***. • ej tuiaf Twórcywynalazku: Arpad Bertalan, FerenciCsanda, Gyozó Czerny, Tibor Engel, Gabor Nagy, Tamas Szekely Uprawniony z patentu: MTA Termeszettudomsnyi Kutató Laboratóriumai, Budapeszt; Alagi Allami Tangazdasdg, Dunakeszi (Wegry) Sposób wytwarzania hydrozeli, zwlaszcza do zwiekszania wytrzymalosci i nieprzepuszczalnosci gruntów i budowli inzynieryjnych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania hydrozeli, zwlaszcza do zwiekszania wytrzymalosci i nieprzepuszczalnosci gruntów i budowli inzynieryjnych.W opisie i zastrzezeniach patentowych terminy „grunt" i „obiekt inzynierski" interpretuje sie w szerszym znaczeniu. Dotycza one takze róznego typu zbiorników zasobnikowych, tuneli, natural¬ nych i sztucznych zaglenien, urwisk itd, oraz gruntów je otaczajacych.Powszechnie wiadomo, ze wiekszosc obiektów inzynierskich takich jak podziemne kanaly przewodowe, rurociagi czy zbiorniki zasobnikowe nie posiadaja wymaganych cech nieprzepu¬ szczalnosci, co jest czesciowo spowodowane niewlasciwa jakoscia materialów konstrukcyjnych, a czesciowo defektami nieprzepuszczalnosci polaczen rurowych lub tez uszkodzeniami obiektów inzynierskich wystepujacych wskutek starzenia sie tych obiektów, ruchu ulicznego itp. Powszech¬ nie wiadomo takze, iz naprawy obiektów inzynierskich, a szczególnie podziemnych kanalów przewodowych i rurociagów wymagaja niezwykle duzych inwestycji i nakladu pracy, a w wiek¬ szosci przypadków ich wynik jest niezadowalajacy.Znany jest z wegierskiego opisu patentowego nr 153975 prosty i szybki sposób polepszania wytrzymalosci i nieprzepuszczalnosci gruntów i obiektów7 inzynierskich. Wedlug tego sposobu szklo wodne lub substancje zawierajaca szklo wodne stosuje sie do wewnatrz lub na traktowany obiekt. Szklo wodne poddaje sie dzialaniu fluorowodoru, czterofluorku krzemu i/lub krzemofluo- rowodoru. Szklo wodne po zetknieciu sie z gazowym fluorkiem ulega gwaltownemu zelowaniu i calkowicie zatyka przecieki, pekniecia i zaglebienia. Gdy metode te wykorzystuje sie do budowy wodoszczelnych obiektów inzynierskich (takich jak kanaly przewodowe czy zbiorniki zasobni¬ kowe) dodatkowa zalete stanowi fakt, iz szklo wodne, które dostaje sie do gleby poprzez pekniecia2 146 456 utwardza sie, polepszajac przez to osadzenie obiektu w podlozu i wzmacniajac otaczajacy grunt.Gazowe fluorki maja te dodatkowa zalete, ze powoduja wzrost odpornosci na korozjebetonu oraz elementów wzmacniajacych betonem.Pomimo tych licznych zalet sposób ten ma tylko niewielkie praktyczne zastosowanie. Mozli¬ wosc szerokiego stosowania tego sposobu zasadniczo ogranicza fakt, iz fluorowodór i czterofluo- rek krzemu sa silnie toksyczne i w zwiazku z tym ich stosowanie jest zabronione w wiekszosci krajów ze wzgledu na ochrone srodowiska. Inna wade stanowi fakt, ze powstajacy zel kwasu krzemowego nie jest elastyczny i nie moze podlegac ruchom traktowanego obiektu czy gleby.Poniewaz zdolnosc do pecznienia zelu i kwasu krzemowego nie jest odpowiednia, nie moga one zatykac nowych pekniec powstalych w zelu na skutek ruchu.Wegierskie opisy patentowe o numerach 177 343; 181056; 181 775 i 181 573 opisuja stosowanie róznych zdolnych do polimeryzacji monomerów organicznych, w pierwszym rzedzie monometów kwasu akrylowego i akryloamidu, jako substancji wyjsciowych w reakcjach tworzenia zelu. Zele