Por Britt N. Babcock, E. P. E.
Cimento e química rejuntes são eficazes em uma variedade de condições do solo.
usado em uma miríade de projetos de construção novos e de reabilitação, grouts cimenticiosos e químicos compartilham uma categoria e nome comuns, mas as diferenças distintas superam as qualidades comuns. Ambos os tipos de argamassa são usados em aplicações civis variando de tubulação de esgoto de reabilitação para o novo túnel ou eixo de construção, utilizado para preencher cavidades estreitas/rachaduras, rock fissuras ou permear solos para o controle das águas subterrâneas, nula de enchimento ou para aumentar o apoio estrutural da geologia. Embora o cimento e os grouts químicos possam diferir em termos de composição, aplicação e custo, são, em última análise, produtos complementares nos mesmos projectos. Este artigo explorará quando e por que utilizar os vários tipos de grouts e a gama de custos de cada produto.
a prática de injetar grouts e a ampla variedade de produtos disponíveis pode tornar complicada a escolha do grout certo para o projeto. Como é difícil resumir a complexidade do tema em um único artigo, alguns tópicos específicos deste artigo foram generalizados por simplicidade. Se existir uma situação no seu projecto em que a injecção de argamassa é necessária, um empreiteiro qualificado e um consultor experiente devem ser contratados para fornecer recomendações de agrupamento e instalação e um fornecedor experiente de argamassa, como a Avanti International, deve ser consultado para ajudar na selecção adequada da argamassa.
Grouts e géis podem ser utilizados para criar uma barreira de água eficaz e de longa duração, bem como um estabilizador do solo.
família e subtipos
Grouts utilizados em projectos de construção civil e Reabilitação podem geralmente ser categorizados em cimento ou em Caldas químicas. Dentro de cada família de grout, há subtipos primários de grout: dentro da família de grout de cimento, cimento Portland comum e cimentos ultrafinos definem estes subtipos. A família química grout inclui silicato de sódio, géis acrílicos e espumas expansivas de poliuretano. Embora cada tipo de grout pai tenha desova primária, é aqui que as semelhanças terminam e os tipos de grout individuais se dividem em suas próprias características únicas.
grouts de cimento são considerados sólidos em suspensão, porque têm partículas que compreendem a sua composição que é derivada da trituração de clínquer Portland. O nível de esforço de moagem aplicado ao clínquer determina o tamanho médio das partículas. A argamassa de cimento Portland geralmente tem tamanhos de partículas em média de 15 mícrons. Cimentos de microfinas variam de 6 a 10 mícrons, enquanto cimentos ultrafinos podem ter tamanhos médios de partículas de 3 a 5 mícrons. Us Grout in Malad, Idaho, can provide custom blended cementious grouts meeting project specific requirements.
a capacidade de um grout penetrar na fissura de uma rocha depende, em grande parte, do tamanho das partículas, enquanto a sua capacidade de permear um solo depende também da tensão superficial dentro do grout. A rheologia de um cimento, que é a capacidade de vazão, é realizada através do controle da razão água/cimento e quase sempre um superplastizador é adicionado para reduzir a viscosidade. Enquanto aditivos podem ser adicionados para retardar o tempo de cura, uma vez misturado com água, grouts de cimento começará a curar e criar alta força de compressão. Uma vez injetado, cimentos são considerados soluções de longo prazo para controle de água ou melhoria estrutural com vida útil entre 100 e 200 anos. Os custos normais de cimento Portland (misto) normalmente variam entre 1 e 2 dólares por galão misto, enquanto os custos de cimentos de microfina/ ultrafina (misto) tipicamente variam entre 3 e 4 dólares por galão misto. Estes custos podem reduzir ainda mais quando são utilizadas razões mais elevadas de água / cimento.Os principais tipos de grouts químicos (silicatos, acrílicas e poliuretanos) têm uma composição única. Apesar de ser realmente um solo em suspensão, porque as partículas são tão pequenas silicatos de sódio têm um alto grau de penetrabilidade em solos e rochas, muito semelhante aos grouts de solução verdadeira, que não têm sólidos em suspensão.O silicato de sódio é uma gota de dois componentes que normalmente tem uma viscosidade muito baixa, mas que muitas vezes expunge a água após gelificação por um processo chamado sinerese. Silicatos de sódio podem ser sensíveis, quase instáveis, quando injetados em qualquer condição de água subterrânea. Com tempo de gel relativamente curto, alguns minutos a algumas horas, silicatos de sódio são comumente usados como solução temporária para controle de água ou suporte estrutural com um tempo de vida estimado de alguns anos. Períodos de vida mais longos podem ser experimentados com silicatos dependendo da química dos solos. Silicatos de sódio tipicamente variam entre 2 e 3 dólares por galão misto.
a gota coloidal de sílica foi desenvolvida para reduzir a questão da sinerese com silicatos de sódio, para proporcionar um melhor controlo dos tempos de gel e alcançar uma viscosidade mais baixa. A massa de sílica coloidal é preparada em um processo de várias etapas onde uma solução de silicato é parcialmente neutralizada, levando à formação de núcleos de sílica. A sílica coloidal tem a mesma expectativa de vida que o silicato de sódio, mas devido ao processo de várias etapas de desenvolvimento, os preços são consideravelmente mais elevados, variando de 13 a 15 dólares por galão misto.
