida de volumen del 3 al 6%); resistencia satisfactoria (pérdida de volumen del 6 al 15%), baja resistencia (del 15 al 25%); no recomendado (destruye el material al contacto).

Resultados de las pruebas de geopolímeros

Notas

1. ↑ El material se sumergió en reactivos durante 30 días. Manual de espuma de poliestireno - Rene J. Bender 1965 Lake Publishing Corporation

Véase también

• Geopolímero
• Cemento de geopolímero
• geotecnia
• Recuperación técnica de suelos
• Refuerzo de macizos de suelo
• Estabilización de suelos

Enlaces

• Instituto de Geopolímeros
• www.nce.co.uk