IT8323036A1 - Procedimento per consolidare e rendere impermeabili all'acqua costruzioni interrate ed edilizie, manufatti edili, in particolare canali e tubazioni, elementi costruttivi, rocce e terreni, - Google Patents

Procedimento per consolidare e rendere impermeabili all'acqua costruzioni interrate ed edilizie, manufatti edili, in particolare canali e tubazioni, elementi costruttivi, rocce e terreni, Download PDF

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IT8323036A1 IT1983A23036A IT2303683A IT8323036A1 IT 8323036 A1 IT8323036 A1 IT 8323036A1 IT 1983A23036 A IT1983A23036 A IT 1983A23036A IT 2303683 A IT2303683 A IT 2303683A IT 8323036 A1 IT8323036 A1 IT 8323036A1
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
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    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5076Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
    • C04B41/5089Silica sols, alkyl, ammonium or alkali metal silicate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE
L?invenzione riguarda un procedimento migliorato per cpnsolidare e rendere impermeabili all'acqua costruzioni interrate ed edilizie,manufatti edili (in par_ ticolare canali e tubazioni), elementi costruttivi, rocce e terreni, mediante l'impiego di vetro solu_ bile?
Nell'ambito dell'invenzione, le locuzioni:
"costruzione ", "manufatto edile", "elemento costruttivo", "roccia" e "terreno" sono intesi nel senso pi? ampio della parola; queste locuzioni comprendono anche bacini, tunnel, cavit? naturali o artificiali, fessure del terreno e delle rocce, e cos? via.
E' noto che l'impermeabilit? all'acqua della maggior parte delle costruzioni interrate ed edilizie, in particolare canali, tubazioni e bacini, non e' sufficiente, I difetti sono da ricondurre per la massima parte ad imperfezioni nella esecuzione e fabbricazione, ed inoltre alla formazione di fessure ed altri deterioramenti nel corso dell'utilizzo del manufatto. E' anche noto che la riparazione di manu_ fatti interrati ed edilizi , (in particolare la riparazione di canali e tubazioni interrate) e' molto dispendiosa, come tempo, lavoro e materiale, ed in molti casi non pu? venire eseguita con il risultato desiderato
Nel brevetto ungherese N0.153975 viene descritto un procedimento semplice e rapido per consolidare e rendere impermeabili all'acqua manufatti interrati ed edilizi, elementi costruttivi, rocce e terreni. Secondo questo brevetto, nell'og_ getto da trattare, o sull'oggetto da trattare o nelle sue vicinanze, viene applicato un vetro solu_ bile o un mezzo che contiene vetro solubile, e questo viene poi sottoposto all'azione di acido fluoridrico, tetrafluoruro di silicio e/o acido fluosilicico (H2SiF6,). Il vetro solubile gelifica per l'azione dei fluoruri gassosi in breve tempo, e riempie completamente le cavit?, fessure e screpolature. Se il procedimento viene impiega^ to per aumentare l'impermeabilit? all'acqua di costruzioni o manufatti che si trovano nel terre_ no (per esempio canali o bacini), un altro vantag_ gio e' costituito dal fatto che anche il vetro solu_ bile infiltrato attraverso le fessure nel terreno circostante diventa resistente ed in questo modo viene migliorata la fondazione della costruzione ovve_ ro del manufatto, e viene consolidato il terreno cir_ costante. L'impiego dei gas di fluoruro ha inoltre il gra?lde vantaggio di aumentare la resistenza alla corrosione del cemento e del cemento armato.
Il procedimento, nonostante i numerosi vantaggi, non ha potuto diffondersi in prati_ ca. Il fatto che i gas dell'acido fluoridrico ed il tetrafluoruro di silicio sono molto velenosi, non ha permesso un largo impiego del procedimento per ragioni di protezione dell'ambiente. E' anche svantaggioso il fatto che il gel di silice che si fonna non e' elastico e non e' in grado di seguire i movimenti del manufatto trattato o dello strato di terreno. Il gel di silice non rigonfia a sufficienza sotto l'azione dell'acqua e per_ tanto non e' in grado di riempire le nuove fessure che si formano per i movimenti e gli spostamenti del terreno.
Secondo una precedente domanda di brevet_ to ungherese dei presenti Autori (MA-2924),invece del vetro solubile come sostanza che forma geli vengono impiegati diversi polimeri organici,in primo luogo polimeri dell'acido acri_ lico e dell'amide acrilica, eventualmente insieme con una sostanza solida inerte e granulosa. I geli che si formano sono sufficientemente elasti_ ci e rigonfiano bene per azione dell'acqua, hanno pero? lo svantaggio che sono relativamente molli e pertanto non sopportano carichi elevati? E' inoltre svantaggioso il fatto che i polimeri proposti sono per la maggior parte di costo elevato , di dif_ ficile approvvigionamento, e la tecnologia in
certi casi richiede speciali dispositivi e speciali conoscenze.