utworzone z takich zwiazków sa wystarczajaco elastyczne i maja dobre zdolnosci do pecznienia w wodzie. Sa one jednak stosunkowo miekkie i nie sa w stanie przeciwstawiac sie niszczacym dzialaniom wiekszych odksztalcen. Dodatkowa wada jest to, ze wiekszosc monomerów, które moglyby byc uzyte jako srodki tworzace zele jest bardzo droga, a technologia tworzenia zelu wymaga niekiedy specjalnego postepowania i wyposazenia.Powyzszym wadom zapobiega sie stosujac sposób ujawniony w wegierskich zgloszeniach patentowych o numerach 3124/82 i 967/83. Wedlug tego sposobu szklo wodne stosuje sie w polaczeniu z róznymi tworzacymi zel, rozpuszczalnymi w wodzie poliemrami organicznymi oraz czynnikami sieciujacymi polimery. W takich przypadkach zel kwasu krzemowego wytraca sie równolegle z sieciowaniem polimeru i tworza sie zele zlozone z bloków mineralnych i organicznych laczace w sobie korzystne wlasciwosci zeli calkowicie organicznych i calkowicie mineralnych. W warunkach stosowania na duza skale okazuje sie jednak, ze sposób jest bardzo trudny do wykona¬ nia. Polimery tworzace zele, ze wzgledu na ich wysoki sredni ciezar czasteczkowy, stosowane nawet w malych ilosciach podwyzszaja lepkosc wyjsciowego roztworu szkla wodnego do tego stopnia, ze bardzo trudno jest operowac powstala mieszanine. Jej stosowanie oraz usuwanie nadmiaru pocia¬ gaja za soba liczne problemy techniczne. Niekiedy nie mozna do roztworu szkla wodnego wprowa¬ dzic wymaganej ilosci polimeru, gdyz tworzy sie bardzo lepka, podobna do miodu mieszanina, której nie da sie zastosowac za pomoca dostepnej aparatury wstrzykujacej na obiekt podlegajacy naprawie. Mieszaniny tworzace zele, majace odpowiednio niska lepkosc zawieraja na ogól raczej niewielka ilosc polimeru tak, ze elastycznosc i zdolnosc pecznienia powstalych zeli nadal jest niewystarczajaco.Celem wynalazku jest uzyskanie jednorodnego, trwalego, mocnego i elastycznego zelu, który zapewni polepszenie wytrzymalosci i nieprzepuszczalnosci gruntów i obiektów inzynierskich.Sposób wytwarzania hydrozeli, zwlaszcza do zwiekszania wytrzymalosci i nieprzepuszczal¬ nosci gruntów i budowli inzynieryjnych, zlozonych z kwasu krzemowego i sieciowanego, zdolnego do pecznienia zelu polimeru organicznego w gruncie lub obiekcie albo na powierzchni gruntu lub obiektu, wedlug wynalazku, polega na tym, ze roztwór wodny prekursora zelu kwasu krzemowego kontaktuje sie z rozpuszczalnym w wodzie, tworzacym zel monomerem winylowym w obecnosci: a) ukladu katalitycznego utleniajaco-redukujacego do polimeryzacji; b) czynnika sieciujacego otrzy¬ many polimer; c) organicznego kwasu wielokarboksylowego; d) ewentualnie dodatku modyfikuja¬ cego strukture utworzonego zelu; e) ewentualnie srodka wypelniajacego. Skladniki mieszaniny tworzacej zel komponuje sie poprzez wymieszanie dwóch sporzadzonych wczesniej roztworów wodnych.Korzystnie jeden z roztworów wodnych zawiera prekursor zelu kwasu krzemowego, skladnik utleniajacy katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego i ewentualnie dodatek i/lub srodek wypelniajacy, a drugi roztwór zawiera rozpuszczalny w wodzie monomer winylowy, czynnik sieciujacy, kwas wielokarboksylowy, skladnik redukujacy katalitycznego ukladu utleniajaco- redukujacego i ewentualnie dodatek i/lub srodek wypelniajacy.Korzystnie jeden z roztworów