Geopolymerinjektion ( eng. Geopolymerinjection ) av jordar och fundament är processen att pumpa in en speciell geopolymerlösning med hjälp av en injektor i jorden , under basen av ett fundament eller betongplattor för att öka fundamentens bärförmåga och återställa deras ursprungliga designegenskaper och utseende. Denna typ av injektion används i restaurerings- och restaureringsarbeten för att stärka basen och höja grunden. En av huvuddragen i metoden är att arbetet inte kräver användning av stor anläggningsutrustning och schaktningsarbeten, som är inneboende i traditionella metoder för att återställa fundamentets bärighet. Polymeren pumpas genom injektorn under tryck.
Geopolymerer ( eng. ) - nya kompositmaterial med polymerstruktur som har mycket hög hållfasthet . Eftersom råvarorna för deras produktion huvudsakligen är mineraler av geologiskt ursprung, kallas de geopolymerer. För första gången introducerades denna term i bruk av den franske kemisten Joseph Davidovits , som 1978 för första gången skapade ett monolitiskt byggnadsmaterial bildat av växelverkan mellan komponenter som innehåller aluminater och silikater i en alkalisk miljö , och även skapade en icke- vinstvetenskaplig organisation Institute of Geopolymers (Institut Géopolymère). Geopolymerer är kemiskt inerta med avseende på många lösningsmedel och aggressiva miljöer, och är även resistenta mot höga temperaturer. På grund av deras utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper används geopolymerer i stor utsträckning inom medicin , industri och, naturligtvis, inom konstruktion .
1975, innan termen "geopolymer" ens existerade, började en grupp finska forskare, förenade av Uretek, arbeta på en speciell formel av höghållfasta polymerer. Av de många proverna valdes ett med märkningen 486 - dess tekniska egenskaper, enligt författarna, borde i framtiden ha blivit grunden för tekniken för att lyfta och förstärka betongkonstruktioner . 1979 utvecklades utrustning som möjliggjorde exakt proportionering av geopolymerharts och kontrollerad injektion i jorden. De första patenten erhölls redan i år. 2004 började introduktionen av nya geopolymerteknologier - inom fem år utvecklades lösningar för att fylla tomrum, samt utökade geopolymerpelare för att öka bärigheten hos jordar.
Metoden bygger på användningen av ett geopolymermaterial, vars egenskaper bidrar till att förbättra jordens bärförmåga genom att binda samman dess olika element. Samtidigt är inverkan på objektet minimal - för att utföra arbete är det inte nödvändigt att demontera massiva strukturer, avbryta objektets vitala aktivitet och använda stor byggutrustning. Processen för geopolymerinjektion är ganska enkel, ekonomisk och mycket mobil. Innan arbetet påbörjas bestäms markens tillstånd genom dynamiskt lod . Därefter borras flera hål i golvet eller marken intill byggnaden som ska restaureras, med en diameter på ca 12 mm, i vilka injektionspackare förs in . Genom dem matas ett geopolymermaterial in i jorden under tryck och fyller tomrummen i basen. Väl i marken expanderar materialet, fyller först områden med låg densitet och hårdnar snabbt. När den erforderliga densiteten av jorden uppnås skapas ett vertikalt verkande tryck , vilket gör att du kan lyfta de hängande strukturerna.
Geopolymerjordinjektion gör det möjligt att stabilisera alla baser på några dagar, stärka jordarna under byggnadernas fundament och i vissa fall höja själva strukturen till designnivån. Arbetet tar mycket kortare tid än traditionella metoder för markförstärkning och är inte beroende av väderfenomen, temperatur och kan utföras lika effektivt på nästan alla typer av jord. Samtidigt har geopolymermaterialet ingen negativ inverkan på miljön, har goda vattentätande egenskaper och skyddar jordar från de destruktiva effekterna av fukt . Beroende på arbetsuppgifterna, markens tillstånd och utformningen av byggnader och strukturer används olika injektionsmetoder och geopolymermaterial. Till exempel, om du behöver höja husets hängande hörn, stäng sprickorna i väggarna , jämna ut grunden för byggnaden , då i det här fallet är den mest effektiva metoden djupjordinjektion (Deep Injection). Om det är nödvändigt att stabilisera basen, jämna ut golvplattorna eller landningsbanorna , används stabiliseringsmetoden för plattlyftande bas. Jämfört med traditionella strukturella förstärkningstekniker är denna metod mycket mer ekonomisk och kräver minimal tid. För att stödja strukturer av en hängande grund och för att stärka jordar med otillräcklig densitet, väljs en teknik som använder PowerPile geopolymerkolonner. Själva kolonnerna är kevlarpåsar , som sätts på injektionspackare och injiceras i marken och fylls med geopolymermaterial till sex meters djup. Hartset fyller behållaren, expanderar och härdar snabbt - 90 % styrka uppnås på bara 15 minuter.
