PL170278B1

PL170278B1 - Mata uszczelniajaca, nieprzepuszczalna dla wody i/lub oleju PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL170278B1
Application number: PL91289305A
Authority: PL
Inventors: Georg Heerten; Volkhard Mueller; Karsten Johannssen
Original assignee: Naue Fasertechnik
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1996-11-29
Also published as: EP0445788B1; DE4107161A1; IE71173B1; IE910735A1; ITMI910567A0; GB9103549D0; NO910861L; ITMI910567A1; KR910016479A; SI9110374A; YU47392B; KR0153780B1; US5221568A; HUT62516A; HU910189D0; FI910992A; AU632219B2; CN1029415C; NO910861D0; JPH04216929A

Abstract

1 . Mata uszczelniajaca, nieprzepuszczalna dla wody i/lub oleju skladajaca sie z warstwy nosnej, warstwy pokrywajacej i warstwy posredniej z gliny zdolnej do pecznienia, przy czym warstwa nosna i warstwa pokrywajaca sa wykonane z wlókniny i wszystkie warstwy sa polaczone ze soba przez iglowanie, znamienna tym, ze miedzy warstwa nosna i warstwa z gliny zdolnej do pecznienia znajduje sie dodatkowa warstwa z tkaniny lub folii z tworzywa sztucznego lub ze wzmocnionej tkanina folii z tworzywa sztucznego, która to warstwa jest równiez polaczona przez iglowanie z pozostalymi warstwami, przy czym zdolna do pecznie- nia gline stanowi sproszkowany bentonit o czastkach, z których okolo 90% jest mniejszych niz 0,06 mm i okolo 70% jest mniejszych niz 0,002 mm, a warstwa pokrywajaca jest wykonana z wlókniny o ciezarze powierzchniowym zawartym pomiedzy okolo 300-600 g/m2 i otworze skutecznym Dw okolo 0,08 -0,18 mm. PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest mata uszczelniająca nieprzepuszczalna dla wody i/lub oleju, zwłaszcza stosowana jako bariera dla wody i/lub oleju w hydrotechnice, przy kontroli zanieczyszczenia środowiska przy budowie basenów i zbiorników do przetrzymywania osadów, jako szczeliwo gleby przed niebezpiecznymi lub nuklearnymi odpadami albo do zatrzymywania odchodów zwierzęcych, na przykład na farmach, a także do innych zastosowań.

Mata uszczelniająca nieprzepuszczalna dla wody i/lub oleju składa się z elastycznej warstwy podłoża, warstwy gliny zdolnej do spęczniania, korzystnie bentonitu i elastycznej warstwy pokrywającej.

Znane jest szeroko stosowanie bentonitu w rożnych postaciach spełniających funkcję bariery dla wody, jak również tworzenie struktur odpornych na przesączanie dzięki wykorzystaniu masy zdolnego do spęczniania bentonitu na drodze możliwego przesączania lub przepływu. Sposób i mieszanka do powstrzymywania przesączania lub przepływu wody są przedstawione na przykład w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 277 286. Dostępny w handlu bentonit został też zastosowany do blokowania przeciekania lub przepływu przesączającej się wody, natomiast różnego rodzaju struktury zabezpieczały przed przeciekaniem przez zablokowanie drogi przepływu wody przez bentonitową lub wysoce koloidalną glinę, która ma zdolność spęczniania i żelatynizacji po zetknięciu się z wodą. Jedną z glin najlepszych do tego celu był prawdziwy bentonit uzyskiwany w obszarze Wyoming i Południowej Dakoty, chociaż są również użyteczne inne wysoce koloidalne lub bentonitowe gliny, które mają w znacznym stopniu zdolność spęczniania i żelatynizacji w wodzie.

