CZ46593A3

CZ46593A3 - Material for making a multipurpose barrier against contamination, and process for making such a barrier

Info

Publication number: CZ46593A3
Application number: CZ93465A
Authority: CZ
Inventors: Daniel Gouvenot
Original assignee: Sol Comp Du
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1993-03-22
Publication date: 1993-12-15
Also published as: FR2689121A1; JPH06167597A; DE562969T1; JP3183989B2; HU9300884D0; EP0562969A1; FR2689121B1; SK24993A3; HUT68725A

Description

Vynález se týká hmoty k vytvoření víceúčelové bariéry proti znečištění a způsobu zhotovení takové bariéry.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že ve většině případů se znečišťující odpad skladuje na haldách překrytý zeminou a je nutno kolem těchto hald budovat bariéry, zabraňující úniku odpadu, zejména do podzemních vod.

Je rovněž známo, že znečišťující odpad se dělí zásadně na dva druhy, tj. jednak kationty těžkých kovů, které mohou být radioaktivní, a na druhé straně toxické organické sloučeniny.

Z patentu FR 81/21025 je již známa injektážní malta, použitelná k provádění ochranných stěn v půdě proti šíření radioaktivního odpadu, která je tvořena směsí vody, cementu, jílu a oxidu křemičitého (siliky). V případě, kdy je silika tvořena alespoň částečně létavým popílkem, je podle tohoto patentu dále známo přidávat ke směsi uhličitan sodný, který působí jako deflokulant pro jíl a aktivátor pro oxid křemičitý.

Tyto známé hmoty však neumožňují vytvářet účinné bariéry proti organickým znečišťujícím látkám.

Patent FR 84/11863 popisuje maltu, umožňující. vytvářet v půdě stěny, které zamezují nebo zpomalují migraci kovových kationtů. Tato malta sestává z vody, cementu, jílu, oxidu křemičitého, uhličitanu sodného a pyrofosforečnanu sodného a/nebo vinanu draselného. Přítomnost jednak uhličitanu sodného a na druhé straně pyrofosforečnanu sodného a/nebo vinanu draselného umožňuje tvorbu nerozpustných sloučenin, zatímco uhličitan sodný současně působí jako aktivátor oxidu křemičitého.

Nevýhodou známých hmot tohoto typu je, že po delší či kratší době ztrácejí účinnost.

Patent FR 90/00087 také popisuje hmotu použitelnou v půdě k vytváření stěn, schopných zamezovat nebo zpomalovat šíření toxických organických látek, tvořenou směsí vody, cementu nebo hydraulického pojivá, bentonitu a aktivního uhlí.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je hmota na bázi vody, cementu a jílu, umožňující vytvářet bariéru s dlouhou životností proti šířícím se znečišťujícím látkám, tvořeným jak kationty kovů, zejména těžkých kovů, tak organickými produkty. Podstatou této hmoty je skutečnost, že dále obsahuje aktivní uhlí a rozpustnou zásaditou sůl, schopnou tlumit vodnou fázi hmoty na pH alespoň 9 po dobu alespoň asi 10 let.

Vodnou fází hmoty se rozumí intersticiární kapalina, která ve hmotě zůstává po vyvolání jejího tuhnutí a vytvoření bariéry proti znečištění.

Podle vynálezu muší zásaditá sůl jednak udržovat ve vodné fázi pH vyšší než 9 a na druhé straně být ve hmotě přítomna v dostatečné koncentraci k dlouhodobému zajištění této funkce po dobu alespoň 10 let, výhodně 50 až 100 let.

Aktivní uhlí může být podle vynálezu známého typu, například produkt společnosti CECA, prodávaný pod názvem Akticarbon TK.

Tlumivá sůl podle vynálezu může být tvořena například uhličitanem nebo hydrogenuhličitanem sodným (Na₂CO₃ nebo NaHCO₃), který je přítomen, nebo dále páleným nebo hašeným vápnem (CaO nebo CatOH^) v množství, dostačujícím k zajištění tlumivého účinku.

