200494. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és szerkezet földművek folyadékszivárgása elleni szigetelésére
1 HU 200494 A 2 A találmány tárgya eljárás és szerkezet földművek folyadék - elsősorban víz - szivárgása elleni szigetelésére. Az építészetben és mélyépítészetben igen sok esetben van szükség földművek folyadék - elsősorban víz - szivárgása elleni szigetelésére. Példaként említjük a vízzáró gátak szigetelését, az útépítést, valamint az épületek vízszigetelő ágyazását. Vízzáró rétegek kialakítására a legrégebben ismert, de még ma is széles körben alkalmazott megoldás az agyagréteg mesterséges kialakítása a kezelendő területen. A szigetelendő területre - az igényektől, a terheléstől, a várható vízmennyiségtől és hasonlóktól, valamint az agyag minőségétől függően - rendszerint 0,5-1 m vastagságú agyagréteget visznek fel, amit szükség esetén külső védőréteggel, például kavicsréteggel vagy betonlapokkal fednek be. A megoldás hátránya, hogy igen jelentős mennyiségű anyagot kell kitermelni és elszállítani esetenként a szigetelendő területtől távol eső, és másképp is hasznosítható területekről. Minthogy rendszerint igen vastag agyagréteget kell kialakítani, annak tömörítése nehézkes, idő- és munkaigényes. A kapott réteg vízzáró képessége a felhasznált agyag minőségétől függően erősen változó, és rendszerint csak kevésbé intenzív igénybevétel esetén biztosít megfelelő védelmet. Hátrányt jelent az is, hogy az agyag beszerzési forrásai (a földvédelmi előírásokra tekintettel) egyre inkább szűkülnek. Egy másik ismert megoldás szerint a talajba vagy a védendő műtárgya vízzáró fóliát terítenek, vagy a talajba vízzáró fóliát ágyaznak be. Ezzel a megoldással- megfelelő minőségű fólia felhasználásával - elvben tökéletes vízszigetelés érthető el, és víz alatti szigetelésre is alkalmas. Komoly hátrányt jelent azonban, hogy a talajba fektetett fólia a talajhoz viszonyítva „idegen test”-ként viselkedik, és - az agyaggal ellentétben- nem képes összeépülni az alatta és fölötte elhelyezkedő talajrétegekkel. így a talajba fektetett fólia esetén mindig fennáll a fólia alatti és feletti rétegek elcsúszásának veszélye. A fólia csak teljesen sík, vízszintes felületekre fektethető fel; lejtős felületeken (például vízzáró gátak oldalfalainak vízszigetelésére) az említett rétegelcsúszások miatt eleve alkalmatlan. A fóliát alulról és felülről közrefogó rétegek egyenetlenségei miatt mindig fennáll a veszélye annak, hogy a nyomási - súrlódási igénybevételek hatására a fólia átszakad, ami megszűnteti a vízzáró hatást, mert a szakadási helyen a fólia már semmiféle védelmet nem biztosít. Olyan megoldásra van tehát szükség, amellyel kis anyagfelhasználással is megbízható minőségű vízszigetelő rétegek alakíthatók ki földműveken, és egyúttal kiküszöbölhető a rétegmegcsúszások veszélye. A 186 325 és 189 280 sz. magyar szabadalmi leírásokból ismert, hogy egyes duzzadóképes, háromréteges szerkezetű agyagásványok és duzzadóképes láncszilikátok az adott agyagásvánnyal vagy láncszilikáttal reagálni képes, vízben oldódó polimerekkel kezelve - meghatározott agyagásvány/polimer arányok betartása és előzetes, a polimerrel lezajló reakcióval párhuzamos vagy utólagos aktiválás esetén- speciális, rögzített szerkezetű agyagásvány/polimer reakciótermékeket képeznek. Ezek a reakciótermékek elveszítik az eredeti agyagásványra jellemző tixotróp jellegüket, és vízzel elegyítve nem peptizálnak, ugyanakkor azonban reverzibilisen képesek