193771. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szén-, szikla-, talajképződmények és téglaszerkezetek megszilárdítására és tömítésére a bányászatban, alagútépítésben és építőiparban
193771-részt polikovasav képződésére serkentjük. A reakció folyamán jelentős mennyiségű hő szabadul fel, aminek az a következménye, hogy a következő lépésben a poliizocianátnak egy további, specifikus mennyisége térhálósodhat. Az első alkalommal térhálósodott termékek — legalábbis részben — tovább térhálósodnak, és ily módon egy elágazó láncú nagymolekulás polimerszerkezet jöhet létre. A mellékelt 1. ábra a termék húzó-haj 1 ító szilárdságának függését mutatja a reakcióelegy katalizátor/NCO-csoport mólarányának függvényében, míg a 2. ábra a termék húzó-hajlító szilárdsága és a reakcióelegy NCO-csoport/Si02 mólaránya közötti összefüggést szemlélteti. A találmány szerinti eljárással kitűnő adhézió biztosítható egyfelől a poliizocianát és a vízüveg reakcióterméke között, valamint a szén-, szikla- vagy talajképződmény között már igen rövid idő alatt. Körülbelül 2 óra múlva a megszilárdított képződmény már olyan húzó-hajlító szilárdságot mutat, mint amilyen értékek a szokásos poliuretán-eljárásokkal csak 4 óra alatt érhetők el. Ezen túlmenően, a találmány szerinti eljárásnak az a speciális előnye, hogy a megszilárdított képződmény keménysége az idővel állandóan nő. így például a 90 óra múlva mért húzó-hajlító szilárdság körülbelül 10 N/mm2 volt. A találmány szerinti eljárás nedves vagy vizet hordozó képződményekre is használható anélkül, hogy a környezeti víz a térhálósodást hátrányosan befolyásolná. A találmány szerinti eljárással a megszilárdítandó képződményben még vízben vagy például alluviális homokban is olyan kemény termék hozható létre, amely semmiféle hajlamot nem mutat a leválásra. Ezért a találmány szerinti eljárás előnyösen használható a bányászatban szén és sziklák megszilárdítására, valamint sziklák, kövek és/vagy talaj megszilárdítására, valamint sziklák, kövek és/vagy talaj megszilárdítására különböző építéseknél, például alagútépítésnél. Nagy szervetlen anyagtartalmuk miatt a találmány szerinti eljárással nyert termékek kevésbé gyúlékonyak, mint a szerves szilárdító szerek. Kvarccsőben végzett, alacsony hőmérsékletű hamvasztás során kevesebb toxikus gőzt képeznek. Ezen túlmenően az anyag villamos ellenállása elég nagy ahhoz, hogy elektrosztatikus feltöltődés ne történjen. A termék öngyulladási hőfoka nem csökken, ha a poralakú reakcióterméket szénporral keverjük össze. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott rendszernek az is előnye, hogy használata egyszerű. A katalizátorként használt anyagok szuszpenzióban maradnak, és a ma gyakran használt aminokkal, így trietilén-diamin na l és szerves fémvegyületekkel, így dibutil-ón-dilauráttal ellentétben gyakorlatilag nincs kellemetlen szaguk, és az egészségre nem ártalmasak. 5 A találmány szerinti eljárásban használt reakcióelegy szükséges komponensei a vízüveg-oldat, a poliizocianát, és a poliizocinát térhálósítására alkalmas katalizátor. Megfelelő mértékű megszilárdításukhoz a katalizátor/NCO-csoport mólarányt pontosan meghatározott értékek között kell tartani. A találmány szerinti eljárás az ezen a műszaki területen általánosan használt vizes akáliszilikát oldatokkal, például a B-0 000 579 számú európai szabadalmi leírásban, valamint a 24 6 0 834 számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi iratban leírt vízüveg-oldatokkal lehet végrehajtani. Könnyű hozzáférhetőségük és kis viszkozitásuk miatt előnyösen használhatók a nátrium-vízüvegek. Előnyösen aránylag nagy, 40—60-ig terjedő szilárd anyagtartalommal, és különösen körülbelül 46—52 súly% szervetlen anyagtartalommal rendelkező nátrium-vízüveget használunk. Elméletileg nagyobb koncentrációjú vízüveg-oldatok is alkalmasak és használhatók a találmány céljára. Ezeknek túl nagy a viszkozitása, ami feldolgozási problémákat jelent, az ilyen vízüveg-oldatoknak nincs gyakorlati jelentősége. A Si02/Me20 mólarány a használt vízïveg-oldatban előnyösen aránylag nagy, és előnyösen 2,09 és 3,44 között van. Előnyös a körülbelül 2,48 és 3,17 közötti, és különösen a 2,70 és 2,95 közötti mólarány. A fent jelzett határok közötti Me20-tartalom elősegíti a háromdimenziós szervetlen kovasav-szerkezet képződését. Abban a tartományban, ahol a Me20 rész kisebb, mint a fent jelzett, a vízüveg nagyon viszkózus, és ezért feldolgozási nehézségeket okoz. Igen kis mennyiségű, reakcióban résztvevő széndioxid is elegendő a vízüveg kicsapására. A keverési inhomogenítás nem kielégítő tulajdonságokkal rendelkező termékekhez vezet. Ha a Me20 arány jelentősen meghaladja az említett tartományt, akkor nagy mennyiségű, reakcióban résztvevő széndioxidra van szükség a receptúrában ahhoz, hogy a vizű vegyész teljesen térhálósodjék. Ez a nagy menynyíség azonban csak úgy érhető el, hogy a térhálósodott termék mennyisége csökken. Következésképpen a karbamid termék és a férhálósodott termék aránya a karbamid felé ‘olódik el, miáltal a végtermékben levő és azt szilárdító térhálósodott termék mennyisége csökken; ez is ki nem elégítő eredményekhez vezet. Optimális szilárdságú termék eléréséhez a katalizátor mennyiségének megválasztásához igyelembe szükséges venni az összetételt, és vízüveg-mennyiséget. Kitűnő szilárdítási eredmények érhetők el a találmány szerinti eljárással, ha a poliizocianátot és a vízüveg-oltatot 0,8-tól 1,4-ig terjedő, előnyösen 0,85-től 1,15-ig terjedő NCO/SiOs mólarányban használjuk. Különösen előnyös az 1,0-es NCO/ /Si02 mólarány. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
