200493. lajstromszámú szabadalom • Eljárás talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vízzáróságának fokozására
1 HU 200493 A 2 beépülő szerves molekulák (amelyek a szerves diszperziós közeg és a lúg reakciójában képződnek, illetve szabadulnak fel), illetve egyéb, pontosan még fel nem derített határfelületi folyamatok küszöbölik ki. A találmány tárgya tehát eljárás talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vízzáróságának fokozására, amelynek során a kezelendő talajba, talajra, létesítménybe vagy létesítményre 15-40 tömeg % szárazanyag-tartalmú, lúgos kémhatású vízüveg-oldatot (amely a vízüveg mellett adott esetben szulfometilezett amínoplaszt oligomert, karboximetilezett poliszacharidot és/vagy telítetlen karbonsav-polimer alkálifémsóját is tartalmazza legföljebb 5 tömeg % mennyiségben) viszünk fel, és az oldat lúgtartalmát vízzel korlátlanul elegyedő, lúggal a kovasav kiválása közben reagálni képes szerves folyadékkal, éspedig 2-6 hidroxilcsoportot tartalmazó alifás polialkohol vagy poliéter-alkohol rövidszénláncú alkánkarbonsavval képezett mono-, di- és/vagy triészterével és/vagy alkil-uretánnal elreagáltatjuk. A találmány értelmében a szerves folyadékot Si02-ban számítva 5-30 tömeg % szárazanyagtartalmú, 5-40 nm méretű SÍO2 szemcséket tartalmazó kovasav szól formájában juttatjuk be, ahol a kovasav szól a szerves folyadékot diszperziós közegként tartalmazza, adott esetben a szól össztömegére vonatkoztatva legföljebb 70 tömeg % vízzel és/vagy vízzel elegyedő inert szerves oldószerrel, éspedig dialkil-formamiddal és/vagy alkilénglikol-alkiléterrel együtt. A vízüveg-oldatból a lúgtartalom, a kovasav szóiból pedig a lúggal reagálni képes szerves folyadék elreagáltatása során egyaránt kovasav-gél képződik. Mind a vízüveg-oldatban jelenlévő lúg, mind pedig a kovasav szóiban lévő reakcióképes szerves folyadék diffúzióval vándorlásra képes, így a reakció azokban a folyadékrészekben is - idő múltán - lezajlik, amelyek nem, vagy csak kismértékben keveredtek egymással. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy a kovasav szól szerves közege, illetve a reakcióképes szerves folyadékból képződő reakciótermék eddig még nem tisztázott mechanizmus szerint a gél kiválásával párhuzamosan azonnal beépül a gélszerkezetbe, és ott „lágyítóként” hat, azaz duzzadás- és deformációképesebb gél kialakulásához vezet. Összességében tehát a vízüveg-oldat lúgtartalmának és a kovasav szóiban lévő reakcióképes szerves folyadéknak a reakciója során - amely a jól keveredő részeken azonnal, a nem keveredő részekben diffúzió-kontrolláltan, időben elhúzódva zajlik le - mindkét folyadékból olyan kovasav-gél képződik, amely a szerves közeget, illetve annak reakciótermékét is tartalmazza a gélszerkezetbe bezárva. A gél azokon a helyeken is kialakul, ahol a két folyadék keveredése nem tökéletes, vagy a keveredési arány eltér a beállított alapértéktől, és az inhomogén keveredés helyén kialakuló gél tulajdonságai jól megközelítik a homogén keverékből képződő gélét. A leírásban és az igénypontsorozatban a „vízüveg” megjelölésen az alkálifém- (Na, K) és ammónium-vízüvegeket és ezek keverékeit egyaránt értjük. A vízüvegek valamennyi típusa korlátlan ideig tárolható. A találmány szerinti eljárásban felhasznált kovasav szólok adott esetben felületkezelt kovasav részecskéket tartamazhatnak; a felületkezelt kovasav részecskék felületéhez a hidroxilcsoportokon keresztül egy- vagy többértékű alkoholok, alkilén-oxid oligomerek vagy polimerek, illetve Al3+ vagy Fe3+ ionok kapcsolódhatnak. Ezeket a felületkezelt kovasav szólókat a korábban idézett Iler-szakkönyvek ismertetik. Tapasztalataink szerint a felületkezelt részecskéket tartalmazó kovasav szólok felhasználásakor kedvezőbb eredményeket kapunk, mint kezeletlen kovasav szólok esetén. A leírásban és az igénypontokban a „kovasav szól” megjelölésen a felületkezelt részecskéket tartalmazó szólókat is értjük. A kovasav szólok korlátlan ideig tárolhatóak. A kovasav szólóknak a technológiából visszavezetett fölöslege újra hasznósítható. A találmány szerinti eljárásban felhasznált gélképző folyadékok egyike sem tartalmaz a környezetre ártalmas anyagokat, és ilyen anyagok a gélesedési folyamatban sem szabadulnak fel. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesebben ismertetjük. 1. példa Két akna között lezárt, 300 mm átmérőjű hibás csatornaszakaszt először 10 m3 tömény (40 tömeg % szárazanyagot tartalmazó) vizes vízüveg-oldattal („A” komponens) töltünk fel. A fogyást úgy pótoljuk, hogy a folyadékszint magassága ne csökkenjen 1,5 m alá. 30 perc elteltével a folyadékot nagyteljesítményű szivattyúval 5 másodperc alatt kiszivattyúzzuk, majd a csatornaszakaszba 10 m3 „B” komponenst töltünk, amelynek összetétele a következő: 2 m3 glicerin-diacetát 3 m3 Ludox CL-X (Ph = 9,1; 46 tömeg % Si02-tartalmú vizes kovasav szól, gyártja az E.I. DuPont de Nemours and Co. cég, Wilmington, Delaware, USA; a SiÖ2 részecskék átlagos átmérője 21 nm, felületük Al2Ö3-dal borított, pozitív felületi töltésű) 1 m3 dimetil-formamid 4 m3 víz (A szól SÍO2 tartalma: 14 tömeg %) A nyomómagasságot a fogyás megszűnéséig (körülbelül 60 percig) a ,3” komponens utánadagolásával l, 5 m értéken tartjuk. Ezután a „B” komponens fölöslegét kiszivattyúzzuk. A javítást víznyomáspróbával ellenőriztük. A víznyomáspróba során vízszint-csökkenést nem észleltünk, a javítás tehát kifogástalan. 2. példa Az 1. példában leírthoz hasonló csatornaszakaszt javítunk, ahol a két akna közötti távolság 35 m, a csatomafenék az úttest szintje alatt átlagosan 3 m mélyen helyezkedik el, és ezen a szakaszon 6 db oldalbekötés is található, amelyek összes hossza 30 m. A csatornaszakaszt a következő összetételű „A” komponenssel töltjük fel: 6.0 m3 (8,1 t) ipari Na-vízüveg (szárazanyag-tartalma 36 tömeg %) 2.0 m3 (2,2 t) BP-1 betonplasztifikátor (20 tömeg % szulfometilezett melamingyanta vizes oldatban; gyártja az Agrokémia Szövetkezet) 2.0 m3 (2,0 t) víz Ezután az 1. példában leírtak szerint járunk el, azzal a különbséggel, hogy a következő összetételű ,3” komponenst használjuk: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