wodnych zawiera prekursorzelu kwasu krzemowego, skladnik redukujacy katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego i ewentualnie dodatek i/lub srodek wypelniajacy, a drugi roztwór wodny zawiera rozpuszczalny w wodzie monomer winylowy, czyn-146 456 3 nik sieciujacym kwasu wielokarboksylowy, skladnik utleniajacy katalitycznego ukladu utleniajaco- redukujacego w postaci maskowanej i ewentualnie dodatek i/lub srodek wypelniajacy.Zamiast utworzonego na wstepie polimeru dodaje sie do szkla wodnego monomeru, z których powstaje tworzacy zel polimer, a polimeryzacja i sieciowanie polimeru zachodzi jednoczesnie z tworzeniem sie zelu kwasu krzemowego.Sposób postepowania wedlug wynalazku jest nastepujacy: prekursor zelu krzemowego laczy sie z rozpuszczalnym w wodzie, tworzacym zel monomerem winylowym w obecnosci: — ukladu katalitycznego utleniajaco-redukujacego do polimeryzacji, — czynnika sieciujacego uzyskany polimer, — organicznego kwsau wielokarboksylowego, — ewentualnie dodatku modyfikujacego wlasciwosci utworzonego zelu, oraz — ewentualnie srodka wypelniajacego.Gdy polaczy sie wodny roztwór prekursora zelu kwasu krzemowego (np. wodny roztwór szkla wodnego) z rozpuszczalnym w wodzie, tworzacym zel roztworem winylowym w obecnosci poda¬ nych wyzej skladników, zachodza równoczesnie nastepujace procesy chemiczne: — pod wplywem ukladu katalitycznego utleniajaco-redukujacego zachodzi polimeryzacja monomerów, — powstaly polimer liniowy reaguje z czynnikiem sieciujacym tworzac usieciowany zel polimeryczny, — pod wplywem kwasu wielokarboksylowego tworzy sie z prekursorem zel kwasu krzemowego.Poniewaz powyzsze procesy chemiczne zachodza równoczesnie, wszystkie utworzone pro¬ dukty przejsciowe w procesie wzajemnie ze soba reaguja i tworzy sie zel, w którym czesci organiczne i mineralne sa zamalgowane. Wyglad zewnetrzny powstalego zelu rózni sie zasadniczo od zeli uzyskiwanych wedlug wegierskich zgloszen patentowych o numerach 3124/82 i 967/83. Teostatnie zele sa metne i w ich strukturze mozna latwo rozróznic bloki mineralne i organiczne, to znaczy, ze uzyskano zel o niejednorodnej mikrostrukture. Na tej podstawie mozna wnioskowac, iz wytworzyl sie organiczno-mineralny kopolimer w przeciwienstwie do mieszaniny bloków polimerów organi¬ cznych i mineralnych.W procesie, którego dotyczy wynalazek, kazda substancja tworzaca zel kwasu krzemowego po zetknieciu z kwasem moze byc uzyta jako prekursor zelu kwasu krzemowego. Najbardziej zaleca¬ nymi przedstawicielami tego typu zwiazków sa rózne rodzaje szkla wodnego (krzemian sodu, krzemian potasu, itd.), lecz mozna takze stosowac rozpuszczalne w wodzie silikony i polikrze- miany, takie jakie zwykle stosuje sie do sporzadzania form.Sposród rozpuszczalnych w wodzie, tworzacych zele monomerów nalezy wymienic nastepu¬ jace: kwas akrylowy, kwas metakrylowy, kwas itakonowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy, rozpuszczalne w wodzie sole i estry tych kwasów, amid akrylowy, amid metakrylowy, itd. Mono¬ mery te mozna stosowac pojedynczo lub jako mieszaniny dwóch lub wiecej rodzajów monomerów.Jako czynniki sieciujace polimery organiczne mozna stosowac aldehydy (takie jak glioksal, alde¬ hyd glutarowy, itd.) lub zwiazki dwuwinylowe lub trójwinylowe (takie jak metyleno-bis- akryloamid, etyleno-bis-akryloamid, trójakrylotriazyna