CS217521B1 - Injekční směs pro zpevňování a utěsňování nesoudržných zemin - Google Patents

Abstract

Vynález se týká směsi pro zpevňování a utěsňování nesoudržných zemin, například štěrkopískových náplavů apod. Směs sestává z 80 až 99,5 % objemových vodného roztoku alkalického křemiěitanu a 0,5 až 20 % objemových esteru kyseliny octové a glycerinchlorhydrinu, monoacetátu glycerinchlorhydrinu, popřípadě diacetétu glycerinchlorhydrinu, popřípadě jejich směs.

Description

Vynález se týká injekční směsi pro zpevňování a utěsňování nesoudržných zemin, např.

Štěrkopískových náplavů apod.

Vhodné roztoky alkalického křemičitanů (vodního skla) pod tlakem vyplní póry injektované zeminy a ve spojení s vhodným reaktivem vytvoří gel kyseliny křemičité. Tento pak způsobí zpevnění a utěsnění Štěrkopískových náplavů. Nutnou podmínkou je, aby v okamžiku injektování byla viskozita injektovaného média co nejnižší a aby k jejímu vzrůstu (tj. gelaci) došlo až po prosycení porézního prostředí. Je známe řada postupů využívajících různých koagulací působících reaktivů. Jedním z těchto reaktivů je např. formamid, který se v pro- . středí vodního skla rozkládá na kyselinu mravenčí, která okyselením vodního skla způsobí vznik pojivých gelů. J^ko vedlejší produkt reakce vzniká čpavek, který zhoršuje pracovní prostředí při ražení chodeb a kontaminuje spodní vody.

Jinou možností je použití reaktivů na bázi glyoxalu, kde se vytváří potřebná kyselina Cannizzarovou reakcí. I zde je nedostatkem vznik vedlejších produktů s kontaminujícími účinky na vody, kromě toho i vyšší cena a obtížná dostupnost základních surovin. Nejčastšji používaným reaktivem je etylaoetát, který je velmi levný a snadno dostupný. Při rozkladu vznikají nejedovaté sloučeniny etylalkohol a kyselina octová. Jeho vážným nedostatkem je však nutnost zachovávání přísných bezpečnostních opatření, nebol jde o hořlavinu I. třídy. Bylo proto navrženo použití reaktivů na bázi glycerolacetátu, které mají mnohem vyšší bod vzplanuti. Glyoerolacetáty jsou velmi výhodné i z hlediska ochrany životního prostředí. Jejich všeobecnému používání však brání vysoká reaktivnost, která způsobuje krátkou dobu zpracovatelnosti injekční smšsi a jejich předčasnou galaci.

Uvedené nedostatky odstraňuje injekční směs pro zpevňování a utěsňování nesoudržných zemin podle vynálezu, jehož podstatou je, že injekční směs sestává z 80 až 99,5 % objemových vodného roztoku alkalického silikátu a 0,5 až 20 % objemových esteru kyseliny octové a glycerinchlorhydrinu. V alkalickém prostředí vodního skla dojde ke zmýdelnění esteru, přičemž se uvolní kyselina octová, která způsobí gelaci kyseliny křemičité. Protože glycerinchlorhydrin je derivátem glycerolu, uchovává si tento reaktiv bezpečnostní a hygienické přednosti acetátů glycerolu, doba zpracovatelnosti injekční směsi je však vyšší v důsledku nahrazení skupiny OH v glycerinu méně reaktivním atomem chloru.

Doba zpracovatelnosti injekční smšsi závisí na rozpustnosti reaktivů ve vodném roztoku alkalického křemičitanů. Úpravou procesu výroby reaktivů je možno ovládat stupeň esterifikace glycerinchlorhydrinu na monoester nebo diester, které mají různou rozpustnost ve vodě. Kombinaci obou esterů je pak možno ovládat dobu zpracovatelnosti injekční směsi a přizpůsobovat ji kolísání vnějších podmínek.

Další předností základní suroviny glycerinchlorhydrinu je jeho relativní dostupnost a nízká cena, nebol tato látka se vyrábí ve velkých objemech jako poloprodujct pro výrobu epoxidových pryskyřic.

K bližšímu osvětlení podstaty vynálezu se dále uvádějí příklady použití:

Příklad 1

Nejprve byla připravena srovnávací směs známého složení*.

vodní sklo 38°Bé voda etylaoetát

1,345 # obj 23 * *

Doba zpracovatelnosti měřená metodou nakloněného kelímku - 40 minut

Za stejných podmínek byla připravena	směs následujícího složení:
vodní sklo 38°Bá	70 % Obj.
voda	23 %
směs acetátů glycerinchlorhydrinu
(10 % diesteru + 90 % monoesteru)	7 %
doba zpracovatelnosti	150 minut

Příklad 2

Pro ilustraci možnosti ovládání doby zpracovatelnosti byla připravena za stejných podmínek směs následujícího složení:

vodní sklo 38°Bé	70 % obj.
voda	23 «
směs acetátů glycerinchlorhydrinu (70 % diesteru a 30 % monoesteru)	7 %
doba zpracovatelnosti	90 minut

Příklad 3

Křemiěitý písek byl 3míchén s vodním sklem o hustotě 1,510 a s reaktivem sestávajícím z 10 % diesteru a 90 % monoesteru kyseliny octové a glycerinchlorhydrinu. Vzniklá směs měla následující složení:

písek 100 hm. dílů vodní sklo 3 hm. díly reaktiv 0,45 hm. dílů

Z této směsi byly zhotoveny standardní měřicí váleěky 50/50 mm, na nichž byl měřen časový průběh pevností v tlaku (v MPa).

h 2 h 4 h 24 h 48 h

0,5 3,3 4,0

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Injekční směs pro zpevňování a utěsňování nesoudržných zemin, vyznačená tím, Že sestává z 80 až 99,5 % objemových vodného roztoku alkalického křemičitanu a 0,5 až 20 % objemových esteru kyseliny octové a glycerinchlorhydrinu monoacetátu glycerinchlorhydrinu, popřípadě diácetétu glycerinchlorhydrinu, popřípadě jejich směsí.