Znane jest wytwarzanie z bardzo rozdrobnionego bentonitu laminatu z papierową warstwą pochłaniającą wodę, co przedstawiono na przykład w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 048 373, 4 070 839 i 4 139 588. Takie laminaty są szczególnie stosowane jako bariera dla wody i wykorzystują faliste arkusze papieru. Kanały w tych falistych arkuszach

170 278 papieru są wypełnione bardzo rozdrobnionym bentonitem. Wówczas gdy taki zespół zostanie umieszczony na dole basenu i podlega działaniu wody, woda przechodzi przez górną warstwę papieru pakowego siarczanowego i jest pochłaniana przez materiał bentonitowy. Równocześnie papier traci swą wytrzymałość na rozciąganie w związku z procesem zwilżania. Bentonit ma zdolność rozszerzania się i pęcznienia w wyniku pochłaniania wody. To rozszerzanie się bentonitu i utrata wytrzymałości na rozciąganie papieru pakowego siarczanowego powodują, że dolny człon arkuszowy i pokrywający człon arkuszowy nie są już połączone ze sobą.

Inny sposób pakowania materiału bentonitowego w arkusze lub rolki, które można umieścić na dnie basenu lub zbiornika do przetrzymywania osadów w celu utworzenia na nim bariery wodoodpornej, jest przedstawiony w opisie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 501 788 (odpowiadającym europejskiemu opisowi patentowemu nr 0 059 625). W tym opisie patentowym opisany jest sposób wytwarzania takiego pakowego materiału z arkuszy bentonitu, wykorzystujący następujące etapy procesu: (a) użycie materiału wsporczego z arkuszy poliestru (na przykład porowatego materiału włókienniczego) nie tkanego, umożliwiające uwalnianie się gazów poprzez niego w kierunku poprzecznym, (b) nałożenie kleju na górną powierzchnię tego materiału, który to klej jest utworzony z kleju skrobiowego, (c) nałożenie w przybliżeniu 6,35 mm bentonitu na górną powierzchnię kleju, (d) napylenie drugiej powłoki kleju na górną powierzchnię bentonitu, (e) umieszczenie materiału siatkowego o drobnych oczkach na górnej powierzchni kleju, (f) sprasowanie walcami powyższego zespołu z wydłużonym, płaskim materiałem warstwowym, (g) wypiekanie materiału warstwowego w długim piecu w przybliżeniu w temperaturze 150°C tak, żeby wyprzeć całą wilgoć z materiału warstwowego i bentonitu.

Powyższy proces jest nie tylko niewygodny, drogi i czasochłonny, lecz również arkusz wsporczy i arkusz pokrywający tracą swój wzajemny ścisły kontakt po zwilżeniu. Jest to bardzo znaczną wadą, ponieważ warstwa bentonitowa działa w stanie wilgotnym podobnie do toru ślizgowego na bokach basenu lub innych miejsc. Ten efekt ślizgowy jest następnie zwiększany przez rozpuszczony klej w stanie wilgotnym.

W związku z tym, starano się w następnych rozwiązaniach uniknąć przynajmniej jednej ze wzmiankowanych wad, to znaczy uniknąć użycia kleju i koniecznego procesu wypiekania przy użyciu takiego kleju. Taki nowy proces, który nie wymaga zastosowania wypiekania lub kleju jak wzmiankowano powyżej, jest przedstawiony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 565 468. Ten proces wykorzystuje następujące etapy: (a) użycie płaskiego materiału z arkuszy poliestru, korzystnie syntetycznego materiału włókienniczego nie tkanego, który jest porowatym, elastycznych materiałem polipropylenowym. Materiał warstwowy jest zdolny do rozproszenia gazu w kierunku poprzecznym tak, żeby umożliwić gazowi, który zbiera się w pobliżu materiału warstwowego, przechodzenie poprzecznie na zewnątrz przez materiał warstwowy, (b) Nałożenie w przybliżeniu 6,35 mm bentonitu na górną powierzchnię materiału podstawowego, (c) Nałożenie zwykłego papieru pakowego siarczanowego lub innego materiału podatnego na rozkład biologiczny na górną powierzchnię bentonitu, przy czym ten materiał musi być zdolny do rozkładu po uwodnieniu, (d) Przyszycie materiału warstwowego do materiału podstawowego z bentonitem umieszczonym pomiędzy dwoma arkuszami materiału. W zalecanej postaci ściegi biegną wzdłuż krzyżujących się linii przekątnych względem osi wzdłużnej materiału warstwowego tak, żeby tworzyć pikowane przestrzenie o kształcie rombu pomiędzy górnym materiałem warstwowym i podstawowym materiałem warstwowym. Pikowane przestrzenie mieszczą w sobie bentonit. Pikowana struktura zapobiega przesuwaniu się bentonitu podczas toczenia się pikowanego materiału i podczas transportu. W innej postaci wykonania papier pakowy siarczanowy jest falisty tak, ze tworzy wydłużone przestrzenie faliste, mieszczące w sobie materiał bentonitowy.