C'era pertanto bisogno di un nuovo procedimento, che unificasse in se' i vantaggi dei due procedimenti descritti, ma non ne presentasse . pero' gli svantaggi.
E' stato ora trovato che si possono ottenere geli relativamente resistenti, ma nello stes_ so anche sufficientemente elastici, che consolida_ no e rendono impermeabili all'acqua i manufatti trattati , se si opera essenzialmente secondo il brevetto ungherese No.153975, e si aggiunge pero' al sistema che forma il gel come ulteriori compo_ nenti certi polimeri organici.
Oggetto della presente invenzione e' per_ tanto un procedimento per consolidare e rendere impermeabili all'acqua costruzioni sotterranee
ed edilizie, manufatti edili, elementi costruttivi, rocce e terreni, impiegando vetro solubile ed acido fluosilicico. Nel procedimento secondo l'invenzione
e' caratteristico il fatto che nell'oggetto da trattare o sull'oggetto da trattare, o nelle sue vicinanze, la soluzione di vetro solubile e' portata a contatto con acido fluosilicico, in presenza di un polimero organico, solubile in acqua, che forma idrogeli,nella misura di 0,01? 1 parti in peso, preferibilmente 0,05 - 0,2 parti in peso,per parte in peso di sostanza solida, ed in presenza di una sostanza che favorisce la reticolazione del polimero.
Nella descrizione seguente e nelle rivendi_ cazioni, sotto la denominazione di "vetro solubile" si intendono i silicati alcalini ed il silicato di ammonio. Nel modo pi? conveniente si impiega come vetro solubile silicato di sodio in soluzione acquosa,il cui contenuto di sostanza solida e' circa del
35%.
Con l'espressione "polimero organico, solu_ bile in acqua, che forma geli" si intendono poli_ meri organici che formano idrogeli, fluidi, mesco_ labili senza limitazioni con l'acqua. I polielettroliti costituiscono un gruppo di questi polimeri,
tra i quali sono soprattutto preferiti quelli del tipo carbossilato (che contengono un gruppo -COOX , in cui X e' un catione monovalente). Come esempi si citano la carbossimetilcellulosa, i polimeri dell'acido acrilico e dell'acido metacrilico e gli esteri dell?acido poliacr?lico fortemente idrolizzati, ed inoltre i loro sali alcalini e di ammonio. Un secondo gruppo di polimeri organici e1 costitui_ to da polimeri non ionici che formano idrogeli:
i loro rappresentanti pi? importanti sono la poliacrilamide e l'alcool polivinilico.
Le sostanze che favoriscono la reticolazione dei polimeri sono sostanze ben note nella chimica dei polimeri, e pertanto non se ne parla qui nei particolari. Si ricorda solamente che per la reticolazione dei polieiettroliti vengono impiegati nel modo pi? opportuno composti che contengono ioni metallici polivalenti (per
esempio sali di calcio, di magnesio, di ferro,
di rame e di cromo), per la reticolazione dei poli_ meri non ionici si impiegano nel modo pi? opportuno aldeidi polivalenti (per esempio gliossale o aldeide glutarica). La sostanza che favorisce la reticolazione pu?* eventualmente essere presente gi? da prima nell'ambiente da trattare. Un caso tipico
si ha nel trattamento di un manufatto che si trova o e? imbevuto di acqua sotterranea, con un siste_ ma che forma gel e contiene polieiettroliti, in quan_ to nell'acqua sotterranea sono sempre presenti composti metallici polivalenti, che garantiscono in un tempo pi? lungo una sufficiente reticolazione. I citati mezzi di reticolazione favoriscono in certa misura con una certa velocit? anche la gelificazione del vetro solubile. In tal modo una matrice di gel viene inserita nell'altra, fra le due si formano dei composti chimici.
L'acido fluosilicico (H2SiF6) impiegato per la formazione del gel, pu?' contenere come impurit? diversi fluoruri come acido fluoridrico o tetrafluoruro di silicio. Per la formazione del gel, si pu?' vantaggiosamente impiegare la soluzione acquosa di acido fluosilicico contenente le impurit?, che si forma come sottoprodotto nella fabbricazione dei concimi fosfatici. acido fluosilicico pu?* venire impiegato anche sotto forma gassosa, e' pero' pi? opportuno l'impiego sotto forma di soluzione acquosa.
I singoli componenti del sistema che forma il gel possono essere alimentati in una volta nel? punto della loro azione, e' pero' pi? opportuno se si forma il gel per azione successiva di due correnti di materiale. Una corrente di materiale e' la soluzione acquosa del vetro solubile, l'altra corrente di materiale e' l'acido fluosilicico o la sua solu_ zione acquosa. Il polimero organico solubile in acqua che forma il gel viene aggiunto all'una o all'altra o anche ad ambedue le correnti di mariale, tenendo presenti i rapporti di compatibilit?. I polimeri di tipo polielettrolitico non
sono solubili nell'acido fluosilicico acquoso,
pertanto essi devono essere aggiunti alla solu_
zione di vetro solubile. I polimeri non ionici
vengono aggiunti opportunamente alla soluzione di
acido; la poliacrilamide ed in minore misura la poliacrilamide idrolizzata (fino al 15/0 , possono
venire aggiunti sia alla soluzione di acido che
alla soluzione di vetro solubile. Nel caso che
la sostanza che favorisce la reticolazione del
polimero non sia presente gi? da prima nel punto
del trattamento (per esempio setper il trattamento
di oggetti che non si trovano in contatto con acque sotterranee,vengono impiegati polielettroliti,oppure
nel caso di impiego di polimeri non ionici),la sostanza reticolante viene aggiunta all'acido acquoso.
