HU201108B

HU201108B - Process for increasing solidity and impermeability of soils and engineering establishments

Info

Publication number: HU201108B
Application number: HU852153A
Authority: HU
Inventors: Arpad Bertalan; Ferenc Csanda; Gyoezoe Czerny; Tibor Engel; Gabor Nagy; Tamas Szekely
Original assignee: Alagi Allami Tangazdasag; Mta Termeszettu Domanyi Kutato
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1990-09-28
Also published as: WO1986006400A1; DD235685A5; YU74185A; ES543196A0; PL254032A1; IN163304B; GB2186879A; NL8520094A; PL146456B1; GB2186879B; GB8629182D0; DE3590726T1; HUT47629A; FR2580659A1; ES8607454A1; CS254340B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit und Undurchlaessigkeit von Boeden und technischen Bauwerken, insbesondere Schaechten und Pipelines. Ziel ist es, den technisch-oekonomischen Aufwand zu senken, Gesundheits- und Umweltschaeden zu vermeiden und die Lebensdauer des Gels zu erhoehen. Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren durch Bildung eines Hydrogels aus Kieselsaeure und einem vernetzten, quellfaehigen, organischen Polymeren in oder auf dem behandelten Boden oder Bauwerk zu schaffen, das ohne nachteilige Auswirkungen auf die Eigenschaften des Gels eine einfache und gute Verarbeitbarkeit des Gemisches gewaehrleistet. Erfindungsgemaess wird eine waessrige Loesung eines wasserloeslichen, gelbildenden Vinylmonomeren mit einem Kieselsaeuregel-Vorlaeufer in Anwesenheit von- einem Redox-Polymerisationskatalysatorsystem,-einem Vernetzungsmittel fuer das erhaltene Polymere,-einer organischen Polycarbonsaeure,-gegebenenfalls einem Additiv, das die Struktur des gebildeten Gels modifiziert, und-gegebenenfalls einem Fuellstoffin Beruehrung gebracht.The invention relates to a method for improving the strength and impermeability of floors and technical structures, in particular Schaechten and pipelines. The aim is to reduce the technical-economic effort, to avoid health and environmental damage and to increase the life of the gel. The object is to provide a method by forming a hydrogel of silica and a crosslinked, swellable, organic polymer in or on the treated soil or structure, which ensures a simple and good processability of the mixture without adverse effects on the properties of the gel. According to the invention, an aqueous solution of a water-soluble, gel-forming vinyl monomer with a silica gel precursor in the presence of a redox polymerization catalyst system, a crosslinking agent for the resulting polymer, an organic polycarboxylic acid, optionally an additive which modifies the structure of the gel formed, and optionally contacted with a stuffing.

Description

A találmány tárgya eljárás talajok és mérnöki létesítmények, elsősorban csatornák és csővezetékek szilárdságának és vízzáróságának fokozására. A leírásban és az igénypontsorozatban a .talaj és .mérnöki létesítmény megjelöléseket a lehető legtágabb értelemben használjuk; ezek a megjelölések a különféle tározókat, medencéket, alagutakat, természetes és mesterséges üregeket, kőzeteket és hasonlókat, valamint az azokat körülvevő talajt is magukban foglalják.The present invention relates to a method for increasing the strength and water tightness of soils and engineering installations, in particular ducts and pipelines. In the description and claim series, the terms "soil" and "engineering" are used in the broadest sense; these designations include the various reservoirs, pools, tunnels, natural and artificial caverns, rocks and the like, as well as the surrounding soil.

Jól ismert, hogy a mérnöki létesítmények (például földalatti csatornák, csővezetékek és tározók, vízzárósága gyakran nem felel meg a követelményeknek, ami részben a szerkezeti anyagok nem megfelelő minőségének, a csövek illesztési hibáinak, továbbá a mérnöki létesítmények elöregedés, forgalom és hasonlók miatt bekövetkezett károsodásainak tulajdonítható. Az is jól ismert, hogy a mérnöki létesítmények (elsősorban a földalatti csatornák és csővezetékek) javítása rendkívül nagy költséggel és munkával jár, és az eredmény a legtöbb esetben nem megfelelő.It is well-known that the watertightness of engineering facilities (such as underground channels, pipelines and reservoirs) is often inadequate, in part due to poor quality of construction materials, pipe joints, and damage to engineering facilities due to aging, traffic, and the like. It is also well known that the repair of engineering facilities (especially underground canals and pipelines) is extremely costly and laborious and in most cases the result is inadequate.