Wówczas, gdy powyższy materiał jest umieszczony w otoczeniu wody, na przykład na dnie basenu lub zbiornika do przetrzymywania osadów, bentonit pęcznieje i przerywa warstwę papieru pakowego siarczanowego na górze bariery. Bentonit nadal rozszerza się tak, ze pokrywa otwory ściegu utworzone w wyniku szycia i skutkiem tego tworzy warstwę nieprzepuszczalną dla wody.

170 278

Jak widać z powyższego opisu, proces wytwarzania materiału warstwowego według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 565 468 może być lepszy niż proces według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 501 788 (odpowiadający europejskiemu opisowi patentowemu nr 0 059 625), lecz występuje nadal duża wada, że warstwa bentonitu przy użyciu jako bariera dla wody w stanie wilgotnym działa podobnie do toru ślizgowego na zboczach.

Wszystkie opisane powyżej maty uszczelniające służą jedynie do pakowania bentonitu i zawsze składają się w zasadzie z warstwy podłoża, warstwy bentonitu i warstwy pokrywającej. Po ułożeniu tych mat uszczelniających i następnie ich zwilżeniu, warstwy podłoża i pokrywające są połączone jedynie przez poddaną spęcznieniu warstwę bentonitu umieszczoną pomiędzy nimi, mającą konsystencję smaru stałego. Teraz, jeżeli rozważy się, że maty uszczelniające muszą następnie opaść wraz z wypełnieniem piaskowym lub glinowym i potem wraz ze żwirem lub skałami nie tylko na płaskie powierzchnie, lecz również na zbocza, łatwo jest zrozumieć, że takie wypełnienie na poddanej spęcznieniu, pośredniej warstwie bentonitowej, która działa podobnie do ślizgacza, ześlizguje się, co często obserwuje się w praktyce.

Zatem maty uszczelniające opisane powyżej, jak już wspomniano, służą jedynie do pakowania bentonitu w płaskiej postaci tak, że warstwa pokrywająca odłącza się od warstwy podłoża po spęcznieniu bentonitu i ciągła warstwa bentonitu przyjmuje określony kształt.

Jednak w rzeczywistości taka warstwa bentonitowa może zostać wytworzona w sposób prostszy i tańszy, przedstawiony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 344 722. W tym opisie pokazano sposób i urządzenie do zapewnienia wodoodporności wymaganego podłoża i następnie rozważono wyrób wodoodporny i odporny chemicznie. Sposób polega na zapewnieniu określonej długości elastycznego, przepuszczalnego dla wilgoci, cienkiego, syntetycznego materiału warstwowego, mającego wymagane własności, umieszczeniu w styku z podłożem, które ma być wodoodporne, warstwy tego materiału, pokryciu warstwy tego materiału środkową warstwę bentonitu (gliny montmorylonitowej) i umieszczeniu na górnej powierzchni bentonitu trzeciej warstwy tkaniny. Elastyczny, przepuszczalny dla wilgoci, cienki, syntetyczny materiał warstwowy jest nie tkanym materiałem włókienniczym.

Wszystkie opisane powyżej znane maty uszczelniające mają wielką wadę polegającą na tym, że pośrednia warstwa bentonitowa może swobodnie pęcznieć we wszystkich trzech kierunkach po zwilżeniu, co powoduje powstanie bentonitowej płaszczyzny ślizgowej.

