FI74317B - Oeversvaemningsvattenskydd. - Google Patents

Description

1 7431 7

TULVAVESISUOJA - öVERSVAMNINGSVATTENSKYDD

Jo kauan on käytetty hiekkasäkkejä suojapatoina tulvavettä vastaan, nopeana tiivistystapana murtumissa, ovien ja ikkunoiden sulkijoina sisääntunkeutuvaa vettä vastaan ja korkeutta lisäämässä tulvavesien uhkaamissa suojamuu-5 reissä. Hiekkasäkkien etuna on niiden painosta johtuva hyvä paikallaan pysyvyys ja niiden kyky mukautua epätasaiseen ympäristöön. Haittana on se, että suuria määriä tuskin voidaan varastoida tai kuljettaa, joten tarvittaessa säkit täytetään vasta paikan päällä, mihin mahdollisesti ei 10 olisi aikaa.

Toisaalta on myös yritetty käyttää suojapatoina suuria päällystettyjä kangasletkuja, jotka täytetään vedellä. Tämän menetelmän etuna on kokoontaitettujen letkujen hyvä varastoitavuus ja täyttömeteriaalina käytetyn veden helppo 15 saatavuus. Haittapuolena on se, että suuret letkut mukautuvat vain huonosti paikallisiin olosuhteisiin, ja se, että täyttö vaatii vahvoja suorituskykyisiä pumppuja ja vesiposteja. Sitäpaitsi letkujen riittävä paikallaanpysyvyys saavutetaan vain silloin, kun vielä huomattava osa täyte-20 tystä letkusta on veden pinnan yläpuolella, sillä vain näin letkun sisällöllä on riittävä paino. Keksinnön tarkoituksena on luoda menetelmä, jolla on hiekkasäkin edut, mutta ei sen haittoja, ja jolla suojapatojen pystyttäminen vettä vastaan on mahdollista ilman täyttövaihetta.

25 Tämä ongelma ratkaistaan keksinnön mukaisesti tulva- vesisuojalla, jolle on ominaista, että suoja sisältää veteen liukenematonta, vedessä voimakkaasti turpoavaa polymeeriä muodossa, jossa on ainakin yksi dimensio kyllin pieni, jotta taataan veden nopea absorptio. Suojan läpäisevyys mahdol-30 listaa veden nopean sisääntunkeutumisen, mutta estää kuitenkin turpoamattoman polymeerin poisputoamisen.

Kun tällainen vettäläpäisevä suoja, esimerkiksi säkin muodossa, säkin sisältäessä pienen osuuden sisätilavuudestaan turpoavaa materiaalia, joutuu kosketuksiin veden 35 kanssa, turpoaa polymeeri hyvin nopeasti ja muodostaa geelin, 2 74317 joka täyttää säkin joustavasti. Tällaisilla "geelisäkeillä" voidaan rakentaa kokonaisia "geelimuureja". Rakennelma voidaan myös ankkuroida maahan tai muuriin tai suojattavaan paikkaan esimerkiksi suurien letkujen sisältämällä hyvin 5 imukykyisellä polymeerillä. Niin pian kuin vesi saavuttaa sitten letkut, turpoaa absorpentti, täyttää letkun ja muodostaa automaattisesti tulvavesisuojän.

Vedessä voimakkaasti turpoavat polymeerit ovat tunnettuja. Kyseeseen tulevat luonnollisesti sakeuttamisaineet 10 kuten erilaiset kumit (kts. Röpps Chemie Lexicon 8. Aufl., hakusana Gummi, BD. 2, s. 1558/1559), mikäli näiden polysakkaridien sinänsä tunnetussa verkonmuodostuksessa otetaan huomioon, että ne saavat turvota, mutta eivät muodostaa kolloidisia liuoksia. Samoin ovat tällä edellytyksellä keksin-15 nön mukaisia sakeuttamisaineita alginaatit, pektiinit js gelatiinit.