A 153 975 sz. magyar szabadalom egyszerű és gyors módszert ismertet talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vizzáróságának fokozására. Az ott ismertetett eljárás szerint a kezelendő tárgyba vizüveget vagy vizüveget tartalmazó közeget juttatnak, majd a vízüveget hidrogén-fluorid, szilícium-tetrafluorid és/vagy hidrogén-szilikofluorid hatásának teszik ki. A gáz alakú fluoriddal érintkező vízüveg gyorsan gélesedik, és tökéletesen eltörni a szivárgási járatokat, repedéseket és üregeket. Ha ezt az eljárást földalatti mérnöki létesítmények (például csatornák vagy - tározók) vízszigetelésére használják, további előnyök származnak abból, hogy a repedéseken keresztül a talajba jutó vizüveg is megszilárdul, igy javítja a mérnöki létesítmény- ágyazását és szilárdítja a környező talajt. A fluorid-gázok további előnyös hatása, hogy növelik a beton- és vasbeton elemek korrózióállóságát.No. 153,975. The Hungarian patent describes a simple and fast method for increasing the strength and watertightness of soils and engineering facilities. According to the method described therein, the object to be treated is supplied with water or a medium containing water, and the water glass is then exposed to hydrogen fluoride, silicon tetrafluoride and / or hydrogen silicon fluoride. Water glass in contact with gaseous fluoride gels rapidly and completely breaks leaks, cracks and cavities. If this process is used for waterproofing underground engineering facilities (such as canals or reservoirs), there is an additional benefit of solidifying the water glass that enters the soil through cracks, thereby improving the bedding of the engineering facility and solidifying the surrounding soil. Another advantageous effect of fluoride gases is that they increase the corrosion resistance of concrete and reinforced concrete elements.

Ezt az eljárást azonban számos előnye ellenére a gyakorlatban csak igen szűk körben alkalmazzék. Az eljárás széleskörű bevezetését jelentősen gátolja az a körülmény, hogy a hidrogén-fluorid és a szilícium-tetrafluorid erós méreg, ezért környezetvédelmi okokból a legtöbb országban tiltják azok felhasználását.However, in spite of its many advantages, this method is practically applied only to a very limited extent. The widespread introduction of the process is severely hampered by the fact that hydrogen fluoride and silicon tetrafluoride are strong poisons and are therefore banned in most countries for environmental reasons.

Ennek a hátránynak a kiküszöbölésére számos olyan eljárást dolgoztak ki, amelyek szerint a vizes vízüveg-oldat (azaz alkálifém-szilikát erősen lúgos kémhatású vizes oldata) gélesitésére a környezetre nem vagy csak kevéssé ártalmas anyagokat alkalmaznak. Ilyen megoldást ismertet az .Alapozás kézikönyve' (szerk.: Rózsa L., Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1977) 756-783. oldala, ahol gélesítöszerként a kovasavat szilárd alakban leválasztó, vízoldható szervetlen sókat, továbbá a vizes vizüveg-oldat lúgtartalmával reagálni képes szervetlen vagy szerves savakat vagy észtereket alkalmaznak. A 2 328 804 sz. francia szabadalmi leírás szerint a vizes vizüveg-oldat gélesítéséhez észtereket, aldehideket, ásványi vagy szerves savakat, vagy ásványi vagy szerves savak sóit használják fel. A 2 242 713 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leirás és az annak megfelelő 475 002 sz. szovjet szabadalmi leirás olyan megoldásról számol be, ahol a vizes vizüveg-oldat gélesítését dikarbonsav-diészterekkel végzik. A 387 085 sz. szovjet szabadalmi leírás szerint a vizes vizüveg-oldathoz gélesítöszerként akrilsavat adnak. A felsorolt megoldások közös kémiai alapja, hogy a kovasavat vagy ionhatás révén (fémsók alkalmazásával) csapják ki, vagy az oldatban tartáshoz szükséges lúg elfogyasztásával (sav-bázis reakció, észterek elszappanosltása, Cannizzaro-reakció stb.) választják le a kovasavgélt.To overcome this disadvantage, a number of processes have been developed which use gels which are not or only slightly harmful to the environment to gel the aqueous water glass solution (i.e., a highly alkaline aqueous solution of alkali metal silicate). Such a solution is described in the .Foundation Manual '(ed. L. Rózsa, Technical Publisher, Budapest, 1977) 756-783. wherein water soluble inorganic salts of silicic acid in solid form and inorganic or organic acids or esters capable of reacting with the aqueous solution of a water glass solution are used as gelling agents. No. 2,328,804. According to French patent no. 5, esters, aldehydes, mineral or organic acids or salts of mineral or organic acids are used to gel the aqueous solution of water. No. 2,242,713. German Patent Specification No. 4,752,002; U.S. Pat. No. 387,085. According to Soviet patent application, acrylic acid is added to the aqueous water glass solution as a gelling agent. The common chemical basis for these solutions is that the silicic acid is precipitated either by ionic action (using metal salts) or by consuming alkali for solution maintenance (acid-base reaction, ester saponification, Cannizzaro reaction, etc.).

