LU84729A1 - Procede pour ameliorer la structure des sols - Google Patents
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Description
K? MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
formée par la Société dite : LABOFINA S.A.
pour "Procédé pour améliorer la structure de sols".
(Inventeurs : Messieurs M. De Boodt et W. Minjauw).
’ La présente invention se rapporte à un procédé de conditionnement de sols et elle concerne plus particulièrement un procédé pour améliorer la structure de sols sablonneux.
La structure d'un sol est une propriété importante. Dans un sol ayant une structure convenable, les fines particules sont agglomérées en agrégats stables, qui permettent à l'air d'accéder facilement dans leurs interstices et qui retiennent l'humidité ou l'eau d'irrigation. De plus, un tel sol est beaucoup moins sujet à l'érosion par le vent ou par l'eau (eau de pluie ou d'irrigation). Des recherches de base sur la physique des sols ont clairement montré qu'un sol est stable et supporte les conditions défavorables auxquelles il peut être soumis lorsqu'il est constitué d'agrégats stables, poreux, formant une structure aérée.
* Une méthode d'amélioration de la structure ou de la stabilité struc turelle de sols consiste à les imprégner de polymères organiques à longue chaîne, notamment des polymères d'acrylamide solubles dans l'eau. Un procédé consiste à traiter les particules du sol par une solution aqueuse de polyacrylamide et par une dialdéhyde, dont en particulier le glyoxal, qui agit comme agent de réticulation du polyacrylamide. Ce procédé est décrit - 2 - dans le brevet belge n° 757.161 de la Demanderesse. Le terme "polyacryla-mide" comprend non seulement les homopolymères de 1'acrylamide, mais aussi .les copolymères solubles dans l'eau, à base d'acrylamide en mélange avec « une quantité moindre de comonomère. Généralement, le polyacrylamide a un poids moléculaire compris entre environ 50.000 et 1.500.000. La quantité de polyacrylamide (calculée sur base sèche), nécessaire pour la formation d'agrégats stables, dépend du type de sol à traiter; cette quantité varie entre environ 0,05 et 0,5 % du poids de particules. Quand un sol sablonneux est traité par une solution aqueuse de polyacrylamide et de glyoxal ou autre aldéhyde, il se forme un gel insoluble autour et entre les particules qui sont ainsi agglomérées en agrégats stables.
La présente invention a pour objet une amélioration de cette technique de stabilisation de sols.
A cet effet, le procédé consistant à traiter les particules de sol sablonneux par une solution·aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde est amélioré quand on traite aussi les particules par une solution aqueuse de composé de fer.
* « Le procédé de la présente invention consiste donc à traiter les sols sablonneux avec une solution aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde en combinaison avec une solution aqueuse de composé de fer en une quantité correspondant à 0,05 - 1 % d'ions fer basé sur le poids de particules sèches du sol.
On utilise avantageusement le procédé de l'invention pour le traitement de particules du sol sablonneux dont le pH ne dépasse pas environ 5. Des sols consistant principalement en particules de sable blanc ou de sable limoneux ont un pH de l'ordre de 4 à 4,5 et ils sont particulièrement améliorés en ce qui concerne l'agrégation et la stabilité. Les effets favorables du procédé de l'invention sont moins prononcés quand on traite des sols calcareux ou sodiques.
. Comme composés de fer, on utilise les composés solubles dans l'eau, , tels que chlorure, nitrate, sulfate, acétate et similaires. Quand il est répandu sur le sol, un composé ferreux est oxydé par l'oxygène atmosphérique en composé ferrique correspondant. Dans le procédé de l'invention, on peut utiliser aussi bien des composés ferreux que des composés ferriques. D'après un mode d'exécution avantageux du procédé de l'invention, on utilise du - 3 - sulfate ferreux, car il s'agit d'un sous-produit de nombreuses industries et il est donc facilement disponible à bas prix.
La quantité minimum de solution aqueuse de composé de fer permettant d'améliorer le traitement par une solution aqueuse de polyacrylamide et de glyoxal correspond à environ 0,05 % d'ions de fer, calculé sur le poids de particules sèches à traiter. On peut utiliser des quantités de l'ordre de 1 % et même plus. Cependant, on utilise des solutions aqueuses de composé de fer correspondant à la mise en oeuvre de 0,05 à 0,75, notamment environ 0,10 à 0,50 % d'ions de fer, calculé sur le poids sec de particules du sol.
En utilisant le procédé de la présente invention, la quantité de polyacrylamide nécessaire pour conférer la stabilité structurelle à un sol sablonneux est nettement moindre, en comparaison avec un procédé sans utilisation de composé de fer. Grâce à l'emploi d'une solution aqueuse de composé de fer en combinaison avec une solution aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde, on augmente le taux d'agglomération des particules du sol, ainsi que la stabilité des agrégats formés. En général, on applique le procédé de la présente invention en utilisant la solution aqueuse de polyacrylamide en une quantité de l'ordre de 0,05 à 0,3 % du poids de particules sèches du sol à traiter. Dans ces conditions, on obtient des agrégats stables, aérés, retenant l'humidité, l'eau d'irrigation ou les solutions aqueuses de compositions nutritives pour la végétation. Des quantités plus importantes de polyacrylamide conduiraient, lors de leur utilisation conjointe avec des composés de fer, à la formation de masses compactes (coagulum) imperméables.