itd.). Czynnik sieciujacy powinien w wystarczajaacym stopniu rozpuszczac sie w wodzie; jego rozpuszczalnosc w wodzie powinna wynosic co najmniej 1%.Uklad katalityczny redukujaco-utleniajacy zastosowany wedlug ninejszego wynalazku sklada sie ze skladnika utleniajacego i redukujacego.Mozna stosowac kazdy znany nierodnikowy uklad inicjujacy typu utleniajaco-redukujacego, uzywany powszechnie w produkcji polimerów winylowych. Skladnikiem utleniajacym moze byc np. nadtlenek wodoru, alkaliczny nadsiarczan lub rozpuszczalny w7 wodzie organiczny kwas nadtlenowy, natomiast skladnikiem redukujacym moze byc np. rozpuszczalna w wodzie amina organiczna, rozpuszczalna w wodzie sól metalu o zmiennej wartosciowosci, tiosiarczan, kwasny siarczyn, itd. Kwasy wielokarboksylowe (to jest organiczne kwasy karboksylowe o co najmniej dwóch grupach karboksylowych), które mozna stosowac w procesie wedlug niniejszego wynalazku to np. kwas winowy, kwas bursztynowy, kwas cytrynowy, kwas jablkowy, kwas askorbinowy, itd.4 146 456 Stosunek wagowy prekursora zelu krzemowego do monomeru winylowego, obliczony w stosunku do suchych substancji, moze sie zmieniac w bardzo szerokim zakresie, np. od 10:1, do 1:10, korzystnie od 5:1 do 1:1, a najkorzystniej od 4:1 do 2:1. Z przyczyn ekonomicznych zaleca sie stosowanie monomerów winylowych w niewielkich ilosciach. Zauwazono, ze elastycznosc i wlasciwosci pecznienia zelu pozostaja w zasadzie takie same jak dla czysto organicznego zelu nawet przy wysokim stosunku zwiazku mineralnego do organicznego. Ponadto przy wyzszej zawartosci kwasu krzemowego w zelu obserwuje sie wyzsza wytrzymalosc i odpornosc na naprezenia.Stosunek wagowy prekursorazelu krzemowego do kwasu wielokarboksylowego, obliczony w stosunku do suchych substancji moze zmieniac sie w zakresie od 1:0,3 do 1:0,06, korzystnie od 1:0,2 do 1:0,08, a najkorzystniej jest aby wynosil okolo 1:0,1.Ilosc czynnika sieciujacego obliczona w stosunku do masy obecnego monomeru winylowego moze wynosic od 1:0,01 do 1; 0,3, a korzystnie jest aby wynosila od 1:0,05 do 1:0,2.Ilosc ukladu katalitycznego utleniajaco-redukujacego, obliczona w stosunku do masy obec¬ nego monomeru winylowego moze wynosic od 1:0,01 do 1:0,5, a korzystnie jest aby wynosila od 1:0,05 do 1:0,3. W tym zakresie uklad katalityczny zawiera skladnik utleniajacy i redukujacy w ilosciach mniej wiecej równomolowych.Mieszanina tworzaca zel moze takze zawierac jeden lub wiecej dodatków modyfikujacych wlasciwosci utworzonego zelu. Moga nimi byc powszechnie znane dodatki sieciujace polimery winylowe takiejak plastyfikatory, stabilizatory, inhibitory rozkladu itd., z których mozna wymie¬ nic melamine, mocznik, monometylolomocznik i tiomocznik. Ilosc takich dodatków moze siegac ilosci monoemru winylowego.Mieszanina tworzaca zel moze takze, gdy jest to pozadane, zawieracjeden lub wiecej srodków wypelniajacych, na ogól stosowanych w takich kompozycjach, takich jak azbest, piasek, popiól lotny, bentonit, itd. Ilosc takiego srodka wypelniajacego nie jest krytyczna i ograniczaja ja w zasadzie czynniki technologiczne (np. mieszalnosc, lepkosc mieszaniny , latwosc stosowania, itd).Gdy stosuje sie metode wedlug niniejszego wynalazku do traktowania gruntów i obiektów inzynierskich nalezy postepowac w taki sposób, aby poszczególne skladniki mieszaniny