Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania zywicy mocznikowo-formaldehydowej do wzmacniania i uszczelniania gruntu. Znajduje ona zastosowanie jako preparat do gruntów sypkich srednioziarnistych, drobnoziarnistych i pylastych. Zywice stosuje sie glównie przy wykonywaniu pionowych i poziomych przepon wodoszczelnych, plyt fundamentowych, przy wzmacnianiu slabonosnego podloza, wykonywaniu szybów oraz chodników poziomych w gruntach podatnych na sufozje, przy uszczelnianiu zbiorników itp.Preparat sluzacy do iniekcji w gruntach slaboprzepuszczalnych powinien odznaczac sie niska lepkoscia, pelna rozpuszczalnoscia w wodzie w czasie zelowania oraz po utwardzeniu dobrymi wlasnosciami mechanicznymi i nieprzepuszczalnoscia wody przez grunt.Stosowane do robót iniekcyjnych znane zywice mocznikowo-formaldehydowe sa to maloczasteczkowe produkty addycji i kondensacji mocznika z formaldehydem. Np. zywice do tego celu otrzymuje sie mieszajac ok. 60% koncentrat formaldehydu stabilizowany mocznikiem z roztworem mocznika zawierajacym ponadto jako utwardzacz chlorek amonowy i urotropine (opis patentowy Stanów Zjednoczonych nr 3176471). Do wzmacniania i uszczelniania gruntów adaptuje sie czesto rózne rodzaje zywic opracowanych dla innych celów np. odlewnictwa, przemyslu papierniczego i tekstylnego oraz drzewnego. Zywice takie otrzymuje sie najczesciej kondensujac w temperaturze wrzenia mocznik z formaldehydem w roztworze wodnym przy stosunku molowym formaldehydu do mocznika 2,1-1,3 :1. Dla polepszenia wlasnosci uzytkowych takich zywic moga byc one modyfikowane alkoholami (np. glikolem dwuetylenowym i polialkoholem winylowym), lugami posulfitowymi oraz monomerami akrylowymi lub furanowymi. Jako dodatki modyfikujace ich wlasnosci wprowadza sie równiez etery metylowe metylolomocznika i metylolomelaminy (opis patentowy nr 51914). Tak otrzymane zywice maja jednak niektóre wlasnosci niekorzystne z punktu widzenia wymagan stawianym srodkom przeznaczonym do iniekcyjnego wzmacniania i uszczelniania gruntów. Wymienic tu nalezy podwyzszona lepkosc, ograniczona rozpuszczalnosc w wodzie, czas magazynowania nie przekraczajacy 3 miesiecy, ograniczony zakres regulacji czasów zelowania i stosunkowo male wytrzymalosci wzmocnionego i uszczelnionego gruntu. W2 92 502 robotach iniekcyjnych nie stosowano sulfometylowanych zywic mocznikowo-formaldehydowych.Sulfometylowane zywice mocznikowo-formaldehydowe, które powstaja w wyniku wspólkondensacji mocznika, formaldehydu i pirosiarczynu sodowego, siarczynu sodowego, kwasnego siarczynu lub rongalitu otrzymuje sie dla potrzeb przemyslu papierniczego. Sa to jednak zywice o duzym stopniu kondensacji, a wiec znacznej lepkosci co uniemozliwia wnikanie ich w grunty.Zywice mocznikowo-formaldehydowe modyfikowane pirosiarczynem sodowym, kwasnym siarczynem sodowym lub siarczynem sodowym otrzymywane wedlug wynalazku maja mala lepkosc do ok. 10 cP (w °C)przy zawartosci suchej substancji 45% i sa calkowicie iozprszczalne w wodzie. Zywica taka moze byc utwardzana kwasami lub solami amonowymi co pozwala regulowac czas zelowania od kilku minut do kilkunastu godzin.Ponadto mozna ja magazynowac przez okres co najmniej 12 miesiecy.Pirosiarczyn sodowy wprowadzony w ilosci 0,5—1,5 czesci wagowych na 100 czesci wagowych mocznika uzytego do syntezy zwieksza o lo 25% wytrzymalosc na sciskanie stabilizowanych próbek gruntu.Natomiast wieksza ilosc srodka modyfikujacego dodawanego np. w ilosci 18 czesci wagowych na 100 czesci wagowych mocznika zmniejszas przepuszczalnosc wody przez grun* ok. 1000 razy. Wprowadzenie bezposrednio przed wtloczeniem do gruntu mocznika w ilosci 2—10 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy zmniejsza ilosc wolnego formaldehydu, a jednoczesnie zwieksza