Pierwszenstwo: Opublikowano: 04.11.1964 (P 103 622) 06.11.1963 Wielka Brytania 24.11.1968 54690 KI. 45 1, 7/02 MKP A 01 n UKD 632.931.1:631.8 t Wlasciciel patentu: The International Synthetic Rubber Company Limited, Southampton, Hampshire (Wielka Brytania) Sposób traktowania powierzchni gleby Wynalazek dotyczy traktowania powierzchni gle¬ by lateksem kauczukowym obciazonym olejem, zwlaszcza w celu zapobiegania erozji i ulepszania tekstury gruntu.Erozja gleby jest zjawiskiem wystepujacym 5 w wielu róznych sytuacjach. Jest ona przyspiesza¬ na przez wiatr i deszcz, a skutki jej sa tym po¬ wazniejsze im mniejsza jest spoistosc gruntu. Na obszarach pustyinnych piasek unoszony przez wiatr wplywa na wszelkie zjawiska zachodzace na po- 10 wierzchni gleby. Luzna powierzchnia gleby jest zdzierana przez wiatr, który tez przeszkadza w kiel¬ kowaniu roslin. Podobnie tez strumienie wody utworzone z deszczów ulewnych, znosza wierzchnia warstwe gruntów mniej przepuszczalnych i moga 15 w krótkim czasie podmywac znaczne obszary grun¬ tów wraz ze zbiorami.Nawet w klimacie umiarkowanym, gdzie grunty sa wilgotne, powstawanie grud gliny lub blota, be¬ dace wynikiem zmoczenia gruntu i wysychania pod 20 wplywem ciepla slonecznego moze stanowic przesz¬ kode w wymianie, jaka zachodzi miedzy gazami i oparami znajdujacymi sie w glebie i powietrzu atmosferycznym. Zjawisko to jest nazywane nad¬ kladaniem siegleby. 25 Przy wykonywaniu wrebów, nasypów i kanalów duze polacie obnazonego gruntu o ostrym spadku sa wystawione na dzialanie czynników atmosferycz¬ nych. Niestale grunty wymaigaja wielu zabiegów za¬ nim rozwinie sie na nich trwala roslinnosc. 80 Pozadane jest równiez chronic powierzchnie skla¬ dowanych materialów mineralnych takich jak we¬ giel, ruda zelaza oraz materialów odpadkowych jak popiól weglowy w silowniach pracujacych na weglu przed powodujacym erozje dzialaniem wiatru i deszczu, gdyz erozja ta jest nie tylko uciazliwa dla otoczenia ale i stanowi zródlo strat materialu.W celu zwalczania skutków zjawisk opisywanych proponowane bylo zwalczanie kurzu za pomoca wody oraz zraszanie stromych spadków swiezych wrebów emulsjami bitumicznymi. Ten ostatni spo¬ sób jest uciazliwy i daje nikle rezultaty. Na piasz¬ czystych wydmach, zwlaszcza nadmorskich, sieje sie specjalny gatunek trawy zwanej piaskownica, która bardzo dobrze umacnia piasek ale ze wzgledu na erozje powietrzna i deszczowa zle ikielkuje. Zaory¬ wanie gleby z nawozem naturalnym i sloma w celu ustabilizowania jest bardzo pracochlonne i moze byc trudne w terenach mniej dostepnych, skutek zas tych zabiegów wystepuje dopiero po dluzszym czasie. Sposób ten jest kosztowny i gospodarczo uza¬ sadniony tylko wtedy, gdy grunt moze byc wyko¬ rzystany pod rosliny uprawne.Proponowane bylo równiez rozpylanie oleju na powierzchni gruntu, jednak ten sposób ma te wade, ze powstaje warstwa malo lub wcale nie przylega¬ jaca do gleby, totez osiaga sie znikoma stabiliza¬ cje a ponadto grunt pozostaje kleisty przez dlugi czas.Ponadto proponuje sie stosowanie do tego celu 5469054690, samego lateksu kauczukowego bez dodatku oleju.Taki sposób daje wprawdzie pewne ustabilizowa¬ nie powierzchniowych warstw gleby, ale jest kosz¬ towny i wymaga stosowania dodatkowych srodków dla nadania warstewce lateksu wlasciwej porowa¬ tosci. v -? Przedmiotem wynalazku jest ulepszony sposób traiktowalnia gleby i podobnych powierzchni w celu zabezpieczenia przed erozja, powodowana przez czynniki atmosferyczne i w celu polepszenia jej tektury.W przemysle gumowym znane jest stosowanie dodatkóW olejów do naturalnego i syntetycznego kauczuku w celu otrzymania wyrójbów tanszych i o zmienionych wlasciwosciach. Obecnie stwierdzo¬ ne zostalo, ze stosujac lateks obciazony olejem, to znaczy stosujac preparat zawierajacy kauczuk i Olej, mozna stosunkowo tanio osiagnac w znacz¬ nym stopniu stabilizacje gruntu.Sposób wedlug wynalazku polega na pokrywaniu powierzchni gruntu lub powierzchni podobnych materialów,, naturalnym lub syntetycznym lateksem kauczukowym obciazonym olejem, przy czym po¬ krywanie to najlepiej jest przeprowadzac za po¬ moca zraszania rozpylonym preparatem. Uzyte tutaj okreslenie „kauczuk obciazony olejem" oznacza produkt otrzymany przez mieszalnie naturalnego lub syntetycznego kauczuku z olejem, który ma zdolnosc jednorodnego mieszania sie z kauczukiem to jest, który moze byc wchlaniany przez kauczuk. Stosu¬ nek ilosciowy oleju do kauczuku oraz rodzaj czyn¬ nika emulgujacego mozna dostosowac tak, aby byl odpowiedni dla dianego skupienia gruntu. Olej moz¬ na mieszac bezposrednio z kauczukiem w postaci suchych kawalków, wzglednie emulsje oleju'mozna mieszac z lateksem kauczukowym. To sa dwa przy¬ klady sposobu laczenia kauczuku z olejem ale mozliwe sa oczywiscie i inne w ramach wynalazku, który nie ogranicza sie do stosowania kauczuku obciazonego olejem przez mieszanie jakas okreslona metoda.Zgodnie z wynalazkiem w przypadkach, gdy po¬ zadana jest warstwa o jasnym zabarwieniu, mozna stosowac bezbarwne, mocno rafinowalne oleje mine¬ ralne, gdy zas warstwa ma byc ciemna, wówczas stosuje sie oleje stosunkowo malo rafinowana a na¬ wet oleje zawierajace bitum, jezeli koszt odgrywa decydujaca role a ciemne zabarwienie powierzchni jest pozadane dla zwiekszenia absorpcji ciepla slo¬ necznego.W praktyce niaijkorzystniej jest stosowac oleje mineralne a szczególnie skuteczne sa oleje bedace weglowodorami aromatycznymi i naftenowymi, cho¬ ciaz wiele olejów opalowych i olejów smarnych jest równie skuteczne. Zgodnie z wynalazkiem na 100 czesci wagowych kauczuku stosuje sie 50—1000 czesci wagowych oleju. Inne proporcje tez moga sie okazac odpowiednie. Szczególnie korzystny jest stosunek 9 czesci wagowych minerafllnego oleju na 1 czesc wagowa kauczuku.Przykladem syntetycznego kauczuku, nadajacego sie zgodnie z wynalazkiem, jest kauczuk styrenowo- butadienowy, zawierajacy 23°/o zwiazanego styrenu i 77Vo butadienu, choc moga byc stosowane i gatun¬ ki o innej zawartosci styrenu i butadienu. Zarówno 10 15 25 30 85 40 45 50 55 60 65 styren jak i butadien mogal by£ zastapione bez szkody innymi monomerami, na przyklad mozna stosowac kopolimery, przygotowane i akrylonitrylu i izobutylenu. Szczególnie korzystnie jest stosowac kopolimery o znacznej zawartosci styreinu, obciazo¬ ne olejem, poniewaz