La quantité de dialdéhyde ajoutée à la solution aqueuse de polyacrylamide est telle qu'il n'y ait pas plus d'un groupe aldéhydique par groupe amide dans le polymère. Dans le cas particulier du glyoxal, on • peut utiliser ce dialdéhyde en une quantité comprise entre environ 0,05 et 10 % du poids de polymère sec, notamment entre 0,1 à 2 %.
Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre en appliquant - au sol une solution aqueuse contenant le composé de fer, le polyacrylamide et le dialdéhyde. Dans certains cas, on peut travailler en deux étapes : une application de solution aqueuse de composé de fer, puis une application de solution aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde.
» - 4 - ^ Les exemples suivants sont donnés à titre d'illustration et ne com portent aucun caractère limitatif.
Dans ces exemples : - l'indice d'instabilité d'un agrégat est donné par la différence en millimètres entre le diamètre moyen d'agrégats avant et après leur criblage sous eau; - l'indice de stabilité est l'inverse du précédent; - le quotient de stabilité est donné par la formule
Quotient de stabilité = % agrégation x indice de stabilité; - PAM = solution aqueuse de polyacrylamide (poids moléculaire 200.000) contenant 0,1 % de glyoxal, calculé sur le poids de polymère sec.
Exemple 1.
On a effectué plusieurs essais en appliquant des quantités variables de PAM sur du sable blanc. Dans certains cas, le sable avait été traité préalablement par une solution aqueuse de sulfate ferreux.
Dans le tableau 1, on donne les quantités respectives de PAM. (calculé sur base sèche) et de sulfate ferreux (exprimé en ions ferreux), basé sur le poids de particules sèches de sable, ainsi que le quotient de stabilité obtenu lors de chaque essai.
TABLEAU 1.
j Fe + (ions) Polyacrylamide Quotient de stabilité : ; - 0,05 8 ; I 0,1 0,05 23 : : 0,3 0,05 44 ; i 0,5 0,05 46,5 : - ο,ιο 15 ; I 0,05 0,10 25 : : ο,ι ο,ιο 4i ; 0,3 0,10 62 : : 0,5 0,10 81 ; : 0,20 48 : : 0,1 0,20 53 ; ! 0,3 0,20 63 : : 0,5 0,20 92 a - 5 -
Ces résultats montrent que le quotient de stabilité est amélioré quand le sable est traité par un composé de fer et du PAM en comparaison avec un traitement par du PAM seul.
Le quotient de stabilité obtenu lors du traitement avec 0.1 % de PAM et 0,3 % d'ions Fe est meilleur que celui obtenu en traitant avec 0,2 % de PAM seul.
Exemple 2.
On a traité différentes portions de sable limoneux soit avec une solution aqueuse de sulfate ferreux, soit par du PAM, soit encore par une solution aqueuse de sulfate ferreux et de PAM.
Les résultats sont repris dans le tableau 2.
TABLEAU 2, : Traitement Pourcenta- I.I (a) Q.S (b) Agrégats (c) s ge d'ogré- ^0,3 0,3-2,0 2,0-8,0 ‘ : gation : ; Contrôle 17,8 0,787 22,6 86,8 11,7 1,5 : ; 0,3% Fe2+ 19,6 0,733 26 72,3 23,1 4,1 ; : 0,1% PAM 21,6 0,279 77,4 63,9 21 15,1 : : 0J% PAM 22,2 0,276 80,4 52,8 30J 17,1 : 0,2% PAM 24,5 0,252 97,2 58,7 22,7 20,6 : : 0,'2% PAM 28,6 0,286 100 46,2 29'7 24,1 (a) I.I = Indice d'instabilité (b) Q.S = Quotient de stabilité (c) Agrégats stables à l'eau (%) ayant les dimensions (en mm) indiqués ci-dessus .
Ces résultats montrent que l'application de sulfate ferreux, seul, * améliore la formation d'agrégats, stables à l'eau, de 0,3-2,0 mm, aux dépens * d'agrégats plus petits que 0,3 mm. Cette amélioration est équivalente à celle obtenue avec application de PAM seul. L'utilisation conjointe de sulfate ferreux et de PAM conduit à une amélioration accrue du pourcentage et de la stabilité de ces agrégats.
Claims (5)
1. Procédé pour améliorer la structure de sols sablonneux, caractérisé en ce que l'on traite ces sols avec une solution aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde en combinaison avec une solution aqueuse de composé de fer en une quantité correspondant à 0,05-1 % d'ions de fer, basé sur le poids de particules sèches du sol.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé de fer est un composé ferreux ou ferrique soluble dans l'eau.
3) ' Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composé de fer est le sulfate ferreux
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le compose de fer est utilisé en une quantité comprise entre 0,05 et 0,75 %, notamment entre 0,1 et 0,3 %, basé sur le poids sec de particules du sol.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise une solution aqueuse de polyacrylamide et de dialdéhyde contenant de 0,05 à 0,3 % de polyacrylamide, basé sur le poids sec de : , particules du sol, et de 0,05 à 10 % de dialdéhyde, basé sur le poids sec de polyacrylamide. Bruxelles, le Par procuration de la Société dite LABOFINA.
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