W związku z tym, zgłaszający próbował już zapobiec wyżej wzmiankowanym wadom poprzez matę uszczelniającą znaną z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 2 202 185, posiadającą warstwę podłoża, warstwę pośrednią z gliny zdolnej do spęczniania i warstwę pokrywającą, w której przynajmniej jedna z warstw, warstwa podłoża Iub warstwa pokrywająca, jest wykonana z materiału włókienniczego nie tkanego, a druga, jeżeli jest inna, warstwa podłoża Iub warstwa pokrywająca, jest wykonana z włókna tkanego Iub dzianiny, przy czym wszystkie trzy warstwy są połączone ze sobą przez przebijanie igłami.

Przy wytwarzaniu takich mat uszczelniających przede wszystkim granulowana Iub sproszkowana glina zdolna do spęczniania jest nakładana na warstwę podłoża i następnie warstwa pokrywająca z nie tkanych arkuszy, tj. warstwa włókien przebijanych igłami, jest nakładana na granulowaną Iub sproszkowaną warstwę. Te włókna przebijane igłami są sprzęgane przez skierowane do dołu kolce umieszczone poprzecznie względem trzonu igły, które są stosowane na przykład podczas wytwarzania arkuszy nie tkanych. Włókna które są w ten sposób sprzęgane przez igły podczas przebijania igłami, są odchylane w kierunku prostopadłym do płaszczyzny warstwy pokrywającej.

Wymaga to pewnej wytrzymałości i giętkości włókien, a także odpowiedniej długości włókien ciętych, a w przypadku włókien zamkniętych na przykład osadzania w postaci luźnych pętli Iub zwojów tak, że takie pętle mogą zostać wyciągięte do dołu przez kolce bez rozrywania włókien.

Znane jest, że przy przebijaniu igłami operację przebijania przeprowadza wiele igieł równocześnie w pewnej liczbie kolejnych suwów tak, że uzyskuje się gęstość ściegów na przykład 60 ściegów na cm² od boku warstwy pokrywającej czy górnej do warstwy wsporczej.

170 278

Kolce igieł, po przejściu przez warstwę pokrywającą, rozrywają wzdłuż poszczególne włókna lub całe wiązki włókien mocujących oraz częściowo orientują je na punkt w warstwie wsporczej. Po wyciągnięciu igieł włókna mocujące zostają usunięte z kolców. Następnie włókna mocujące w większości pozostają zamocowane na części ich długości w warstwie pokrywającej, podczas gdy pozostała część długości tych samych włókien jest trwale utrzymywana przez warstwę wsporczą. Wskutek użycia wielu ściegów igieł, następuje wciągnięcie takich włókien mocujących w dużej liczbie miejsc rozmieszczonych na całej powierzchni. W wyniku tego następuje więc utrzymywanie razem warstwy wsporczej i warstwy pokrywającej. Z drugiej strony warstwa złożona z cząstek przeciągnęła przezeń duża liczbę włókien tak, że zapobiega się jakiemukolwiek przesunięciu poprzecznemu cząstek w płaszczyźnie wyrobu. Cząstki są osadzone luźno pomiędzy włóknami mocującymi. Te włókna mocujące utrzymują razem warstwy.

W związku z tym mocowanie igłami trzech warstw na krośnie igłowym w sposób przedstawiony w opisie patentowym Wielkiej Brytanii nr 2 202 185 zapewnia mechaniczną spoistość trzech warstw maty uszczelniającej i równocześnie zapobiega konieczności użycia kleju zastosowanego zgodnie z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 501 788.

Poza tym, gdy bentonit pęcznieje po zwilgotnieniu, połączenie igłami zapewnia ciśnienie przeciwdziałające ciśnieniu pęcznienia, które w połączeniu z wyżej opisanym intensywnym wymieszaniem włókien i bentonitu, zapewnia nieprzepuszczalność mat uszczelniających dla wody. Ponadto połączenie igłowe zapewnia elastyczność mat uszczelniających w stopniu, który zbliża się do dobrych własności giętkości połączonych mechanicznie nie tkanych materiałów włókienniczych.