polimery bez oleju sa bardzo kruche. Mozna tez stosowac obciazone olejem jed¬ nolite polimery butadienu lub styrcriU.Rozpylanie obciazonego olejem lateksu kauczuku naturalnego lub kauczuku syntetycznego na grunt lub podobne powierzchnie powoduje wytworzenie pokrycia warstewka, która nabiera trwalosci po wyparowaniu wody. Ta pokrywajaca warstewka przylega do czastek gruntu, przy czyni w zaleznosci od zawartosci skladników stalych w uzytym latek¬ sie i/lub od ilosci uzytego lateWu ;mojeJ ona byc zasadniczo ciagla i przepuszczalna lub nieprzepusz¬ czalna! dlawilgoci. - ' Obecnosc oleju zwieksza trwalosc i gietkosc war¬ stewki kauczukowej. Warstewki z samego tylko oleju sa bardzo kleiste, ale obecnosc kauczuku po¬ woduje, ze warstewki sa na tyle tylko kleiste, ile trzeba aby nadac im. spoistosc i. moznosc dobrego wiazania czastek gleby. Dodatek oleju umozliwia wytwarzanie lepszej warstewki kauczukowej o wiekszej odpornosci na dzialanie wody, przy czym warstewke te mozna tak wykonywac, iz bedzie miala ustalona z góry przepuszczalnosc dla wody z opadów.Sposób wedlug wynalazku moze byc stosowany do wielu róznych celów. Przez zraszanie piasz¬ czystej powierzchni kauczukowym lateksem, ob¬ ciazonym olejem, wytwarza sie gietka warstewke która moze sluzyc jako zabezpieczenie, przed roz¬ szerzaniem sie skutków erozji powodowanej przez wiatr. Warstewka powinna byc tak gietka aby mogla dostosowywac sie do naturalnych zmian ksztaltu powierzchni gruntu ale równoczesnie po¬ winna miec. sile wiazaca ziarenka piasku w oslone.Uzyta w ten sposób warstewka moze wspomagac rozwój roslinnosci, gdyz usuwa czynniki wplywa¬ jace zle na kielkowanie i rozwój 'nasion na przyklad salaty, cebuli, rzepy, grochu, fasoli i nasion traw.Warstewka powinna na ogól przepuszczac , wode deszczowa w celu umozliwienia kielkowania i roz¬ woju roslin juz rosnacych w glebie. W pewnych przypadkach jednak warstewka ta powinna byc nieprzepuszczalna dla wody ale umozliwiac dyfuzje gazów. Warunki te moga byc spelnione przez od¬ powiedni dobór lepkosci i stezenia czesci stalych oraz skladu kauczukowego lateksu obciazonego olejem, jak równiez zawartosci wilgoci w glebie i ilosci zastosowanego lateksu.Przy stosowaniu preparatu, zawierajacego 9 czesci wagowych ol^ju na jedna czesc wagowa kauczuko¬ wego lateksu, mozna stosowac 40 — 50 g preparatu na 1 m2, ale ilosc ta moze wzrastac nawet do 300 g/m2 i wiecej.W siatkach przestrzennych syntetycznego kauczu¬ ku zazwyczaj zawarte sa rozpuszczalne w wodzie emulgatory, substancje buforowe i inne, które moga korzystnie wplywac na wartosci odzywcze trakto¬ wanej gleby pomimo odwadniania lub osuszania wodnej fazy, gdy emulsja zostala rozbita.W celu zapobiegania oddzielaniu sie oleju przyprzechowywaniu preparatu przez dluzszy czas, moz¬ na przed emulgowaniem oleju dodawac do wody stabilizatory niejonowe. Jako emulgatory korzyst¬ nie jest stosowac zwiazki niejonowe, jak kazeina i srodek, znany pod nazwa Texofor FX 51, wy* twarzany przez firme Glovers (Chemicals) Ltd, Le¬ eds, bedacy produktem kondensacji alkilofenolu z tlenkiem etylenu. Faza wodna jest odpowiednim nosnikiem innych substancji odzywczych