felvenni és leadni vizet. A speciális szerkezet kialakulását az idézett magyar szabadalmi leírások annak tulajdonították, hogy az aktiváláskor nagyrészt elemi lemezeire, illetve láncaira szétbomló agyagásvány a felszabaduló reakcióképes helyeken kémiai kötéseket hoz létre a polimerrel, mintegy "felfűződik" a polimer láncra, és ez idézi elő a gélszerkezet irreverzibilis rögzülését. A leírásban és az igénypontsorozatban a továbbiakban a ,.rögzített szerkezetű agyagásvány/polimer gél” megjelölésen a fenti magyar szabadalmi leírásokban közölteknek megfelelő szerkezetű géleket értünk; ezek előállításmódjáról az idézett szabadalmi leírások részletes tájékoztatást adnak. A gélek előállításához agyagásványként a legcélszerűbben aktivált szmektitek (például aktivált bentonit vagy illit), polimerként a legcélszerűbben poliakrilamid használható. Az irreverzibilisen rögzült gélszerkezet már igen kis mennyiségű (az agyagásványhoz viszonyítva néhány tömeg %) polimer hatására kialakul. Ismert, hogy ezek a gélek reverzibilis vízfelvevő és vízleadó képességük miatt előnyösen alkalmazhatók vízszigetelő anyagokként. Az idézett szabadalmi leírások megemlítik, hogy ezek a rögzített szerkezetű agyagásvány/polimer gélek talajszigetelésre alkalmasak. Ennek biztosítására a gélt a talaj felszínére juttatják; esetenként injektálással a talaj szint alá viszik be. Az utóbbi megoldás a mezőgazdaságban alkalmazható a talaj vízháztartásának javítására és a növények vízszükségletének biztosítására; míg az előbbi megoldás elsősorban víz hatásának kitett (például esővíz okozta eróziónak kitett) talaj felszíni védelmére alkalmas. Az idézett szabadalmi leírásokban ismertetett hidrogélek közös jellemzője, hogy viszonylag lágy, ugyanakkor plasztikus anyagok, amelyek nyírószilárdsága a nullához közel eső igen kis érték. Ezek a tulajdonságok földművek szigetelésekor hátrányként, sőt kizáró tényezőként minősülnek. Nyilvánvaló, hogy a lágy gélek alkalmatlanok komolyabb terhelésnek kitett földművek - például utak - szigetelésére; burkolat fölötti szigetelés ezekkel a lágy gélekkel eleve kizárt, mert azokat a forgalom szinte azonnal eltávolítja az útról, burkolat alatti szigetelésnél pedig várható, hogy az igen kis nyírószilárdságú gél a terhelés - akár a burkolóanyag tömege által okozott terhelés - hatására kinyomódik, a szigetelendő terület melletti, kevésbé terhelt területekre préselődik át, így hatástalan lesz. Hasonló hátrányt jelent a gélek plasztikussága. A plasztikus anyag alakja nem változtatható a kívánalmak szerint, és idegen szilárd anyagok (pl. kavics, betonvázelemek stb.) maradandóan nehezen préselhetők be az anyagba. Mindezek miatt az volt várható, hogy a rögzített szerkezetű agyag-ásvány/polimer gélek földművek - különösen nagyobb terhelésnek kitett földművek - ágyazó szigetelésére alkalmatlanok lesznek. Kísérleteink során meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy ha a rögzített szerkezetű agyagásvány/polimer gélt közvetlenül képződésének ütemében visszük fel a kezelendő területre, és a felvitel után legalább 70 tömeg % nedvességtartalmú állapotban terheljük, kedvezően változnak a gél teológiai tulajdonságai. A „terheljük” megjelölésen azt értjük, hogy a legalább 70 tömeg % nedvességtartalmú hidrogélre erőt gyakorolunk, ennek forrása a hidrogélre felvitt burkolóréteg (például védőréteg, szűrőréteg stb.) tömege. A legalább 70 tömeg %-os víztartalmú állapotban al5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
