201108. lajstromszámú szabadalom • Eljárás talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vízzáróságának fokozására
1 ni; 201108 B A találmány tárgya eljárás talajok és mérnöki létesítmények, elsősorban csatornák és csővezetékek szilárdságának és vízzáróságának fokozására. A leírásban és az igénypontsorozatban a .talaj" és .mérnöki létesítmény" megjelöléseket a lehető legtágabb értelemben használjuk; ezek a megjelölések a különféle tározókat, medencéket, alagutakat, természetes és mesterséges üregeket, kőzeteket és hasonlókat, valamint az azokat körülvevő talajt is magukban foglalják. Jól ismert, hogy a mérnöki létesítmények (például földalatti csatornák, csővezetékek és tározók) vízzárósága gyakran nem felel meg a követelményeknek, ami részben a szerkezeti anyagok nem megfelelő minőségének, a csövek illesztési hibáinak, továbbá a mérnöki létesítmények elöregedés, forgalom és hasonlók miatt bekövetkezett károsodásainak tulajdonítható. Az is jól ismert, hogy a mérnöki létesítmények (elsősorban a földalatti csatornák és csővezetékek) javítása rendkívül nagy költséggel és munkával jár, és az eredmény a legtöbb esetben nem megfelelő. A 153 975 sz. magyar szabadalom egyszerű és gyors módszert ismertet talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vizzáróságának fokozására. Az ott ismertetett eljárás szerint a kezelendő tárgyba vizüveget vagy vízüveget tartalmazó közeget juttatnak, majd a vízüveget hidrogén-fluorid, szilícium-tetrafluorid és/vagy hidrogén-szilikofluorid hatásának teszik ki. A gáz alakú fluoriddal érintkező vízüveg gyorsan gélesedik, és tökéletesen eltörni a szivárgási járatokat, repedéseket és üregeket. Ha ezt az eljárást földalatti mérnöki létesítmények (például csatornák vagy • tározók) vízszigetelésére használják, további előnyök származnak abból, hogy a repedéseken keresztül a talajba jutó vizüveg is megszilárdul, így javítja a mérnöki létesítmény- ágyazását és szilárdítja a környező talajt. A fluorid-gázok további előnyös hatása, hogy növelik a beton- és vasbeton elemek korrózióállóságát. Ezt az eljárást azonban számos előnye ellenére a gyakorlatban csak igen szűk körben alkalmazzák. Az eljárás széleskörű bevezetését jelentősen gátolja az a körülmény, hogy a hidrogén-fluorid és a szilícium-tetrafluorid erős méreg, ezért környezetvédelmi okokból a legtöbb országban tiltják azok felhasználását. Ennek a hátránynak a kiküszöbölésére számos olyan eljárást dolgoztak ki, amelyek szerint a vizes vízüveg-oldat (azaz alkálifém-szilikát erősen lúgos kémhatású vizes oldata) gélesitésére a környezetre nem vagy csak kevéssé ártalmas anyagokat alkalmaznak. Ilyen megoldást ismertet az .Alapozás kézikönyve" (szerk.: Rózsa L., Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1977) 756-783. oldala, ahol gélesítószerként a kovasavat szilárd alakban leválasztó, vízoldható szervetlen sókat, továbbá a vizes vízüveg-oldat lúgtartalmával reagálni képes szervetlen vagy szerves savakat vagy észtereket alkalmaznak. A 2 328 804 sz. francia szabadalmi leírás szerint a vizes vízüveg-oldat gélesítéséhez észtereket, aldehideket, ásványi vagy szerves savakat, vagy ásványi vagy szerves savak sóit használják fel. A 2 242 713 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás és az annak megfelelő 475 002 sz. szovjet szabadalmi leírás olyan megoldásról számol be, ahol a vizes vízüveg-oldat gélesítését dikarbonsav-diészterekkel végzik. A 387 085 sz. szovjet szabadalmi leírás szerint a vizes vizüveg-oldathoz gélesítószerként akrilsavat adnak. A felsorolt megoldások közös kémiai alapja, hogy a kovasavat vagy ionhatás révén (fémsók alkalmazásával) csapják ki, vagy az oldatban tartáshoz szükséges lúg elfogyasztásával (sav-bázis reakció, észterek elszappanosítása, Cannizzaro-reakció stb.) választják le a kovasavgélt. Hátrányt jelent, hogy a felsorolt eljárásokkal kialakított kovasavgél nem rugalmas, így nem képes követni a kezelt tárgy vagy a talaj mozgását. Minthogy a kovasavgélek duzzadóképessége nem megfelelő, ezek a gélek nem képesek eltömni a gélben az elmozdulások hatására képződő új repedéseket. Ha a gélesítéshez szerves vegyületeket (például szerves savakat, észtereket vagy aldehideket) használnak, a gélszerkezetben maradó kis móltömegű szerves anyagok valamelyest növelik a gél deformációképességét, a gél azonban még ebben az esetben is túl merev és rideg, ezért élettartama - elsősorban a nagyobb mértékű talajmozgásoknak és rázkódásoknak kitett területeken (például nagy forgalmú utak alatt) - viszonylag rövid. Az ismert megoldások másik fő csoportjában a talaj- és műtárgyszilárdító géleket kizárólag szerves anyagokból alakítják ki. Ilyen megoldásokat ismertet az .Alapozás kézikönyve" már idézett részlete, amely szerint a géleket aminoplaszt-, akril- vagy fenoplaszt-gyantákból alakítják ki. A 177 343, 181 056, 181 775 és 181 573 sz. magyar, a 4 312 605 és 4 295 762 sz. amerikai egyesült államokbeli és az 1 074 246 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás szerint a talajban különféle szerves monomerek - elsősorban akrilsav- és akrilamid-monomerek - polimerizációjával és az azt követő térhálósításával alakítanak ki hidrogéleket. Polimerizációs katalizátorokként rendszerint redox katalizátor-rendszereket, térhálósítószerekként pedig aldehideket vagy vízoldható di- vagy trivinil-vegyületeket (például metilén-bisz-akrilamidot) használnak. Ezekkel a módszerekkel megfelelően rugalmas és vízben jól duzzadó gélek képezhetők, a gélek azonban viszonylag lágyak, és nagyobb igénybevételek károsító hatásainak nem képesek ellenállni. További hátrányt jelent, hogy a gélképző szerekként alkalmazott monomerek túlnyomó többsége nagyon költséges, és a gélképzési 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