dla roslin, pobudzajacych ich wzrost i rozwój.Stwierdzono, ze obciazony olejem lateks kauczu¬ kowy jest dobrym nosnikiem rozpuszczalnych w oleju srodków owadobójczych, srodków do zwalcza¬ nia chwastów, plesni i grzybów oraz wypelniaczy, jak sadza, kreda, kaolin, popiól dymnicowy i in¬ nych srodków do zaprawiania i barwienia gleby.Przez odpowiedni dobór olejów o ciemniejszym lub jasniejszym zabarwieniu mozna zapewnic wieksza lub mniejsza absorpcje ciepla przez glebe.Srodek wedlug wynalazku moze byc stosowany na' obszarach pustynnych i na gruntach pozbawionych substancji organicznej na skutek zbyt intensywnej uprawy.Niektóre rodzaje gruntów moga sie dobrze nada¬ wac pod uprawe przez obsiewanie ale struktura ich pogarsza sie podczas deszczu, gdyz powierzch¬ nia ich twardnieje i staje sie nieprzepuszczalna dla gazów, pary wodnej i wody, co utrudnia normalny rozwój roslinnosci. Takie grunty nalezy po uprawie¬ niu i obsianiu spryskac mieszanina lateksowa, zgod¬ nie z wynalazkiem, w celu wytworzenia warstewki wiazacej czastki gleby na powierzchni gruntu. Po¬ zwoli to zmniejszyc efekt uderzen kropli deszczu i utrzymac porowata teksture, umozliwiajaca swo¬ bodne przenikanie wody i powietrza do nasion i ko¬ rzeni roslin.Sposób wedlug wynalazku moze byc tez stosowa¬ ny do stabilizowania nagromadzonych materialów mineralnych jak na przyklad wegla, rud zelaza oraz odpadków mineralnych, jak na przyklad popiól.Warstewka kauczukowego lateksu, obciazonego ole¬ jem, rozpylona na powierzchni tych materialów, stanowi ochrone przed stratami na skutek wiatru i erozji deszczowej.Mieszanki do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku sa stosunkowo tanie i latwe do otrzymania, Nalezy podkrelic, ze im wieksza jest zawartosc ole¬ ju w stosunku do skladników stalych tym tanszy jest preparat wedlug wynalazku i tym tansze beda zabiegi dla zabezpieczenia powierzchni gleby przed erozja i dla polepszenia jej tekstury.Do stosowania1 sposobu wedlug wynalazku nadaja sie rozpylacze plecatoowe ale najtansze i najbardziej wydajne na skale masowa jest stosowanie tu heli¬ kopterów i lekkich samolotów dostosowanych do rozpylania preparaitu w ilosci co najmniej 60 g/m2.Mieszanka wedlug wynalazku nadaje sie dobrze do transportu i moze byc latwo pompowane przy uzy¬ ciu wiekszosci typowych urzadzen. Dysze z mosia¬ dzu moga byc stosowane do ciaglego rozpylania i daja dostateczna dokladnosc rozpylania przez okres do 400 godzin pracy.Jezeli na opylanym terenie wystepuja w poblizu siebie male lawice piaszczyste i kotliny wówczas zamiast rozpylania z powietrza wskazane jmt sto¬ sowac rozpylanie przy utyciu ciagnika".Emulsja olejowa o zawartosci 50*/t skladników stalych, uzywana w ponizszych przykladach otezy- 5 mywana byla w ten sposób, ze 88 czesci wagowych kwasu olejowego mieszano z 1000 czesci oleju Sundex 1585 (Sun Oil Company) i ogrzewana do 60°C. Oddzielnie rozpuszczane bylo 20 czesci wo¬ dorotlenku potasowego w 892 czesciach wódy i olej 10 byl wlewany do roztworu wodorotlenku potasowe¬ go, stosujac mieszadlo powodujace wir w celu wyt¬ worzenia emulsji. Emulsja ta utrzymywala sie przez szereg dni i mozna ja bylo mieszac