Chociaż powyższe stwierdzenia wykazują, że maty uszczelniające według opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 2 202 185 są z wielu względów znacznie lepsze niż inne znane maty uszczelniające, odkryto, że przeniesienie sił tnących z górnej warstwy pokrywającej na warstwę podłoża nie jest w pełni zadowalające.

Celem wynalazku jest przede wszystkim dostarczenie maty uszczelniającej nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju, zawierającej glinę zdolną do spęczniania, korzystnie bentonit, przy czym ta mata uszczelniająca jest skonstruowana tak, że przy praktycznym nałożeniu na miejsca konstrukcyjne, zwłaszcza na zbocza, może ona przenosić takie siły tnące, powodowane przez obciążenie piaskiem i skałami, z górnej warstwy pokrywającej poprzez pęczniejącą warstwę pośrednią bentonitu bezpośrednio na warstwę podłoża. Innymi słowy, mata uszczelniająca nieprzepuszczalna dla wody i/lub oleju według wynalazku powinna być bezpiecznie połączona nawet po spęcznieniu bentonitu, w celu zapobiegania opadaniu wypełnienia piaskowego lub żwirowego przy ześlizgiwaniu się żwiru lub skał, w związku z tym dostarczenie maty uszczelniającej nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju, która może być produkowana masowo w sposób łatwy i ekonomiczny, a ponadto dostarczenie maty uszczelniającej nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju, która może być produkowana o różnej grubości dla różnych zastosowań jako bariera dla wody, która zapobiega przeciekaniu wody i/lub wypłukiwaniu zanieczyszczeń z basenów, pojemników, zapór, zbiorników odpadów przemysłowych i miejskich oraz tym podobnych.

Długotrwałą, skuteczną spoistość pomiędzy warstwą podłoża i warstwą pokrywającą poprzez warstwę gliny zdolnej do spęczniania można uzyskać jedynie przy pomocy techniki przebijania igłami, gdy zastosowana ilość gliny (g/m²) i jej zdolność spęczniania są odpowiednie. Oznacza to, że przy użyciu gliny zdolnej do spęczniania w wysokim stopniu, zastosowana ilość jest porównywalnie mała, ponieważ znacznie pęczniejąca glina przerywa mieszankę przebijaną igłami już przy małych stosowanych ilościach po nawodnieniu. Z drugiej strony, gdy jest stosowana glina o małej zdolności spęczniania, można zastosować większe ilości gliny.

Znane jest z techniki filtrowania, że cząstki o określonym wymiarze mogą być powstrzymywane przez stosunkowo cienkie i lekkie wyroby z otworami o małym wymiarze skutecznym Dw. Może być dopuszczalny wzrost wymiaru otworu skutecznego, jeżeli grubość i ciężar powierzchniowy materiału włókienniczego nie tkanego zostanie równocześnie zwiększony; skutkiem tego jest osiągana dłuższa filtracja. Zgodnie z doświadczeniami i badaniami przy

170 278 realizacji przebijania igłami nie tkanych materiałów włókienniczych z obudowaną warstwą gliny, wynikają różne wymagania dla warstwy nie tkanej stosowanej w zależności od boku płytki prowadzącej i z przebitymi otworami maszyny do przebijania igłami.

Mata uszczelniająca, nieprzepuszczalna dla wody i/lub oleju składająca się z warstwy nośnej, warstwy pokrywającej i warstwy pośredniej z gliny zdolnej do pęcznienia, przy czym warstwa nośna i warstwa pokrywająca są wykonane z włókniny i wszystkie warstwy są połączone ze sobą przez igłowanie, charakteryzuje się według wynalazku tym, że między warstwą nośną i warstwą z gliny zdolnej do pęcznienia znajduje się dodatkowa warstwa z tkaniny lub folii z tworzywa sztucznego lub ze wzmocnionej tkaniną folii z tworzywa sztucznego, która to warstwa jest również połączona przez igłowanie z pozostałymi warstwami, przy czym zdolną do pęcznienia glinę stanowi sproszkowany bentonit o cząstkach, z których około 90% jest mniejszych niż 0,06 mm i około 70% jest mniejszych niż 0,002 mm, a warstwa pokrywająca jest wykonana z włókniny o ciężarze powierzchniowym zawartym pomiędzy około 300-600 g/m² i otworze skutecznym D_w około 0,8 - 0,18 mm.

