201575. lajstromszámú szabadalom • Eljárás talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vízzáróságának fokozására
1 HU 201575 A 2 A találmány tárgya eljárás talajok és mérnöki létesítmények - elsősorban csatornák és csővezetékek - szilárdságának és vizzáróságának 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) vízzérósága 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 járt, 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 vízzáróságának fokozására. Az ott ismertetett eljárás szerint a kezelendő tárgyra vagy tárgyba vizüveget vagy vízüveg-tartalmú közeget juttatnak, majd a vizüveget hidrogén-fluorid, szilicium-tetrafluorid és/vagy hidrogón-sziliko-fluorid gáz 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, igy javítja a mérnöki létesítmény ágyazásét 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 felhasználásukat. További hátrányt jelent, hogy a képződő kovasavgél nem rugalmas, igy 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 űj repedéseket. A fenti hátrányok kiküszöbölése végett dolgoztak ki olyan eljárásokat, amelyekben a vizüveg gélesitésére a mérgező savas fluorid-gázok helyett vizes savoldatokat alkalmaznak, és a kialakuló gél kívánt rugalmasságának és duzzadóképességének biztosítása végett a gélképzéssel párhuzamosan szintetikus szerves polimereket alakítanak ki a gélszerkezetben. Ilyen eljárásokat ismertet a 186 586. és a 189 250. sz. magyar szabadalom, valamint az 1095/84. és PCT/HU-85/- 00027. alapszámú magyar szabadalmi bejelentés. Az ezekben a leírásokban ismertetett technológiák lényeges közös vonása, hogy a gélt két folyadék összekeverésével alakítják ki; az egyik folyadék vízüveget és a vízüveggel kompatibilis, szerves polimerképzö komponenseket (például polimerizálandó monomert vagy térhálósitandó lineáris polimert) tartalmaz, a másik folyadék pedig a vizüveg gélesitéséhez szükséges sav és a polimerizáció vagy térhálósítás végrehajtásához szükséges anyag (katalizátor, iniciátor, térhálósitószer stb.) vizes oldata. Ezekkel az eljárásokkal jó minőségű, megfelelően szilárd, ugyanakkor kielégítően rugalmas és duzzadóképes hidrogélek alakíthatók ki akkor, ha a két folyadék megfelelő mértékben tud keveredni egymással. A talajszilárdításnál és a mérnöki létesítmények (elsősorban földalatti csatornák, csővezetékek és alagutak) hibahelyeinek vízzáró tömítésében általánosan alkalmazott úgynevezett .feltöltéses technológia" esetén azonban a két folyadék megfelelő mértékű keveredése rendszerint nem biztosítható a teljes kezelendő műtárgy- és talajszakaszban. A feltöltéses technológia lényege az, hogy először az egyik folyadékot (rendszerint a vizüveget tartalmazó oldatot) viszik fel a kezelendő területre például úgy, hogy a folyadékot a javítandó csatornaszakaszba töltik, majd megfelelő várakozási idő elteltével, adott esetben a feltöltő folyadék fölöslegének előzetes eltávolítása után vezetik be a második folyadékot (rendszerint a sav és a polimerizáció végrehajtásához szükséges anyagok vizes oldatát). Az eltérő méretű hibahelyeken keresztül a folyadékok különböző sebességgel jutnak ki a talajba, és ott a talaj üreg- és pórusszerkezetének egyenetlenségei miatt más-más sebességgel vándorolnak, következésképpen keveredési arány helyről-helyre jelentősen változik. Ez ahhoz vezet, hogy egyes helyeken az első feltöltési ciklusban gél egyáltalán nem képes kialakulni, más helyeken pedig a kialakult gél minősége a keveredési arány függvényében helyről-helyre jelentősen változik. így például ha az első műveleti lépésben bevezetett vízüvegoldatra második lépésben olyan vizes oldatot juttatnak, amelyből semlegesítéskor önmagában nem képződik gél (ez az eset a hidrogén-sziliko-fluoridtól eltérő savat és a sav mellett egyéb, nemgélesedó komponenseket - térhálósítószert stb. - tartalmazó vizes oldatok bevezetésekor), a vizüvegoldattal nem keveredő vagy a vizüvegoldathoz képest fölöslegben lévő savas oldatból nem alakul ki gél, ez a savoldat önmagának csatornát vágva hasz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
