NL7905880A

NL7905880A - Bentonietsamenstelling en werkwijze voor het vervaar- digen daarvan.

Info

Publication number: NL7905880A
Application number: NL7905880A
Authority: NL
Original assignee: American Colloid Co
Priority date: 1978-09-18
Filing date: 1979-07-31
Publication date: 1980-03-20
Also published as: IT7950264A0; US4209568A; IT1120008B; BE878352A; AU5026879A; DE2936580A1; GB2030155A; JPS5542291A; FR2436172A1; SE7907663L

Description

49 230/Bs/WVR _-1 ~ _ ^AMERICAN COLLOID COMPANY, Skokie, Illinois, Verenigde Staten I van Amerika.

Bentonietsamenstelling en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

ï De uitvinding heeft betrekking op een bentoniet- i samenstelling, die gebruikt kan worden ter voorkoming van i j het door een structuur heenlopen van water, alsmede 1 op een werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

5 j Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een.verbeterde gegeleerde bentonietsamenstelling met een modellerende klei-achtige consistentie, terwijl nagenoeg al het bentoniet in ongezwelde toestand blijft ter voorkoming van doorsijpeling van water door de constructies. In het 10 bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een gegeleerde bentonietsamenstelling, die een sterk zwellende bentoniet-klei bevat, een organische vloeistof, en een geleringsmiddel voor de organische vloeistof teneinde een formeerbare en vormbare niet-waterig bentonietkleigel te verschaffen, die 15 kan worden ingebracht in een gewenste locatie, en naar wens gevormd voor het blokkeren van het stromen van water door een mogelijke lekweg, terwijl nagenoeg 100% van het bentoniet :in een niet-gehydrateerde of niet gegeleerde vorm wordt !gehouden.

20 Het is reeds bekend om tegen doorsijpeling bestande 'constructies te verkrijgen door gebruik te maken van een massa zwelbaar bentoniet over de mogelijke lekweg. Eén zo'n .methode en samenstelling voor het verhinderen van het |sijpelen of stromen van water wordt beschreven in het 25 jAmerikaanse octrooischrift 2.277.286. Zoals meer volledig daarin wordt beschreven, wordt commercieel bentoniet gebruikt voor het blokkeren van lekken of stromen van sijpelend water, ;en constructies van verschillende soorten worden beveiligd tegen lekkage door het blokkeren van de stroomweg van het 30 water met bentoniet of een sterk colloldale klei, die 790 5 8 80 r · - - .-2- » de capaciteit bezit om te zwellen en te gelatiniseren bij i contact met water. Een van de kleisoorten, die het meest j geschikt bevonden werd voor dit doel, was het echte bentoniet’, aangetroffen in gebieden van Wyoming en South Dakota, 5 hoewel andere zeer colloïdale of bentonitische kleisoorten, die de eigenschap van.zwellen en gelatiniseren in water in een behoorlijke mate bezitten, eveneens bruikbaar zijn. : Deze zelfde kleien zijn eveneens bruikbaar bij de onderhavige uitvinding.

10 Volgens één uitvoeringsvorm van het genoemde

Amerikaanse octrooischrift 2.277.286 wordt een stijve ‘ plamuurachtige massa gevormd door aan het bentoniet 1-1/2 keer zo veel water toe te voegen. De resulterende plamuur-j achtige massa, waarvan een gedeelte van het bentoniet in 15 - gehydrateerde of gezwelde toestand is, vormt een massa, die ! voldoende cohesief is als gevolg van het gedeeltelijk zwellen i van het bentoniet om te hechten aan oppervlakken, zolang 'de massa nat blijft, terwijl ongeveer 70-80% van zijn : potentieel absorberend en zwellend vermogen bewaard blijft.

20 ; Deze in het Amerikaanse octrooischrift beschreven uitvoering | maakt het mogelijk constructies van dure en gecompliceerde.

; vorm te elimineren, maar vertoont het nadeel, dat 20-30% ! van de bentonietklei in de plamuurachtige massa onwerkzaam • wordt gemaakt door het noodzakelijke voorzwellen als 25 ! gevolg van de oorspronkelijke hydratering teneinde een j I cohesieve massa te verkrijgen, terwijl verder, eenmaal { ·’ I natgemaakt, de massa vochtig moet worden gehouden teneinde ; de gewenste cohesiviteit te verkrijgen.

