NO316441B1 - Fremgangsmåte for å konsolidere skumleire ved skumdannelse og störkning avsvellbare leiretyper - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å frembringe skumdannelse og størkning av svellbare leiretyper, ifølge kravinnledningen

Det har lenge vært kjent at bentonitt (smectitt-gruppen) og beslektede leirearter utmerker seg med bestemte kjemiske og fysikalske egenskaper som adsorpsjonsmulighet og anvendes eksempelvis som blekemiddel, som lonebytter på grunn av svelleegenskapene, idet spesielt polare såvel uorganiske som også organiske molekyler lagres mellom sjiktene til smectitten (montmonllonitt)

Ionedannende organiske forbindelser, f eks aminer kan substituere uorganiske ioner på overflaten av leirematenalene Det har allerede vært gjort forsøk på å benytte egenskapene til bentonitt i forbindelse med organisk materie Ikke i noe tilfelle blir imidlertid proteiner (eggehvite) angitt eller bare nevnt som middel til skumdannelse og samtidig størkning De beste egenskapene såvel som skumdannende middel som også som stabihsenngsmiddel har albumin (ovalbumm, eggehvite), men stabiliteten kan forbedres ved tilsetning av polysakkander (f eks alginater), men fremfor alt ved tilsetning av collagen-sol (beinlim) og collagen-gallerte (gelatin) Optimalt er her et forhold på omtrent en til en av tørrsubstansene av albumin og collagen

Anvendelsen av proteiner har som fordel en ukomplisert fremstilling av hardt bentonittmatenale, hvis porøsitet kan forandres målrettet Ved å vanere forbrenningstemperaturen er det videre mulig å vanere fastighetsgraden for forbindelsen leire-protein og på denne måte å gjøre forbindelsen biologisk nedbrytbar

Til grunn for oppfinnelsen ligger problemet å få den svellbare leire til å størkne, slik at det av denne leire fremkommer et hardt porøst materiale, uten at de positive egenskapene til de svellbare leirer avtar i betydelig grad Her kan det fremstilles mineralskum med forskjellige tettheter helt frem til skum som er lettere enn vann

Mål og fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at i den faste svellbare leire blir de tekniske fordeler til den svellbare leire for det meste bevart, noe som ville muliggjøre bruken av disse svellbare leirearter bl a i landbruket, til byggevirksomhet, ved bekjempelse av bensin- og oljesøl og ved filtrenng av brukt vann, bleking av farvede væsker osv I landbruket kunne lonebytteregenskapene for-bundet med muligheten for å ta opp og holde på vann tillate en anvendelse av bentonittskum på marken som ellers ved kunstig vanning ville bh saltet ned irreversibelt Det er også mulig med en anvendelse som bærer av gjødningsmidler, som kunne anvendes målrettet Her kan muligheten holdes vanabel, at bentonittskum enten i mer eller mindre lange tidsrom dekomponerer i grunnen, eller at den f eks etter metning med natnumioner, bevares og så sammen med jorden blir ryddet bort og eventuelt regenerert

I bygningsindustrien kan man bruke bentonittskumsteiner som bygningsmateriale, dette fremfor alt på grunn av pusteegenskapene, dvs å kunne transportere vanndamp Da de er varmebestandige, kunne bentonittskumsteiner også erstatte asbest og dessuten finne anvendelse som tilsetningsstoff ved pore- og isolenngsbetongfremstillingen

Innen området miljøforurensning kunne bentonittskum som flyter på overflaten av vann som er tilsølt med olje ta opp denne og så føres bort Bentonittskum er også godt egnet som spesielt lette elektriske isolatorer

En konsolidert skumleire oppnås med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk

Det er mulig å stabilisere systemet leire-protein gjennom dannelse av hydrogenbroer eller ved lonebmding, ved å behandle det som i lærgarvenene med naturlige og syntetiske garvestoffer Også en mineralgarving med aluner og rent alu-miniumsulfat og også en garving med formaldehyd er mulig_ Ved hjelp av garvede leire-steiner kunne man f eks ved anvendelse i landbruket styre dekomponenngstiden i grunnen