Geopolymerinjektion används för reparation och restaurering av privata hus, offentliga byggnader, stora logistik- och lagerkomplex, olika industrianläggningar, vägar och broar , hydrauliska strukturer ( hamnar , kajer , banvallar , kanalstöd), järnvägar och korsningar, landningsbanor, flygplatser, historiska platser och arkitektoniska monument. Arbetstid jämfört med traditionella metoder Denna tabell visar den ungefärliga tiden för att utföra restaureringsarbeten med baser och fundament med traditionella metoder och metoder för geopolymerinjektion.
| Typ av arbete | Traditionella metoder | Geopolymerinjektion |
|---|---|---|
| Lyfta hängande golv och grunder i ett privat hus | 4-6 veckor | 1-2 dagar |
| Markpackning och lyft av plattor i lager och logistikkomplex | 4-8 veckor | 1-3 dagar |
| Lyft och stabilisering av plattor på banan | 8 veckor | klockan 8 |
| Lyft av plattor av lagerutrymmen på lastterminaler | 6 veckor | 2 dagar |
| Lyfta stolparna på kraftledningslyktor | 1 månad | 1 dag |
| Återställning och lyft av hängande stöd av brokonstruktioner | 2 månader | 3 dagar |
| Lyfta hängande golv och grunder i ett privat hus | 4-6 veckor | 1-2 dagar |
En långtidsutvärdering av Uretek högdensitetsmaterial har visat att materialens designlivslängd är minst 33 år. Pågående tester bekräftar att materialets faktiska designlivslängd vida överstiger denna period. Till exempel, enligt resultatet av materialtestning vid universitetet i Hannover , är livslängden för E-165 Caradate 30 hårt hartskompositrör som testats enligt rapporten vid en konstant högsta tillåtna temperatur på +133 °C 30 år. Som noterats ovan är geopolymerer kemiskt inerta med avseende på de flesta kemikalier av organiskt och oorganiskt ursprung. Vid testning utvärderades polymerens motståndskraft mot kemikalier som en funktion av volymförlust under långvarig kontakt. Resultaten utvärderades i följande kategorier: utmärkt motstånd (volymförlust upp till 3%); bra motstånd (förlust av volym från 3 till 6%); tillfredsställande motstånd (förlust av volym från 6 till 15%), lågt motstånd (från 15 till 25%); rekommenderas inte (förstör material vid kontakt).
| Namnet på kemikalien | Materialets kemiska beständighet [1] |
|---|---|
| Aceton | Låg |
| Bensen | Excellent |
| Mättad saltlösning | Bra |
| koltetraklorid | Excellent |
| Etanol | Bra |
| Fotogen | Bra |
| Linfröolja | Bra |
| Metylalkohol | Bra |
| metylenklorid | Tillfredsställande |
| Metyletylketon | Låg |
| Motorolja | Excellent |
| Perkloretylen | Excellent |
| Vanlig bensin | Bra |
| Toluen | Excellent |
| Terpentin | Excellent |
| Vatten | Excellent |
| Frätande ammoniak (10 %) | Bra |
| Saltsyra (10%) | Bra |
| Salpetersyra (koncentrerad) | Rekommenderas inte |
| Natriumhydroxid (koncentrerad) | Excellent |
| Natriumhydroxid (10 %) | Excellent |
| Svavelsyra (koncentrerad) | Rekommenderas inte |
| Svavelsyra (10%) | Bra |