wytrzymalosc wzmocnionego gruntu do ok. 30%. Wczesniejsze rozpuszczenie w zywicy mocznika powoduje wydzielenie osadu utrudniajacego wnikanie w pory gruntu.Zywice bedaca przedmiotem wynalazku otrzymuje sie w sposób nastepujacy: mocznik rozpuszcza sie w zobojetnionej formalinie w stosunku molowym 2,4—2,6 mola formaldehydu na 1 mol mocznika, a nastepnie wprowadza sie srodek modyfikujacy, którym jest kwasny siarczan sodowy luj siarczyn sodowy lub pirosiarczyn sodowy w ilosci 0,5—25 czesci wagowych na 100 czesci wagowe mocznika uzytego do syntezy. Reakcje prowadzi sie w ciagu 0,5—1 godziny w temperaturze 40—50°C a nastepnie w ciagu 20—30 minut w temperaturze wrzenia. W tym czasie pH roztworu obniza sie do okolo 8. Nastepnie roztwór zakwasza sie do pH 4,3, 5,0 i prowadzi kondensacje w temperaturze wrzenia do lepkosci zywica 10-20 cP (w temperaturze 20°C). Po uzyskaniu pozadanej lepkosci przerywa sie proces, mieszanine reakcyjna zobojetnia do pH 7,0—7,6 i schladza.Zobojetniona zywice mozna przechowywac w ciagu kilkunastu miesiecy. Przed iniekqa do zywicv wprowadza sie mocznik w ilosci 2-10 czesci wagowych na 100 czesci wagowe zywicy. Gotowy iniekt utwardza sie kwasnymi katalizatorami. Kwasny siarczyn sodowy wprowadzony w niewielkich ilosciach 0,5—1,5 czesci wagowych na 100 czesci wagowe mocznika podnosi wytrzymalosc na zgniatanie próbek gruntu utwardzanego zywica o okolo 10—25% w porównaniu z zywica niemodyfikowana. Dalszy wzrost ilosci srodka modyfikujacego pogarsza wlasnosci mechaniczne gruntu poprawiajac jednoczesnie wlasnosci przetwórcze iniektu i jego zdolnosci uszczelniajace. Tak np. 15% roztwór zywicy modyfikowanej kwasnym siarczynem sodowym w ilosci 18 czesci kwasnego siarczynu sodowego na 100 czesci mocznika uzytego do syntezy zmniejsza przepuszczalnosc wody przez grunt okolo 1000-krotnie w porównaniu z zywica niemodyfikowana. Jednoczesnie w czasie utwardzania zanikaja frakcje nierozpuszczalne w wodzie co ulatwia wnikanie iniektu w grunt.Dodatkowe wprowadzenie do zywicy mocznika przed iniekcja zmniejsza w niej ilosc wolnego formaldehydu a jednoczesnie poprawia wlasnosci mechaniczne utwardzonego gruntu i zwieksza trwalosc i stabilnosc zywicy podczas przechowywania. Odpowiedni dobór katalizatorów pozwala na regulacje czasu zelowania od kilku minut do kilkunastu godzin. Wynalazek jest dodatkowo wyjasniony na przykladach.Przyklad I. Do reaktora laduje sie 180kg mocznika rozpuszczonego w 610kg zobojetnionej 37% formaliny a nastepnie dodaje sie 22 kg pirosiarczynu sodowego, roztwór utrzymuje sie w temperaturze 40-50°C w ciagu 30 minut. Po tym czasie roztwór zakwasza do pH 4,6 i kondensuje do uzyskania lepkosci 13 cP. Zywice zobojetnia sie do pH 7,6 i schladza do temperatury otoczenia. Do tak przygotowanej zywicy wprowadza sie przed iniekcja 40 kg mocznika i utwardza roztworem wodnym kwasu. Próbki gruntu posiadaly wytrzymalosc na zgniatanie, okolo 120 kg/cm2 przy stezeniu zywicy w iniekcie 40%.Przyklad II. Do reaktora laduje sie 180 kg mocznika rozpuszczonego w 610 kg zobojetnionej 37% formaliny a nastepnie dodaje sie 34 kg kwasnego siarczynu sodowego. Roztwór utrzymuje sie w temperaturze 40—50°C w ciagu 40 minut, a nastepnie we wrzeniu w ciagu 20 minut, po tym czasie roztwór zakwasza sie do pH 4,4 i kondensuje do uzyskania lepkosci 17 cP. Zywice zobojetnia sie do pH 7,6 i schladza do temperatury otoczenia. Do tak przygotowanej zywicy wprowadza sie przed iniekcja 35 kg mocznika i utwardza kwasnym utwardzaczem. Próbki gruntu posiadaja wytrzymalosc na zgniatanie okolo 60 kg/cm2 i wspólczynnik filtracji ,3 10^ cm/sek przy stezeniu zywicy w iniekcie 40% lub wytrzymalosci na zgniatanie okolo 16 kg/cm2 i wspólczynnik filtracji okolo 6 10"7cm/sek przy stezeniu zywicy w iniekcie 25%.92502 3 PL