SI9110374A

SI9110374A - Za vodo in/ali olje neprepustna tesnilna ponjava, ki je v bistvu sestavljena iz podložnega sloja, sloja nabrekljive gline in krovnega sloja

Info

Publication number: SI9110374A
Application number: SI9110374A
Authority: SI
Inventors: Georg Heerten; Karsten Johannssen; Volkard Mueller
Original assignee: Naue-Fasertechnik Gmbh & Co.Kg
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1998-04-30
Also published as: EP0445788B1; DE4107161A1; IE71173B1; IE910735A1; ITMI910567A0; GB9103549D0; NO910861L; ITMI910567A1; KR910016479A; YU47392B; KR0153780B1; US5221568A; HUT62516A; HU910189D0; FI910992A; AU632219B2; CN1029415C; NO910861D0; JPH04216929A; EP0445788A1

Abstract

Tesnilna ponjava, neprepustna za vodo in/ali olje, ki je v bistvu sestavljena iz podložnega sloja, nabrekljive gline in krovnega sloja, kjer je podložni sloj iz netkanega tekstilnega materiala in je sloj nabrekljive gline prednostno natrijev bentonit v praškasti obliki, medtem ko je krovni sloj prednostno iz netkanega tekstilnega materiala in so sloji med seboj prešiti s postopkom iglanja. Za preprečitev nastanka drsne ravnine znotraj sloja nabrekljive gline, potem, ko se ta navlaži in nabrekne, so sloji med seboj prešiti. Tako nastane za vodo in/ali olje neprepusten sloj s stabilno zvezo vlaken, kateri je primeren za prenos strižnih sil, ki nastanejo na strminah, pri oblaganju obal, nasipov in drugih objektov v vodnem inženiringu in podobno. V variantnih oblikah izvedbe se podložni sloj in krovni sloj izvajata v kombinaciji s tkano ali pleteno tkanino, kot tudi s folijo iz sintetične smole.ŕ

Description

ZA VODO IN/ALI OLJE NEPREPUSTNA TESNILNA PONJAVA, KI JE V BISTVU SESTAVLJENA IZ PODLOŽNEGA SLOJA, SLOJA NABREKLJIVE GLINE IN KROVNEGA SLOJA

Ta izum se nanaša na tesnilno ponjavo, ki je neprepustna za vodo in/ali olje, podrobneje, na tesnilno ponjavo neprepustno za vodo in/ali olje, ki je še posebej primerna kot prepreka za vodo in/ali olje za vodno inženirstvo, za kontrolo onesnaženja okolice, za izgradnjo jezer, lagun, kot tudi za tesnjenje zemljišč pri nevarnih ali nuklearnih odpadkih, ali za zadrževanje živalskih odpadkov naprimer na farmah, ter za podobne uporabe, kar bo po čitanju tega opisa postalo jasno tistim, ki poznajo to tehnologijo.

Za vodo in/ali olje neprepustne tesnilne ponjave so sestavljene iz upogibnega podložnega sloja, sloja nabrekljive gline in upogibnega krovnega sloja.

Bentonit v različnih oblikah se je v preteklosti veliko uporabljal kot prepreka za vodo. Tako je že poznano, da se pripravljajo strukture, ki so odporne proti puščanju, z uporabo mase nabrekljivega bentonita, postavljenega prečno na pot možnega pronicanja ali toka. Eden od postopkov in sestavov za preprečevanje pronicanja ali toka vode je razkrit v U.S. patentu 2,277,286 (Brechter). V njem je obširno opisana uporaba komercialnega bentonita za zaustavitev pronicanja ali pretoka vode. Strukture različnih tipov varujejo proti pronicanju z zaporo toka vode s pomočjo bentonita ali zelo koloidne gline, ki ima sposobnost da nabrekne in želatini ra po dotiku z vodo. Objavljeno je bilo, da je ena najboljših glin, primernih za ta namen, pravi bentonit, ki se ga pridobiva v področju Wyoming-a in Južne Dakote, čeprav so ravno tako koristne tudi druge zelo koloidne ali bentonitne gline, ki imajo lastnost, da do znatne mere nabreknejo in želatinirajo v vodi.

Nadalje se je v preteklosti proizvajal v laminat fino oddvojen bentonit z oblogo iz papirja, ki vpija vodo, kot je naprimer opisano v U.S. patentih 4,048,373, 4,070,839 in 4,139,588. Taki laminati so posebej razviti za uporabo kot prepreka za vodo in so izdelani iz listov nagrbančenega kartona. Kanali v nagrbančenih listih kartona se napolnijo s fino razporejenim bentonitom. Ko se taka plošča postavi na dno jezera in se izpostavi vodi, ta pronica skozi zgornji sloj kartona in se absorbira v bentonitnem materialu. Istočasno karton, ker je namočen, izgubi svojo natezno trdnost. Bentonit ima sposobnost, da se Širi in nabreka kot odgovor na absorbirano vodo. To širjenje bentonita in izguba natezne trdnosti kartona povzročita, da element spodnjega lista in element krovnega lista ne držita več.

Drugi način, da se bentonitni material pakira v liste ali role, ki se lahko namestijo na dno jezera ali lagune tako, da se z njimi oblikuje vodoneprepustna prepreka, je razkrit v U.S. patentu 4,501,788 (ki ustreza evropskem patentu 0 059 625). V patentu je opisan postopek za pridobivanje tako pakiranega listastega bentonitnega materiala, ki uporablja naslednje korake postopka:

(a) Uporaba nosilnega poliesterskega materiala v obliki lista (naprimer porozno netkano blago), ki ima sposobnost, da skozenj prehajajo plini v bočni smeri.

-3(b) Nanašanje lepila na zgornjo stran tega materiala v obliki lista, pri čemer je lepilo podobno lepilu iz škroba.