Det er også mulig f eks med et glyserolhm som blir fremstilt ved at glyserol gnis ut med blyoksyd (orange krystallinsk pulver) å tilsette 10-20 % bentonitt hhv svellbar leire, noe som ikke bare forsinker herdingen, men som også overfører til limet de kjente egenskapene til bentonitt Bentonitt hhv svellbar leire kan også tilsettes annet hm Limsortene kan etter sammenføyningen med bentonittskumsteiner tørkes sammen med disse hhv brennes ved 400 - 600 °C Videreutforminger gjør det mulig å fremstille ubegrenset store "murverk" av bentonitt- hhv leire-skumsteiner

To utførelseseksempler for fremstillingen av en bentomttskumstein er beskrevet nærmere i det følgende

l en første utførelse blir den svellbare leire dannet oppskummet med en substans som kan danne skum og som er homogeniserbart med bentonitt, fortrinnsvis eggehvite i snevreste forstand slik at det dannes skum i ett til to minutter ved hjelp av en mikser og deretter tørket Hertil er en blanding av 10 g bentonitt og 25 g ovalbumin gelé (eggehvite, omtrent 14 g av dette er tørrsubstans egnet Mineralskummet kan allerede i den slik forberedt form anvendes teknisk, f eks til isolasjonsformål, men det kan også ved lavest mulige temperaturer (ca 300 - 600 °C) utglødes forsiktig Blir den glødet en time ved 300 - 400 °C så er massen fast, men har antrasittfarve fra uglødet karbon Over 450 °C begynner den svarte farven å forsvinne Blir massen glødet ytterligere en time ved 600 °C har massen en lysebrun farve og er i forhold til massen som er glødet ved 300 °C gjennom sintnng, krympet anslagsvis 10 % Det oppstår da et fast skum som kan suge opp vann, bensin og andre væsker, uten å miste sin faste konsistens Ionebytter- og adsorpsjonsegenskapene blir likeledes bevart

I en andre utførelse kan fremgangsmåten forandres slik at Ovalbuminet som viste seg som et spesielt egnet skumdanmngsmiddel kan tilsettes Kollagen Gallerte (gelatin gelé) henholdsvis Kollagen Sol (benhm) I det første tilfellet blir 10 g gelatin under omrøring ved 80 °C løst opp i vann til et volum på 50 cm<3> I en på forhånd oppisket skummende masse av 20 g Bentonitt og 25 cm<3 >Ovalbumin som omfatter 14 g tørrsubstans, blir de 50 cm<3> gelatinoppløsning tilsatt i mikseren I det andre tilfellet blir 10 g benlim under omrøring ved 80 °C oppløst i vann til et volum på 70 cm<3> I en på forhånd oppisket skummende masse av 20 g bentonitt og 25 cm Ovalbumin som omfatter 14 g tørrsubstans blir de 70 cm benhmoppløsning tilsatt i mikseren

I begge tilfellene har kollagenoppløsningene en temperatur på noe over 50 °C for å forhindre en gelatinenng Under miksingen blir blandingskaret avkjølt under rennede vann til værelsestemperatur er nådd Blandingen blir så tørket i minst et døgn i eksikator ved 30 °C I begge tilfellene fastere i uglødet tilstand, i tilfelle med benhmstilsetningen også med større porer enn uten tilsetning En blanding av begge Kollagenartene før tilsetning til bentonitt-ovalbumin-skummet er likeledes mulig

Claims (3)

1 Fremgangsmåte for å konsolidere skumleire ved skumdannelse og størkning av skumbare leiretyper med bibehold av skumleirens adsorpsjonsevne, loneutvekslmgsevne og skummingsevne og væskeopptaksevne, karakterisert ved å piske opp leiren med proteiner slik at det oppstår en skummende masse, og å gløde massen ved temperaturer omkring 300 - 600 °C for å frembringe et mineralskum med fast konsistens som viser opptaksmuligheter for vann og andre væsker, adsorpsjons-og lonebytteregenskaper, uten å miste sm faste og skummende konsistens

2 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved å stabilisere systemet leire-protein ved behandling med naturlige eller syntetiske garvestoffer eller gjennom mineralgarving

3 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved å forbinde leire- hhv bentonitskumstemer med lim som inneholder svellbare leiretyper