Volgens de uitvinding kunnen deze nadelen worden 30 geëlimineerd, en kan een gegeleerde bentonietsamenstelling worden verkregen met een plamuurachtige consistentie, die ; zijn cohesiviteit bewaart over uitgestrekte tijdsperioden i in contact met lucht, zonder dat daar enig deel van het i aanwezige bentoniet vantevoren behoeft te worden gehydra-35 ] teerd.

Het is daarom een doel van de uitvinding om een _ 790 5 8 80 _ 3- μ------—--- I niet waterige, gegeleerde bentonietsamenstelling te ver-j schaffen, in staat om te worden aangehecht aan een constructie | op een gewenste plaats in een gewenste hoeveelheid ter voorkoming van doorsijpeling van water door deze constructie.

5 ; Een ander doel van de uitvinding is het ver schaffen van een niet-waterige gegeleerde bentonietsamen-stelling, die zijn cohesiviteit behoudt zonder dure omringende vormen, terwijl toch het bentoniet in nagenoeg niet- t | gehydrateerde niet-gezwelde vorm wordt gehouden.

10 ! Een ander doel van de uitvinding is het ver schaffen van een niet-waterige, gegeleerde bentonietsamen-stelling, die een zwelbare bentonietklei bevat, een niet-waterige vloeistof, en een geleringsmiddel in staat om een cohesieve massa te geven, wanneer de niet-waterige 15 vloeistof, het geleringsmiddel en de bentonietklei worden gecombineerd.

Een ander doel van de uitvinding is het ver-• schaffen van een niet-waterige, gegeleerde bentoniet- samenstelling met een cohesieve, plamuurachtige consistentie, 20 die kan worden gedeformeerd, verbogen, dicht aangebracht in holtes, en gewikkeld in spoelen.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een niet-waterige, gegeleerde bentonietsamen-stelling, waarin het bentoniet nagenoeg voor 100% niet 25 | gehydrateerd is door het te voorzien in een niet waterige ' vloeistof, een geleringsmiddel voor de niet-waterige vloeistof, en voldoende niet-gezweld bentoniet, gemengd met de gegeleerde vloeistof voor het verschaffen van een ; cohesieve pasta.

i 30 | Een ander doel van de uitvinding is 'het ver- ] schaffen van niet-waterige, gegeleerde, nagenoeg niet-gehydrateerde bentonietsamenstelling, die kan worden aangehecht over barsten in betonfunderingen voor het afdichten . van de funderingsbarst, wanneer de bentonietsamenstelling 35 ; in aanraking komt met water.

Een ander doel van de uitvinding is Het verschaffen 790 5 8 80 - 4 - - <* t ____ . . . - . --------- . · ·............ ............... ..........

van een niet-waterige, gegeleerde bentonietsamenstelling, ί die bruikbaar is voor het voorkomen van doorsijpelen van . water door expansievoegen in constructies/ zoals cement- < funderingen. = 5 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen , i van een niet-waterige/ gegeleerde bentonietsamenstelling, i die kan worden gevormd als vel, staaf, buis of iets ; dergelijks, geschikt voor een speciaal gebruik.

Bovengenoemde en andere doeleinden en voordelen 10 van de uitvinding zullen thans nader worden toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving. 1

De niet-waterige gegeleerde bentonietsamenstelling volgens de uitvinding omvat een sterk zwellende Wyoming- bentonietklei, een niet-waterige vloeistof, en een gelerings— i i 15 : middel voor de niet-waterige vloeistof. Er wordt voldoende I geleringsmiddel toegevoegd aan de niet-waterige vloeistof | voor het vormen van een gel. Sterk zwellende bentonietklei, ! bij voorkeur in de vorm van fijn poeder, wordt vervolgens ’ toegevoegd aan het gel in een voldoende hoeveelheid om te 20 j zorgen voor een cohesieve pasta-achtige consistentie, die i kan worden gevormd in een gewenste vorm, zonder dat daarbij 1 het bentoniet behoeft te worden bevochtigd. In het algemeen ; zal de niet-waterige vloeistof ongeveer 40-85 gew.% van , de vloeistof-gelmiddelcombinatie bevatten, én het gelmiddel 25 l wordt toegevoegd in een hoeveelheid in het gebied van , ongeveer 15-60 gew.% van de vloeistof-gelmiddelcombinatie.