Korzystnie tkaninę stanowi tkanina taśmowa o ciężarze powierzchniowym powyżej 80 g/m2.

Korzystnie tkanina taśmowa składa się z niegnijącego tworzywa sztucznego.

Korzystnie niegnijące tworzywo sztuczne stanowi poliolefina.

Korzystnie włóknina warstwy nośnej ma ciężar powierzchniowy 250 g/m2.

Nietkane materiały włókiennicze i arkusze tworzywa sztucznego wykorzystywały korzystnie w składzie wysokojakościowe żywice syntetyczne, zwłaszcza polietyleny, polipropyleny, poliestry, poliakrylany i/lub poliamidy. Do użytku w technice usuwania odpadów są szczególnie korzystne nietkane materiały włókiennicze wykonane z polietylenu o wysokiej gęstości (PEHD).

Takie nietkane materiały włókiennicze i arkusze tworzywa sztucznego są odporne na zgnicie (odporne na wszystkie substancje występujące w ciałach wodnych i w glebie) i dzięki temu zapewniają oczywiście szczególnie dużą trwałość. Ich nadzwyczajnie duża wytrzymałość na rozdarcie zapewnia zasadniczą odporność na zużycie mechaniczne. Są one też bardzo trwałe przy oddziaływaniu promieniowaniem ultrafioletowym.

Nietkane materiały włókiennicze, wykorzystywane według wynalazku, mają korzystnie wzmocnioną mechanicznie strukturę wiązek włókien ciętych. Karbikowate włókna są połączone w zespoły w celu utworzenia struktury arkuszowej z labiryntem szczelin. To imituje idealnie strukturę gleby. Struktura nie tkanych materiałów włókienniczych może być wykonana jako grubsza lub drobniejsza, zależnie od rodzaju gleby tak, że jest zapewnione optymalne przystosowanie do rodzaju gleby w miejscu użytkowania. Mechaniczna konsolidacja zapewnia wysoki współczynnik tarcia pomiędzy glebą i nietkanym materiałem włókienniczym oraz materiałem pokrywającym. Zamiast nietkanych materiałów włókienniczych połączonych mechanicznie przez igłowanie, również mogą być zastosowane nietkane materiały włókiennicze, które zostały skonsolidowane mechanicznie przez zszycie lub przez zawirowanie, względnie które zostały powiązane chemicznie.

Według wynalazku warstwa podłoża jest nie tkanym materiałem włókienniczym a rozpuszczalna warstwa tkana (optymalnie surowiec włókienniczy, korzystnie poliolefina) o ciężarze powierzchniowym większym niż 80 g/m² jest przebijana igłami pomiędzy warstwą podłoża i warstwą gliny, a nietkany materiał włókienniczy jest korzystnie przebijanym igłami, nie tkanym materiałem włókienniczym o ciężarze powierzchniowym 250 g/m2.

Bentonity są glinami o znacznej zawartości smectytu (montmorylonitu), który w sposób decydujący określa własności (wysoką zdolność do spęczniania, dobrą zdolność absorpcji wody, wysoką plastyczność). W celu uzyskania z bentonitu metalu ziem alkalicznych o małej zdolności spęczniania w wodzie, bentonitu czynnego o dużej zdolności spęczniania, jony metali ziem alkalicznych bentonitów zostają zastąpione przez jony metali alkalicznych, korzystnie jony sodu. Zatem bentonit sodowy mający znacznie zwiększoną plastyczność, lepkość, własności tiksotropowe i zdolność do absorpcji wody, jest zalecany do zastosowania zgodnie z wynalazkiem.

T aki zalecany bentonit aktywowany sodem ma dla przykładu następujący rozkład wymiaru cząstek (zwany bentonitem B4).