tworzacej zel byly wzajemnie mieszane w odpowiedniej kolejnosci, ograniczonej przez mieszalnosc, bezpos¬ rednio na traktowanej plaszczyznie (np. na uszkodzonym kanale przewodowym podlegajacym naprawie). Jednak bardziej zaleca sie rozpoczecie prac z dwoma przygotowanymi uprzednio roztworami wodnymi i zmieszanie ich na traktowanej plaszczyznie. Sklad tych dwóch roztworów powinien zostac dobrany w taki sposób, aby pozostaly one trwale i daly sie przechowywac przez dluzszy czas, nie tworzac przedwczesnie zelu. W celu dobrania odpowiedniego skladu roztworów nalezy miec na uwadze nastepujace czynniki dotyczace meiszalnosci: —prekursorzelu krzemowego nie powinien znajdowac sie w roztworze z kwasem wielokarbo- ksylowym; — dwa skladniki katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego nie powinny znajdowac sie w roztworze; — roztwór wodny monomeru winylowego nie powinien zawierac w stanie wolnym skladnika utleniajacego katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego (moze jednak zawierac skladnik utleniajacy w postaci maskowanej, np. w postaci kompleksu).Biorac pod uwage powyzsze czynniki dotyczace mieszalnosci, wodne roztwory, które maja ulec zmieszaniu na traktowanej plaszczyznie moga miec np. nastepujace sklady: Roztwór „A": prekursor zelu krzemowego (np. szklo wodne), skladnik utleniajacy katalitycznego ukladu utle¬ niajaco-redukujacego, woda Roztwór „B": rozpuszczalny w wodzie monomer winylowy, czynnik sieciujacy polimer organiczny, kwas wielokarboksy- lowy, skladnik redukujacy katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego lub Roztwór „A": prekursor zelu kwasu krzemowego, skladnik reduku¬ jacy katalitycznego ukladu redukujaco-utleniajacego, woda146456 5 Roztwór „B": rozpuszczalny w wodzie monomer winylowy, czynnik sieciujacy polimer organiczny, kwas wielokarboksylo- wy, skladnik utleniajacy katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego, w postaci maskowanej (np. kompleks z mocznikiem), woda.Ewentualne dodatki i srodek wypelniajacy mozna dodawac do kazdego z roztworów „A" i „B" tak dlugo jak zapewnione jest spelnienie wymagac odnosnie mieszalnosci. Takwiec, na przyklad kwasowego srodka wypelniajacego (np. popiolu lotnego) nie powinno sie dodawac do roztwpru prekursora zelu kwasu krzemowego.Jak juz wyzej wspomniano, sposób wedlug wynalazku mozna stosowac w budownictwie w celu polepszenia wytrzymalosci i nieprzepuszczalnosci gruntów i obiektów inzynierskich. W tym celu poszczególne skladniki mieszaniny tworzacej zel nalepiej aby znajdowaly sie one w postaci dwóch przygotowanych wczesniej roztworów - miesza sie wzajemnie w miejscu traktowania np. w lub na gruncie lub obiekcie inzynierskim. Jezeli grunt ma byc utwardzany stosujac sposób wedlug wynalazku, zaleca sie napelnienie dwoma roztworami zbiorników injektora dwuzbiornikowego zaopatrzonego w glowice mieszajaca i wstrzykniecie mieszaniny dwóch roztworów do gruntu podlegajacego traktowaniu. Jezeli kanal przewodowy ma byc naprawiony stosujac sposób wedlug niniejszego wynalazku^ zaleca sie stosowanie tak zwanej techniki „dopelniania", wedlug której wprowadza sie do naprawianego kanalu przewodowego dwa roztwory, jeden po drugim.Sposób wedlug wynalazku posiada wszystkie zalety znanych sposobów ujawnionych w cyto¬ wanych patentach i zgloszeniach patentowych. Takjak