1 De bentonietklei wordt in de samenstelling, opgenomen bij ; voorkeur door het toevoegen van de klei aan de gegeleerde j vloeistof in een hoeveelheid voldoende voor het vormen van . 30 j een cohesieve massa, in het algemeen in een hoeveelheid j in het gebied van 25-75 gew.% van de totale bentoniet- ! samenstelling. Er bestaat geen kritische maat voor de i orde van toevoeging uitgezonderd voor de geschiktheid bij het ! _ I bepalen van hoeveelheden gelmiddel en bentoniet voor het '35 ! bereiken van een speciale pasta-achtige consistentie.

; Geschikte niet-waterige vloeistoffen omvatten_ 7905880 — 5 - j alle organische vloeistoffen, die kunnen worden gegeleerd .

I door een geschikt gelmiddel. Voorbeelden zijn minerale olie , minerale "spirits", nafta, kerosine, microkristallijne was, lijnzaadolie, aromatische vloeistoffen zoals xyld, 5 : toluol, gedenatureerde ethanol, trichlooretheen, oplosmiddelen zoals n-butylalcohol, methylisobutylketon, : n-butylacetaat, tolueen, en dergelijke. De meer viskeuze ; niet-waterige vloeistoffen hebben de voorkeur, aangezien er een kleinere hoeveelheid gelmiddel is vereist voor het 10 verkrijgen van een gel van goede cohesiviteit, zodat er j minder bentoniet nodig is om te zorgen van een cohesieve massa.

Geschikte gelmiddelen voor de bovengenoemde ‘ organische vloeistoffen omvatten paraffinewas, aluminium-15 stearaat, calciumstearaat, lithiumstearaat, natrium . N-octadecylterefthalamaat, N-Coco-gamma-hydroxybutyramide, alle olieverdikkingsmiddelen zoals de CARBOPOL-harsen, aluminiumoctoaat samen met een lagere alcohol zoals - methanol of isopropanol, magnesiumsilicaat zoals AVIBEST-C, 20 dat 37 gew.% MgO bevat, 43 gew.% SiOj/'4 gew,% F©2°3' gehydrateerd met 12 % water bij 700°C, ATTAGEL 50, dat de volgende chemische samenstelling heeft ï

Silicium (SiC^) 68,0 % 25 ; Aluminium (A^O^) 12,0 %

Magnesium (MgO) 10,5 %

Ijzer (Fe2C>2) 5,0 %

Calcium (CaO) 1,7 %

Fosfor (P205^ 1/0 % 30 Kalium (K20) 1,0 %

Titanium (Ti02> 0,7 %

Andere 0,1 % ; , dimethyldioctadecylammoniumbentoniet (BENTONE), of ; enig ander gelmiddel, dat bekend is voor het geleren en 35 ! verdikken van een organische (niet-waterige) vloeistof.

De cohesieve massa van de bentonietsamenstelling 790 5 8 80 * - 6 - .

kan zeer doelmatig worden gebruikt bij betonconstructiewerk. j' Een betonfundering wordt in het algemeen gestort in seg- j menten, waarbij de grootte van een segment afhangt van het ; } beschikbare volume beton, dat op éên werkdag kan worden 5 gestort. Als twee segmenten zich verenigen, bezitten zij een zogenaamde stortvoeg (cold joint), waarin een haarlijn-scheur bestaat tussen het oorspronkelijke beton en het vers gestorte beton. Gewoonlijk gebruikt men een waterstop om de waterstroom te voorkomen door de stortvoeg, maar water- ; 10 stoppen zijn in hoge mate onbruikbaar gebleken, ondermeer ! omdat zij soms buigen als gevolg van de druk van het ; beton, waardoor er een slechte afdichting achterblijft.

De samenstelling van de uitvinding is nu geschikt om te worden aangebracht over zulke stortvoegen in beton door 15 j de samenstelling aan te drukken tegen de betonwand voor.