Nell'acido fluosilicico acquoso i polimeri non ionici anche in presenza della sostanza reticolante (aldeide), non gelificano;pertanto non ci sono da temere inconvenienti.
Si fa notare che le soluzioni acquose di acido fluosilicico,che si hanno come sottoprodotto nella fabbricazione di concimi fosfatici,contengono spesso composti me tallici polivalenti in quantit? sufficiente. Per una
migliore riproducibilit? e possibilit? di regolazione del processo di gelificazione, e' consigliabile aggiungere sempre una determinata concentrazione di ioni metallici.
L'alimentazione delle correnti di materiale pu?' venire effettuata secondo una successione qualsiasi.
Per esempio sull'oggetto da trattare o nell'oggetto da trattare o nelle sue vicinanze,si
pu?' inviare dapprima la soluzione di vetro solubile (che contiene eventualmente anche il polimero organico solubile in acqua che forma il gel),
e successivamente viene inviata la soluzione acida,
che eventualmente contiene gli altri componenti
necessari (polimero non ionico e/o sostanza re_ ticolante). Se, fuori dell'acido fluosilicico,
tutti gli altri componenti sono presenti nella
soluzione di vetro solubile ovvero nel punto di
trattamento gi? da prima (per esempio se il
trattamento avviene in un punto in cui ci sono
acque sotterranee, e la soluzione di vetro solu_
bile contiene il polieiettrolita), l'acido pu?'
essere portato a contatto con gli altri componenti
del sistema che forma il gel, anche sotto forma di
gas. Naturalmente si pu?' inviare nel punto di
trattamento prima la corrente di acido e quindi
la corrente di vetro solubile, questo modo e'
pero' meno vantaggioso.il trattamento pu?' venire
L'acido fluosilicico viene opportunamente ag -.giunto in eccesso rispetto alla quantit? necessaria per la gelificazione del vetro solubile. Nel caso sia necessario per ragioni di protezione dell'ambiente, l'eccesso di.acido nel punto di trattamento pu?' venire neutralizzato semplicemente inviando una sostanza-alcalina. Come sostanza alcalina si pu?' per esempio impiegare una soluzione di vetro solubile (che contiene eventualmente il polimero organico solubile 4.n acqua che forma il gel ), latte di calce, soluzione diluita di soda, e cos? via. Questo post-trattamente viene opportunamente collegato con la prova di impermeabilit? all'acqua del manufatto trattato.
Nel procedimento secondo l'invenzione, le soluzioni descritte nei brevetti citati all'inizio vengono combinate tra loro in modo opportuno.
Secondo una forma di esecuzione particolarmente preferita, viene dapprima formata nel punto di appli_ cazione un gel di silice con vetro solubile ed acido fluosilicico nel modo descritto nel brevetto ungherese 153275? ed in una seconda fase viene eseguito il procedimento secondo l'invenzione.
Se devono essere completamente riempite fessure o cavit? di grande volume, queste possono essere dapprima riempite con una sostanza solida granulosa che non ostacola la formazione del gel,
ad esempio perlite, sabbia silicea, cenere. La sostanza solida pu?' anche venire mescolata in' una delle correnti acquose di materiale.
Per rendere pi?.elastico e pi? deformabile il gel che si forma, il sistema che forma il gel pu?' essere combinato con latice di caucci?.
In questo caso dapprima sull'oggetto o nell'oggetto da trattare, o nelle sue vicinanze, si applica
un latice naturale o sintetico. Si lascia coagulare spontaneamente il latice, oppure lo sifa coagulare con acido, ed infine si esegue il descritto trattamento con vetro solubile ed acido fluosilicico. Si pu?' anche procedere mescolando alla soluzione di vetro solubile il latice naturale o sintetico in una quantit? che corrisponde a
0,005-1 parte in peso, preferibilmente 0,05-0,2 par ti in peso di sostanza secca, riferita ad 1 parte in peso di sostanza solida del vetro. Questa misce_ la viene portata a contatto con l'acido fluosilicico , in presenza di un polimero organico solubile in acqua.