tamte metody dostarcza ona szybkiego bezpiecznego i ekonomicznego sposobu uzyskiwania wytrzymalych i wodoszczelnych gruntów i obeiktów inzynierskich. W porównaniu ze znanymi metodami, sposób wedlug niniejszego wyna¬ lazku posiada nastepujace zalety: — nie wymaga stosowania substancji chemicznych szkodliwych dla zdrowia lub srodowiska; — dostarcza silnego zelu, wystarczajaco elastycznego i zdolnego do pecznienia aby zrówno¬ wazyc uszkodzenia wystepujace po naprawach na skutek ruchów gruntu, ruchu ulicznego itd.; —mieszaniny tworzace zel sa latwe w operowaniu, traktowanie nie wymaga specjalnego wyposazenia ani szczególnych srodków ostroznosci; — metoda jest znacznie mniej kosztowna niz znane metody stosujace czysto organiczne zele; — trwalosc wytworzonego zelu znacznie przekracza trwalosc zeli uzyskiwanych znanymi metodami, co moze byc uzasadnione jednorodna struktura organiczno-mineralnego kopolimeru tworzacego zel.Dalsze szczególy dotyczace niniejszego wynalazku zostaly wyjasnione za pomoca nastepuja¬ cych przykladów.Przyklad I. Sporzadzono dwa roztwory o nastepujacych skladach: Roztwór „A": woda nadsiarczan potasu tiomocznik stezony wodny roztwór szkla wodnego (sucha substancja: 37% wagowych) Roztwór „B": woda kwas metakrylowy kwas winowy metyleno-bis-akryloamid siarczan zelazawy 40 ml 1,8 g 14 g 50 ml 80 ml 16 ml 10 g 0,5 g 0,5 g Powyzsze dwa roztwory miesza sie wzajemnie, stosujac energiczne mieszanie. W ciagu 7,5 minuty tworzy sie jednorodny, przejrzysty zel.6 146 456 Testporównawczy A: Sporzadzono dwa wodne roztwory o nastepujacych skladach: Roztwór „A": woda nadsiarczan potasu tiomocznik Roztwór „B": woda kwas akrylowy kwas winowy metyleno-bis-akryloamid siarczan zelazawa 90 ml 1,8 g 14 g 80 ml 16 ml 10 g 0,5 g 0,5 g Zaden z roztworów nie zawiera szkla wodnego. Oba roztwory miesza sie ze soba stosujac energiczne mieszanie. W ciagu 12 minut otrzymuje sie jednorodny, przejrzysty, czysto organiczny zel.Testporównawczy B: Sporzadzono dwa wodne roztwory o nastepujacych skladach: Roztwór „A": woda 40 ml tiomocznik 14 g stezony wodny roztwór szkla wodnego (sucha substancja: 37% wagowych) 50 ml Roztwór „B": woda 80 ml kwasakrylowy 16 g kwaswinowy 10 g metyleno-bis-akryloamid 0,5 g Ze wzgledu na to5 ze brak katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego, nie moze zostac wytworzony polimer winylowy. Oba roztwory miesza sie wzajemnie przy energicznym mieszaniu.W ciagu 1 minuty tworzy sie metny zel mineralny. Zel wykazuje silna synereze.Przyklad II. Sporzadzono dwa wodne roztwory o nastepujacych skladach: Roztwór „A": woda nadsiarczan potasu tiomocznik stezony wodny roztwór szkla wodnego (sucha substancja: 37% wagowych) Roztwór „B" ,. woda kwas akrylowy kwas bursztynowy metyleno-bis-akryloamid siarczan zelazawy 40 ml 1,8 g 14 g 50 ml 80 ml 16 g 10 g 2g Ig Powyzsze dwa roztwory miesza sie wzajemnie stosujac silne mieszanie. W ciagu 1 minuty tworzy sie jednorodny, przejrzysty zel.Przyklad III. Sporzadzono dwa wodne roztwory o nastepujacych skladach: Roztwór „A41: woda 70 ml nadsiarczanpotasu 0,9 g melamina 7 g stezony wodny roztwór szkla wodnego (sucha substancja: 37% wagowych) 25 ml146456 7 Roztwór „B": woda 80 ml kwasmetakrylowy 16 ml. kwaswinowy 10 g metyleno-bis-akryloamid 0,5 g siarczanzelazawy 0,5 g Dwa powyzsze roztwory miesza sie wzajemnie