\ het bedekken van de voeg tussen aangrenzende betonsegmenten. : j Bij één uitvoeringsvorm kan een gleuf of kanaal worden ge-I vormd aan een buitenoppervlak van het beton, waar de 1 i I twee segmenten zich verenigen voor het vormen van een 20 I goed gedefinieerd gebied, dat wordt opgevuld met de samen·" | stelling. De gleuf is evenwel niet strikt vereist, aangezien j de gegeleerde samenstelling volgens dehitvinding ook hecht j aan een vlak betonoppervlak.

Bij een andere uitvoering kan de samenstelling vol- 25 j gens de uitvinding worden aangebracht over één hoofdoppervlak i van een voor water permeabel ondersteuningsvel zoals een \ - t geribbeld bordpapiervel in een gewenste grootte voor het i vormen van een paneel met open vlak, en de open vlakzij.de van het vel kan worden aangedrukt tegen een constructie 30 teneinde het paneel op zijn plaats te bevestigen over een stroomweg voor water.

Voorbeelden

j Voorbeeld I

} I . «.MMI· - - —

In warme minerale olie (93,3°C) werd 25 % van het 35 ' totale gewicht aan paraffinewas toegevoegd, en het olie- rwasmengsel werd krachtig geroerd, totdat het een gel,vormde.

790 5 8 80 * -7 - ] Verpulverde, sterk zwellende bentonietklei werd toegevoegd [ aan de gel in een hoeveelheid van 67 % van het totale gewicht ; van de gel-bentonietsamenstelling voor het vormen van een mastiek of pasta.

5 · Voorbeeld II

In warme minerale olie (79,4°C) werd 50 % ten ; opzichte van het totale gewicht toegevoegd aan paraffinewas, j en het olie-wasmengsel werd krachtig geroerd, totdat het I een gel vormde. Verpulverde, 'sterk zwellende Wyoming-bentoniet- j 10 j klei werd toegevoegd aan het gel in een hoeveelheid van | 53% van het totale gewicht van de gel-bentonietsamenstelling voor het vormen van een mastiek of pasta. De samenstelling kan warm worden gehouden om een minder viskeuze samenstelling • te maken, of worden afgekoeld tot kamertemperatuur teneinde 15 een structurele stijfheid te ontwikkelen.

Aangezien de gegeleerde samenstellingen volgens de uitvinding geen water bevatten, vindt er geen enkele expansie ‘ plaats van het bentoniet. De samenstelling kan worden' j geforceerd in scheuren of barsten aan het inwendige of uit-20 wendige van een lekkende constructie, wanneer deze is gevormd in staven, stangen, buizen of dergelijke, In contact met water begint het bentoniet uit te zetten, wanneer < potentieel lekwater in contact komt met de samenstelling, ; waardoor verder lekken van water wordt afgedicht. De 25 ' samenstelling volgens de uitvinding kan worden gebruikt voor het bedekken van grote lekoppervl-akken zoals .op sponstype beton. De samenstelling kan worden verwarmd voor het verminderen van de viscositeit, worden gegoten over een . ondersteuningsmateriaal, zoals een éénzijdig geribbelde 30 1 plaat of een kartonplaat met de open zijde aangedrukt in i zijn positie.

Conclusies 790 5 8 80

Claims

1. Bentonietsamenstelling, bruikbaar voor het voorkomen * van een waterstroom door een constructie, met het : kenmerk, dat de samenstelling, waarin nagenoeg al het bentoniet in niet-gehydrateerde vorm aanwezig is, ‘ 5 bentoniet bevat, gedispergeerd door een niet-waterige gel, < gevormd van een niet-waterige vloeistof en een geschikt gelmiddel voor deze vloeistof voor het vormen van een cohesieve massa, in staat om te hechten aan de genoemde constructie, terwijl een 'gewenste cohesieve vorm wordt j ' 10 gehandhaafd.

2. Bentonietsamenstelling volgens conclusie 1, m e t ; ! h et kenmerk, dat de genoemde niet-waterige vloeistof j ; ! een organische vloeistof is, en dat de samenstelling een 15 ï gel bevat, bestaande uit 40-85% organische vloeistof, J gebaseerd op het totale gewicht van de organische vloeistof | plus gelmiddel, 15-60 % gelmiddel voor de genoemde organische t vloeistof, gebaseerd op het totale gewicht van de organische \ vloeistof plus het gelmiddel, en bentoniet in een voldoende 20 i hoeveelheid om te zorgen voor effectieve waterafdichting • over de genoemde constructie, wanneer het bentoniet wordt i gehydrateerd.

