Czy iniekcje geopolimerowe oddziaływują na środowisko?

(11 lutego, 2021)

Wprowadzenie

W ciągu 40 lat znacznie wzrosło wykorzystanie geopolimerów do rozwiązywania problemów związanych z osiadaniem gruntów i niekorzystnymi warunkami gruntowymi w branży budowlanej i utrzymania budynków.  Geobear jest wynalazcą procesu iniekcji geopolimerowych. We współpracy z partnerami łańcucha dostaw firma stworzyła 29 geopolimerów, oferując rozwiązanie dla każdej sytuacji.  W niniejszym raporcie podsumowano korzyści środowiskowe wynikające z zastosowania tej technologii w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami budowlanymi wraz z danymi i źródłami potwierdzającymi opisywane korzyści.

 

Wyzwanie

Nadmierne osiadanie lub osłabienie gruntów podłoża może, przy braku odpowiednich działań, prowadzić do uszkodzenia infrastruktury, budynków i obiektów narażonych na przemieszczenia. Wynikające z tego osiadanie lub zapadanie się może przebiegać szybko, albo też rozwijać się przez wiele w zależności od warunków podłoża i przyczyn przemieszczenia.

 

Rozwiązania tradycyjne

W zastosowaniach związanych z zapadaniem się budynków mieszkalnych i użytkowych tradycyjnym podejściem do przemieszczeń gruntu były iniekcje zaczynu. Techniki te zazwyczaj wykorzystują mieszaninę cementu, wody i popiołu lotnego (PFA). Stosunek wynosi zazwyczaj 20:1 PFA:cement.

Skuteczność tradycyjnych technik iniekcji zaczynu wynosi około 25%. Dodatkowo zaczyn charakteryzuje się długim czasem wiązania, co oznacza, że może on „utracić się” w pęknięciach, co zwiększa ilość potrzebną do stabilizacji powierzchni. W zastosowaniach wymagających iniekcji zaczynu pod istniejącymi konstrukcjami co do zasady konieczne jest wykonanie szybu dostępowego o większej średnicy, z którego można wywiercić poziome otwory o mniejszej średnicy do wykonania iniekcji.

 

Rozwiązania Geobear

Iniekcje geopolimerów Geobear, rozwijane w ciągu 40 lat prac badawczo-rozwojowych, stanowią alternatywę do tradycyjnej podbudowy lub palowania, cechującą się brakiem ingerencji.  W systemie wykorzystuje się 2-składnikowy polimer poliuretanowy. System iniekcji geopolimerem Geobear można wykorzystywać do naprawy zapadlisk i osiadania geotechnicznego.

Skuteczność stabilizacji geopolimerem wynosi od 500% do 700%, co oznacza, że stabilizacja wymaga mniejszej ilości materiału w porównaniu z wykorzystaniem konwencjonalnego zaczynu (1 tona geopolimeru względem około 65 ton zaczynu).

Materiał geopolimerowy miesza się na budowie i wprowadza do gruntu przez wywiercone otwory. Geopolimer wiąże w czasie od 1 do 5 minuty. Krótki czas wiązania sprawia, że pęknięcia gruntu są szybko wypełniane, co umożliwia bardziej ukierunkowaną i kontrolowaną aplikację.

Po związaniu macierz geopolimeru jest odporna na działanie wielu substancji chemicznych, w tym paliw, słanych kwasów i zasad, a także jest niewrażliwa na działanie wody.  Macierz jest wrażliwa na utlenianie fotosensybilizowane za sprawą promieniowania UV, jednakże z uwagi na zastosowanie geopolimeru poniżej gruntu, ryzyko to jest wyeliminowane.

Żywotność obliczeniowa geopolimeru wynosi ponad 120 lat, dzięki czemu jego wymiana nie jest wymagana w okresie żywotności konstrukcji.  Po usunięciu konstrukcji materiał można pozostawić w gruncie lub zutylizować jako odpady inne niż odpady niebezpieczne.

