Av Britt N. Babcock, Pe
Sement Og kjemiske grout er effektive i en rekke bakken forhold betingelser.
brukt på en myriade av nye og rehabilitering byggeprosjekter, sementbaserte og kjemiske fugemasse deler en felles kategori og navn, men de distinkte forskjellene langt oppveier de felles kvaliteter. Begge fugemasse brukes i sivile applikasjoner som spenner fra avløpsrørrehabilitering til ny tunnel-eller akselkonstruksjon, brukes til å fylle smale hulrom/ sprekker,steinfissurer eller å gjennomsyre jord for kontroll av grunnvann, tom fylling eller for å øke strukturell støtte av geologien. Selv om sement og kjemiske fuger kan variere i sammensetning, anvendelse og kostnad, er de til slutt komplementære produkter på de samme prosjektene. Dette papiret vil utforske når og hvorfor du skal bruke de ulike typer fugemasse og kostnadsområdet for hvert produkt.
praksisen med å injisere fugemasse og bredt utvalg av fugemasse produkter tilgjengelig kan gjøre velge riktig fugemasse for prosjektet komplisert. Fordi det er vanskelig å oppsummere emnets kompleksitet i et enkelt papir, har noen spesifikke emner i dette papiret blitt generalisert for enkelhet. Hvis det finnes en situasjon på prosjektet der fugemasse injeksjon er nødvendig, bør en kvalifisert fuging entreprenør og en erfaren fuging konsulent være engasjert for å gi fuging og installasjon anbefalinger og en kunnskapsrik fugemasse leverandør, som Avanti International, bør konsulteres for å bistå med riktig fugemasse valg.
Fuger og geler kan brukes til å skape en effektiv, langvarig vannbarriere, samt jordstabilisator.
Fugemasse Familie Og Undertyper
Fugemasse som brukes i sivile bygg-og rehabiliteringsprosjekter kan generelt kategoriseres i enten en sement eller kjemisk fugemasse. Innenfor hver fugemasse familie, det er primære fugemasse subtyper: innenfor sement fugemasse familien, vanlig Portland sement og ultrafine sement definere disse subtyper. Den kjemiske fugemasse familien omfatter natriumsilikat, akryl geler og polyuretan ekspansive skum. Selv om hver forelder fugemasse typen har primære fugemasse gyter, dette er hvor fellestrekk slutt og de enkelte fugemasse typer delt inn i sine egne unike egenskaper.
Sement grouts anses å være suspendert faste stoffer grouts, fordi de har partikler som utgjør deres sammensetning som er avledet fra sliping Portland sement klinker. Nivået på slipingsinnsatsen på klinkeren bestemmer gjennomsnittlig partikkelstørrelse. Portland sement fugemasse har generelt partikkelstørrelser i gjennomsnitt på 15 mikron. Mikrofine sementer varierer fra 6 til 10 mikron, mens ultrafine sementer kan ha gjennomsnittlige partikkelstørrelser på 3 til 5 mikron. OSS Grout I Malad, Idaho, kan gi tilpasset blandet sementbasert fugemasse møte prosjektspesifikke krav.
en fugemasse evne til å trenge inn i en stein sprekker i stor grad avhenger av partikkelstørrelse, mens dens evne til å gjennomsyre en jord er også avhengig av overflatespenning i fugemasse. En sement reologi, som er fugemasse evne til å flyte, oppnås gjennom kontroll av vann / sement forholdet og nesten alltid en superplasticizer tilsettes for å redusere viskositet. Mens tilsetningsstoffer kan tilsettes for å redusere herdetiden, når de blandes med vann, vil sementmørtel begynne å kurere og skape høy trykkfasthet. Når injisert, sement anses langsiktige løsninger for enten vann kontroll eller strukturell forbedring har lifespans varierer mellom 100 til 200 år. Vanlige Portland sement kostnader (blandet) vil typisk variere mellom 1 og 2 dollar en blandet gallon mens microfine/ ultrafine sement kostnader (blandet) vil typisk variere mellom 3 og 4 dollar per blandet gallon. Disse kostnadene kan ytterligere redusere når høyere vann / sementforhold er ansatt.
de primære typene kjemiske fuger (silikater, akryl og polyuretaner) er hver unike i sammensetning. Selv om det virkelig er en suspendert faststoffmørtel, fordi partiklene er så små natriumsilikater, har en høy grad av gjennomtrengelighet i jord og stein, som ligner på de sanne løsningsmøringene, som ikke har suspenderte faste stoffer.
Natriumsilikat Er En to-komponent fugemasse som vanligvis har svært lav viskositet, men vil ofte fjerne vann etter gelering ved en prosess som kalles synerese. Natriumsilikater kan være følsomme, grenser til ustabile, når de injiseres i grunnvannstilstand. Med relativt korte geltider, noen få minutter til noen timer, brukes natriumsilikater ofte som midlertidig løsning for vannkontroll eller strukturell støtte med en estimert levetid på noen få år. Lengre levetid kan oppleves med silikater avhengig av jordens kjemi. Natriumsilikater varierer vanligvis mellom 2 og 3 dollar per blandet gallon.