Nel corso del procedimento secondo l'invenzione, dal vetro solubile, dal latice eventualmente presente e dal polimero organico solubile in acqua che forma il gel, si forma un gel di strut_ tura omogenea, contenente in uguale misura componenti organici ed inorganici. Questa struttura di gel conserva la resistenza originaria dei componenti inorganici a base di silicati, rimane pero1 nel modo caratteristico dei componenti organici, elastica, cio?' le azioni di impermeabilizzazione e di consolidamento sono soddisfacenti in uguale misura. Questo risultato non si poteva prevedere secondo lo stato della tecnica', poich?' le condizioni ottimali di gelificazione e la velocit? di gelificazione delle sostanze organiche che formano geli differiscono fortemente da quelle delle sostanze inorganiche che formano geli. Si sarebbe dovuto supporre che nel punto di trattamento si sarebbero formate due diverse strutture di geli, che recipro_ camente peggioravano le loro caratteristiche.
L'invenzione viene descritta dettagliatamente qui di seguito in base a degli esempi di esecuzione, non e' pero' limitata a questi esempi.
Esempio 1
Un tubo di vetro di 4 cm di diametro interno, lungo 30 cm, chiuso alla sua estremit? inferiore con un tappo di gomma, viene riempito fino ad un?altezza di 20 cm con sabbia, avente una grossezza massima dei granuli di 2 mm. Il tappo di gomma presenta un foro che e' chiuso con garza. Sulla colonna di sabbia si versano 90 mi di vetro solubile concentrato (35 % di sostanza solida). La soluzione imbeve completa^ mente la sabbia, l?eccesso comincia a gocciolare all?estremit? inferiore della colonna. Quando il ve_ tro solubile e? completamente assorbito dalla sabbia, si versa nella colonna una miscela costituita da 40 mi di soluzione acquosa concentrata di acido fluosilicieo, 40 mi di soluzione acquosa al 5% di amide poliacrilica e 10 mi di soluzione acquosa concentrata di glios_ sale. La miscela filtra a poco a poco nella colonna di sabbia imbevuta di vetro solubile e comincia la gelificazione del vetro solubile? Dopo l?inizio della gelificazione, la soluzione acida in eccesso non pu?' pi? infiltrarsi nella sabbia, ed il vetro solubile non gelificato non pu?? gocciolare in basso.
L?eccesso di soluzione acida viene versato. Viene quindi tolto il tappo di gomma e la colonna viene lavata sotto il rubinetto con un violento getto di acqua? La parte gelificata resiste all?azione del get_ to d'acqua, mentre la sabbia imbevuta di vetro solubile che non ha gelificato, viene portata via.
Dopo la prova rimane 1*80-90% della colonna di sabbia lunga 20 cm, come corpo compatto, solido e completamente impermeabile all'acqua; sotto una pressione di 1,5 metri di colonna d?acqua, in 1 ora l'ab_ baasamento del livello'dell'acqua e' al massimo di
5 mm.
Lo stesso esperimento viene ripetuto versando 90 mi di soluzione acquosa concentrata di acido fluosilicico, gli altri componenti non sono presenti. Solo 5-5 cm della colonna gelificano, ed inoltre l'impermeabilit? all'acqua della parte gelificata non e1 soddisfacente. Sotto una pressione di 0,1 metri di colonna d'acqua, il livello dell'acqua in 50 minuti si abbassa di 50 mm.
L?esperimento viene ripetuto, versando pero' sulla colonna di sabbia imbevuta di vetro solubile, 90 mi di acido fluosilicico con acqua nel rapporto 1:1? La parte gelificata e' lunga 5-10 cm. La impermeabilit? all'acqua e' scarsa; con una pressione di 0,1 metri di colonna d'acqua, l'abbassamento del livello dell'acqua e' di 70 mm in 10 minuti.
Esempio 2
L'esperimento descritto nell'Esempio 1 viene ripetuto in altra forma: dapprima la colonna di sabbia viene imbevuta con una miscela di 80 mi di solu_ zione acquosa concentrata di vetro solubile e 10 mi di soluzione al 10% di poliacrilato di sodio. Successiva^ mente la colonna viene riempita con una miscela di 40 mi di soluzione acquosa concentrata di acido fluosilicico, 40 mi di acqua e 10 mi di soluzione al 10%
di cloruro di ferro trivalente. Il riempimento ottenuto e? compatto, duro, particolarmente resistente alla pressione e all?urto molto impermeabile all'acqua. Sotto una colonna d?acqua di 1,5 metri, l?abbassamento del livello e? trascurabile.
Esempio 5
Si lavora secondo il mo.do descritto nell?Esempio 1, sulla colonna di sabbia imbevuta con vetro solubile si versano pero' 90 mi di una soluzione acquosa che contiene il 5% di acido fluosilicico, il 5% di alcool polivinilico e l'1 % di acido borico. Il riempimento ottenuto e? identico per le sue caratteristiche a quello dell'Esempio 1.