(c) Nanašanje približno 6mm bentonita na zgornjo površino 1 epi la.

(d) Razprševanje druge obloge lepila na zgornjo površino bentoni ta.

(e) Namestitev zračne tanke tkanine ali materiala s finimi odprtinami na zgornjo površino lepila.

(f) Uvaljanje zgoraj omenjene kombinacije plasti z valjanjem v podolgovat raven material v obliki lista.

(g) Peka materiala v obliki lista v dolgi peči pri približno 149* C tako, da se izžene vso vlago iz materiala v obliki lista in iz bentonita.

Zgornji postopek ne samo da je neroden, drag in da zahteva veliko časa, ampak tudi nosilni list ter krovni list izgubita svoj čvrsto zlepljen medsebojni stik, ko se navlažita. To je zelo pomembna pomanjkljivost, ker bentonitni sloj deluje v vlažnem stanju kot drsna pot na bregovih jezera ali na drugih mestih. Ta pojav drsenja še ojači raztopljeno lepilo v mokrem st an j u.

Zato so se drugi ljudje z nadaljnjim razvijanjem poizkušali izogniti vsaj eni od prej naštetih pomanjkljivosti, kar pomeni, izogniti se uporabi lepila in potrebnega postopka peke ob uporabi takega lepila. Tak novi postopek, ki ne zahteva peke

-4ali lepila, je razkrit v U.S. patentu 4,565,468. Postopek patenta vključuje uporabo naslednjih korakov:

(a) Uporabo ravnega poliesterskega materiala v obliki lista, prednostno iz sintetičnega netkanega blaga, ki je porozen in upogljiv poliesterski material. Material v obliki lista je sposoben prepustiti plin v bočni smeri tako, da dopušča prehod plina, ki se nabira blizu materiala v obliki lista, ven skozi material v obliki lista.

(b) Nanos približno 6mm bentonita na zgornjo stran osnovnega materiala.

(c) Namestitev ravnega kartona ali drugega bio-razgradljivega materiala preko zgornje površine bentonita. Ta material mora imeti sposobnost razgradnje po namakanju v vodi.

(d) 'Prišitje krovnega materiala na osnovni material, pri čemer je bentonit razporejen med dva lista materiala. V prednostni obliki se šivanje izvede v prečnih diagonalnih linijah glede na vzdolžne osi materiala v obliki lista tako, da nastajajo prešiti oddelki v obliki romba med zgornjim listom materiala in osnovnim listom materiala. Prešiti oddelki vsebujejo bentonit. Prešiti razpored preprečuje, da bi se bentonit premikal v času zvijanja in med transportom. V drugi obliki se karton naguba tako, da se oblikujejo podolgovati nagubani oddelki za držanje bentonitnega materiala.

Ko se zgoraj omenjeni material namesti v vodno okolje, kot je dno jezera ali lagune, se bentonit širi in trga kartonski sloj na zgornji strani prepreke. Bentonit nadaljuje s širjenjem in

5prekrije luknje, ki so nastale med šivanjem. Pri tem nastane za vodo neprepusten sloj.

Kot se lahko vidi iz zgornjega opisa, je možno, da je postopek za proizvodnjo lista materiala po U.S. patentu 4,565,468 boljši kot postopek po U.S. patentu 4,501,788 (ki ustreza evropskemu patentu 0 059 625), vendar še vedno obstaja velika pomanjkljivost, ker ob uporabi za prepreko za vodo bentonitni sloj v mokrem stanju deluje na strminah podobno kot drsna pot.

Vse tesnilne ponjave, ki so opisane v zgornjih U.S. patentih, služijo samo za pakiranje bentonita in so v osnovi vedno sestavljene iz podložnega sloja, bentonitnega sloja in krovnega sloja. Potem, ko se te tesnilne ponjave položijo in se nato navlažijo, sta podložni in krovni sloj povezana le preko nabreklega bentonitnega sloja, ki se nahaja vmes in ima Čvrstost maziva, če se sedaj upošteva, da je potrebno tesnilno ponjavo še obtežiti s peskom ali zemljo za nasipanje in nato z gramozom ali kamenjem, in to ne samo na ravnih površinah, temveč tudi na strminah, je lahko razumljivo, da tako nasuti material na nabrekli vmesni bentonitni sloj, ki deluje kot drča, zdrsuje proč, kar se v praksi dostikrat opazi.

Iz tega v principu sledi, da tesnilne ponjave, opisane v zgoraj naštetih U.S. patentih, - kot je že navedeno - služijo samo zato, da se bentonit pak i ra v ravno obliko tako, da se bentonitni sloj oddvoji od podložnega sloja po nabrekanju bentonita, nakar nastane sloj neprekinjenega bentonita.

Vendar se lahko tak sloj bentonita izdela enostavneje in ceneje in situ na način, ki je opisan v U.S. patentu 4,344,722.

Omenjeni patent zagotavlja postopek in sistem za vodoneprepustnost žel jene podloge in nadalje razmišlja o za vodo neprepustnem in kemijsko odpornem proizvodu. Postopek se sestoji iz priprave dolgega, upogibnega, za vlago prepustnega tankega sintetičnega materiala v obliki lista, ki ima željene lastnosti, in se ga postavi v stik s podlago, ki naj bo za vodo neprepustna. Pokrije se ga s središčnim slojem bentonita (montmorilonitne gline), na vrh bentonita pa se namesti tretji sloj tkanine. Upogiben in za vlago prepusten tanek sintetični material v obliki lista je tipično netkano blago.

Vse zgoraj opisane tesnilne ponjave imajo velike pomanjkljivosti, ker je bentonitni vmesni sloj postavljen kot sendvič in se lahko, ko je navlažen, širi v vse tri smeri, kar ima za posledico bentonitno drsno ravnino.

