194956. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mélyépítési műtárgyak és a környező talajok szilárdítására és vízzáróvá tételére
194956 2 A találmány tárgya javított eljárás mélyépítési műtárgyak (különösen csatornák és csővezetékek) és talajok szilárdítására és vízzáróvá tételére speciális, aminoplaszt-típusú polimert szolgáltató monomerekből vagy oligomerekből kiindulva, vagy ezeket tartalmazó vízüveges közegek felhasználásával. A találmány szempontjából a „műtárgy" és „talaj" kifejezést a lehető legtágabban értjük; ezek a megjelölések a különböző tároló medencéket, alagutakat, mesterséges üregeket, és az azukat körülvevő talaj- és kőzethézagokat is magukban foglalják. Ismeretes, hogy a mélyépítési szerkezetek, 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 állagromlásra 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 szerkezetek, műtárgyak, építőelemek, kőzetek és talajok szilárdítására és vízzáróvá tételére. Az ott közöltek szerint a javítandó tárgyra, tárgyba vagy annak környezetébe vízüveget vagy vízüveges közeget juttatnak, majd a vízüveges közeget gáznemű fluorid, pontosabban hidrogén-fluorid, szilícium-tetrafluorid és/vagy hidrogén-szilikofluorid hatásának teszik ki. A vízüveg a gáznemű fluoriddal érintkezve rövid idő alatt begélesedik, és tökéletesen eltörni az üregeket, hézagokat vagy repedéseket. Ha az eljárást talajban elhelyezett szerkezetek vagy műtárgyak (például csatornák, vagy medencék) 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 széleskörű bevezetését jelentősen akadályozza az a tény, hogy a kezelő gázok közül a hidrogén-fluorid és a szilícium-tetrafluorid 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 vagy 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 eltömni. î A 177.343 Isz.-ú korábbi magyar szabadalmi bejelentésünk szerint gélképző anyagként vízüveg helyett különféle szerves polimereket, elsősorban akrilsav- és akrilamid-polímereket 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 is felszerelést igényel. Ezeket a hátrányokat 186.586 Isz.-ú magyar szabadalmi bejelentésünk szerint úgy küszöböltük ki, hogy a vízüveget különféle gélképző, vízoldható szerves polimerekkel és a polimer térhálósodását elősegítő anyagokkal elegyítve használtuk fel. Az így kialakított gélek egyesítik a tisztán szervetlen és tisztán szerves alapú gélek összes kedvező tulajdonságait. Az eljárás nagyüzemi megvalósítása során azonban kitűnt, hogy a felhasználható hidrogélképző polimerek — nagy átlagmóltömegük miatt — még kis mennyiségben adagolva is jelentősen fokozzák a vízüveg viszkozitását. Emiatt a polimer-vízüveg elegy nagyon nehezen kezelhető, felvitele, adagolása és a fölösleges mennyiség eltávolítása számos technológiai problémát vet fel. Fokozottan jelentkeznek a nehézségek az őszszel és tavasszal végzett munkák során, amikor a felszíni hőmérséklet erősen ingadozik, és ennek következtében a kezeléshez felhasználandó elegy viszkozitása szinte óráról órára nagymértékben változik. Esetenként az is előfordul, hogy az egyébként szükséges mepynyiségü polimer a vízüveg-oldatbp be sem keverhető, mert annyira surünfolyó elegyet képez, ami a rendelkezésre álló gépi berendezésekkel egyáltalán nem vihető fel a kezelés helyére. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy mindezeket a nehézségeket kiküszöbölhetjük, ha speciális monomerekből vagy oligomerekből, illetve ilyen monomereket vagy oligomereket tartalmazó vízüveges elegyekből indulunk ki, és a monomerekből vagy oligomerekből a műtárgy vagy talaj kezelésével egyidőben alakítunk ki hidrogél-képző polimert. Vizsgálataink szerint erre a célra az (I) és (II) általános képletű monomerek, illetve oligomerek. alkalmasak — a képletekben R hidrogénatomot, -CH2OH csoportot vagy -CH2S03M általános képletű csoportot jelent, és az utóbbiban M egyvegyértékű kationt (például nátrium-, kálium- vagy ammónium-iont) képvisel, R, hidrogénatomot vagy -CH2OH csoportot jelent, n értéke 1 és 10 közötti egész szám, m értéke 0 és 10 közötti egész szám, p értéke 1 és 10 közötti egész szám, és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