w dowol¬ nym stosunku z lateksem kauczukowym. Dla zapo- 15 biezenia rozdzielaniu sie fatzy olejowej przy dlu¬ gim staniu mozna dodawac 20 czesci preparatu Texofor FX 51 jako niejonowego stabilizatora, któ¬ ry rozpuszcza sie w wodzie przed emulgowaniem.Przyklad 1. Do wyrobu lateksu kauczukowe¬ go go obciazonego olejem uzyty byl preparat Intol 1570 wytwarzamy przez firme International Synt- hetic Rubber Company Limited bedacy syntetycz¬ nym kauczukiem styreno-butadienowym zawiera¬ jacym okolo 23,5*/t styrenu i 76,5°/» butadienu. Lep- 25 kosc jego, oznaczana metoda Mooney'a w 100°C jest okolo 125 ML* Uzyto jednakowe ilosci aroma¬ tycznego oleju i kauczuku,, przy czym w przeliczeniu na sucha substancje preparat zawieral 5 czesci sub¬ stancji stalych. Otrzymany preparat byl rozpylany so n& powierzchnie gruntu w ilosci 50 g czesci stalych na 1 m2 gruntu, na który wysiano nasiona trawy trawnikowej zmieszane z przesiana ziemia. Podobny obszar tego samego gruntu byl obsiany tylko nasio¬ nami trawy zmieszanymi z ziemia bez traktowania 85 go preparatem wedlug wynalazku. Na obu obszary dawana byla od czasu do czasu ta sama ilosc Wody.Stwierdzone bylo ze na obszarze traktowanym zgodnie z wynalazkiem, kielkowanie nastapilo wczesniej i wzrost trawy byl szybszy. 40 P r z y k l a d 2. Preparat otrzymany w sposób podany w przykladzie 1 zostal rozpylony na piasek w ilosci 63 g substancji stalej; na 1 ms i pozosta¬ wiony przez trzy dni dla wyschniecia. Nastepnie piasek byl zraszany przez 15 minut deszczem 45 sztucznym w ilosci odpowiadajacej 50 mm na go¬ dzine. Podczas gdy piasek nie traktowany zgodnie z wynalazkiem zostal zmyty, warstewka kauczuku z olejem utrzymala powierzchnie traktowana w jej pierwotnym stanie. 50 Przyklad 3. Preparat z kauczuku Intol 1570 i ciemnego oleju aromatycznego zawierajacy 100 czesci wagowych kauczuku w przeliczeniu na sucha mase i 100.czesci oleju zostal rozpylony Ina powierz- 6B chnie haldy popiolu dymnicowego w ilosci 130 g czesci stalych na 1 m2. Powstala powloka ciagla z oleju i kauczuku opierajaca sie dzialaniu wiatru i deszczu i zapobiegajaca rozwiewaniu i rozmywa¬ niu drobnego popiolu. Ciemne zabarwienie oleju 80 umozliwialo latwe rozpoznawanie tej czesci haldy, która byla pokryta zgodnie z wynalazkiem.Przyklad 4. Za pomoca polewaczki wykonana byla na powierzchni piasku cienka nie przepuszcza¬ jaca wody powloka z kauczukowego lateksu obcia- 65 zonego olejem, zawierajacego 20*/a czesci stalych i54690 8 20 80 skladajacego sie ze 100 czesci wagowych kauczuku, w przeliczeniu na sucha mase i 200 czesci oleju* Przyklad 5. Za pomoca polewaczki utworzona zostala cienka, nie przepuszczajaca wody powloka na zakopcowanych warzywach. Rozpylany preparat 5 zawieral 25°/d czesci stalych i skladal sie ze 100 czes¬ ci wagowych kauczuku w przeliczeniu na sucha ma¬ se i 150 czesci oleju. Powloka zmniejszala odparo- . wywanie wody z kopca i gnicie warzyw nastepo¬ waloszybko. 