Keksinnön mukaisesti ovat edullisia täysin synteettiset sakeuttamisaineet, näistä tulevat kysymykseen erityisesti akryyli- ja metakryylihappojen homopolymeeritja/taiko-20 polymeerit yhden tai useamman etyleenisen tyydyttämättömän komonomeerin kanssa. Näiden haaroittuneiden polymeerien kar-boksyyliryhmät voivat olla myös yksiarvoisina suoloina, erityisesti alkaalisuoloina . Tällaisia veteenliukenemattomia, vedessä voimakkaasti turpoavia polymeerejä on kuvattu esimer-25 kiksi amerikkalaisessa patenttiselityksissä 3 983 095, 3 954 721, 4 017 653 ja 4 018 951. Ammattikielessä niitä kutsutaan korkean imukyvyn polymeereiksi tai ns. superabsorpenteiksi. Tämä pätee erityisesti akryyli- tai metakryylihappojen ko-polymeereille akryy1iamidin, metakryy1iamidin ja akryylinit-30 riinin kanssa kuten saksalaisessa patenttiselityksessä p 27 06 135 kuvataan, kauppatavarana näitä saa nimellä FAVOR -Polymere. Viimeksi mainitut sisältävät veteen liukenemattoman turpoavan aineen seoksena tai yhdistelmänä aktiivisen piihapon kanssa, missä turpoamattoman polymeerin painon suh-35 de aktiivisen piihapon painoon verrattuna on 2-10.

Aktiivisten piihappojen kohdalla on kysymys tuotteista, jotka tunnetaan erityisesti täyteaineina tai absorpent- teinä, kuten piihapposerogeeli , BET-pinnan ollessa yli 30 m 2 2 7431 7 /g, yleensä yli 100 m /g, tai liekkihydrolyyttisellä erottamisella piitetrakloridistä saatu aktiivinen piihappo, BET-pinnan ollessa 50-450 m /g (Aerosil). Keksinnön tarkoitukseen käyttökelpoisia aktiivisia piihappoja ovat myös vesila-5 sista ja vastaavista metallisuoloista ja mahdollisesti mine-raalihpoista seostetut aktiiviset silikaatit, erityisesti kalsium-, magnesium- tai alumiinisuolat, BET-pinnan ollessa yli 30 m /g, gserogeeleinään yhdessä korkean imukyvyn polymeerien kanssa.

10 Keksinnön tarkoitukseen hyvin sopivia muita korkean imukyvyn polymeerejä ovat lisäksi haaroittuneet polyetylee-ni- ja/tai polypropyleenioksidit.

Suojassa turpoamaton polymeeri on kuituina ohuina nauhoina, ohuina levyinä tai osasina, joiden hiukkaskoko on 15 yli 50^um. Hiukkaskoolla ja hiukkaskoon jakaumalla on huomattava vaikutus turpoamistapahtuman kinetiikkaan. Jos ab-sorpenttihiukkaset ovat isoja, esim. yli 1 mm, koostuvat nämä tosin nopeasti, mutta kontaktipinta on suhteellisen pieni. Jos absorpenttihiukkaset ovat pieniä niin pinnan kostuessa 20 muodostuu ulkopintaan tiivis geelipinta, joka hidastaa muun veden tunkeutumsita sisään. Pienten ja suurten hiukkasten seos käyttäytyy molemmista syitä epäsuosiollisesti. Koska keksinnön kannalta pidetään parempana sitä, että hiukkaskoko on liian pieni, on lisäksi olemassa vaara, että osaset valu-25 vat läpi suojan, koska tässä täytyy toimivan vedenläpäisevyyden takia olla aukkoja, huokosia ja reikiä. Näistä syistä täytyy ainakin yhden turpoavan aineen dimension olla tarpeeksi pieni, jotta taataan nopea veden absorpoituminen.