Esempio 4
Si lavora come nell?Esempio 1, pero* sulla colonna di sabbia si versa prima una miscela di 60 mi di vetro solubile in soluzione e 30 mi di una solu_ zione acquosa al 6% di una poliacrilamide parzialmente idrolizzata (al 10%). Dopo che la colonna si e' imbevuta, si versano 90 mi di una soluzione acquosa, che contiene il 5% d? acido fluosilicico ed il 2,55? di allume di cromo? Si ottiene un riempimento gelificato con eccellenti propriet? meccaniche, l'impermeabilit? all?acqua e? la stessa come il prodotto dell'esempio 2.
Esempio 5
Si lavora come nell'Esempio 1, pero' sulla colonna di sabbia si versa dapprima una miscela di
67,5 mi di una soluzione concentrata di vetro solubile e 22,5 mi di una soluzione acquosa al 10% di poliacrilato di sodio, e successivamente sulla colonna imbevuta si versano 90 mi di una soluzione acquosa che contiene il 10% di acido fluosilicico, il 5% di poliacrilamide e l?l% di gliossale. Il riempimento otte_ nuto presenta la stesse caratteristiche di quello dell?Esempio 2. La resistenza del riempimento aumenta ancora col tempo, se essa viene tenuta in acqua !sotterranea, in quanto per l?azione degli'ioni metallici polivalenti contenuti nell?acqua sotterranea, prosegue ulteriormente la reticolazione del poliacrilato di sodio.
Esempio 6
Nel modo indicato nella figura 1, un tratto di canale compreso fra due pozzi 2 e 3 viene sottoposto al trattamento secondo l?invenzione? Il tratto di canale viene prima pulito e poi chiuso con delle chiusure 1; quindi dal recipiente 4 si versa attraverso il pozzo 2 la soluzione di vetro solubile che presenta una densit? di 35,7 - 38,0? Be. Per garantire la pressione necessaria affinch?' la soluzione penetri nelle porosit?, fessure, fori, passaggi, pori e fenditure, la soluzione viene riempita nei pozzi fino all'altezza "m". Quest'altezza pu?' essere di 1-2 metri, a seconda della natura delle riparazioni da eseguire; in caso di bisogno se ne aggiunge. Quan_ do il livello della soluzione non si abbassa pi? o si.abbassa solamente in misura trascurabile
(a seconda dell'entit? del danno ci?' avviene in generale dopo 20-60 minuti), la soluzione che si trova nel tratto di cana le viene aspirata il pi? rapida_ mente possibile (in circa 5-10 minuti) attraverso il pozzo 2 nel recipiente 4.
Quindi nel modo indicato nella figura 2, si man da nel canale attraverso il pozzo 2 la soluzione acida del recipiente 6. Questa soluzione viene ottenuta mescolando una soluzione concentrata al 20% di acido fluosilicico di qualit? tecnica nel rapporto 1:1 con una soluzione acquosa al 5% di amide poliacrilica (con grado di idrolisi 10%), ed aggiungendo lo 0,01% di allume di cromo. La soluzione acida viene pompata il pi? rapidamente possibile (in 5-10 minuti) nel canale, affinch?' venga impedito il ri_ flusso nel canale del vetro solubile che si trova nelle fenditure e nelle cavit?. L'altezza di pressione "m" della soluzione acida nei pozzi e' maggiore di 0,5-1,0 metri rispetto all?altezza di pressione della soluzione di vetro solubile. In caso di necessit? si aggiunge soluzione acida.
Quando il livello della soluzione nei pozzi non si abbassa pi? (e ci?' avviene in generale dopo 20-60 minuti), la soluzione attraverso il pozzo 2 viene ripompata nel recipi?nte 6. Con ci?* la riparazione del canale e' terminata? Se la soluzione acida nel pozzo non si abbassa o si abbassa solamen__ te di una quantit? che e? ammissibile secondo le norme sulla impermeabilit? all'acqua, il risultato della riparazione e' soddisfacente. In questo modo, contemporaneamente alla riparazione, si collauda anche la impermeabilit? all'acqua del tratto riparato, cos? che e' superfluo il collaudo all?impermeabilit? che normalmente si fa a conclusione di una tale riparazione (collaudo eseguito con aria od acqua). Tol_ te le chiusure provvisorie alle estremit? del tratto di canale? questo viene di nuovo messo in funzione.
Il materiale penetrato nel corso della ripara_ zione nelle fessure, cavit? e porosit?, gelifica e si consolida e forma uno strato impermeabile all'acqua 5.
In tal nodo non solamente vendono resi impermeabili i punti danneggiati del canale, ma viene anche consolidato il terreno circostante. In tal modo viene migliorata la fondazione della tubazione; la fondazione di una tubazione e? di una importanza decisiva per la sua resistenza e la sua durata.
Per il trasporto della soluzione di vetro solubile, per il suo pompaggio nel canale e per la sua aspirazione nel recipiente, vengono impiegati degli appositi veicoli muniti di recipiente e pompa, come quelli che vengono impiegati nella pu_ lizia delle fogne cittadine (con volume 3,5 - 10 m ).
Per il trasporto della soluzione acida, la immissione nel canale e l?aspirazione nel recipiente, si impiegano apparecchiature resistenti alla corrosione (recipienti in materia plastica, pompe resistenti alla corrosione, e cos? via).