Hmotnostní poměry složek hmoty jsou podle vynálezu výhodně následující:

voda			1000
cement nebo pojivo	40	až	2000
jíl	25	až	1000
aktivní uhlí	5	až	500
rozpustná tlumivá sůl o pH > 9	30	až	500

Podle vynálezu může hmota popřípadě obsahovat oxid křemičitý, například sublimovaný oxid křemičitý nebo létavý popílek, například v hmotnostním poměru 25 až 1500 kg na 1000 1 vody. Tato přísada umožňuje, jak známo, snížit propustnost hmoty.

Hmota podle vynálezu může dále obsahovat známé přísady, například smáčedla, jako je naftalensulfonát, v hmotnostním poměru až 20 kg na 1000 1 vody, nebo zpomalovače, jako je lignosulfonát sodný, v hmotnostním poměru až 50 kg na 1.000 1 vody nebo změkčovadla, snižující obsah vody, jako je produkt, prodávaný fou Chryso pod názvem Cerplast, v hmotnostním poměru až 30 kg na 1000 1 vody.

Hmota podle vynálezu může také obsahovat soli, srážející kovové kationty, jako je vinan sodný a/nebo pyrofosforečnan sodný, v hmotnostním poměru až 20 kg na 1000 1 vody.

V konkrétním provedení obsahuje hmota podle vynálezu agregáty, jako je písek nebo štěrk, umožňující získat maltu nebo beton s vynikajícími vlastnostmi bariéry proti znečištění.

Díky svému intersticiárnímu tlumivému roztoku, který zajišťuje pH alespoň 9, výhodně mezi 9 a 12, je hmota podle vynálezu charakterizována zajištěnou a uchovanou dlouhodobou nerozpustností kationtových znečištěnin a vyloučením jejich pozdějšího obnoveného uvolňování.

Hmoty podle vynálezu mohou mít formu samotuhnoucích malt, plastbetonů nebo tvrdých betonů.

Umožňují budovat tradičními metodami v půdě neprosakující stěny proti šíření znečišťujících látek.

Umožňují rovněž vyplňovat injektováním dutiny v půdě proti šíření těchto znečišťujících látek.

Hmoty podle vynálezu konečně umožňují budovat betonové schránky k uchovávání odpadu a rovněž další stavby tohoto druhu, jako jsou stěny, skladovací kontejnery apod.

Dalším předmětem vynálezu je způsob zhotovování bariér proti znečištění, spočívající v tom, že se do půdy lije nebo injektuje tuhnoucí hmota, například výše popsaného typu.

Obměna způsobu spočívá ve zhotovování schránek, stěn nebo skladovacích kontejnerů pomocí této hmoty.

Příklady provedeni vynálezu

K bližšímu osvětlení vynálezu jsou uvedeny příklady, které však neomezují jeho rozsah.

Příklad 1

K vybudování podzemní omezující stěny, která má obehnat znečištěnou zónu, v níž vodní vrstva obsahuje těžké kovy a organické znečišťující látky, se podle vynálezu použije plastbeton o tomto hmotnostním složení:

voda 1000 jíl (25 montmorillonit, 100 illit) 20 až 100 pojivo (CLK 45 nebo pojivo na bázi strusky, s 80 % strusky) 300 aktivní uhlí (Akticarbon TK fy CECA) 25 zásaditá sůl (Na₂C0₃) 10 agregáty (písek + oblázkový štěrk 5/15) 3000

Stěna, zhotovená z betonu tohoto složení, má tyto vlastnosti:

pevnost po 28 dnech propustnost po 28 dnech zadržení olova zadržení rtuti

0,5 až 1 MPa K = 10~⁹/10¹⁰ m/s alespoň 20 kg/m³ betonu alespoň 20 kg/m³ betonu zadržení fenolu alespoň 3 kg/irr betonu

Jako obměnu hmota navíc obsahuje: oxid křemičitý (sublimovaný) přísada (lignosulfonát sodný jako smáčedlo a zpomalovač) srážecí sůl (vinan sodný)

Vlivem těchto přísad se propustnost sníží na 10¹⁰/10^_11 m/s.