Kun turpoamaton polymeeri on tämän mukaisesti pienten 30 jyvästen muodossa, on näiden suuruus edullisesti 200-500 ^um. "Super-absorpentti" voi olla myös agglomeroituneessa muodossa kuten helminä, tabletteina tai kuutioina, joiden läpimitta on 2-10 mm ja jotka joutuessaan veden kanssa kosketuksiin hajoavat.

35 Täyttöön tarvittava määrä voidaan pakata vesiliukoiseen pakkaukseen, mikä helpottaa suuresti absorpentin panemista säkkeihin.

On tunnettua, että keksinnön mukaan käytettäviä vedes- 7431 7 sä voimakkaasti turpoavia polymeerejä voidaan muuttaa kuidun tai ohuen levyn muotoon. Tämän mukaisesti voidaan polymeeri panna paikalleen kuituina, ohuina nauhoina tai ohuina levinä. Nämä kuidut tai ohuet nauhat voidaan punoa matoiksi, 5 kuitukerrostumiksi tai -harsoiksi, jotka voidaan panna helposti suojuksen sisään, ja näin pidetään huoli aineen taisai-sesta jakautumisesta kahdessa suunnassa.

Täyttöaste määräytyy turpoamiskyvyn mukaan, joka esimerkiksi korkean imukyvyn polymeereillä voi olla sellainen, 10 että turvonneen polymeerin tilavuus tulee 500-kertaiseksi turpoamattoman polymeerin tilavuuteen verrattuna. Täyttymis-tilavuus tulee määrittää siten, että suoja täyttyy joustavasti, kun superabsorpentti on lähes täysin turvonnut. Tällöin turpoamaton polymeeri täyttää yleensä 0,2-10 % suojuksen mah-15 dollisesta sisätilavuudesta. Yleensä määrä on 1-5 % käytettävissä olevasta tilavuudesta.

Jotta saavutettaisiin parempi veden jakautuminen voimakkaasti turpoavaan polymeeriin, ja polymeerin turpoamisky-vyn täydellinen hyödyntäminen ja jotta estettäisiin erityi-20 sesti jauhemaisen superabsorpentin paakkuuntuminen, voi olla tarkoituksenmukaista sekoittaa tämä hienojakoinen aines esimerkiksi puujauheen kanssa. Vielä paremmin vesi vaikuttaa ja jakautuu tasaisesti turpoamattoman tai ei vielä täysin turvonneen polymeerin kaikkiin osiin, jos turpoamaton polymeeri 25 sekoitetaan ilman kosteutta vastaan stabiilin jauheen kanssa, joka kehittää veden kanssa reagoidessaan inerttejä, palamattomia kaasuja. Tällaisiksi soveltuvat esim. kuohujauheena tunnetut bikarbonaattien ja kiinteiden myrkyttömien happojen seokset, joiden ei tietenkään tarvitse sisältää esillä ole-30 vassa käyttötarkoituksessa makeuttamis- tai makuaineita, ja jotka kehittävät veden kanssa reagoidessaan hiilidioksidia.

Suojuksen täytyy täyttää se vaatimus, että vaikka se on niin vettäläpäisevä, että vedensisääntunkeutuminen nopeasti on mahdollista, se kuitenkin estää vielä turpoamattoman 35 polymerin ulostippumisen. Tarkoituksenmukaisesti suojus on muodoltaan säkki tai päistä suljetttava letku. Säkin tilavuus on noin 20-50 1 ja letkun halkaisijaksi on suositeltava 20-100 cm. Yleensä säkki on tekstii1ipintai sta materiaalia, 7431 7 esimerkiksi sellaista kangasta, jolla on hyvät lujuusominaisuudet. Siksi säkit tai letkut valmistetaan edullisesti synteettisestä kuitumateriaalista, esim. polyesteristä. Tarkemmin kangas valitaan siten, että vesi voi kyllä tunkeutua si-5 sään, mutta ettei esim. hienojakoinen sakeuttamisaine voi valua kankaan läpi pois.