La prima fase della riparazione del canale, cio?? il riempimento con vetro solubile del tratto di canale chiuso da saracinesche, sostituisce la normale prova a pressione con acqua attualmente impiegata per diagnosticare i guasti, e ci??'
e? un grosso vantaggio. Nella prova a pressione con acqua, attraverso i punti danneggiati del canale, arriva una notevole quantit? di acqua nel terre_ no circostante, e ci? pu? portare ad ulteriori erosioni, dilavamenti e ad un abbassamento del canale nel terreno- Contrariamente a ci?*, la solu_ zione di vetro solubile secondo l'invenzione inviata sotto pressione attraverso i punti danneggiati nel terreno, a causa della sua viscosit? molto superiore a quella dell'acqua ed a causa delle sue diverse carat_ teristiche, non provoca nessun dilavamento.
la extrafiltrazione, misurata dopo il riempimento del tratto di canale con vetro solubile, deve essere trasformata. Secondo calcoli che qui non vengono riportati, tenendo conto della temperatura, della viscosit? e del peso specifico del vetro solubile impiegato, e cos? via, con la usuale prova a pressione con acqua impiegando la stessa altezza di pressione "m", occorrerebbe impiegare una quantit? d'acqua 10-16 volte maggiore rispetto alla quantit? di vetro solubile.
Un vantaggio del procedimento secondo l'inven_ zione consiste nel fatto che si pu? trattare in un colpo solo un tratto di canale compreso fra tre o pi? pozzi, insieme con le tubazioni di collegamento alle abitazioni, con i pozzetti di derivazione ed altre tubazioni chiuse- Nell'esecuzione del procedimento secondo l'invenzione, possono cio?' venire riparate anche queste parti della rete insieme col canale.
A seconda dell'equipaggiamento a disposizione e del volume interno del canale da risanare, possono ve_ nire trattati in un colpo solo tratti con lunghezza di 30 - 100 metri. Una squadra ben organizzata ed addestrata, in un turno di 8 ore pu?' riparare
2-3 tratti, se per esempio la soluzione aspirata dal tratto 1 non viene pompata nel recipiente, ma viene in_ viata nel successivo tratto 2 da riparare, e da qui nel tratto 3.
Con l'impiego del procedimento secondo l'invenzione per la riparazione di canali, si ottengono anche i seguenti vantaggi:
l'intero processo tecnologico di riparazione pu?' venire meccanizzato con una spesa relativamente bassa e con un equipaggiamento ridotto. L'impiego di mano d'opera e' molto ridotto. La velocit? della riparazione e? pero' elevata? Il traffico non viene interrotto, e non e' necessario togliere la copertura stradale. Il procedimento non presenta pericoli ne? di incendio, ne' di esplosione. Con la riparazione non vengono peggiorate le caratteristiche idrauliche del canale. Il canale riparato non richiede lavori speciali di manutenzione. Il procedimento e' anche adatto per la riparazione di canali che si trovano in acque sotterranee; in questi casi l?altezza di pressione "m" del livello dell?acqua sotterranea* viene calcolato come detto sopra.
Le soluzioni (vetro solubile e soluzione acida) aspirate dopo la riparazione, possono venire impiegate parecchie volte e si conservano per un tempo illimitato.
Poich?? il procedimento secondo l?invenzione lavora con soluzioni, non e? necessario cercare prima i punti danneggiati, il che e? complicato e richiederebbe l'impiego di molto tempo e lavoro. Le soluzioni trovano da sole i punti danneggiati e li riparano.
Col procedimento secondo l'invenzione possono venire riparati anche punti limitati nel canale (per esempio dei giunti danneggiati)? In questo caso, non viene riempito con soluzione l?intero tratto di cana_ le da riparare, ma impiegando un?apparecchiatura di per se? nota, la soluzione viene inviata sola_ mente nel punto desiderato. Nel caso di queste riparazioni limitate, il canale nella maggior parte dei casi non deve essere escluso dal funzionamento, poi_ che' l?apparecchiatura impiegata presenta un tubo per il passaggio dell'acqua di scarico.
Anche se l'intero canale viene riempito, esiste la possibilit? di non interrompere il funzionamento. Si pu?* per esempio sollevare l'acqua di scarico dall'ultimo pozzo prima del tratto da riparare. Si pu?? anche, nel tratto di canale che deve essere riparato, collocare tra le saracinesche di chiusura una tubazione flessibile, la cui sezione e' circa la met? della sezione libera del canale, che serve per il passaggio dell'acqua di scarico. Nella maggior par_ te dei casi, in cui vengono riempiti dei tratti di canale, non e' pero? necessario ne' il sollevamento dell?acqua, ne' l'applicazione di una tubazione flessibile, poich?' la riparazione dura solamente un tempo breve ed il ristagno provocato dalla chiusura del tratto di cana le, non provoca problemi gravi.