10 Przyklad 6. Powtórzoiny zostal przyklad 1 z ta róznica, ze stosunek wagowy lateksu z kauczu¬ ku Intol 1570 do aromatycznego oleju byl 1:9.Otrzymane byly wyniki podobne.Przyklad 7. Powtórzony zosta* przyklad 1 16 z ta róznica, ze stosunek wagowy lateksu z kauczu¬ ku Intol 1570 do aromatycznego oleju byl 1:19.Otrzymane byly podobne wyniki.Przyklad 8. Gleba o duzej zawartosci mulu, na której po deszczu i wyschnieciu tworzyla sie skorupa, zostala opryskana mieszanina oleju z kau¬ czukiem zawierajaca 300 czesci oleju na 100 czesci kauczuku w przeliczeniu na sucha mase. Mieszan¬ ka miala stezenie 30*/* w odniesieniu do skladników niewodnych i byla stosowana w ilosci 0,6 litra na 1 m2 uprawionego gruntu. Deszcze o charakterze burzowym, padajace przez dwa tygodnie w ilosci 50 mm/godzine nie uszkodzily powierzchni i two¬ rzenie sie grud bylo nikle. Woda wsiakala w grunt szybko: Przyklad 9. Na gliniasty grunt, wyjalowiony przez zbyt intensywna eksploatacje, który utracil wlasciwa strukture, natryskana zostala cienka war¬ stwa kauczuku z olejem w postaci zawiesiny 200 czesci oleju na 100 czesci kauczuku o stezeniu 5°/t w ilosci 18 g substancji niewodnej nalra2 grun¬ tu. Kielkowanie grochu oraz buraków uleglo znacz¬ nej poprawie, a struktura gleby poprawila sie wy¬ raznie. 40 Przyklad 10. Gleba wapienno-marglista zo¬ stala pokryta powloka z mieszanki o skladzie po¬ danym w przykladzie 8 ale zawierajacej dodatko¬ wo 1 czesc sadzy na 100 czesci ndewodnych skladni¬ ków stalych. Termometry umieszczone w glebie 45 pod utworzona powloka wykazywaly na glebokosci 10 cm temperature wyzsza o 0,5 — 1°C w porów¬ naniu z temperatura na gruncie bez opisanej po¬ wloki. Rozwój buraków na gruncie z czarna po¬ wloka uleglpoprawie. 50 Przyklad 11. Grunt na zboczu majacy utwo¬ rzona w naturalny sposób skorupe zostal zroszo¬ ny preparatem zawierajacym 25*/* srodka wedlug wynalazku zlozonego z 5 czesci oleju i 1 czesci kau¬ czuku. Emulsja byla wytwarzana tu, jak w po- $5 przednich przykladach ale stosowany byl olej o ciezarze wlasciwym 0,997 g/cm* w temperaturze 15°C majacy lepkosc kinematyczna 137 w temperaturze 35°C, wspólczynnik zalamania 1,56, calkowita kwa¬ sowosc 1,1 barwa 8 w skali A.S.T.M. (Amerykan- co skie Towarzystwo Badania Materialów) oraz za¬ wartosc zwiazków aromatycznych 75*/». Na 1 m2 powierzchni byl dawany 60 g w przeliczeniu na sucha substancje. Zdolnosc splywania wody po po¬ wierzchni gruntu o opisanej powloce byla przy 6s lekkim deszczu o 30—70% lepsza, niz gruntu bez tej powloki. W warunkach laboratoryjnych kropla wo¬ dy wsiakala w grunt bez powloki w ciagu 3Q se¬ kund podczas gdy na gruncie z powloka pozosta¬ wala na powierzchni przez 3 godziny.Przyklad 12. Mieszanina oleju i kauczuku ma¬ jaca postac emulsji zostala zmieszana z roztworem czwartorzedowej zasady amonowej, bedacej selek¬ tywnym srodkiem do zwalczania chwastów. Stwier¬ dzone zostado ze mieszanina ta niszczyla chwasty tak samo jak wspomniany srodek chwastobójczy bez kauczuku i oleju.Przyklad 13. Preparat zlozony z jednakowych ilosci oleju i kauczuku zostal rozpylony na zbocza i dno zlebu wymytego przez wode, przy czym na 1 m2 powierzchni gruntu stosowane bylo 240 pre¬ paratu w przeliczeniu na czesci stale. Po wyschnie¬ ciu powloka lateksowa utworzyla nie przepuszcza¬ jace wody koryto o ustabilizowanych bokach za¬ pewniajac dobre splywanie wody. PL