Iniezioni Cementizie e Chimiche

Per le iniezioni chimiche propriamente dette si utilizzano particolari pompe dosatrici bi/tricomponenti. Ci soffermeremo su due aspetti delle iniezioni, uno legato al metodo d’iniezione e l’altro legato al prodotto da iniettare, evidenziando come i metodi descritti siano applicabili indifferentemente alle miscele cementizie ed a quelle silicatiche: 

Metodo tradizionale TAM: ad oggi uno dei sistemi di iniezione più comunemente utilizzato e' il TAM (Tubes A’ Manchettes) che prevede l'impiego di canne valvolate (in PVC, metalliche o in VTR) da posizionare e sigillare nei fori in precedenza eseguiti nel terreno da iniettare. La successiva iniezione della miscela in pressione avviene con l’ausilio di un packer doppio (double packer) che viene inserito all'interno del tubo valvolato in corrispondenza delle singole valvole. Il pompaggio della miscela in pressione provoca la rottura della guaina sigillante e permea il terreno circostante. All’interno di un foro eseguito nel terreno, o nel mezzo da trattare, viene inserita una speciale canna in materiale sintetico o metallico dotata, alla profondità da trattare, di una serie di coppie di fori radiali posti ad intervalli regolari (variabili in genere da 33 a 100 cm); ciascuna coppia di fori è protetta da un collare esterno di gomma con funzione di valvola di "non ritorno" della miscela iniettata dall'interno di questa canna forata. L’intercapedine anulare tra detta canna e foro viene cementata con miscela a bassa resistenza (guaina) prima dell'inizio del trattamento. Un doppio "packer" calato all'interno delle canne fa sì che la miscela venga iniettata valvola per valvola a pressione e volumi controllati e, se necessario, viene ripetuta a distanza di tempo anche con differenti tipi di miscela. Sistemi standard di controllo e registrazione, inseriti a valle della pompa-iniettore, consentono la gestione e restituzione dei principali parametri d’inezione per ogni singola valvola.

Iniezioni chimiche: mentre in terreni granulari vengono solitamente iniettate miscele acqua-cemento, eventualmente stabilizzate con bentonite e/o additivi disperdenti, in terreni fini, più difficilmente iniettabili e per la soluzione di problematiche complesse, si ricorre a prodotti chimici. Si parla di iniezioni chimiche quando, in particolari condizioni e tipologie del terreno da trattare, si impiegano miscele costituite da prodotti chimici quali miscele poliuretaniche, acriliche, epossidiche, silicatiche, etc. In particolare le iniezioni chimiche trovano applicazione: 

• sia durante la realizzazione di un’opera in sotterraneo in presenza di venute d’acqua, rifluimenti di sabbie trascinate dall’acqua, etc; 
• sia nella fase di preconsolidamento, quando le condizioni del terreno (p.e. detriti di falda a scarsa coesione ed elevato indice dei vuoti) sono tali da non trattenere la miscela cementizia; 
• sia nella fase di riabilitazione di opere esistenti mediante il tamponamento di venute d’acqua e di stillicidi attraverso le strutture stesse. 

Una prima suddivisione dell’ampia tipologia di prodotti chimici impiegabili può essere fatta in funzione della granulometria (decrescente) del terreno da trattare. Distinguiamo pertanto diversi tipi di iniezioni in funzione del materiale iniettato:

- Poliuretaniche espandenti: le più comuni resine espandenti per il consolidamento dei terreni fanno parte della famiglia dei poliuretani. Questo prodotto d'iniezione occupa i vuoti e le porosità durante tutto il suo avanzamento allo stato fluido nella prima fase dell'iniezione e successivamente spiazza l’acqua interstiziale grazie alla fase di espansione meccanica del prodotto nel terreno e al successivo indurimento (polimerizzazione).

- Poliuretaniche consolidanti (senza aumento di volume): i consolidanti organici sono polimeri sintetici, detti comunemente resine sintetiche. Molti polimeri termoplastici hanno una certa solubilità, caratteristica importante per il consolidamento in quanto ne permette l'impiego in soluzione. Una volta penetrati all'interno del materiale non subiscono ulteriori polimerizzazioni rendendo il trattamento, almeno in teoria, reversibile.

- Con Cementi Microfini: l'utilizzo dei cementi microfini trova largo impiego negli interventi di impermeabilizzazione e presostegno allo scavo, dove l’estrema finezza delle fessurazioni in roccia o la ridotta porosità dei terreni impediscono l’assorbimento e la penetrazione delle miscele cementizie tradizionali, nella sigillatura di acque di falda, nel consolidamento dei terreni in genere, nelle iniezioni in calcestruzzi fessurati.

- Silicatiche bicomponenti o tricomponenti: particolarmente adatte per l´impermeabilizzazione ed il consolidamento sia in terreni che in strutture in calcestruzzo o in muratura; in condizioni di presenza d´acqua spesso seguono i trattamenti eseguiti con cementi, anche microfini, andando a permeare i vuoti di minori dimensioni nei quali il cemento non riesce a penetrare.

- Acriliche ed epossidiche: trovano impiego come iniezioni di rinforzo strutturale, di consolidamento dei terreni, di impermeabilizzazione, creando una barriera chimica contro la risalita capillare dalle pareti in mattoni o pietra. Vantaggi: compatibilità con l’ambiente ed elevata resistenza chimica.

- Con Nano-silicati: la silice colloidale è una sospensione acquosa in cui sono disperse particelle di silice di dimensioni infinitesimali che non tendono a sedimentare e con viscosità paragonabile a quella dell’acqua (il tempo di gelificazione è regolato con un additivo). Per ottenere il gel basta mescolare la silice colloidale con una debole soluzione di acqua e cloruro di sodio (10%) prima del pompaggio. Più si incrementa la soluzione salina, più rapido è il tempo di gelificazione in modo da poter limitare l’intervento alle zone previste. È una sostanza ecocompatibile e durabile nel tempo, essendo composta semplicemente da ossido di silicio, acqua e sale. Avendo la consistenza dell’acqua (bassa viscosità), penetra facilmente entro sabbie finissime e microfratture, diminuendo drasticamente la permeabilità.

Particolari applicazioni con resine poliuretaniche idroreattive e con resine acriliche hanno consentito alla SCF srl di realizzare interventi risolutivi per l’impermeabilizzazione di giunti in galleria sottofalda.