as acrílicas são definidas como” garoupas de solução verdadeira”, isentas de sólidos em suspensão e com uma viscosidade extremamente baixa – semelhante à da água. A família acrílica é constituída por acrilamida e acrilatos. Cada tipo requer uma resina de base para ser misturada com um catalisador, a fim de criar uma matriz de gel dentro de um solo ou rocha com um tempo de gel controlável. A acrilamida muda de um líquido para um sólido num tempo de gel controlável que varia entre 3 segundos e 10 horas. Os tempos de gel de acrilato variam de aproximadamente um minuto a uma hora. Estima-se que o tempo de vida de uma acrilamida seja superior a 300 anos, enquanto que um acrilato é estimado em aproximadamente 50 anos. O custo do gel de acrilamida geralmente varia entre 6 e 8 dólares por galão misto, enquanto acrilatos são ligeiramente mais caros, variando entre 8 e 10 dólares por galão.
existem dois tipos primários de grouts de poliuretano definidos como hidrofílicos e hidrofóbicos. Grouts hidrofílicos são tipicamente sistemas de componentes únicos que reagem com água e curam a uma espuma flexível expansiva ou gel não expansivo que requer um ambiente úmido após a cura. As espumas hidrofóbicas expansivas requerem pouca água para reagir, aproximadamente 4%, e resistem facilmente a ciclos húmidos/secos. Verdadeiras Espumas hidrofóbicas, não exigindo água para reagir, também estão disponíveis. As espumas hidrofílicas expandem 4 a 6 vezes o seu volume original, enquanto as espumas hidrofóbicas expandem até 20 vezes o volume original e podem curar de forma flexível ou rígida. A maioria dos fabricantes transportam resinas de poliuretano com certificados NSF ou UL que aprovam a utilização em aplicações de água potável. Estima-se que o tempo de vida da espuma de poliuretano seja de aproximadamente 75 anos. O custo de resinas de poliuretano (antes da expansão) geralmente varia entre 60 e 80 dólares por galão, não curados. Note-se que o custo das espumas de poliuretano diminui drasticamente quando um dos fatores de expansão do material nos custos globais.
Aplicações-Quando & por que
grouts de cimento e de produtos químicos são utilizados numa grande variedade de projectos de construção que vão desde novas construções até à reabilitação. Por exemplo, grouts de cimento Portland e ultrafine são predominantemente usados para estabilizar o solo e/ou controlar a água em projetos civis, incluindo barragens de terra, diques, minas, túneis, metrôs, veios verticais, estruturas abaixo do solo ou encapsulação de resíduos. Estes tipos de projectos em grande escala exigirão frequentemente a injecção de volumes significativos de argamassa. Os grouts químicos complementarão frequentemente os grouts do tipo cimento e, em alguns casos, constituirão a principal argamassa utilizada para uma situação específica.
em muitos projectos civis onde se espera que ocorram grout, o engenheiro de registos ou consultor de Grout terá preparado um programa de grouting que define o tipo de grout que está planeado. Em alguns casos, no entanto, a necessidade de controle de água ou estabilização do solo não é antecipada e um programa de garoupa é desenvolvido rapidamente. O tipo de material usado para injecção para uma necessidade imediata geralmente passa por um processo de tentativa e erro. Por causa da vantagem econômica, argamassa de cimento Portland muitas vezes será a primeira tentativa. Se as condições geológicas não aceitarem a argamassa de cimento Portland, será utilizada uma argamassa de cimento ultrafina. Se cimentos Portland ou ultrafina são bem sucedidos, uma resina acrílica como acrilamida muitas vezes não será empregado.
os Grouts são também amplamente utilizados na reabilitação de infra-estruturas de esgotos sanitários em deterioração, barragens de betão ou estruturas inferiores. Geralmente, para estes tipos de projectos, são utilizadas Espumas acrílicas e poliuretano. Ambos são utilizados para selar fissuras e juntas que vazam. No entanto, o gel de acrilamida é predominantemente utilizado no sistema de oleodutos, enquanto as espumas de poliuretano são utilizadas em buracos e cofres. Onde os vazios ocorreram atrás de estruturas abaixo do grau, as espumas hidrofóbicas altamente expansivas de poliuretano são comumente usadas para preencher o vazio. Alguma espuma de poliuretano especialmente projetada também é usada para a elevação de placas de concreto, que fornece suporte estrutural através da utilização de uma solução leve que não vai promover a fixação adicional de placas. A espuma estrutural curada pesa aproximadamente 4 libras por pé cúbico comparado com material muito mais pesado para o roubo de lama.Quando confrontados com a necessidade de parar as fugas, estabilizar o solo ou controlar a água, recomenda-se que um consultor qualificado de argamassa e um contratante de injecção de argamassa sejam contratados para fornecer recomendações de instalação e que um fornecedor de argamassa experiente seja consultado para ajudar na selecção adequada da argamassa.Britt N. Babcock, P. E., é diretor da Divisão Geotécnica da Avanti International. A Avanti International é um fornecedor de serviços completos e um fornecedor experiente de cimento de alta qualidade e grouts químicos nos Estados Unidos.