Kolloidal silika fugemasse ble utviklet for å redusere problemet med synerese med natriumsilikater, for å gi bedre kontroll av gel ganger og oppnå en lavere viskositet. Kolloidal silikamørtel fremstilles i en flertrinnsprosess hvor en silikatløsning delvis nøytraliseres, noe som fører til dannelse av silikakjerner. Kolloidal silika har samme forventede levetid som natriumsilikat, men på grunn av flere trinn prosessen for utvikling, prisene er betydelig høyere, alt fra 13 til 15 dollar per blandet gallon.
Akryl er definert som «true solution grouts», som er fri for suspenderte faste stoffer og har ekstremt lav viskositet-lik vann. Akrylfamilien består av akrylamid og akrylater. Hver type krever en base harpiks som skal blandes med en katalysator for å skape en gel matrise i en jord eller stein med en kontrollerbar gel tid. Akrylamid endres fra en væske til et fast stoff i en kontrollerbar gel tid fra 3 sekunder opp til 10 timer. Akrylat gel ganger varierer fra omtrent et minutt til en time. Levetiden til et akrylamid anslås å være større enn 300 år, mens et akrylat anslås å være omtrent 50 år. Kostnaden for akrylamid gel vil typisk variere mellom 6 og 8 dollar per blandet gallon, mens akrylater er litt dyrere, alt mellom 8 og 10 dollar per gallon.
det er to primære typer polyuretan grouts definert som hydrofile og hydrofobe. Hydrofile fugemasse er typisk enkeltkomponentsystemer som reagerer med vann og kurerer til et ekspansivt fleksibelt skum eller ikke-ekspansivt gel som krever et fuktig miljø etter herding. Hydrofobe ekspansive skum krever lite vann for å reagere, ca 4%, og tåler lett våte / tørre sykluser. Sann hydrofobe skum, som ikke krever vann å reagere, er også tilgjengelige. Hydrofile skum utvider 4 til 6 ganger sitt opprinnelige volum, mens hydrofobe skum utvider opptil 20 ganger originalt volum og kan kurere fleksibelt eller stivt. De fleste produserer bære polyuretan harpiks har NSF eller UL sertifiseringer godkjenne bruk i drikkevann programmer. Levetiden til polyuretanskum er anslått til ca 75 år. Kostnaden for polyuretanharpikser (før ekspansjon) vil typisk variere mellom 60 og 80 dollar per gallon, uherdet. Det skal bemerkes at kostnaden for polyuretanskum reduseres drastisk når man faktorer den ekspansive komponenten av materialet i de totale kostnadene.
Applikasjoner – Når & Hvorfor
Sement og kjemiske fuger brukes i en rekke byggeprosjekter som spenner fra nybygg til rehabilitering. For Eksempel Brukes Portland og ultrafine sementmørtel hovedsakelig til å stabilisere jord og / eller kontrollere vann i sivile prosjekter, inkludert jorddammer, diker, gruver, tunneler, undergrunnsbaner, vertikale aksler, underjordstrukturer eller avfallsinnkapsling. Disse typer store prosjekter vil ofte kreve betydelige mengder fugemasse som skal injiseres. Kjemiske fugemasse vil ofte utfylle sement type fugemasse og i noen tilfeller vil være den dominerende fugemasse brukes for en bestemt situasjon.
på mange sivile prosjekter der fuging forventes å skje, vil ingeniøren av posten eller fuging konsulent har utarbeidet en fuging program definere hvilken type fugemasse er planlagt. I noen tilfeller er behovet for vannkontroll eller jordstabilisering imidlertid ikke forventet, og et fugeprogram utvikles raskt. Den type fugemasse materiale som brukes til injeksjon for en umiddelbar behov vanligvis går gjennom en prøve-og-feil-prosess. På grunn av den økonomiske fordelen, Vil Portland sement fugemasse ofte være det første forsøket. Hvis geologiske forhold ikke vil akseptere Portland sement fugemasse, deretter en ultrafine sement fugemasse vil bli utnyttet. Hvis Portland eller ultrafine sementer lykkes, vil en akrylharpiks som akrylamid ofte ikke bli ansatt.
Grouts brukes også mye i rehabilitering av forverret sanitær kloakk infrastruktur, betongdammer eller under-grade strukturer. Generelt for disse typer prosjekter brukes akrylgeler og polyuretanskum. Begge brukes til å forsegle lekkende sprekker og ledd. Imidlertid brukes akrylamidgel hovedsakelig i rørledningssystemet, mens polyuretanskumene brukes i og rundt kummer og hvelv. Hvor hulrom har oppstått bak under klasse strukturer, de svært ekspansive polyuretan hydrofobe skum er ofte brukt til å fylle tomrommet. Noen spesialdesignet polyuretanskum brukes også til løfting av betongplater, som gir strukturell støtte ved å bruke en lett løsning som ikke vil fremme ytterligere plateoppgjør. Herdet strukturell skum veier omtrent 4 lbs pounds per kubikk fot sammenlignet med mye tyngre mudjacking materiale.
når møtt med behovet for å stoppe lekkasjer, stabilisere jord, eller kontroll vann, anbefales det at en kvalifisert grout konsulent og grout injeksjon entreprenør være engasjert for å gi installasjon anbefalinger og en kunnskapsrik grout leverandør bør konsulteres for å bistå med riktig grout valg.
Britt N. Babcock, P. E., Er Direktør For Den Geotekniske Avdelingen i Avanti International. Avanti International er en fullserviceleverandør og en erfaren leverandør av sement og kjemiske fugemasser av høy kvalitet i Usa.