stosujac energiczne mieszanie. W ciagu 120 minut uzyskuje sie jednorodny, przejrzysty zel.Przyklad IV. Sporzadzono dwa roztwory wodne o nastepujacych skladach: Roztwór „A": woda nadsiarczan potasu melamina stezony wodny roztwór szkla wodnego (sucha substancja: 37% wagowych) Roztwór „B": woda kwas itakonowy siarczan zelazawy metyleno-bis-akryloamid kwas cytrynowy 16 ml 0,8 g 6g 20 ml 50 ml 4g 0,5 g 0,5 g 2g Dwa powyzsze roztwory miesza sie wzajemnie stosujac energiczne mieszanie. W ciagu 15 minut tworzy sie jednorodny, przejrzysty zel.PrzykladV. Sporzadzono dwa roztwory wodne o nastepujacych skladach: Roztwór „A": woda stezony wodny roztwór szkla wodnego (sucha substancja: 37% wagowych) trójetanoloamina Roztwór „B": woda kwas akrylowy kwas cytrynowy nadtlenek wodoru w kompleksie z mocznikiem metyleno-bis-akryloamid 19 ml 80 ml lml 85 ml 15 ml 10 ml 4g 0,5 g Dwa powyzsze roztwory mieszano wzajemnie stosujac energiczne mieszanie. W ciagu 18 minut tworzyl sie jednorodny, przejrzysty zel.Wytrzymalosc na scieranie i deformacje zeli sporzadzonych wedlug powyzszych przykladów i testów porównawczych mierzono standardowymi metodami. Uzyskane wyniki zsumowano w tabeli 1. Z danych zamieszczonych w tabeli wynika, ze zele sporzadzone wedlug niniejszego wynalazku maja wyzsza jakosc niz sporzadzone znanymi dotad metodami.Nr przykladu 1 Tabela 1 Wytrzymalosc na sciskanie, Kg/m2 2 Deformacja % 3 1 2 3 4 5 Test porównawczy A Testporównawczy B 21 23 15 19 17 13 2 48 55 60 64 51 67 58 146 456 Przyklad VI. Roztwory „A" i „B" o skladach podanych w przykladzie I stosuje sie do naprawy kanalu przewodowego w sposób nastepujacy.Odcinek kanalu przewodowego, który ma podlegac naprawie przedstawiono na rysunku 1.Odcinek kanalu przewodowegojest ograniczony szybami 2 i 3. Czysci sie go w odpowiedni sposób, a nastepnie blokuje poprzez szyby za pomoca korkówprzewodowych 1. Zamkniety odcinek kanalu przewodowego napelnia sie wówczas poprzez szyb 2 roztworem „A", który przechowuje sie w zbiorniku 4. Cisnienie wymagane do wprowadzenia roztworu do przecieku pekniecia czy wglebie¬ nia zapewnione jest poprzez napelnienie szybu do odpowiedniej wysokosci. W zaleznosci od uszkodzenia kanalu przez które roztwór „A" przefiltrowuje, w szybie 2 powinno sie utrzymywac wysokosc roztworu okolo 1-2 m. Jezeli jest to konieczne dodaje sie roztworu do szybu. Po odpowiednim czasie wynoszacym na ogól 10-20 minut, pozostala ciecz odpompowuje sie z odcinka kanalu przewodowego do zbiornika 4 poprzez szyb 2. Wówczas, jak przedstawiono na rysunku 2, roztwór „B" wprowadza sie ze zbiornika 6 poprzez szyb 2 do odcinka kanalu przewodowego. I znów cisnienie wymagane do wprowadzenia roztworu do przecieku, pekniecia czy wglebienia zapewnia napelnienie szybu do odpowiedniej wysokosci. W razie potrzeby dodaje sie roztwór. Po odpowiednim czasie, takim aby nastapilo przefiltrowanie, odpompowuje sie pozostala ciecz do zbiornika 6 poprzez szyb 2 i usuwa sie korki przewodowe. Naprawe uznaje sie za zakonczona.Jezeli chce sie sprawdzic rezultat naprawy stosujac próby na wodoszczelnosc z uzyciem wody lub powietrza, powinno sie to wykonac przez usunieciem korków przewodowych. Kontroli tej mozna uniknac pozostawiajac przez odpowiedni okres roztwór „B" w szybie 2. Jezeli poziom roztworu w szybie 2 nie obnizy sie w ciagu 15 minut (lub jezeli spadek poziomu miesci sie w przewidzianych granicach toleracji) wskazuje to, iz kanal przewodowy jest wystarczajaco wodo¬ szczelny. Roztwory „A" i „B", które przefiltrowaly poprzez uszkodzenia, niewlasciwe polaczenia lub pekniecia kanalu przewodowego tworza staly zel 5 wewnatrz i/lub w otoczeniu traktowanego kanalu przewodowego. Nie tylko uniemozliwia to przeciekanie kanalów przewodowych, które zostaja bardzo dobrze uszczelnione, lecz równiez otaczajacy je grunt zestala sie i staje sie wodo¬ szczelny. W wyniku tego znacznej poprawie ulegaja warunki osadzenia kanalu przewodowego w podlozu, co jest decydujacym czynnikiem wplywajacym na trwalosc sieci kanalów przewodowych.Przyklad VII. Do zlewki wprowadza sie nastepujace komponenty, stosujac energiczne mieszanie bez przerwy: 0,9 g nadtlenodwusiarczanu potasowego, rozpuszczalnego w 70 ml wody, 7g melaminy, 0,5 g metyleno-bis-akryloamidu, 25 g stezonego wodnego roztworu szkla wodnego (zawartosc suchej substancji 37% wagowych). Do mieszaniny tej, stale mieszajac, dodaje sie jednoczesnie 0,5g siarczanu zelazawego, 16ml kwasu metakrylowego i roztwór z lOg kwasu winowego w 80 ml wody. Po dodaniu ostatniego komponenta, mieszanine miesza sie jeszcze przez 50 min. Po ustaniu tworzy sie jednorodny, przejrzysty zel, którego wytrzymalosc na sciskanie wynosi 15 kg/m a podatnosc na odksztalcenie 60%.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania hydrozeli, zwlaszcza do zwiekszania wytrzymalosci i nieprzepu- szczalnosci gruntów i budowli inzynieryjnych, zlozonych z kwasu krzemowego i sieciowanego, zdolnego do pecznienia zelu polimeru organicznego w gruncie lub obiekcie albo na powierzchni gruntu lub obiektu, znamienny tym, ze roztwór wodny prekursora zelu kwasu krzemowego kontak¬ tuje sie z rozpuszczalnym w wodzie, tworzacym zel monomerem winylowym w obecnosci ukladu katalitycznego utleniajaco-redukujacego do polimeryzacji, czynnika sieciujacego otrzymany poli¬ mer, organicznego kwasu wielokarboksylowego i ewentualnie dodatku modyfukujacego strukture utworzonego zelu oraz ewentualnie srodka wypelniajacego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mieszanine tworzaca zel komponuje sie poprzez wymieszanie dwóch sporzadzonych wczesniej roztworów wodnych. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze jeden z roztworów wodnych zawiera prekursor zelu kwasu krzemowego, skladnik utleniajacy katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego i ewentualnie dodatek i/lub srodek wypelniajacy, a drugi roztwór zawiera rozpuszczalny w wodzie monomer winylowy, czynnik sieciujacy, kwas wielokarboksylowy, skladnik redukujacy katality¬ cznego ukladu utleniajaco-redukujacego i ewentualnie dodatek i/lub srodek wypelniajacy.146 456 9 4. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze jeden z roztworów wodnych zawiera prekursor zelu kwasu krzemowego, skladnik redukujacy katalitycznego ukaldu utleniajaco-redukujacego i ewentualnie dodatek i/lub srodek wypelniajacy, a drugi roztwór wodny zawiera rozpuszczalny w wodzie monomer winylowy, czynnik sieciujacy, kwas wielokarboksylowy, skladnik utleniajacy katalitycznego ukladu utleniajaco-redukujacego w postaci maskowanej i ewentualnie dodatek i/lub srodek wypelniajacy.Fig.l146456 Fig.2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 400 zl PL