PL86068B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest srodek do zeskalania lub uszczelniania gruntów przy robotach ziemnych w górnictwie i budownictwie.Przy wykonywaniu wykopów ziemnych, drazeniu chodników i tuneli, glebieniu szybów i wszelkich innych pradach ziemnych, zwlaszcza w budownictwie górniczym lub wodnym, niejednokrotnie zachodzi koniecznosc przeprowadzenia specjalnych zabiegów majacych na celu umocnienie i zeskalenie gruntów lub uszczelnienie zawodnionych skal. Zabiegi takie wykonywac mozna na drodze fizycznej poprzez zamrazanie gruntów, budowe przegród mechanicznych, sztuczne obnizenie poziomu wód itp. a takze na drodze chemicznej poprzez wtlaczanie odpowiednich wiazacych srodków chemicznych powodujacych zeskalanie i uszczelnienie materialu skalnego.Stosowanie zabiegów mechanicznych jest ograniczone charakterem technicznym budowy i w praktyce czesciej stosowane sa zabiegi chemiczne.Znane sa sposoby i srodki do zeskalania i uszczelniania gruntów na drodze chemicznej polegajace na wtlaczaniu droga iniekcji róznych srodków wiazacych, takich jak zaprawa cementowa z dodatkami inhibitorów, roztwory silikatowe, bituminy i tym podobne.Metody te i stosowane w tych metodach srodki maja szereg wad. Zaczyny cementowe nie moga byc stosowane w srodowisku agresywnym uniemozliwiajacym wiazanie cementu. Inne srodki, jak np. lateksy i koloidy nie posiadaja wystarczajacej zdolnosci penetracji do umacnianego gruntu, w zwiazku z czym mozliwosci ich stosowania sa ograniczone do przypadku wystepowania grubszego uziarnienia materialu skalnego i wiekszej jego porowatosci.Wysoka lepkosc stosowanych roztworów lub zawiesin uniemozliwia wprowadzenie ich w srodowisko skalne o uziarnieniu ponizej 2 mm.Celem wynalazku bylo opracowanie takiego srodka wiazacego i uszczelniajacego, który nie posiadalby wyzej wymienionych wad dotychczas stosowanych do tego celu srodków i nadawalby sie do umacniania wszelkiego rodzaju gruntów o zróznicowanym uziarnieniu, spoistosci i porowatosci w tym równiez gruntów zawodnionych a przede wszystkim do zeskalania górotworu w srodowisku solankowym.2 86068 Srodek do zeskalania i uszczelniania gruntów wedlug wynalazku stanowi uklad polimeryzujacych i konden- sujacych monomerów w postaci soli kwasu akrylowego i/lub metakrylowego, zwlaszcza soli takich metali, jak Ca, Mg, Fe, Al, kwas maleinowy lub jego sole oraz katalizatory typu redox. Otrzymany najczesciej w postaci proszku, pasty lub granulek, lub roztworów o wyzszej koncentracji jest doskonale rozpuszczalny w wodzie a otrzymany roztwór ma charakter obojetny lub slabo kwasny.Srodek wedlug wynalazku wtlacza sie znanymi sposobami, w grunt, gdzie nastepuje polimeryzacja do stalego zelu, mocno zwiazanego z uszczelnianym materialem skalnym. Stosuje sie róznego rodzaju katalizatory typu redox, nadtlenki, nadsiarczany i tym podobne. Korzystne jest gdy srodek zawiera inhibitory, pozwalajace na regulacje szybkosci wzrostu polimeru, takie jak sole miedzi, hydrochinon, zelazicyjanek