Investigación sobre las propiedades y aplicación de la lechada de cemento modificado inorgánico

En la operación de tuberías subterráneas municipales, con frecuencia ocurren problemas como tierra suelta alrededor del exterior de las tuberías, huecos en las paredes de las tuberías, filtraciones en las rocas circundantes y defectos por huecos. La lechada de cemento común tiene partículas gruesas que luchan por penetrar en las fisuras finas, lo que resulta en un sellado limitado y un rendimiento anticorrosivo. La lechada de cemento modificado inorgánicamente, con su sistema de hidratación optimizado mediante modificación mineral, ofrece una excelente permeabilidad, forma un cuerpo consolidado denso y estable y combina las ventajas de una ligera expansión con durabilidad y resistencia a la corrosión. Se utiliza ampliamente en proyectos de pretratamiento de sustratos y reparación de defectos, como relleno alrededor de tuberías, tratamiento anticorrosión de paredes de tuberías y refuerzo antifiltración de la roca circundante a lo largo de las tuberías.

01 · Principios de composición y preparación de materiales

Compuesto por cuatro categorías de materias primas: material base cementoso, aditivos minerales ultrafinos, componentes modificadores reactivos inorgánicos y aditivos de alta eficiencia.

1. Material base cementoso: principalmente cemento Portland ordinario, que proporciona capacidad básica de hidratación y cementación;
2. Aditivos minerales: polvos ultrafinos de cenizas volantes, humo de sílice y polvo mineral, que optimizan la gradación de partículas;
3. Componentes modificadores reactivos: poseen actividad puzolánica, regulando la reacción de hidratación de etapa posterior;
4. Aditivos de alta eficiencia: Reductor de agua de policarboxilato de alta eficiencia, asegurando la fluidez de la lechada y reduciendo el riesgo de sangrado y segregación.

Basado principalmente en la teoría del empaquetamiento de partículas más cercano, con tres lógicas subyacentes centrales:

1. Relleno de gradación de partículas: los polvos ultrafinos llenan los espacios entre las partículas de cemento, ampliando los canales de penetración de la lechada y mejorando la inyectabilidad;
2. Densificación de hidratación secundaria: los componentes reactivos sufren una reacción puzolánica con el hidróxido de calcio producido por la hidratación del cemento, generando continuamente gel C-S-H que llena los poros capilares internos;
3. Control de defectos de contracción: Las proporciones optimizadas de los componentes logran un ligero efecto de expansión, compensando la contracción por secado inducida por el endurecimiento y evitando que se formen espacios o huecos en la interfaz entre el cuerpo consolidado y el sustrato.

02 · Desempeño e indicadores básicos

1. Fluidez de la lechada ≥180 mm, con buena bombeabilidad, cumpliendo con los requisitos de la construcción de lechada profunda;
2. Tasa de sangrado de la lechada ≤3%, más del 60% menor que la de la lechada de cemento puro, lo que la hace menos propensa a la estratificación y sedimentación;
3. Resistencia a la compresión del cuerpo consolidado durante 28 días ≥35 MPa;
4. Presenta ligeras características de expansión; la tasa de contracción por secado en la etapa posterior después del endurecimiento es significativamente menor que la de la lechada de cemento ordinaria;
5. Puede penetrar microfisuras con un ancho ≥0,1 mm, adecuado para aplicaciones de pretratamiento y anticorrosión en la roca circundante y en los huecos de las paredes de las tuberías alrededor de tuberías subterráneas (haciendo referencia a la literatura de investigación experimental relevante sobre materiales de lechada a base de cemento modificados en MDPI).

03 · Ventajas principales

Mayor capacidad de penetración

Las partículas de materia prima se optimizan en proporción, lo que permite la penetración en grietas finas que la lechada de cemento común no puede alcanzar, llenando los microespacios entre la pared exterior de la tubería y el suelo circundante y logrando un relleno profundo y un sellado antifiltración alrededor de la tubería.

Cuerpo consolidado denso y estable.

La reacción puzolánica continúa durante todo el proceso de endurecimiento, optimizando la estructura interna; el cuerpo consolidado resultante tiene pocos poros y una excelente impermeabilidad y resistencia a la corrosión del suelo, lo que proporciona protección a largo plazo de la pared exterior de la tubería contra el agua y la erosión del suelo.

Ligera expansión con baja contracción.

Con características controlables de ligera expansión, compensa la deformación por contracción producida durante el endurecimiento, evitando que se formen espacios o huecos entre la lechada y la pared exterior de la tubería o la roca circundante, manteniendo una unión firme y duradera y asegurando que el sellado anticorrosión no falle.

Sistema inorgánico verde

Compuesto exclusivamente de minerales inorgánicos, sin disolventes orgánicos ni sustancias nocivas, respetuoso con el medio ambiente. Resistente al agua y a la corrosión del agua subterránea y del suelo, es adecuado para servicio a largo plazo en condiciones de operación húmedas de tuberías subterráneas, brindando protección continua a la pared de la tubería.

Construcción conveniente

La lechada tiene una excelente fluidez y un proceso de mezcla sencillo. Es compatible con varios escenarios de pretratamiento del exterior de la tubería y del sustrato de la tubería, tiene un umbral operativo bajo, completa de manera eficiente el trabajo de relleno de espacios y protección anticorrosión y acorta efectivamente el ciclo de construcción para la reparación de la tubería.