Zaradi tega se je prijavitelj že poskušal izogniti zgoraj naštetim pomanjkljivostim po stanju prejšnje tehnike s tesnilno pon j avo, ki je opisana v britanskem patentu 2 202 189.

Odgovarjajoča patentna prijava omenjenega patenta je bila vložena 12. februarja 1988 in objavljena 21. septembra 1988. Tesnilne ponjave, ki so opisane v omenjenem britanskem patentu se sestojijo iz podložnega sloja, vmesnega sloja iz nabrekljive gline in krovnega sloja, pri čemer se vsaj en sloj izmed podložnega in krovnega sloja sestoji iz netkanega tekstilnega materiala, in se drugi sloj izmed podložnega sloja in krovnega sloja, če sploh je, sestoji iz pletenega ali tkanega blaga, pri čemer so vsi trije sloji med seboj povezani z iglanjem.

V proizvodnji takih tesnilnih ponjav se najprej nanaša granulirana ali praškasta glina na podložni sloj, nato se na

7granulirani ali praškasti sloj nanese krovni sloj netkanih listov, to je sloj vlaken, ki se jih da iglati. Ta vlakna, ki se jih da iglati, ujamejo navzdol obrnjni kaveljčki, ki so nameščeni bočno glede na telo igel, ki se uporabljajo naprimer med izdelavo netkanih listov. Vlakna, ki jih na ta način zajame igla med prebijanjem z iglo, se zvijejo v smeri, ki je navpična glede na ravnino površine krovnega sloja. To zahteva določeno Čvrstost in upogibnost vlaken in v primeru vlaken zadostno dolžino surovine, v primeru neskončnih vlaken pa polaganje v obliki ohlapnih zank ali spiral tako, da lahko take zanke potegnejo navzdol kaveljčki, ne da bi se pri tem vlakna strgala.

Kot je poznano iz tehnike prebijanja z iglo, izvaja veliko število igel istočasno postopek prebijanja z iglo. Z velikim številom zaporednih vbodov nastane tako gostota 60 vbodov na cm⁸ s krovne strani ali zgornjega sloja v podložni sloj. Kaveljčki igel po prehodu skozi krovni sloj vlečejo posamezna vlakna ali cele snope opornih vlaken in jih delno orientirajo k mestu za podložnim slojem. Po umiku igel se oporna vlakna snamejo s kaveljčkov. Oporna vlakna nato v večjem delu svoje dolžine ostanejo zasidrana v krovnem sloju, medtem ko drugi del dolžine istih vlaken pritrdilno drži podložni sloj. Zaradi velikega števila vbodov igel, so oporna vlakna potegnjena navznoter na mnogih mestih, ki so razporejena po celotni površini. Na ta način se držita skupaj podložni in krovni sloj. Po drugi strani so se skozi sloj delcev povlekla številna vlakna, tako da je delcem onemogočeno kakršnokoli bočno premikanje v ravnini površine izdelka. Delci so nameščeni v zrahljani obliki med opornimi vlakni. Ta oporna vlakna držijo sloje skupaj.

Zato iglanje treh slojev na statvah za iglanje, kot je opisano v zgoraj omenjenem lastnem britanskem patentu 2 202 185, omogoča mehansko povezavo treh slojev tesnilne ponjave ter se istočasno izogne lepilu, ki se uporablja skladno z zgoraj omenjenim U.S. patentom 4,501,788.

Poleg tega, ko bentonit nabreka, kadar se navlaži, povzroči iglana zveza pritisk, ki deluje nasproti pritisku nabrekanja, ki v kombinaciji z zgoraj opisanim intenzivnim mešanjem vlaken in bentonita zagotavlja tesnilnim ponjavam neprepustnost za vodo. Poleg tega zagotavlja iglanje upogibnost tesnilnih ponjav do stopnje, ki je blizu lastnostim dobro upogibnih mehansko vezanih netkanih tekstilnih materialov.

čeprav so, kot kaže zgornja razlaga, tesnilne ponjave po lastnem britanskem patentu 2 202 185 v mnogih pogledih mnogo boljše od drugih tesnilnih ponjav zgodnejše tehnike, se je pokazalo, da se bi moral prenos strižnih sil iz zgornjega krovnega sloja na podložni sloj poboljšati.

Zaradi tega je osnovni cilj tega izuma, da zagotovi za vodo in/ali olje neprepustno tesnilno ponjavo, ki vsebuje nabrekajočo glino, prednostno bentonit, pri čemer je tesnilna ponjava konstruirana tako, da pri praktični uporabi na mestih, kjer se konstruira, še posebej na strminah, lahko prenese take strižne sile, ki jih povzroči pesek in obtežitev s kamenjem, iz zgornjega krovnega sloja skozi nabrekli vmesni bentonitni sloj v podložni sloj. Z drugimi besedami mora biti tesnilna ponjava po izumu, ki je neprepustna za vodo in/ali olje, zanesljivo povezana celo po nabrekanju bentonita, s čimer se prepreči drsenje peska ali gramoza, ki se ga nasipa, proč.

Izhajajoč iz tega, je nadaljnji cilj izuma, da se zagotovi tako za vodo in/ali olje neprepustno tesnilno ponjavo, ki se lahko ekonomično in enostavno masovno proizvaja.