Hátrányt jelent, hogy a felsorolt eljárásokkal kialakított kovasavgél nem rugalmas, igy nem képes követni a kezelt tárgy vagy a talaj mozgását. Minthogy a kovasavgélek duzzadóképessége nem megfelelő, ezek a gélek nem képesek eltömni a gélben az elmozdulások hatására képződő új repedéseket. Ha a gélesitéshez szerves vegyületeket (például szerves savakat, észtereket vagy aldehideket) használnak, a gélszerkezetben maradó kis móltömegű szerves anyagok valamelyest növelik a gél deformációképességét, a gél azonban még ebben az esetben is túl merev és rideg, ezért élettartama - elsősorban a nagyobb mértékű talajmozgásoknak és rázkódásoknak kitett területeken (például nagy forgalmú utak alatt) - viszonylag rövid.A disadvantage is that the silica gel formed by the methods listed above is not elastic and thus unable to follow the movement of the treated object or the soil. Due to the inadequate swelling capacity of the silica gels, these gels are unable to block new cracks in the gel due to displacement. When organic compounds (such as organic acids, esters, or aldehydes) are used for gelation, the low molecular weight organic matter remaining in the gel structure slightly increases the deformability of the gel, but in this case the gel is too rigid and brittle; and in areas subject to shocks (such as highway traffic) - relatively short.

Az ismert megoldások másik fö csoportjában a talaj- és mütárgyszilárdító géleket kizárólag szerves anyagokból alakítják ki. Ilyen megoldásokat ismertet az .Alapozás kézikönyve' már idézett részlete, amely szerint a géleket aminoplaszt-, akril- vagy fenoplaszt-gyantákból alakítják ki. A 177 343, 181 056, 181 775 és 181 573 sz. magyar, a 4 312 605 és 4 295 762 sz. amerikai egyesült államokbeli és az 1 074 246 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás szerint a talajban különféle szerves monomerek - elsősorban akrilsav- és akrilamid-monomerek - polimerizációjával és az azt követő térhálósításával alakítanak ki hidragéleket. Polimerizációs katalizátorokként rendszerint redox katalizátor-rendszereket, térhálósítószerekként pedig aldehideket vagy vizoldható di- vagy trivinil-vegyületeket (például metilén-bisz-akrilamidot) használnak. Ezekkel a módszerekkel megfelelően rugalmas és vízben jól duzzadó gélek képezhetők, a gélek azonban viszonylag lágyak, és nagyobb igénybevételek károsító hatásainak nem képesek ellenállni. További hátrányt jelent, hogy a gélképzö szerekként alkalmazott monomerek túlnyomó többsége nagyon költséges, és a gélképzésiIn another major group of known solutions, soil and art stabilizing gels are formed exclusively from organic materials. Such solutions are described in the quoted passage of the .Basic Handbook, whereby gels are formed from aminoplast, acrylic, or phenoplast resins. Nos. 177,343, 181,056, 181,775, and 181,573. Hungarian, Nos. 4,312,605 and 4,295,762. United States of America and U.S. Patent No. 1,074,246. In the British patent, hydrogels are formed in the soil by polymerization of various organic monomers, in particular acrylic and acrylamide monomers, followed by crosslinking. Polymerization catalysts are usually redox catalyst systems and crosslinking agents are aldehydes or water-soluble di- or trivinyl compounds (e.g. methylene bis-acrylamide). By these methods, gels that are sufficiently elastic and well-swellable are formed, but the gels are relatively soft and cannot withstand the detrimental effects of higher stresses. A further disadvantage is that the vast majority of monomers used as gelling agents are very expensive and

HU 201108 Β technológia esetenként speciális berendezéseket (például injektorokat) és különlegesen kiképzett személyzetet igényel.EN 201108 Β technology sometimes requires special equipment (such as injectors) and specially trained personnel.