Keksinnön mukainen tulvavesisuoja ottaa varastoitaessa vain äärimmäisen vähän tilaa. Täyttömateriaali, nimittäin vesi on aina käsillä, ja täyttö tapahtuu ilman kustannuksia. 10 Voidaan puhua lähes automatiikasta, kun asetetaan paikalleen kuiva letku, joka täyttyy itsestään, kun vesi tulee. Vaikka tulvavesisuojus vaatii toimiakseen vettä, on turvonnutta polymeerigeeliä sisältävä säkki siinä mielessä "vesitiivis", että se estää lisäveden läpitunkeutmisen.

15 Keksinnön mukainen tulvavesisuoja on tarkoituksenmu kaisesti nii n edu 1 1 inen , että sitä on mahdollista käyttää uudelleen. Turvonneesta absorpentista onkin mahdollista haihduttaa imeytynyt vesi ilmaan, ja näin oiisi täyden säkin kuivatus ilmassa mahdollista, useimmiten kuitenkin tähän vaa-20 dittaisiin liiaksi aikaa. Useimmiten olisi myös epäkäytännöllistä kuljettaa geelin täyttämiä säkkejä jonnekin kuivattavaksi. Siksi on yksinkertaisinta tyhjentää säkit joka käytön jälkeen, kuivata ne, täyttää uudella sakeuttamisaineella ja varatoida ne. Tällöin ne ovat jälleen kokoonpantuja käyt-25 tötilannetta varten.

Mainituista syistä on suojuksissa ainakin yksi suljettava suuaukko. Säkkien uudelleentäyttö helpottuu oleellisesti, jos kullöinkin tarvittava määrä turpoamatonta polymeeriä on etukäteen helppoon täyttöön soveltuvassa muodossa kuten jo 30 edellä on kuvattu hienojakoisia tuotteita veteenliukenevissa pusseissa tai superabsorpentin kuituja tai ohuita nauhoja kuitumattoina tai -harsoina. Tarvittava määrä turpoavaa ainetta voidaan myös laittaa suoraan suhteellisen ohuen suojuksen, esimerkiksi harson, ohuen kankaan tai läpäisevän kal-35 von sisään. Tässä suojuksessa turpoava aine pujotetaan sisään ulompaan paksusta, kestävästä kankaasta tehtyyn suojukseen, jolla on vaadittava mekaaninen lujuus tulvavettä vastaan. Myös tässä tapauksessa täytyy sisemmän, superabsorpen- 7431 7 tin sisältävän suojuksen olla riittävän iso, jolloin paksumpi ulkosäkki tai -putki täyttyy turpoavasta polymeeristä tarvittaessa joustavasti.

Rakennettaessa suojaseinämiä yksittäisistä säkeistä 5 ja putkista suositellaan, että ne varustetaan siten, että suojusten sitominen toisiinsa on mahdollista. Yksittäisiä elementtejä koossapitävinä varusteina voivat olla koukut ja silmukat, silmukat joiden läpi voidaan pujottaa köysi jne. Periaatteessa suojaseinämä tulisi suunnitella riittävän kor-10 keaksi ja painoltaan sellaiseksi, että taataan riittävä pai-k a 1laanpysyvyys , missä osaltaan auttaa suojuksen ankkuroiminen maahan.

15

Claims (12)

1. Tulvavesi suoja , tunnettu siitä, että suojus sisältää veteenliukenematonta, vedessä voimakkaasti turpoavaa polymeeriä muodossa, jossa ainakin yksi dimensio on kyllin pieni, jotta taataan veden nopea sisään- 5 tunkeutuminen, ja että suojuksen läpäisevyys tekee mahdolliseksi veden nopean sisääntunkeutumisen, mutta estää tur-poamattoman pylymeerin ulosputoamisen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tulvavesisuoja, tunnettu siitä, että vedessä voimakkaasti 10 turpoava polymeeri on korkean imukyvyn polymeeri (ns. super-absorbentti).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tulvavesisuo-ja, tunnettu siitä, että turpoamaton polymeeri on seoksena aktiivisen piihapon kanssa ja että turpoa- 15 mattoman polymeerin painon suhde aktiivisen piihapon painoon verrattuna on 2 - 10.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen tulvavesisuoja, tunnettu siitä, että turpoamaton polymeeri täyttää 0,2 - 10 % suojuksen mahdollisesta sisätilavuudesta.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen tulvavesisuoja, tunnettu siitä, että korkean imukyvyn polymeerin osaset ovat kooltaan 50 - 2000 ^um, edullisesti 200 - 500 yum.