še nadaljnji cilj tega izuma je, da se zagotovi tesnilna ponjava, ki je neprepustna za vodo in/ali olje, ki se lahko izdeluje s spremenljivo debelino za različno uporabo kot prepreka za vodo, in ki preprečuje puščanje vode in/ali puščanje onesnažujočih snovi iz jezer, rezervoarjev, komunalnih in industrijskih lagun ali podobno. Z namenom, da se predmet izuma bolje pojasni, bo izum v nadaljevanju detajlno opisan. Podani bodo tudi primeri izvedbe, ki s tem nič ne omejujejo obsega izuma, ter risbe, na katerih:

- risba 1 prikazuje diagram možnih količin uporabljenega bentonita v odvisnosti od njegove sposobnosti nabrekanja, za zagotovitev trajnega spajanja z iglanjem, in

- risba 2 prikazuje diagram odvisnosti parametrov netkanega blaga pri primernih netkanih iglanih materialih, obrnjenih proti snemalniku in proti plošči za prebadanje, za trajno povezovanje z iglanjem, kjer je krovni sloj obrnjen proti plošči za snemanje in podložni sloj proti plošči za prebadanje.

Definirani cilji se po tem izumu zagotovijo s pomočjo iglane troslojne tesnilne ponjave, neprepustne za vodo in/ali olje, za uporabo v smislu prepreke za vodo in/ali olje, ki se sestoji iz podložnega sloja, krovnega sloja in vmesnega sloja nabrekljive gline, pri čemer sta podložni sloj in krovni sloj izbrana iz skupine, ki se sestoji iz netkanega tekstilnega materiala, tkanega blaga, pletene tkanine in plastičnega lista, pod pogojem, da se vsaj eden izmed podložnega in krovnega sloja sestoji iz netkanega tekstilnega materiala, v katerem:

(a) je nabrekljiva glina v praškasti obliki, kjer ima okoli 90% delcev velikost manjšo od 0,06mm in okoli 70% manjšo od 0,002mm in je površinska masa nabrekljive gline med podložnim in krovnim slojem v neposredni odvisnosti od sposobnosti nabrekanja gline v skladu z diagramom na risbi 1, kjer leži v šrafiranem delu diagrama, ki je označen s primeren obseg, (b) imajo uporabljeni netkani tekstilni materiali površinsko maso in delovno velikost odprtine D_w, ki leži v delu, označenem z dopustni obseg diagrama, ilustriranega na risbi 2.

Glede na to, da so trije sloji med seboj vezani skupaj z iglanjem, zagotavljajo večkratna individualna oporna vlakna, ki segajo skozi sloj nabrekljive gline in utrdijo podložni sloj na krovni sloj tako, da se povezava nastale troslojne tesnilne ponjave obdrži nedotaknjena celo po nabrekanju gline v sloju nabrekljive gline. Tako se zagotovi tesnilno ponjavo, ki ob uporabi na mestih konstruiranja dovoljuje, da se strižne sile usmerijo nad sloj gline k zgornjemu robu podložnega sloja brez nevarnosti, da sloj gline postane drsna ravnina.

Risba 1 je prikaz sposobnosti nabrekanja (A) glinenega materiala kot procent v odvisnosti od površinske mase (B) glinenega sloja, ki je sposoben nabrekanja in se nahaja med podložnim in prekrivnim slojem.

-11“

Risba 2 je prikaz, ki kaže izvedljivo velikost netkanega tekstilnega materiala v odvisnosti od njegove površinske mase.

Na risbi 2 predstavlja vertikalna linija (a) spodnjo mejo dotika netkanega tekstilnega materiala z izbočeno luknjičasto ploščo (perforirano spodnjo ploščo), medtem ko vertikalna linija (b) predstavlja spodnjo mejo za netkani tekstilni material, ki je v stiku s snemalno ploščo (zgornja perforirana plošča).

Na diagramu z risbe 1 je prikazan tudi ustrezen in neustrezen obseg za tehniko iglanja v smislu razmerja med uporabljeno količino gline in njeno sposobnostjo nabrekanja za proizvodnjo tesnilnih ponjav po izumu.

Trajna kohezija med podložnim slojem in krovnim slojem skozi sloj nabrekljive gline se lahko doseže samo s tehniko iglanja, kadar se vskladi količina gline (g/m“) z njeno sposobnostjo nabrekanja. To pomeni, da je z uporabo visoko nabrekljive gline nanesena količina gline primerno majhna, ker visoka sposobnost nabrekanja trga iglani sestav že pri malih nanesenih količinah potem, ko se namoči. Po drugi strani se lahko nanesejo večje količine gline če se uporabi glina z nizko sposobnostjo nabrekanja.

Po drugi pomembni lastnosti izuma prikazuje diagram z risbe 2 za netkane tekstilne materiale, ki so uporabljeni skladno z izumom, primerne kombinacije površinske mase g/m' in velikosti delovne odprtine D_w, ki so dobljene na testih, kjer je z (a) označena spodnja meja za netkan material, ki se nahaja med krovnim slojem (ki je normalno postavljen na strani plošče

12snemalca in se imenuje zgornja perforirana plošča) in podložnim slojem (ki je normalno postavljen na preluknjani strani plošče, ki se imenuje tudi perforirana spodnja stran plošče).

Parametri, ki definirajo netkano blago, so površinska masa (g/m*) in delovna velikost odprtine (D^/mm) kot karakteristične veličine por, da se zagotovi dolgoročna kohezija luknjanja z iglo z zanesljivo enkapsulacijo delcev gline z omenjenim obsegom velikosti delcev (približno 90% manjših od 0,06mm in približno 70% manjših od 0,002mm).

Iz tehnike filtriranja je poznano, da lahko delce zadržujejo relativno tanki in lahki izdelki z majhno velikostjo delovne odprtine D_w. Povečanje delovne velikosti odprtine je dovoljeno, če se istočasno poveča debelina in površinska masa netkanega tekstilnega materiala, s čimer se zagotovi daljše filtracijske dolžine. Na osnovi obsežnih izkušenj in testov prijavitelja, da se zagotovi iglanje netkanih tekstilnih materialov z enkapsuliranim glinenim slojem, nastajajo različne zahteve za netkani sloj, ki se ga uporablja, in so odvisne od snemalca in od preluknjane plošče stroja za iglanje.