3. Bentonietsamenstelling volgens conclusie 1, m e t 25 ihet kenmerk, dat het bentoniet en het gelmiddel ΐ - aanwezig zijn in een hoeveelheid voldoende voor het vormen j van een zelfcohesieve pasta-achtige massa,

4. Bentonietsamenstelling volgens conclusie 1, m e t 30 het kenmerk, dat het bentoniet 20-75 gew.% van de totale samenstelling beslaat. j

5. Bentonietsamenstelling volgens conclusie 1, m e t ' i~h et kenmerk, dat de niet-waterige vloeistof II·!» ! ..... ........I I I I· " 1.-11. ' -»—<>—. II I. I ll I lil' m I " — «-I'm 111 11 ·ιι·ιι···ιιι·ι—|··»·ιι>. . 790 5 8 80 -9 - % ' ? - -- - ---- — *--------- — · ----------- 1 en het gelmiddel zijn toegevoegd in een gewichtsverhouding ! van 1:4 tot 4:1. \

6. Werkwijze voor het vervaardigen van een gegeleerde 5 bentonietsamenstelling, waarbij nagenoeg al het daarin aanwezige bentoniet in niet-gegeleerde, niet-gezwelde vorm is, gekenmerkt door ‘ het mengsel van een niet-waterige vloeistof met I een gelmiddel, in staat om deze vloeistof te geleren in een 10 i voldoende mate opdat er een niet-waterige gel wordt gevormd, j en het mengsel van bentonietdeeltjes met het verkregen gel in een hoeveelheid voldoende voor het vormen-van een cohesieve massa van een bentoniet bevattend gel.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat de niet-waterige vloeistof een olie is, en dat het gelmiddel paraffinewas is.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, m e t het 20 kenmerk, dat de paraffinewas wordt gemengd met de olie in een hoeveelheid in het gebied van ongeveer 25-50 % van het gewicht van de olie plus de paraffinewas.

9. Werkwijze volgens conclusie 7, m e t het 25. kenmerk, dat de olie een smeerolie is.

10. Werkwijze volgens conclusie 7, m e f het kenmerk, dat de olie een minerale olie is.

11. Werkwijze volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat het bentoniet wordt fijngemaakt tot een deeltjesgrootte in het gebied van 210-20 micron.

12. Werkwijze volgens conclusie 6, m e t het 35. kenmerk, dat de samenstelling krachtig wordt gemengd -voor het vormen van een nagenoeg homogene dispersie. 790 5 8 80 ' 'ét c -10- ï"

13. Werkwijze voor het vormen van een waterbarrière \ voor een fundering in de grond, gekenmerkt door Γ het vormen van een fundering in de bodem, en \ het aanbrengen van een. massa van een gegeleerde 5 waterdichtende samenstelling tegen deze fundering,, welke samenstelling in de vorm is van een gel, dat bentoniet bevat, en niet-waterige vloeistof, en een gelmiddel voor de niet- ? waterige vloeistof.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het j kenmerk, dat de niet-waterige vloeistof in de gegeleer-: de waterafdichtende samenstelling aanwezig is in een hoeveelheid van 30-85%\an het gewicht van vloeistof plus gelmiddel. i 15 ; ! | 15. . Een voor water ondoordringbaar paneel, g e k e n- j merkt door een orgaan voor het ondersteunen van een | gegeleerde bentonietsamenstelling in velvorm, welk orgaan I een gegeleerde bentonietsamenstelling aangebracht heeft ' 20. op de ene zijde daarvan, waarbij deze bentonietsamenstelling . i bestaat uit bentoniet, een niet-waterige vloeistof, en ! een gelmiddel voor de niet-waterige vloeistof, gemengd i i voor het vormen van een massa in staat om te hechten aan ! het genoemde ondersteuningsorgaan voor de samenstelling 25. in cohesieve vorm. j

16. Paneel volgens conclusie 15, m e t het 'kenmerk, dat het ondersteuningsorgaan bestaat uit een I voor water permeabel cellulosevezels bevattend vél.

30 I 790 5 8 80