Aparte de esta gama hay geomembranas basadas en materias primas de elastomerico. Esta gama de productos también incluye muchos artículos diferentes:

Transcripción

1 Materiales de Impermeabilización En las últimas décadas hubo un profundo desarrollo en el negocio de impermeabilización en todo tipo de proyectos de obra civil. Los principales productos que todavía se utilizan hoy en día son los productos basados en bitumen. Se usan todo tipo de productos bituminosos como geomembranas, pinturas, masilla y otros como impermeabilizantes en tejados y cimientos. Pero no se puede usar bitumen en todas partes, especialmente en aquellas zonas donde se prevé elongaciones del material de impermeabilización. Aparte de esta gama hay geomembranas basadas en materias primas de elastomerico. Esta gama de productos también incluye muchos artículos diferentes: CSM EPDM IIR NBR = polietileno clorosulfonado = etileno-propileno-terpolímero de caucho = caucho butílico = goma de nitrilo Materiales elastoméricos tienen una alta resistencia contra la radiación UV y las influencias térmicas. Los materiales no son fáciles de soldar y reparar después de años de uso. Aparte de los materiales elastomeritos también se usan los materiales termoplásticos para la impermeabilización. Los productos más conocidos de esta gama son: EVA ECB PIB PEC PE PVC-P PP = etileno-acetato de vinilo copolímero = Copolímero de etileno-y betún = polisobutileno = cloruro de polietileno = polietileno = Cloruro de polivinilo blando = polipropileno Algunos de estos materiales serán el tema de este documento.

2 Los materiales termoplásticos tienen por supuesto diferentes comportamientos mecánicos y químicos. Es por eso que es importante conocer su rendimiento para poder hacer la selección correcta del material para la aplicación correcta. No tiene sentido utilizar EVA o PVC-P como revestimiento para la base de un vertedero debido a su resistencia química que tiene que ser juzgado menor que la del PE. Para un proyecto tan importante está muy claro que se tiene que usar el mejor material. Para otras aplicaciones donde los asentamientos están previstas, PE sería el material equivocado. Hay dos puntos importantes referentes a la selección del material de impermeabilización - el rendimiento mecánico de la geomembrana - el rendimiento químico de la geomebrana 1 Resistencia química: Hoy en día hay muchas sustancias químicas diferentes. Ningún material de lining es resistente contra todas las influencias incluyendo.a combinación de diferentes productos químicos. Pero siguiendo las investigaciones hechas en el pasado se puede decir que la resistencia química de: PE es muy buena PVC-P es bastante buena PP es buena EVA es buena PEC es bastante buena 2 Resistencia mecánica Las influencias mecánicas también se muestran de varias maneras. El estrés se presenta como elongación, perforación, influencia de la temperatura, la luz ultravioleta, abrasión mecánica y otros. Estas influencias son más importantes que las químicas. 2.1 Elongación y comportamiento de tracción Cómo se comportan los materiales termoplásticos bajo elongación? Sólo se mencionará los productos importantes como PVC-P, PP LDPE Y HDPE. HDPE: Se necesita una gran cantidad de energía para iniciar la elongación del material debido a su rigidez. Después de un estiramiento de alrededor del 8% al 10% el material alcanza el punto de rendimiento en la uni-direccional y el material comienza a fluir, el material comienza a alargarse en el punto más débil (por ejemplo, en el punto más bajo de espesor) hasta que se rompe. En este estado el PE ya no es capaz de llegar a la longitud inicial después de cortar la tensión.

3 En el estado de flujo PE es muy sensible a las influencias mecánicas como punción. El material se puede romper con bastante facilidad ** 632 * / LDPE: Este material no presenta un punto muy claro de rendimiento, pero el cambio de la curva muestra que el material está dañado en su estructura. Una vez más el material se vuelve más sensible a las influencias adicionales. LDPE permanece más tiempo en un estado elástico. También es más flexible como PE, pero menos resistente a las influencias químicas. PP: PP tiene un estado mayor de la elasticidad como PE y PE-LD. Una vez más se observa un cambio claro de la curva debido a la elongación, pero el seudo punto de rendimiento se presenta después de una elongación importante del material. PVC-P: El punto de rendimiento nunca será alcanzado con este material. Hasta la ruptura el material se queda en un estado elasto-plasto. Esto significa que después del alargamiento el material cerca de la rotura y el estrés el PVC-P alcanza de nuevo el estado inicial. Dondequiera que se espere el alargamiento del material a través de los asentamientos, a través de la superficie irregular, el PVC-P es el material de impermeabilización más adecuado.

4 Resistencia a la tensión / elongación al rendimiento 1 PVC-P: sin punto de rendimiento 2 HDPE: 15 N/mm² - 10 % 3 LDPE: 8 N/mm² - 20 % 4 FPP: (5 N/mm² - 40 %) pseudo Resistencia a la tensión / elongación a la rotura 1 PVC-P: 17 N/mm² % 2 HDPE: 20 N/mm² % 3 LDPE: 15 N/mm² % 4 FPP: 18 N/mm² % Resistencia a la rotura 1 PVC-P: 80 N/mm 2 HDPE: 140 N/mm 3 LDPE: 120 N/mm 4 FPP: 120 N/mm 2.2. Agrietamiento por tensión PVC-P: resina amorfa HDPE: >= 2000 h resina semi-cristalina LDPE: >= 2000 h resina semi-cristalina FPP: >= 3000 h resina semi-cristalina+epr Esto ocurre a menudo con HDPE lo cual significa un peligro importante para la impermeabilización del agua. Parece ser que el material se está rompiendo debido a la influencia mecánica como la soldadura a altas temperaturas 2.3. Ángulo de fricción PVC-P: 28 HDPE: 18 LDPE: 20 FPP: 26