Na primer, netkan tekstilni material, ki je uporabljen kot podložni sloj, ima lahko površinsko maso 700g/m* in največjo delovno velikost odprtine (D_w) 0,18mm ali manj, kar pomeni na primer 0,14 ali 0,09 itd. Po drugi strani mora biti površinska masa podložnega sloja najmanj 600g/m® in ne manj. Netkani tekstilni materiali, ki se uporabljajo kot krovni sloj, morajo imeti površinsko maso najmanj 300g/m*. Zato ima lahko krovni material naprimer površinsko maso 400g/m* in delovno velikost odprtine D_w največ 0,10mm ali manj.

13V splošnem imajo netkani tekstilni materiali prednostno površinsko maso od okoli 300 do okoli 1000g/m^a, debelino od okoli 2 do 8mm, delovno velikost odprtine med približno 0,08 in okoli 1,5mm, prepustnost vode pri obremenitvi z 2kN/m² med približno 10“^{3 4 5} in okoli 10”²m/s in so izdelani iz predenih vlaken z dolžino razreza od okoli 60 do okoli 150mm, prednostno od okoli 120 do okoli 150mm.

Naprimer, ena izmed tesnilnih ponjav po tem izumu ima naslednje karakteri stike:

1. Debelina grobe folije bentonitnega sloja suhega: okoli 2mm po okoli 3 urah namakanja v vodi: okoli 8mm

2. Debelina grobe folije bentonitne ponjave (mm) obremenitev suha po 3 urah namakanja v vodi

2kN/m² 9,9

20kN/m* 8,9

14,3

13,9

3. Ravno tako tudi po nabrekanju še vedno obstaja zelo dobra povezava med nosilnim polnilnim materialom in krovnim polnilnim materialom.

4. Prednostno se uporabljajo vlakna dolžine od 120mm do 150mm.

5. Prebijanje z iglo skozi bentonitni sloj ima za rezultat z

-14vlakni ojačano bentonitno ponjavo, ki je sposobna prenesti strižne napetosti s krovnega sloja na bentonitni sloj (iz zgornje strani bentonitne ponjave proti spodnjemu delu ali obratno). Strižne napetosti so določene na strižnih testih pri obremenitvi 200kN/m⁸ s 120kN/m².

Prednostno sta tudi podložni in krovni sloj sestavljena iz netkanega tekstilnega materiala. Vendar je po I varianti lahko žel jena tudi struktura, v kateri je podložni sloj sestavljen iz netkanega tekstilnega blaga in je krovni sloj iz tkanine ali pletene tekstilne tkanine ali plastične folije ali pa se krovni sloj sestoji iz netkanega tekstilnega blaga in se podložni sloj sestoji iz tkane ali pletene tkanine ali plastične folije.

Uporabljeno netkano tekstilno blago in plastične folije se prednostno sestojijo iz visoko kvalitetnih sintetičnih smol, posebno iz polietilenov, po 1ipropi1enov, poliestrov poliakri1 atov in/ali poliamidov. Za uporabo pri inženiringu odst ran j evan ja odpadkov so posebej prednostni nepleteni tekstilni materiali, narejeni iz polietilena z visoko gostoto (HDPE).

Tako netkano blago in plastične folije so odporne proti gnitju (odporne so proti vsem snovem, ki se lahko nahajajo v vodi ali zemlji) in tako očitno zagotavljajo izjemno dolgo uporabno dobo. Njihova izjemna natezna trdnost predstavlja znatno odpornost proti mehanski obrabi. Zelo so stabilne glede na ultravijoličasto sevanje.

Netkani tekstilni materiali, ki so uporabljeni skladno z izumom, imajo prednostno mehansko ojačano strukturo glavnega “15 elementa vlaknastih polnjenj. Skodrana vlakna se sestavljajo tako, da se oblikuje struktura folije z mrežo medprostorov. To idealno imitira strukturo tal. Struktura netkanih tekstilnih materialov je lahko narejena bolj groba ali bolj fina, odvisno od narave tal, tako da je zagotovljena optimalna prilagoditev tipu tal na kraju uporabe. Mehanska utrditev zagotavlja visok torni koeficient med zemljo in netkanim tekstilnim materialom ter krovnim materialom. Namesto netkanega tekstilnega blaga, ki je mehansko povezano z iglanjem, se ravno tako lahko uporabi netkano tekstilno blago, ki je mehansko utrjeno in povezano s šivanjem ali z ovijanjem, ali pa je kemično povezano.

Po drugi izvedbi tega izuma se tako podložni sloj kot krovni sloj sestojita iz netkanega tekstilnega materiala, vendar se poleg tega namesti tudi tkani tekstilni material in/ali plastična folija in/ali tkana ojačena plastična folija med nosilni sloj in sloj nabrekljive gline, katera sta ravno tako povezana med seboj s prebadanjem z iglo.

Po tem izumu je ravno tako mogoče, da se zasnujejo tesnilne ponjave na sledeč način: podložni sloj je netkan tekstilni material zunaj dovoljenega obsega v diagramu z risbe 2. Poleg tega je tkan razcepljen trak (tekstilna surovina po izbiri, prednostno poliolefin) s površinsko maso, višjo od 80g/m^a iglan med podložnim slojem in slojem gline, pri čemer je netkan tekstilni material prednostno iglan netkan tekstilni material s površinsko maso 250g/m*.