170 278

60 pm	1,5%
60 - 40 pm	2,0%
40 - 20 pm	1,5%
20 - 10 pm	2,0%
10 - 2pm	6,0%
2 pm	87,0%
Analiza chemiczna (przeciętna):
SiO2	56,0%
AI2 O 3	20,6%
Fe2O3	4,7%
TiO2	0,3%
CaO	2,0%
MgO	3,4%
Na2O	3,0%
K2O	1,4%
Straty po zapłonie Analiza mineralna:	8,6%
montmorylonit	70 - 80%
ilit	10-18%
kwarc	3-5%
inne minerały	3%
grubość warstwy	około 0,8 g/cm 2,65 g/cm3
gęstość ziaren m3/t pakowane w worki
1,20.

Warstwagliny zdolnej do spęcznieniajest zasadniczojednorodna. Zależnie od określonego zastosowania grubość tej warstwy gliny zawarta korzystnie w zakresie od 0,5 do 10,0 mm. Jednakże może być ona również mniejsza lub większa, co zależy od użytej gliny lub od celu, do jakiego mata uszczelniająca będzie służyć. W związku z tym zaznacza się, że przy spęcznianiu zalecany bentonit zwiększa swą objętość 10 do 20 razy.

Glina zdolna do spęczniania jest co najmniej częściowo osadzona w nietkanej warstwie włókienniczej. Korzystnie grubość warstwy gliny zdolnej do spęczniania jest mniejsza lub zasadniczo równa grubości warstw włókienniczych jako całości.

Wytwarzanie maty uszczelniającej według wynalazku jest przeprowadzane tak, że najpierw warstwa pośrednia z suchej gliny zdolnej do spęczniania jest nakładana na warstwę podłoża pokrytą dodatkową warstwą z tkaniny lub folii z tworzywa sztucznego lub ze wzmocnionej tkaniną folii z tworzywa sztucznego, i na niej jest umieszczana warstwa pokrywająca, następnie wszystkie warstwy są zszywane w krośnie igłowym.

W tym celu bentonit jest nakładany ze zbiornika zasilającego jako pośrednia warstwa bentonitowa na warstwę podłoża pokrytą dodatkową warstwą z tkaniny lub folii z tworzywa sztucznego lub ze wzmocnionej tkaniną folii z tworzywa sztucznego dostarczanego z motarki.

Następnie warstwa pokrywająca (nie tkany materiał włókienniczy), również dostarczana z motarki, jest umieszczana na pośredniej warstwie bentonitowej. Tak otrzymana struktura warstwowa jest przepuszczana przez krosno igłowe, w którym wszystkie warstwy są zszywane. W zależności od grubości pośredniej warstwy bentonitowej, zszyta struktura warstwowa, reprezentująca matę uszczelniającą nieprzepuszczalną dla wody, jest nawijana na motarki lub jest odcinana na określone odcinki wymagane dla rozważanego użycia.

Obróbka zszywania powoduje ciągłe związanie włókien pomiędzy podłożem i warstwą pokrywającą.

Podłoże i warstwa pokrywająca są związane ze sobą w taki sposób, przez zszycie, że przesunięcie, to jest siła tnąca, na przykład na zboczach może być przenoszona przez warstwę pokrywającą poprzez włókna do warstwy podłoża. Bez tych włókien przewleczonych poprzez warstwę bentonitu, warstwa bentonitu - zwłaszcza w stanie spęcznienia - tworzy tor ślizgowy na zboczach. Po spęcznieniu gliny i wzroście grubości maty uszczelniającej spoistość pomiędzy

170 278 warstwą podłoża i warstwą pokrywającą w wyniku zszycia pozostaje nienaruszona (w celu zapewnienia przenoszenia sił tnących). W wyniku uzyskuje się warstwę bentonitu wzmocnioną włóknami. Poza tym wzmocnieniem bentonit jest zablokowany w teksturze włókien.

Nieprzepuszczalne maty uszczelniające według wynalazku są stosowane zwłaszcza w hydrotechnice i technice usuwania odpadów.