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen tulvavesisuoja, 25 tunnettu siitä, että suojus on säkin tai päistä suljettavan letkun muodossa.

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen tulvavesisuoja, tunnettu siitä, että suojuksessa on pinta materiaali kangasta ja että suojus on synteettistä kuitu- 30 ainesta, erityisesti polyesteriä.

8. Patenttivaatimusten 1-7 mukainen tulvavesisuoja, tunnettu siitä, että suojuksissa on sellaiset varusteet, että suojusten sitominen toisiinsa on mahdollista .

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tulvavesisuoja, t u n n e t t u s i i t ä , että suojuksessa on ulompi 8 74317 suojus, joka on vaadittavan lujaa materiaalia, erityisesti kestävää kangasta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen tulvavesisuoja, tunnettu _s_i i t e. ,__ettM turpoama tonta polymee- 5 riä täydentää sisäänpanoa helpottava suojus.

11. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 1-10 mukainen tulvavesisuoja, tunnettu siitä, että veden paremman jakautumisen aikaansaamiseksi tämä hienojakoinen aine on saatettu karkeampaan muotoon.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen tulvavesisuoja, tunnettu siitä, että polymeeriin on lisätty ilman kosteutta vastaan stabiilia jauhetta, joka kehittää veden kanssa inerttejä palamattomia kaasuja ja että polymeeriin on lisätty hiilidioksidia kehittävää bikarbonaattien 15 ja kiinteiden myrkyttömien happojen seosta. 9 7431 7 1. översvämningvattenskydd, kännetecknad av, att ekyddet inneh&ller en i vetten olöelig, i vatten kraf-tigt svällande polymer i en form, där Ätminstone en dimension är tillräckligt liten för att garantera snabb inträngning av 5 vatten, och att ekyddets genomtränglighet möjliggör snabb inträngning av vatten, men förhindrar utfällning av ouppsvälld polymer. 2. översvämningsvattenskydd enligt patentkrav 1, känneteoknat av, att den i vatten kraftigt svällan- 10 de polymeren är en polymer med hög sugförm&ga (s.k. superab-sorbent). 3· översvämningsvattenskydd enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av, att ouppsvälld polymer förelig-ger i blandning med aktiv kiselsyra och att den ouppsvällda 15 polymerens viktförh&llande tili den aktiva kiselsyrans vikt är 2 - 10. 4. översvämningsvattenskydd enligt patentkraven 1 - 3, känneteoknat av, att den ouppsvällda polymeren upp-tar 0,2 - 10 ^ av skyddets eventuella innervolym. 20 5. Översvämningsvattenskydd enligt patentkraven 1-4, känneteoknat av, att partiklarna av polymer med hög sugförm&ga tili storleken är 50 - 2000/im, företrädesvis 200 -500/im. 6. översvämningsvattenskydd enligt patentkraven 1-5, 25 känneteoknat av, att skyddet är i form av en säck eller en vid ändorna tillslutbar slang. 7. översvämningsvattenskydd enligt patentkraven 1-6, känneteoknat av, att skyddets ytmaterial utgöres av väv och att skyddet best&r av ett syntetiskt fibermaterial, 30 speciellt polyester. 8. översvämningsvattenskydd enligt patentkraven 1 - 7, känneteoknat av, att skydden har s&dana utrustningar, att bindning av skydd tili varandra är möjligt.