Po drugi strani se lahko podložni sloj sestoji samo iz tkanega razcepljenega traku (tekstilna surovina po izbiri, prednostno poliolefin) s površinsko maso večjo od 150g/m² ali samo iz plastične folije z debelino ne manjšo od 200|im (0,2mm).

Tekstilna podloga oziroma podloga iz plastične folije, ki se nasloni na ploščo z luknjami za prebijanje, kadar gre skozi statve z iglami, je tako lahko ali (1) z iglo šivani netkani tekstilni material po diagramu, podanem na risbi 2: to je vlaknasta surovina po izbiri, vendar so prednostna sintetična vlakna;

(2) izdelana iz tkanega, razcepljenega traku s površinsko maso najmanj 150g/m²: to je tekstilna vlaknasta surovina po izbiri, vendar je prednosten poliolefin;

(3) plastična folija z debelino najmanj 200μ (0,2mm), ki je odporna proti gnitju, prednostno poliolefin, še posebej polietilen visoke gostote (HDPE);

(4) kombinacija netkanega tekstilnega materiala s tkanim, razcepljenim trakom in/ali plastično folijo, pri čemer ima lahko tukaj netkan tekstilni material površinsko maso izven diagrama, podanega na risbi 2. Primer: z iglo prešit netkan tekstilni material z 250g/m², kombiniran s tkanim razcepljenim trakom z najmanj 80g/m²;

(5) kombinacija grobih in finih netkanih tekstilnih materialov, prešitih skupaj, od katerih mora eden po svojih lastnostih ustrezati diagramu, podanem na risbi 2.

Vmesni sloj nabrekljive gline se prednostno sestoji iz bentonitov. Bentoniti so gline, ki imajo znatno previsoko vsebnost smektita (montmori1 onita), ki odločilno določa lastnosti (visoko nabrekljivost, dobro sposobnost absorbcije vode, visoko plastičnost). Da se iz bentonita zemljo alkalijskih kovin z nizko nabrekljivostjo v vodi dobi visoko nabrekljivi, aktivni bentonit se ioni bentonita zemljo alkalijskih kovin zamenjajo z ioni alkalijskih kovin, prednostno z natrijevimi ioni. Zato se natrijev bentonit, ki izkazuje visoko povečano plastičnost, viskoznost, triksotropi jo in sposobnost absorbcije vode, po tem izumu uporablja prednostno.

Bentonit se uporablja v praškasti obliki, še posebej je prednosten z natrijem aktivirani bentonit, ki ima tako porazdelitev velikosti delcev, da ima prevladujoči del delcev velikost pod 0,002mm (2 mikrona), naprimer več od okoli 90% delcev ima velikost manjšo od 0,06mm in več od okoli 70% delcev ima velikost manjšo od 0,002mm.

Tak prednosten, z natrijem aktivirani bentonit, ima naprimer naslednjo porazdelitev velikosti delcev (v naslednjih primerih je imenovan Bentonit B 4)

več kot	60ym	1,5%
60 -	40pm	2 %
40 -	20pm	1,5%
20 -	10pm	2%
10 -	2 um	6%
manj kot	2 pm	87%

Kemična analiza (povprečje)

SiO₂	56,0%
Al 2O3 TiO₂ CaO	20,6% 4,7% 0,3% 2,0%
MgO	3,4%
Na₂0	3,0%
k₂o Izguba po žarjenju	1 ,4% 8,6%

Mineraloška analiza:

MontmoriIoni t	70 - 80%
Ilit	10 - 18%
Kremen	3-5%
Ostali minerali	3%

Gostota sloja okoli 0,8g/cm³

Gostota zrna m³/t pakirano v vrečah

2,65g/cm³ 1,20

Sloj nabrekljive gline je v bistvu homogen. Odvisno od posamezne uporabe, se debelina sloja gline giblje od 0,5 do 10,0mm. Vendar je debelina lahko manjša ali večja, kar je odvisno od uporabljene gline ali od namena, s kakšnim bo tesnilna ponjava uporabljena. V tej zvezi je potrebno poudariti, da prednostni bentonit z nabrekanjem poveča svojo prostornino za 10 do 20 krat.

Nabrekljiva glina je vsaj delno zataknjena v netkanem tekstilnem sloju. Debelina nabrekljive gline je prednostno

-19manjša ali v bistvu enaka debelini netkanega tekstilnega sloja ali slojev kot celota.

Prednostno se okoli 30 do okoli 50% uporabljene gline nahaja v podložnem in/ali v krovnem sloju.

Prednostna izvedba po izumu je taka tesnilna ponjava, kjer (a) se podložni sloj in krovni sloj sestojita iz netkanih tekstilnih materialov, (b) imajo netkani tekstilni materiali površinsko maso od okoli 300 do 600 oziroma 1000g/m², debelino od okoli 2 do okoli 8mm, delovno velikost odprtine med okoli 0,08 in okoli 1,5mm, prepustnost za vodo pri obremenitvi 2kN/m® med okoli 10³ in okoli 10“²m/s in so izdelani iz predenih vlaken z dolžino razreza od okoli 60 do okoli 150mm, (c) so vlakna netkanih tekstilnih materialov sestavljena iz polietilena visoke gostote, polipropi1 ena ali poliestra, (d) je nabrekljiva glina praškasta z natrijem, aktivirana glina in ima takšno porazdelitev velikosti delcev, da ima največji ali prevladujoči del velikost pod 0,002mm (2 mikrona).

(e) je debelina homogenega bentonitnega sloja okoli 0,5 do okoli 10mm, (f) je okoli 30 do 50% uporabljenega bentonita nameščenega v vsaj enem izmed podložnega sloja in/ali krovnega sloja.