Příklad 2

Podle vynálezu se zhotovují stěny nebo skladovací kontejnery, schopné zastavit migraci radioaktivních kationtů a organických znečišťujících látek pomocí betonu tohoto složení:

voda 1000 jíl (vermikulit) 5 pojivo (CLK 45 nebo CPJ45 nebo CPA 45) 2200 aktivní uhlí (Akticarbon TK fy CECA) 50 zásaditá tlumívá sůl (Na₂CO₃) 30 agregáty (písek + štěrk 5/15 a 15/25) 9000

Po ztuhnutí má beton mechanickou pevnost po 28 dnech 300 MPa a propustno&t po 28 dnech 10“¹¹ m/s. Zadržení cesia je 30 kg/m³ betonu, zadržení stroncia je 30 kg/m³ betonu a zadržení dichlorethanu je vyšší než 5 kg/m³ betonu.

Jako obměna mohou být ke hmotě přidány tyto sloučeniny:

oxid křemičitý (létavý popílek) 300 změkčovadlo snižující obsah vody (Cerplast fy Chryso) 2 srážecí sůl (pyrofosforečnan sodný) 20 podzemní voda, získá ze směsi tohoto složeni: voda jíl (montmorillonit nebo bentonit typu

Propustnost se sníží na přibližně 10 m/s a mechanická pevnost se změní na 60 MPa.

Příklad 3

Podle vynálezu se samotuhnoucí malta pro neprosakující stěnu, určenou k izolaci zóny, v níž byla znečištěna

1000 pojivo (CLK45 nebo cement na bázi strusky) 200 aktivní uhlí 5 zásaditá sůl (Ca(OH)₂) 100

Tuto maltu je také možno injektovat do podkladu.

Je zřejmé, že uvedené příklady nemají omezující charakter a že je možno bez překročení rozsahu vynálezu různě modifikovat.

I i z (1 CJ •o o

r -¾ r: ο

Claims

EATENTOVÉ NÁROKY

1. Hmota na bázi vody, cementu a jílu, umožňující zhotovení bariéry s dlouhou životností proti šíření znečišťujících látek, tvořených kationty kovů, zejména těžkých kovů, a/nebo toxickými organickými produkty, vyznačující se tím, že dále obsahuje aktivní uhlí a rozpustnou zásaditou sůl, schopnou tlumit vodnou fázi hmoty na pH alespoň 9 po dobu alespoň 10 let.
2. Hmota podle nároku 1, vyznačující se tím, že její složky jsou přítomny v hmotnostním poměru

voda 1000 cement nebo pojivo 40 až 2000 jíi 25 až 1000 aktivní uhlí 5 až 500 tlumivá sůl o pH > 9 30 až 500 3. Hmota podle některého z předchozích nároků,

vyznačující se tím, že dále obsahuje oxid křemičitý, jako je sublimovaný oxid křemičitý nebo létavý popílek, v hmotnostním poměru až 1500 kg na 1000 1 vody.
4. Hmota podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahuje smáčedlo, jako je naftalensulfonát, v hmotnostním poměru až 20 kg na 1000 1 vody.
5. Hmota podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahuje zpomalovač, jako je lignosulfonát sodný, v hmotnostním poměru až 50 kg na 1000 1 vody.
6. Hmota podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahuje změkčovadlo, snižující obsah vody, jako je produkt, prodávaný fou Chryso Company pod názvem Cerplast, v hmotnostním poměru až 30 kg na 1000 1 vody.
7. Hmota podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahuje sůl, srážející kovové kationty, jako je vinan sodný nebo pyrofosforečnan sodný, v hmotnostním poměru až 20 kg na 1000 1 vody.
8. Hmota podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahuje agregáty, písek nebo štěrk, umožňující vyrobit maltu nebo beton.
9·. Hmota podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že tlumivý roztok zajišťuje udržení pH mezi 9 a 12.
10. Způsob zhotovení bariéry proti znečištění, vyznačující se tím, že se do půdy lije nebo injektuje hmota podle některého z nároků 1 až 9.
11. Způsob zhotoveníschránek, stěn nebo skladovacích kontejnerů proti znečištění, vyznačující se tím, že se použije hmota podle nároku 8.