Jak widać z powyższego, wynalazek dotyczy szczególnej kombinacji bentonitu z nie tkanym materiałem włókienniczym, z możliwością przenoszenia sił tnących z jednej warstwy na inną, tj. na zboczu siły tnące mogą być przenoszone przez materiał pokrywający poprzez warstwę bentonitową na materiał wsporczy. Wynalazek dotyczy uszczelnienia mineralnego wzmocnionego włóknami, umożliwiającego przenoszenie sił tnących na zboczach, bez niebezpieczeństwa, że sama warstwa bentonitowa stanie się płaszczyzną ślizgową.

Wynalazek został objaśniony w oparciu o poniższy przykład, który go jednak w niczym nie ogranicza.

Przykład. W niniejszym przykładzie została opisana mata uszczelniająca, która jest odpowiednia do przykrywania powierzchni gleby dla ochrony przed zatruciem.

Do wytwarzania takiej maty uszczelniającej typu D 3000 zastosowano następujące materiały wyjściowe:

Warstwa nośna: materiał dwuwarstwowy składający się z:

- włókniny o ciężarze powierzchniowym 250 g/m², wytworzonej z włókien z polietylenu niskociśnieniowego (polietylen o wysokiej gęstości PEHD) i

- tkaniny taśmowej z polietylenu niskociśnieniowego PEHD, ciężarze powierzchniowym 100 g/m², przy czym tkanina taśmowa położona jest od strony bentonitu.

Warstwa pokrywająca: jednowarstwowa włóknina o ciężarze powierzchniowym 300 g/m², wytworzona z włókien polipropylenowych.

Warstwa gliny: bentonit sodowy (proszek), 3500 g/m²

Wytworzona z tego materiału mata uszczelniająca ma następujące własności:

- ciężar powierzchniowy

- grubość warstwy suchej

- maksymalna wytrzymałość na rozciąganie (według niemieckiej normy DIN 53857, część 2) wzdłużna poprzeczna

- wydłużenie przy przerwaniu (według DIN 53 857, część 2) wzdłużne poprzeczne

- współczynnik przenikalności kv

- standardowy wymiar rolek

- standardowa średnica rolek około 4150 g/m 7 mm

121N//m

12łNł/m

50% ⁵0% x 10¹ m/s 4,70 m x 30 m okoto 60 cm.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Mata uszczelniająca, nieprzepuszczalna dla wody i/lub oleju składająca się z warstwy nośnej, warstwy pokrywającej i warstwy pośredniej z gliny zdolnej do pęcznienia, przy czym warstwa nośna i warstwa pokrywająca są wykonane z włókniny i wszystkie warstwy są połączone ze sobą przez igłowanie, znamienna tym, że między warstwą nośną i warstwą z gliny zdolnej do pęcznienia znajduje się dodatkowa warstwa z tkaniny lub folii z tworzywa sztucznego lub ze wzmocnionej tkaniną folii z tworzywa sztucznego, która to warstwa jest również połączona przez igłowanie z pozostałymi warstwami, przy czym zdolną do pęcznienia glinę stanowi sproszkowany bentonit o cząstkach, z których około 90% jest mniejszych niż 0,06 mm i około 70% jest mniejszych niż 0,002 mm, a warstwa pokrywająca jest wykonana z włókniny o ciężarze powierzchniowym zawartym pomiędzy około 300-600 g/m² i otworze skutecznym Dw około 0,08 - 0,18 mm.
2. Mata według zastrz. 1, znamienna tym, że tkaninę stanowi tkanina taśmowa o ciężarze powierzchniowym powyżej 80 g/m².
3. Mata według zastrz. 2, znamienna tym, że tkanina taśmowa składa się z niegnijącego tworzywa sztucznego.
4. Mata według zastrz. 3, znamienna tym, że niegnijące tworzywo sztuczne stanowi poliolefina.
5. Mata według zastrz. 1, znamienna tym, że włóknina warstwy nośnej ma ciężar powierzchniowy 250 g/m².