potasu i inne. Odpowied¬ nio dobrany uklad katalizatorów i inhibitorów pozwala na regulacje szybkosci zelowania w zakresie od kilku sekund do kilku godzin.Bardzo mala lepkosc srodka uszczelniajacego wedlug wynalazku zabezpiecza swobodna penetracje wszelkich formacji skalnych droznych dla wody.W okreslonym okresie czasu, który moze byc scisle kontrolowany w zakresie od kilku minut do kilku godzin przez odpowiedni dobór ukladu katalizator-aktywator-inhibitor, roztwór uszczelniajacy polimeryzuje do stalego zelu. W ten sposób wszelkie niewypelnione przestrzenie w formacji skalnej zostaja uszczelnione ciaglym zelem, który nie tylko zapobiega przejsciu wody przez material skalny, ale takze wiaze jego czastki zeskalajac go i powodujac wzrost wytrzymalosci gruntu. Dzieki specyfice przebiegajacych tutaj reakcji chemicznych lepkosc srodka uszczelniajacego pozostaje zblizona do lepkosci wody az do chwili utworzenia zelu.Wymienione zalety srodka uszczelniajacego wedlug wynalazku sprawiaja, ze moze on byc wprowadzony do umacnianego gruntu jednym z powszechnie stosowanych sposobów przy uzyciu konwencjonalnych urzadzen.Srodek moze zawierac równiez dodatki sieciujace i modyfikujace jego wlasnosci, a zwlaszcza nadajace powstajacemu w procesie utwardzania gruntu polimerowi wieksza twardosc lub elastycznosc, zwiekszone wlasciwosci adhezyjne i prowadzace do uzyskania zeli o wysokim udziale wody a takze ulatwiajace penetracje gruntu oraz umozliwiajace reakcje preparatu z gruntem. Stosuje sie dodatek zwiazków wielofunkcyjnych i polielektrolitów. Korzystne jest zwlaszcza stosowanie dodatków w postaci nienasyconych aldehydów i nitryli oraz ich pochodnych a takze alifatycznych i aromatycznych amin i ich pochodnych.Bardzo dobre zwiazanie oraz wysoka wytrzymalosc mechaniczna gruntu uzyskuje sie zwlaszcza stosujac jako dodatek styren, mocznik, melamine, zywice fenolowe i mocznikowe, alkohole wielowodorotlenowe, polikwasy, siaraczan poliakroleiny i formaldehyd. Moga byc równiez stosowane inne dodatki, jak substancje powierzchniowo-czynne i róznego typu emulgatory oraz wypelniacze, jak bentonity, tlenki metali, zwlaszcza tlenek wapnia krzemionka, szklo wodne i tym podobne.P r z y k l a d I. Do 50 ml 30% wodnego roztworu akrylanu magnezu dodano 5 ml 30% wodnego roztworu kwasu maleinowego a nastepnie 2 ml 1% wodnego roztworu zelazicyjanku potasu i 0,5 ml katalizatora stanowia¬ cego 25% roztwór nadsiarczanu amonu i pirosiarczynu sodu uzytych w ilosciach molowych w stosunku jak 1 :1.Mieszanina zeluje w calej masie po uplywie 0,5 godz. tworzac zwarty bardzo elastyczny polimer,, nierozpuszczal¬ ny i nieprzepuszczajacy wody, silnie przyczepny do scian naczynia.Przyklady II-XIV, zestawione w tabeli 1, ilustruja typowe sklady mieszanek wedlug wynalazku, prowadzacych do utworzenia jednorodnych, zwartych zeli, nieprzepuszczajacych wody, o doskonalej przyczep¬ nosci do scian naczynia i materialów podloza.Przyklady XV — XXVI zestawione w tabeli 2, ilustruja zdolnosc wiazania róznych