Se viene riparato un tratto in cui capitano tre o pi? pozzi, e per ridurre la quantit? di soluzione non si vogliono riempire tutti i pozzi, i pozzi intermedi possono essere chiusi mediante saracinesche.
Il processo che lavora con due liquidi, ha inoltre il vantaggio che in caso di eventuali collegamen_ ti non previsti, non sfugge gas nelle vicinanze.
Esempio 7
Se si giudica di particolare importanza il fatto che il tempo fra l?aspirazione della soluzione di vetro solubile ed il riempimento con soluzione acida debba essere il minimo possibile,affinch?'dalle fessure e dalle cavit? rifluisca nel canale la minima quantit? di soluzione, si lavora nel modo indicato nella figura 3.
Prima dell'inizio del processo di riparazione, vengono applicate le saracinesche di chiusura del tratto di canale, quindi sulle bocche dei pozzi vengono applicate le piastre di..copertura 7 ed 8, che portano le attrezzature e le tubazioni necessarie, e che vengono appesantite con pesi, affinch?' non possono venire sollevate per effetto dell?aria in uscita.
Quindi il tratto di canale viene riempito con vetro solubile dal serbatoio 4, nel modo descritto nell'Esempio 6, con le valvole 11 e 12 in posizione aperta.
Quando si inizia l'aspirazione della soluzione nel serbatoio 4, le valvole 11 e -12 vengono chiuse, e per mezzo del compressore 13 attraverso la tubazione 14 viene inviata aria compressa nel tratto di cana_ le, finche si ha qui una sovrapressione di 0,2 ate, il che pu?' essere controllato al manometro 9* In que_ sta fase la valvola 15 e' aperta, e la valvola 16 e' chiusa* Quando il vetro solubile e' stato tutto aspirato, la valvola 15 viene chiusa, le valvole 11, 12 e 16 vengono aperte, ed il tratto di canale viene riempito dal serbatoio 17 attraverso la tubazione 14 con soluzione acida? Successivamente la riparazione procede come e? stato descritto con riferimento alla figura 2.
Esempio 8
Nella figura 4 e? rappresentato un metodo, che e' adatto per la riparazione di canali di grande sezione. Con sezioni grandi non e' economico riempire di soluzione l?intero canale. Il tratto di canale viene prima chiuso con le saracinesche 18 e 19 , e quindi si dispone nel canale un corpo fles_ sibile in materia plastica 22 rigonfiabile munito di pezzi distanziatori 21, che e' collegato con la tubazione 20 che serve per il suo gonfiaggio. Le soluzioni e l'andamento delle riparazione sono le stesse come nell'esempio 6.
Esempio 9
Il procedimento secondo l'invenzione e' molto adatto per la riparazione di canali costrui_ ti in mattoni. Ottimi risultati si ottengono nella riparazione di vecchi canali di fognatura costruiti con mattoni e malta di calce. In questi canali, la malta di calce si sgretola piuttosto rapidamente in conseguenza delle sfavorevoli condizioni di ambiente , attraverso questi punti sgretolati si formano delle cavit? dietro la parete, il canale si abbassa o si spacca. Si pu?? alle volte verificare perfino uno sprofondamento della copertura stradale.
La riparazione viene effettuata secondo gli esempi 608 .Il canale riparato e' rappresentato in sezione nella figura 5? Durante la riparazione, la soluzione ha riempito le cavit? 5 dietro la parete del canale, e' penetrata in tutte le fessure e porosit? e dopo la gelificazione collega insieme mat_ toni e muratura. Dopo il trattamento, il canale e' completamente impermeabile all'acqua.
Esempio 10
Nella figura 6 e' rappresentata la riparazione di un serbatoio danneggiato, non pi? a tenuta, che si trova in acque sotterranee.
Il serbatoio, dopo essere stato ripulito, viene riempito attraverso il passo d'uomo con solu_ zione di vetro solubile, secondo l'Esempio 6. Nel caso che in conseguenza di perdite verso l'esterno si abbia nel serbatoio un abbassamento del livello di liquido, si aggiunge nuova soluzione. Quando la filtrazione verso l'esterno e' cessata o e' diventata molto piccola (ci?' pu?' avvenire a seconda dell'entit? del danneggiamento del serbatoio, dopo circa 30-120 minuti), la soluzione viene allontanata, nel modo descritto nell'Esempio 6, ed il serbatoio viene successivamente riempito con la soluzione acida sempre secondo l'Esempio 6. Quando la filtrazione verso l'esterno e' cessata, cio?' il livello della solu_
zione non si abbassa pi? o si abbassa impercettihilmente (in generale dopo 20 - 120 minuti), la soluzione acida viene allontanata, nel modo descritto nell'Esempio 6.
La soluzione che e' penetrata attraverso le fessure del serbatoio nel terreno circostante gelifica in questi punti, e le otturazioni 23
che si formano e gli strati di terreno che contengono il gel, garantiscono la completa impermeabilit? all'acqua del serbatoio. Volendo, si possono montare nel serbatoio degli elementi di riempimento, come nell'Esempio 8.