5 2.4 Resistencia perforación (aplicación de la perforación de pin): La geomembrana se fijó en los bordes del dispositivo de prueba y se aplicó un pin a la membrana. Bajo este tipo de tensión el PE se presenta con la más alta resistencia, seguida por LD-PE, PVC-P y PP. La imagen de la ruptura es notable. PE se rompió donde se colocó el pin debido a la reducción del espesor del material sólo en este punto. El resto del material mantiene su espesor. PVC-P reaccionó de manera diferente a esta tensión, se alargo durante toda la muestra a través de la elongación reduciendo su de espesor en todas partes. ATTENCION: Esta situación no suele ocurrir en realidad en situ. El resultado se ve en el dibujo del informe de los resultados:

6 2.5 Resistencia a la perforación (que se aplica sobre la superficie rugosa) El dispositivo de prueba es una olla redonda llena de grava de unos 30 mm a 50 mm de diámetro. Las muestras de las diferentes geomembranas fueron colocados sobre la grava, se colocó una tapa de manera impermeable para poder aplicar presión con agua. Este tipo de estrés es el que más aparece en la realidad. El resultado se muestra en el dibujo: PVC-P tiene la mayor resistencia de punción

7 2.6 Perforación de resistencia (aplicado sobre la superficie áspera combinada con otros conos) Una tercera prueba de punción siguiendo las normas estadounidenses fue ejecutado. Además de la grava del segundo dispositivo de prueba, se colocaron conos en la grava 10/20 mm, se colocó la membrana encima y se aplicó la presión otra vez. PVC-P se presenta con un excelente comportamiento, la geomembrana. El PVC-P concentra el estrés en la cima del cono, que es capaz de alargar sobre el volumen total de la muestra. PP muestra un comportamiento similar al PVC-P. El rendimiento de PE bajo este tipo de tensión es muy pobre. El resultado se muestra en el dibujo:

8 2.7 Resistencia biaxial En realidad, las geomembranas sufren una tensión biaxial. Por lo tanto, es muy importante saber cómo se comportan los materiales bajo tal tensión. Las diferentes muestras se volvieron a fijar en el dispositivo de prueba y se aplicó presión para provocar la elongación biaxial de la geomembranas. El dispositivo de prueba no fue capaz de crear más de 170% de elongación. Tanto, el PVC-P y el PP no cedieron por el peso dado. Los dos otros materiales fallaron después del 50% y el 65%. El resultado se muestra en el dibujo:

9 2.8 Resistencia al punzonamiento combinado con alargamiento biaxial La última prueba puede ser juzgada como la más realista. En primer lugar las diferentes muestras se presionan en un dispositivo lleno de grava 30 a 50 mm bajo una presión de 700kPA. Esta presión se aplicó durante 3 minutos. Las muestras se retiran y se colocan al dispositivo para probar el rendimiento biaxial del material. En realidad, la geomembrana está expuesta a esta tensión, la combinación de la perforación y alargamiento biaxial. El resultado se muestra en el dibujo:

10 3. Soldadura La capacidad de soldadura de los diferentes materiales es de suma importancia. Una geomembrana de la más alta calidad es inútil si no se puede soldar de una manera prefecta. Una cuestión crucial es la dilatación térmica de los diferentes materiales bajo los cambios de temperaturas: Dilatación termal PVC-P: cm/cm/ C Desplazamiento: 48 cm para 100 m y cambio de 50 C HDPE: cm/cm/ C Desplazamiento: 120 cm para 100 m y cambio de 50 C LDPE: cm/cm/ C FPP: cm/cm/ C PVC-P se puede soldar con aire caliente, cuña caliente y una solución química. La ventana de temperatura y la velocidad es importante. Después de muchos años de uso aun es posible soldar la geomembrana. Muy importante es el hecho de que el PVC-P se puede soldar fácilmente manualmente con aire caliente, lo cual garantiza la perfecta ejecución de los detalles más difíciles. PE tiene que ser soldado por aire caliente o cuña caliente con la ayuda de máquinas de soldar pesadas o por extrusión. No es posible soldar este material a mano con aire caliente. Un especialista tiene que llevar a cabo una soldadura de extrusión adecuada de los detalles complejos. PE-LD se puede soldar por aire caliente y cuña caliente automática. La soldadura a mano con el aire caliente no es posible. Los detalles tienen que ser soldados por extrusión. Para el PE, así como PE-LD es importante tratar la superficie antes de la soldadura ya que una corrosión de la superficie es fácilmente posible. Esta corrosión tiene que ser eliminado para lograr una buena soldadura.

11 PP se puede soldar con aire caliente y máquinas de cuña calientes y con aire caliente a mano. Se comporta de forma similar al PVC-P referente a la soldadura. Conclusion: Sitios reales en la ingeniería civil, como túneles, cimientos de edificios y balsas se muestran con superficies irregulares sobre las cuales se colocan las membranas de impermeabilización. Después del lining se llevan a cabo las otras obras, lo cual significan un peligro cierto para todo tipo de geomembranas. Si estas obras no se ejecutan de una manera adecuada, el peligro de perforación de la geomembrana está presente. Sólo las medidas serias de protección serias y la ejecución cuidadosa del trabajo pueden evitar estos fallos. La aplicación de hormigón u otras cargas al sistema de impermeabilización crean automáticamente un alargamiento biaxial de la membrana en las circunstancias descritas de la última prueba. El resultado de estas pruebas es claras, bajo las circunstancias descritas PVC- P cumplirá las tareas de impermeabilización de la mejor manera.