materialów sypkich. Wykonane zostaly przez wypelnienie wybranym materialem cylindrów szklanych o srednicy 36 mm i nasycenie wodnym roztworem srodka wedlug wynalazku.Przyklad XXVII. Do 100 g wodnej zawiesiny gliny bentonitowej o zawartosci 40% wagowych suchej masy dodano 15 g akrylanu wapnia i 5 g kwasu maleinowego w postaci 30% wodnych roztworów. Po dodaniu 1 g % wodnego roztworu madsiarczanu amonu i pirosiarczynu sodu mieszanina zestala sie w okresie 10 minut w jednorodna, zwarta mase nieprzepuszczalna dla wody.Podobny efekt uzyskano stosujac zamiast akrylanu wapnia dodatek 15 g akrylanu magnezu. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Srodek do zeskalania lub uszczelniania gruntów metoda injekcji, wtlaczania lub powlekania, znamie¬ nny tym, ze sklada sie z soli kwasu akrylowego i/lub metakrylowego, zwlaszcza soli takich metali, jak Ca, Mg, Fe, Al, z kwasu maleinowego lub jego soli, katalizatorów typu „redox", inhibitorów polimeryzacji i dodatków modyfikujacych.86068 3
2. 2. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera dodatki sieciujace i modyfikujace wlasnos¬ ci srodka a zwlaszcza nadajace wieksza twardosc lub elastycznosc powstajacemu w trakcie utwardzania gruntu polimerowi, zwiekszajace wlasciwosci adhezyjne i ulatwiajace przenikanie roztworu srodka do gruntu, takie jak zwiazki'wielofunkcyjne i polielektrolity, nienasycone aldehydy i nitryle oraz ich pochodne a takze aminy alifatyczne i aromatyczne i ich pochodne, w szczególnosci styren, mocznik, melamine, zywice fenolowe i moczni¬ kowe, alkohole wielowodorotlenowe i pol ikwasy, siarczan poliakroleiny i formaldehyd. n ¦o o ¦o (D c c i: D N C o o .2 E -O (0 Z .2 o N O- C 3 •E * U •N • LO CN ID CNI
3. 3. * 8 1 O O) Ifl CN O O O O O O O O O IO Ifl ID 6 r-% Ifl O O O Q O w 6 ni ifl I I I I I I I I 8 8 E E (D E D T3 c o ^ o (o 2 o o «-_ *-„ o *-**-* O O CN ^^ #/l tfk rtl fTl O O Q O CN CN CN CN IfllflLflCNCNlfllflfllfl CN CN CN *- i-^ CN CN IN CN O Ó O O Ó O O O O LfllflLflCNCNLfllfllflLO CN CN CN ^ *-% CN CN CN CN o o o o o o d d o rJ ^ ^ O O O O CN Lfl o oo o o OOlflOOlflLfllflLfl i-" *-* CN Ifl i-" CN CN CN CN = = ^ = = XX = z " - Ifl Ifl Lfl Ifl CN CN CN CN O O O O Ifl lfl Lfl lfl CN CN CN CN O O O O Lfl Lfl Lfl O CN CN CN O O O , O Lfl LO lfl i-~ CN CN CN Soooooooo oooo lALALAlflLflLAlflLfl LflLflLflLfl 3 = = 4 86 068 E N T3 O "O CD C co O O £ ^9 LO CNI 1 N O id CNI CD jan o 'n co CD •N D co CO O a o c "CD O roztw tf *- ^ o z 8 ylan Mg lub Ca i roztwór o co c N O co CO CD O CM E E in *— 1 o LD CO CM CO CO CM O O CO CO CM r* *— r* CM sr CM 8 % *- £ •N E E r*. 1 CM : CO * a .* E £ r^ 1 CM I I I I i O ID ID ID Lfi CM CN CN Ó O O ld id m CM CM CM Ifl If) If) CM CM CM ^ o o io — lo ld cm ^ = X -e o co CO 1 ! •N t s So o id io io ld .o cm cm cm LD LO ID 6 o d lf) LD o o LO LD LO ,n CN CN CN ui r- r-T r-» O LO LO IO O O O LO LO d d LO CN LO LO LD CM CM" CM ,- <- <- CO CM 8 O O O — XX ^ CO CM ID <- CN LD LD CM CN *x x x Prac. Poligraf. UPPRL Naklad 120 + 18 egz. Cena 10 zl PL