 

Wpływ rozwiązań tradycyjnych na środowisko

Rozwiązania wykorzystujące konwencjonalne zaczyny cementowe, chociaż nie są niebezpieczne po związaniu, podczas produkcji i instalacji wykazują pewne istotne niekorzystne cechy z punktu widzenia środowiska, a mianowicie:

Techniki iniekcji wykorzystują mieszankę cementu, wody i popiołów lotnych (PFA), które są produktem ubocznym z elektrowni węglowych i są uzależnione od spalania paliw kopalnych, które są ograniczonym zasobem i mają znaczny wpływ na zmiany klimatyczne poprzez emisje dwutlenku węgla i innych cieplarnianych wcześniej zgromadzonych w paliwach kopalnych.

Produkcja cementu odbywa się w procesie produkcji klinkieru portlandzkiego — w procesie tym powstają znaczne ilości dwutlenku węgla emitowanego do atmosfery.  Nagrzewanie wapienia w produkcji cementu zazwyczaj wymaga spalania paliw kopalnych, co dodaje dodatkowe 40% do emisji dwutlenku węgla z procesu.  W zależności od wykorzystywanego procesu każda tona wyprodukowanego cementu generuje nawet tonę dwutlenku węgla.

W Wielkiej Brytanii zanieczyszczanie „wód kontrolowanych” stanowi wykroczenie. Obejmują one cieki wodne, jeziora, wody przybrzeżne i źródła wód podziemnych. Niezwiązany zaczyn cementowy ma wysokie pH i długi czas wiązania, co oznacza, że zaczyn stanowi znaczne zagrożenie dla pobliskich środowisk wodnych i źródeł wód podziemnych.  Uwolnienie materiału przez pęknięcia i pustki może prowadzić do zanieczyszczenia środowiska.  Jeśli takie zanieczyszczenie przedostanie się do cieku wodnego, wzrost pH ma działanie żrące dla przyrody i powoduje obniżenie poziomów tlenu rozpuszczonego i wzrost poziomu zawieszonych ciał stałych w wodzie.  Skutki te razem mają poważny długo- i krótkotrwały wpływ na ekosystemy wodne.

 

Wpływ rozwiązań Geobear na środowisko

Chociaż produkcja geopolimerów Geobear wytwarza znaczne ilości dwutlenku węgla, skuteczność stabilizacji geopolimerem wynosi od 500% do 700%, co oznacza, że stabilizacja wymaga stosunkowo małych ilości materiału w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami budowlanymi (1 tona geopolimeru względem około 65 ton zaczynu).  Taka skuteczność oznacza, że w porównaniu z tradycyjnym rozwiązaniem geopolimery Geobear pozwalają ograniczyć ślad węglowy o ok. 46%.

Po związaniu macierz geopolimeru jest odporna na działanie wielu substancji chemicznych, w tym paliw, słanych kwasów i zasad, a także jest niewrażliwa na działanie wody.  Szeroko zakrojone badania skruszonych próbek geopolimerów Geobear przeprowadzone przez ALS Life Sciences Ltd w ramach wymogów licencyjnych Agencji ds. ochrony środowiska wykazały, że nasze geopolimery nie ma mają wpływu na wody podziemne i źródła wody.

Reakcja chemiczna tworząca macierz geopolimeru generuje niewielkie ilości gazów o charakterystycznym zapachu.  Gazy te są emitowane w niezwykle małych ilościach, znacznie poniżej jakiegokolwiek poziomu wymagającego zgłoszenia i szybko rozpraszają się po zakończeniu reakcji.  Nie stanowią one zagrożenia dla ludzi ani przyrody i nie wymagają szczególnych środków kontroli.

Żywotność obliczeniowa geopolimeru wynosi ponad 120 lat, dzięki czemu jego wymiana nie jest wymagana w okresie żywotności budynku.  Po usunięciu konstrukcji materiał można pozostawić w gruncie lub zutylizować jako odpady inne niż odpady niebezpieczne.

Wnioski

Analiza i badania geopolimerów Geobear wykazują wiele zalet systemu względem tradycyjnej stabilizacji zaczynem z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju.  Podsumowując, Geobear oferuje 40-50-krotne ograniczenie ilości wymaganych materiałów w porównaniu z konwencjonalnym rozwiązaniem iniekcji zaczynu i ok. 46% ograniczenie emisji dwutlenku węgla.

Skontaktuj się z nami!

Umów się na wizytę konsultacyjną z badaniem geotechnicznym.
Zadzwoń: 885 804 600 (działamy w całej Polsce).

Możesz też krótko opisać swój problem, korzystając z formularza.

  • To pole jest używane do walidacji i powinno pozostać niezmienione.