Kot je že omenjeno, je lahko podložni sloj sestavljen iz dveh skupaj prešitih netkanih tekstilnih materialov, od katerih ima en netkan material zelo fine pore po diagramu z risbe 2 in ima netkan material, ki je povezan z bentonitnim slojem, bolj grobe pore. V primeru bolj grobih por, se lahko netkan tekstilni material (zgornja meja D_w = 1,5mm) napolni do 100% z bentonitom.

Proizvodnja tesnilne ponjave po izumu poteka tako, da se najprej nanese vmesni sloj suhe, nabrekljive gline na podložni sloj in se nanj namesti krovni sloj, nakar se vsi trije sloji preši jejo na statvah za šivanje.

S tem namenom se bentonit nanaša iz skladiščnega rezervoarja kot bentonitni vmesni sloj na podložni sloj (prednostno netkani tekstilni material), ki se odvija s skladiščnega koluta. Potem se na bentonitni vmesni sloj namesti krovni sloj (netkani tekstilni material), ki se ravno tako odvija s skladiščnega koluta. Tako dobljena struktura grobe folije, ki je sestavljena iz treh slojev, potuje skozi statve za šivanje, kjer se vsi trije sloji prešijejo na po sebi poznan način. V odvisnosti od debeline bentonitnega sloja se prešita struktura grobe folije, ki predstavlja za vodo neprepustno tesnilno ponjavo, navija na kolute ali se reže na posebne dolžine, ki so željene glede na pričakovano uporabo.

Obdelava z iglanjem ima za rezultat st ično zvezo vlaken med podložnim in krovnim slojem.

Nosilni in krovni sloj sta na tak način med seboj povezana z iglanjem, tako da se strižna sila, naprimer na strminah, lahko

21prenese s pomočjo krovnega sloja preko sestava z vlakni na podložni sloj. Brez teh vloženih vlaken, ki se razprostirajo skozi bentonitni sloj, predstavlja bentonitni sloj, še posebej v nabreklem stanju, prednostno drsno pot na strminah. Po nabrekanju gline in po povečanju debeline tesnilne ponjave ostane kohezija med podložnim slojem in krovnim slojem zaradi iglanja nedotaknjena (z namenom da se zagotovi prenos strižne sile). Rezultat je bentonitni sloj. oiačan ~l vlakni . Poleg ojačanja je bentonit zaprt v vlaknasto strukturo.

Neprepustne tesnilne ponjave po izumu se uporabljajo še posebej v vodnem inženiringu in inženiringu odpadnih materialov.

Kot se vidi iz zgornjega, je ta izum usmerjen na speci alno kombi naci jo bentonita z. netkanim blagom, z možnostjo prenašanja strižne sile iz enega sloja polnjenja v drugega, to pomeni, da se na strmini lahko strižna sila prenese s pomočjo krovnega materiala polnjenja skozi bentonitni sloj v nosilni material polnjenja. Ta izum se nanaša na z vlakni ojačeno mineralno tesnjenje, ki dovoljuje prenos strižne sile na strminah, brez nevarnosti, da sam bentonitni sloj postane prednostna drsna ravnina.

Sedaj bo ta izum razložen v zvezi z naslednjimi primeri, pri čemer pa ta izum ni omejen samo na te primere.

Primer 1

V tem primeru je opisana tesnilna ponjava tipa A za neprepustno oblaganje kanalov, rezervoarjev ali nasipov s prekrivnimi sloji velikega kamenja. Tesnilna ponjava se sestoji iz težkega

-22geoteksti1 nega nosilca, ki se proizvaja po specifikacijah Bundesanstalt f ϋ r Wasserbau (Zvezni inštitut za vodno izgradnjo) kot geotekstilni filter za zemljišče tipa 4. Tip A se lahko direktno pokrije s težkim kamenjem.

Uporabljene so naslednje surovine:

Podložni sloj: dvoslojni netkani tekstilni material

Krovni sloj:

Vmesni sloj:

z e00g/m² iz PES/PP vlaken enoslojni netkani tekstilni material s 300g/m² iz PES vlaken Bentonit B4 3000g/m²

Lastnosti tesnilne ponjave tipa A so naslednje:

Površinska masa (g/m²): približno 4100

Maks. natezna trdnost (N/10 cm):

vzdolžna:

1600 prečna:

Raztezek ob trganju (%): vzdolžno:

2500 prečno:

Debelina (mm): k_v vrednost (m/s) približno 1,0 χ 10^-10 (k_v vrednost je koeficient prepustnosti)

Bentonit B4 je v teh specifikacijah opisan kot prednostni z natrijem aktivirani bentonit.

-23Primer 2

V tem primeru so opisane tesnilne ponjave tipa B za tesnjenje v obdelovalnih predelih (jezera, skladiščni bazeni, ceste v področjih zajetja pitne vode), oblaganje jezer, itd., s

prekrivnimi sloji iz peska ali gramoznega balasta. Tesnjenje tipa B je opremljeno z lažjim nosilnim materialom. Prekrivni sloj se lahko sestoji samo iz finozrnatih tal, kot je pesek in gramoz ali drobljene skale.
Uporabljene so sledeče	surovi ne:
Podložni sloj:	z iglo prebit sestav, narejen iz netkanega tekstilnega materiala in tkanega tekstilnega materiala, oboje skupaj 400g/m® iz PP vlaken
Krovni sloj:	enoslojni netkani tekstilni material s 300g/m® iz PP vlaken
Vmesni sloj:	Bentonit B4 3000g/m®

Lastnosti tesnilne ponjave tipa B so naslednje:

Površinska masa (g/m®): približno 3700

Maks. raztezna trdnost	(N/10 cm):
vzdolžna:	1400
prečna:	2400
Raztezek ob trganju (X)
vzdolžno:	60
prečno:	50

Debelina (mm): k_y vrednost (m/s):

7,5 približno 1,0 x 10“¹⁰

Primer 3

V tem primeru so opisane tesnilne ponjave tipa C za zaščito sintetičnih membran pred grobimi materiali za drenažo (naprimer gramoz 16/32 mm) v odpadnih smetiščih. Za tip C tesnilne ponjave uporabljajo poznani visoko kemično odporen polietilen (PEHD) z visoko gostoto. Glede na to, se lahko tip C uporabi ravno tako pri odpadnih smetiščih ali podobnih visoko agresivnih okoljih. Zasnovana kot zaščitni sloj za sintetična oblaganja predstavlja Bentonitna neprepustna ponjava s koeficientom prepustnosti k_v približno 10“¹⁰ dodatno za vodo neprepustno prepreko, ki zmanjšuje možno puščanje in ščiti membrane pred direktnim dotikom s skorjo obloženih slojev drenaže.

