201108. lajstromszámú szabadalom • Eljárás talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vízzáróságának fokozására
3 HU 201108 B 4 technológia esetenként speciális berendezéseket (például injektorokat) és különlegesen kiképzett személyzetet igényel. A felsorolt hátrányokat a 186 586 sz. magyar szabadalomban ismertetett módszer szerint úgy küszöbölik ki, hogy a vízüveget különböző gélképző, vízben oldható szerves polimerekkel és a polimereket térhálósító anyagokkal együtt használják fel. Ezekben az esetekben a kovasavgél kiválásával párhuzamosan megy végbe a polimer térhálósodása, és ásványi és szerves egységekből álló gélek képződnek, amelyek egyesítik a teljes mértékben szerves és a teljes mértékben szervetlen anyagokból álló gélek kedvező tulajdonságait. Az eljárás azonban nagyüzemi körülmények között igen nehezen hajtható végre. Nagy átlagraóltömegük miatt a gélképző polimerek még kis koncentrációban is annyira megnövelik a kiindulási vízüveg oldat viszkozitását, hogy a képződött elegy nagyon nehezen kezelhető, és az elegy felvitele, valamint a fölösleg eltávolítása számos technikai problémát okoz. Egyes esetekben a szükséges mennyiségű polimer be sem adagolható a vizüveg oldatába, mert rendkivül sűrünfolyó, mézszerű elegy képződne, ami a rendelkezésre álló injektáló berendezésekkel nem juttatható a kezelendő tárgyra. A kezelhetőség szempontjából megfelelően kis viszkozitású gélképzó elegyek rendszerint viszonylag kis mennyiségű polimert tartalmaznak, így a képződő gélek rugalmassága és duzzadóképessége nem éri el a kívánt értéket. Azt tapasztaltuk, hogy a teljes mértékben szervetlen és a teljes mértékben szerves anyagokból álló gélek kedvező tulajdonságai egyesíthetők, és ugyanakkor az előzőekben ismertetett technikai nehézségek teljes mértékben kiküszöbölhetők, ha az előre elkészített polimerek helyett a gélképző polimert felépítő monomerekből indulunk ki, és a polimerizációt és a polimer térhálósitását a kovasavgél képzésével párhuzamosan hajtjuk végre. A találmány tárgya tehát eljárás talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vizzáróságának fokozására, amelynek során a kezelendő talajban, talajon, létesítményben vagy létesítményen alkálifóm-szilikát és szerves sav reakciójával kovasavgélt, és vinil monomer, redox katalizátor-rendszer és térhálósitószer reakciójával duzzadóképes, térhálós szerves polimer hidrogélt képezünk. A találmány értelmében a kovasavgélt és a szerves polimer hidrogélt egymással párhuzamosan alakítjuk ki adott esetben a gélmátrix sajátságait módosító anyag jelenlétében, úgy, hogy a kezelendő területre egyszerre vagy egymás után, tetszőleges sorrendben a) egy alkálifém-szilikátot 8-35 tömeg% mennyiségben, és oxidáló komponensként alkálifém-perszulfátból vagy hidrogén-peroxidból és redukáló komponensként vegyértékváltoztató fém alacsonyabb oxidációs állapotú ionját tartalmazó sóból, redukáló hatású szervetlen vagy szerves savból és/vagy tercier alkanol-aminból álló redox katalizátor-rendszer oxidáló vagy redukáló komponensét 0,2-2 tömeg% mennyiségben tartalmazó vizes oldatot (.A' oldatot), és b) egy vinil monomert, éspedig 3-6 szénatomos telitetlen mono- vagy dikarbonsavat vagy vizoldható sóját és/vagy 3-6 szénatomos telítetlen mono- vagy dikarbonsav-amidot 5-40 tömeg% mennyiségben, szerves polikarbonsavat, éspedig adott esetben egy vagy több hidroxilcsoporttal szubsztituált, telített vagy telitetlen 3-10 szénatomos alifás di- vagy trikarbonsavat 3-25 töraeg% mennyiségben, térhálósítószerként vizoldható di- vagy trivinil-vegyületet 0,2-2,5 tömeg% mennyiségben, és az a) pont szerinti redox katalizátor-rendszernek az .A' oldatban nem szerepló, a vinil monomerrel kompatibilis formájú komponensét 0,05-5 tömeg% mennyiségben tartalmazó vizes oldatot (.B" oldatot) viszünk fel, és a felvitt oldatokat gélesedni hagyjuk. Kívánt esetben az .A' és/vagy .B' oldathoz a gélmátrix sajátságait módosító anyagként karbamidot, tiokarbamidot, metilol-karbamidot és/vagy melamint adhatunk legföljebb 15 tömeg% mennyiségben. Valamennyi közölt %-os érték az .A*, illetve ,B‘ oldat össztömegére vonatkozik. Rendkívül meglepő az a felismerésünk, hogy a fenti összetételű .A" és .B’ oldatok érintkezésekor (például összekeverésekor) egyrészről a kovasavgél kiválása, másrészről a monomer polimerizációja és a képződött polimer térhálósodása időben párhuzamosan, lényegében azonos időben megy végbe, amelynek eredményeként homogén mikroszerkezetü (azaz a szerves és ásványi részegységeket egybeolvadva tartalmazó) gélek képződnek. A korábban már idézett közleményekből ugyanis ismert, hogy mind a szerves polikarbonsavak, mind pedig a monomerként alkalmazott telítetlen mono- vagy dikarbonsavak a vízüveg általánosan alkalmazott kicsapószerei. Arra számíthattunk tehát, hogy ezen anyagok összekeverésekor először a kovasavgél válik ki nagy sebességgel, és csak ezután megy végbe - lényegesen hosszabb idő alatt - a monomer polimerizációja és a képződött polimer térhálósodása. Ennek eredményeként olyan gél képződésére számíthattunk, amelyben egy tisztán szervetlen anyagból (kovasavból) álló magra rakódik rá a tisztán szerves anyagból (térhálós polimerből) képződő hidrogél. Az ilyen .kétréteges" gélek lényegében a tisztán szervetlen és tisztán szerves anyagokból felépülő gélek hátrányos tulajdonságait egyesítenék; a rugalmas, de nem elég teherbíró polimer gélréteg ugyanis könnyen étszakad, a teherbíró, de rugalmatlan kovasavgél pedig könnyen megreped és tönkremegy az igénybevételek 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