Esempio 11
Il procedimento secondo l'invenzione e' anche adatto per la stabilizzazione di manufatti o edifici che sono sprofondati.
Nella figura 7 e' rappresentata la stabiliz_ zazione di un serbatoio d'acqua in cemento armato
che e' sprofondato e si e' disposto obliquo.
Nelle vicinanze della fondazione 24 vengono conficcati nel terreno sino alla desiderata profondit?, parecchi tubi forati di iniezione 25 gi? noti ed impiegati per il consolidamento del terreno.
Successivamente, dal serbatoio 26, per mezzo di una pompa, si inviano sotto pressione nel terreno 80 litri di soluzione di vetro solubile per tubo, tenendo presenti le norme che riguardano il con_ solidamente del terreno e le caratteristiche del terreno stesso. In questa operazione le valvole
28 e 29 sono chiuse, e la valvola 32 e' aperta.
Ora viene chiusa la valvola 32, ed il vetro solu_ bile che si trova ancora nei tubi di iniezione viene iniettato a pressione nel terreno per mezzo di acqua pompata dal serbatoio 27. Quindi la valvola 29 viene chiusa, la valvola 30 viene aperta e dal serbatoio 31 attraverso la tubazione 30 viene inviato sotto pressione nel terreno la soluzione acida attraverso i tubi di iniezione 25. Viene impiegata la stessa soluzione acida dell'esempio 6.
Attorno ad ogni tubo di iniezione si forma in questo modo, a seconda della quantit? iniettata, un cilindro di terreno consolidato avente un diametro di 30-50 cm. In questo modo il serbatoio d'acqua da

Claims (11)

RIVENDICAZIONI
1. Procedimento per consolidare e rendere impermeabili all'acqua costruzioni interrate ed edi_ lizie, manufatti edili (in particolare canali e tubazioni), elementi costruttivi, rocce e terreni con l'impiego di vetro solubile ed acido fluosilicico, procedimento caratterizzato dal fatto che nell'og_ getto da trattare o sull'oggetto da trattare, o nelle sue vicinanze, la soluzione di vetro solubile e' portata a contatto con l'acido fluosilicico in presenza di 0,01-1 parti in peso, preferibilmente 0,5-0, 2 parti in peso (riferite ad 1 parte in peso di sostanza solida), di un polimero organico solu_ bile in acqua che forma idrogeli, ed in presenza di una sostanza che favorisce la reticolazione del polimero.
2 Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'acido fluosilicico viene impiegato sotto forma di soluzione acquosa.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che come polimero organico solubile in acqua, che forma idrogeli, vengono impiegati polielettroliti , ? preferibilmente carbossi? metilcellulosa , polimeri o copolimeri dell'acido acrilico o dell'acido metacrilico, esteri parzial_ mente idrolizzati dell'acido poliacrilico, loro sali alcalini o di ammonio o miscele dei polimeri citati.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che come polimero organico solubile in acqua che forma idrogeli si impiegano polimeri non ionici, come amide poliacrilica e/o alcool polivinilico.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il polimero organico solubile in acqua che forma geli, viene disciolto nella soluzione acquosa del vetro solubile.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il polimero organico, solubile in acqua, che forma geli, viene disci?lto nella soluzione acquosa dell'acido fluosilicico.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che come polimero organico solubile in acqua, che forma geli, si impiega amide poliacrilica disciolta della soluzione acquosa del vetro solubile e/o nella soluzione acquosa dell'acido fluosilicico.
8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni 3 o 5, caratterizzato dal fatto che come sostanza che favorisce la reticolazione del polimero si impiegano gli ioni metallici polivalenti che sono presenti gi? in precedenza nelle acque sotter ranee e/o come impurit? nelle soluzioni acquose.
9. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 ad 8, caratterizzato dal fatto che prima nei punti da trattare si mandano delle sostanze solide granulose, che non ostacolano la reazione, oppure queste sostanze solide granulose, che non ostacolano la reazione vengono aggiunte ad una delle soluzioni di trattamento#
10. Procedimento secondo una delle rivendica zioni da 1 a 9? caratterizzato dal fatto che prima nel plinto di trattamento si applica un latice di caucci? naturale o sintetico, lo si lascia coagulare spontaneamente o lo si fa coagulare con acido, Oppure nella soluzione di vetro solubile si scioglie una quantit? di latice di caucci? naturale o sinte_ ' tico corrispondente a 0,005-1 parte in peso, prefe_ ribilmente 0,05-0,2 parti in peso (riferimento ad 1 parte in peso di sostanza solida del vetro solubile).
11. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che si ripete il trattamento con frequenza e successione qualsiasi. Milano,
IT23036/83A 1982-09-29 1983-09-28 Procedimento per consolidare e rendere impermeabili all'acqua costruzioni interrate ed edilizie,manufatti edili,in particolare canali e tubazioni,elementi costruttivi,rocce e terreni IT1167214B (it)

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