Uporabljene so sledeče surovine:

Podložni sloj: enoslojni netkani tekstilni material z 800g/m² iz PEHD vlaken

Krovni sloj:

enoslojni netkani tekstilni material s 400g/m² iz PES vlaken

Vmesni sloj:

Bentonit B4 3000g/m²

Lastnosti tesnilne ponjave tipa C so naslednje:

Površinska masa (g/m²):

približno 4200

Maks. raztezna trdnost (N/10 cm):

vzdolžna:

prečna:

Raztezek ob trganju (%) vzdolžno: prečno:

Debelina (mm): k_v vrednost (m/s):

1200

1800

140

100 pribilžno 1,0 x 10

Claims

1. Tesnilna ponjava, neprepustna za vodo in/ali olje, katera se v bistvu sestoji iz podložnega sloja, sloja nabrekljive gline in krovnega sloja, za uporabo v smislu prepreke za vodo in/ali olje, pri čemer sta podložni sloj in krovni sloj izbrana iz skupine netkanih tekstilnih materialov, tkanega blaga in plastične folije, pod pogojem, da je najmanj en sloj izmed podložnega sloja in krovnega sloja iz netkanega tekstilnega materiala, označena s tem, da je nabrekljiva glina v praškasti obliki z velikostjo delcev, od katerih je 90% manjših od 0,06mm in okoli 70% manjših od 0,002mm, in je površinska masa nabrekljive gline med podložnim slojem in krovnim slojem direktno odvisna od sposobnosti gline, da nabreka, kot je ilustrirano v diagramu z risbe 1, in leži v njegovem šrafiranem delu, označenem s primeren obseg, in da imajo izbrani tekstilni materiali površinsko maso, kot tudi delovno velikost odprtine (D_w), ki leži v delu, označenem z dovoljeni obseg, kot je ilustrirano v diagramu na risbi 2.

2. Tesnilna ponjava po zahtevku 1, označena s tem, da je nabrekljiva glina vsaj delno nameščena v netkanem tekstilnem sloju, in da je debelina nabrekljivega sloja manjša ali v bistvu enaka debelini netkanega tekstilnega sloja ali slojev kot celote.

3. Tesnilna ponjava po zahtevku 2, označena s tem, da je okoli 30% do 50% uporabljenega bentonita nameščeno v vsaj enem izmed podložnega in/ali krovnega sloja.

4. Tesnilna ponjava po zahtevkih od 1 do 3, označena s tem, da

27se podložni sloj in krovni sloj sestojita iz netkanih tekstilnih materialov s površinsko maso od okoli 300 do okoli 600g/m² oziroma do okoli 1000g/m² in z debelino od okoli 2 do okoli 8mm, kot tudi z delovno velikostjo odprtine (D_w) med okoli 0,08 in okoli 1,5mm in s prepustnostjo za vodo pri obremenitvi z 2kN/m² med 10“³ in okoli 10^-2m/s in so prednostno izdelani iz predenih vlaken z dolžino razreza od okoli 60 do okoli 150mm.

5. Tesnilna ponjava po zahtevkih od 1 do 3 in 1. varianti, označena s tem, da je eden izmed podložnega in krovnega sloja netkan tekstilni material, medtem ko je drugi sloj tkana ali pletena tkanina, in se podložni sloj in krovni sloj sestojita iz vlaken ali filamentov sintetične smole, ki ne gnije, ali iz plastične folije, prednostno izdelane iz sintetične smole, ki ne gnije.

6. Tesnilna ponjava po zahtevkih od 1 do 4 in 2. varianti, označena s tem, da sta podložni sloj in krovni sloj netkan tekstilni material in je med podložnim slojem in slojem nabrekljive gline nameščena tkana ali pletena tkanina ali plastična folija, ki je prednostno izdelana iz sintetične smole, ki ne gnije.

7. Tesnilna ponjava po zahtevku 6 in 2. varianti, označena s tem, da je podložni sloj netkan tekstilni material s parametri, ki ležijo izven dela, ki je označen z dopustni obseg v diagramu z risbe 2, in je poleg tega med podložnim slojem in slojem gline iglana trakasta tkanina s površinsko maso 80g/m², medtem ko je netkan tekstilni material prednostno iglan netkan tekstilni material s površinsko maso 250g/m².

8. Tesnilna ponjava po zahtevku 5 in 1. varianti, označena s tem, da se podložni sloj sestoji samo iz trakaste tkanine s površinsko maso, večjo od 150g/m® ali samo iz plastične folije ne manjše debeline od 200pm (o,2mm).

9. Tesnilna ponjava po zahtevkih od 1 do 8, označena s tem, da se netkani tekstilni material, tkana ali pletena tkanina in plastična folija prednostno sestojijo iz poliolefina ali poli est ra.

10. Tesnilna ponjava po zahtevku 9, označena s tem, da je poliolefin polipropilen ali polietilen visoke gostote.