186586. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mélyépítési és építési szerkezetek, műtárgyak, különösen csatornák és csővezetékek, építőelemek, kőzetek és talajok szilárdítására és vízzáróvá tételére
1 186.586 2 A találmány tárgya javított eljárás mélyépítési és építési szerkezetek, műtárgyak (különösen csatornák és csővezetékek), építőelemek, kőzetek és talajok szilárdítására és vízzáróvá tételére vízüveges közegek felhasználásával. A találmány szempontjából a "szerkezet", "műtárgy ", "építőelem”, kőzet" és "talaj" kifejezést a lehető legtágabban értjük; ezek a megjelölések a különböző tároló medencéket, alagutakat, természetes vagy mesterséges üregeket, talaj- és kőzethézagokat is magukba foglalják. Ismeretes, hogy a mélyépítési és építési szerke- - zetek, elsősorban a csatornák, csővezetékek és medencék nagy többségükben vízzárósági szempontból nem megfelelőek. A hiányosságok nagyrészt a gyártás és összeillesztés hibáira, továbbá a szerkezetek használat közbeni megrepedezéseire és egyéb állagromlására vezethetők vissza. Ismert az is, hogy az építési és mélyépítési szerkezetek és műtárgyak (elsősorban a föld alatti csatornahálózatok és csővezetékek) javítása rendkívül nagy idő-, munka- és anyagráfordítást igényel, és a javítás sok esetben nem *' végezhető el a kívánt eredménnyel. A 153 975 sz. magyar szabadalmi leírás egyszerű és gyors eljárást ismertet mélyépítési és építési szerke- *zetek, műtárgyak, építőelemek, kőzetek és talajok szilárdítására és vízzáróvá tételére. Az ott közöltek szerint a javítandó trágyra, tárgyra vagy annak f környezetébe vízüveget vagy vízüveges közeget juttatnak, majd a vízüveges közeget fluorid, pontosabban hidrogén-fluorid, szilícium-tetrafluorid és/vagy hidrogén-szilikofluorid, hatásának teszik ki. A v. vízüveg a gáznemű fluoriddal érintkezve rövid idő alatt begélesedik, és tökéletesen eltörni az üregeket, hézagokat vagy repedéseket. Ha az eljárást talajban elhelyezett szerkezete, vagy műtárgyak (például csatornák vagy medenék) vízzáróvá tételére használják fel, további előnyt jelent, hogy a repedéseken a talajba jutott vízüveg is megszilárdul, így javítja a szerkezet vagy műtárgy ágyazását, és szilárdítja a környező talajt. A fluorid gázok használatának igen előnyös hatása az is, hogy fokozzák a beton és vasbeton szerkezetek korrózióállóságát. Ez az eljárás azonban számos előnye ellenére nem terjedt el a gyakorlatban. Az eljárás széles körű bevezetését jelentősen akadályozza az a tény, hogy a kezelő gázok közül a hidrogén-fluorid és a szilícium-fluorid igen erős méreg, így alkalmazásuk környezetvédelmi szempontból nem javasolt. További hátrányt jelent, hogy a kialakult kovasav gél nem rugalmas, nem képes követni a kezelt tárgy avagy talajréteg elmozdulásait. A kovasav gél víz hatására nem duzzad megfelelő mértékben, ezért az elmozdulásokból keletkező és a géldugó mellett kialakuló újabb repedéseket nem képes megfelelően eltönmi. MA-2924 alapszámú korábbi magyar szabadalmi bejelentésünk szerint gélképző anyagként vízüveg helyett különféle polimereket, elsősorban akrilsav- és akrilamid-polimercket használunk fel, adott esetben inert szemcsés szilárd töltőanyag jelenlétében. Az Így kialakított gélek megfelelően rugalmasak és víz hatására jól duzzadnak, hátrányuk azonban az, hogy viszonylag lágyak, és erősebb igénybevétel hatását nem képesek elviselni. Hátrányos az is, hogy a felhasználandó polimerek nagy többsége költséges, nehezen beszerezhető anyag, és a technológia egyes esetekben különleges szakértelmet és felszerelést igényel. Olyan új eljárásra van tehát szükség, amely egyesíti az ismert megoldások előnyeit, azok hátrányaitól azonban mentes. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha lényegében a 153.975 sz magyar szabadalmi leírásban ismertetett módon janink el, azonba a gélképző rendszerhez további komponensként meghatározott szerves polimereket is adunk, egyszerű és gyors technológiával alakíthatunk ki megfelelően szilárd, ugyanakkor azonban még kellően rugalmas géleket, amelyek a kezelendő tárgyakat időben tartósan szilárdítják és vízzáróvá teszik. A találmány tárgya tehát eljárás mélyépítési és építési szerkezetek, műtárgyak, építőelemek, kőzetek és talajok szilárdítására és vízzáróvá tételére vizes vízüveg-oldat és hidrogén-szilikofluorid felhasználásával. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a kezelendő tárgyon, tárgyban vagy annak környezetében a vízüveg-oldatot 1 súlyrész gélképző, vízoldható szerves polimer és a polimer tárhálósodását elősegítő anyag jelenlétében hozzuk érintkezésbe hidrogén-szilikofluoriddal. A leírásban és az igénypontokban a "vízüveg" megjelölésén az alkálifém-szilikátokat és az ammónium-szilikátokat értjük. Vízüvegkcnt a legcélszerűbben vizes nátrium-szilikát-oldatot használunk fel, amelynek szárazanyag-tartalma 35 súly% lehet. A "gélképző, vízoldható szerves polimer" megjelölésen vízzel korlátlanul elegyedő, folyékony halmazállapotú, hidrogélképző szerves polimereket értünk. Ezeknek a szerves polimereknek egyik típusát alkotják a polielektrolitok, amelyek legelőnyösebb képvieslöi a karboxilát-típusú, azaz -COOX csoportot tartalmazó (ahol X egyvegyértékű kationt jelent) polimerek. Ezek közül példaként a karboxil-polimereket és -kopolimereket, a részlegesen hidrolizált poliakrilamidot és a túlnyomórészt hidrolizált poliakrilsavésztereket, valamint azok alkálifém- és ammóniumsóít említjük meg. A szerves polimerek másik típusát a hidrogélképző nemionos polimerek alkotják,i amelyk legfontosabb képciselői a políakrilanridok és a polivinilalkohol. A polimer térhálósodását elősegítő anyagok a műanyagkémiában jól ismertek, így ezeket nem részletezzük. Csupán általánosságban említjük meg, hogy a polielektrolitok térhálósítására ia legcélsze■ rűbben többértékű fémionokat tartalmazó vegyületeket (például kalcium-, magnézium-, vas-, rézéi krómsókat), a nemionos polimerek térhálósítására pedig célszerűen többértékű aldehideket (például glioxált vagy glutáraldehidet) használhatunk fel. A polimer térhálósítását elősegítő anyag adott esetben a kezelendő térben már eleve jelen lehet. Ennek tipikus esete az, ha a talajvízben lévő vagy talajvízzel átitatott tárgyak kezeléséhez polielektrolit-tartalmú gélképző rendszert használunk fel, a talajvíz ugyanis mindig tartalmaz többértékű fémvegyületet, amelyek hosszabb idő alatt kellő térhálósűrűséget biztosítanak. Az említett térhálósítószerekkülönbözö mértékben, illetve sebességgel a vízüveg gélesedését is elősegítik. Ezáltal elősegítik a két gélmátrix egybeépülésct, a két gélmátrix közötti kémiai kötések kialakul hsát, A gélképzéshez felhasznált hidrogén-szilikofluorid (H2SiF6) adott esetben kisebb mennyiségben különböző fluoridokat, például hidrogén-fluoridot vagy szilícium-fluoridot is tartalmazhat szennyezöanyagkéní. Gélképzés céljára igen előnyösen használhatjuk 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