A felsorolt hátrányokat a 186 586 sz. magyar szabadalomban ismertetett módszer szerint úgy küszöbölik ki, hogy a vlzüveget különböző gélképzö, vízben oldható szerves polimerekkel és a polimereket térhálősitó anyagokkal együtt használják fel. Ezekben az esetekben a kovasavgél kiválásával párhuzamosan megy végbe a polimer térhálósodása, és ásványi és szerves egységekből álló gélek képződnek, amelyek egyesitik a teljes mértékben szerves és a teljes mértékben szervetlen anyagokból álló gélek kedvező tulajdonságait. Az eljárás azonban nagyüzemi körülmények között igen nehezen hajtható végre. Nagy átlagraóltömegük miatt a gélképző polimerek még kis koncentrációban is annyira megnövelik a kiindulási vizüveg oldat viszkozitását, hogy a képződött elegy nagyon nehezen kezelhető, és az elegy felvitele, valamint a fölösleg eltávolítása számos technikai problémát okoz. Egyes esetekben a szükséges mennyiségű polimer be sem adagolható a vízüveg oldatába, mert rendkívül sűrünfolyó, mézszerű elegy képződne, ami a rendelkezésre álló injektáló berendezésekkel nem juttatható a kezelendő tárgyra. A kezelhetőség szempontjából megfelelően kis viszkozitású gélképzö elegyek rendszerint viszonylag kis mennyiségű polimert tartalmaznak, Így a képződő gélek rugalmassága és duzzadóképessége nem éri el a kívánt értéket.The disadvantages listed are set forth in U.S. Patent No. 186,586. According to the method described in the Hungarian patent, the glass is used in combination with various gelling, water-soluble organic polymers and polymers with crosslinking agents. In these cases, as the silica gel precipitates, the polymer crosslinks and gels of mineral and organic units are formed, which combine the advantages of gels of fully organic and fully inorganic materials. However, the process is difficult to perform under large-scale operating conditions. Due to their high average weight, the gelling polymers, even at low concentrations, increase the viscosity of the stock water glass solution so that the resulting mixture is very difficult to handle and the application of the mixture and the removal of excess causes many technical problems. In some cases, the required amount of polymer may not be added to the solution in the water glass, as this would result in an extremely viscous, honey-like mixture which cannot be delivered to the object to be treated by the injection equipment available. Suitably low viscosity gelling compositions usually contain relatively small amounts of polymer, so that the gels formed do not attain the desired elasticity and swelling capacity.

Azt tapasztaltuk, hogy a teljes mértékben szervetlen és a teljes mértékben szerves anyagokból álló gélek kedvező tulajdonságai egyesíthetók, és ugyanakkor az előzőekben ismertetett technikai nehézségek teljes mértékben kiküszöbölhetők, ha az előre elkészített polimerek helyett a gélképző polimert felépítő monomerekből indulunk ki, és a polimerizációt és a polimer térhálósitását a kovasavgél képzésével párhuzamosan hajtjuk végre.It has been found that the advantages of gels which are wholly inorganic and of wholly organic substances can be combined, but at the same time the technical difficulties described above can be completely eliminated by starting from the monomers which form the gelling polymer instead of the preformed polymers and polymer crosslinking is performed in parallel with the silica gel formation.

A találmány tárgya tehát eljárás talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vizzáróságának fokozására, amelynek során a kezelendő talajban, talajon, létesítményben vagy létesítményen alkálifém-szilikát és szerves sav reakciójával kovasavgélt, és viníl monomer, redox katalizátor-rendszer és térhálósitószer reakciójával duzzadóképes, térhálós szerves polimer hidrogélt képezünk. A találmány értelmében a kovasavgélt és a szerves polimer hidrogélt egymással párhuzamosan alakítjuk ki adott esetben a gélmátrix sajátságait módosító anyag jelenlétében, úgy, hogy a kezelendő területre egyszerre vagy egymás után, tetszőleges sorrendbenThe present invention relates to a process for increasing the strength and water tightness of soils and engineering plants by reacting a silica gel with a reaction of an alkali metal silicate with an organic acid in the soil, soil, facility or facility to be treated. forming a hydrogel. According to the invention, the silica gel and the organic polymer hydrogel are formed in parallel, optionally in the presence of a substance modifying the properties of the gel matrix, so that the area to be treated is simultaneously or sequentially in any order.

a) egy alkálifém-szilikátot 8-35 tömeg% mennyiségben, és oxidáló komponensként alkálifém-perszulfátból vagy hidrogén-peroxidból és redukáló komponensként vegyérték4 változtató fém alacsonyabb oxidációs állapotú ionját tartalmazó sóból, redukáló hatású szervetlen vagy szerves savból és/vagy tercier alkanol-aniinból álló redox katalizátor-rendszer oxidáló vagy redukáló komponensét 0,2-2 tőmeg% mennyiségben tartalmazó vizes oldatot LA' oldatot), ésa) an alkali metal silicate in an amount of from 8 to 35% by weight and an oxidizing component consisting of an alkali metal persulfate or hydrogen peroxide and a lower oxidation metal salt, a reducing inorganic or organic acid and / or tertiary alkanol aniline; an aqueous solution containing from 0.2 to 2% by weight of an oxidizing or reducing component of a redox catalyst system (LA 'solution), and

b) egy vinil monomert, éspedig 3-6 szénatomos telítetlen mono- vagy dikarbonsavat vagy vizoldható sóját és/vagy 3-6 szénatomos telítetlen mono- vagy dikarbonsav-amidot 5-40 tömeg% mennyiségben, szerves polikarbonsavat, éspedig adott esetben egy vagy több hidroxilcsoporttal szubsztituált, telített vagy telítetlen 3-10 szénatomos alifás di- vagy trikarbonsavat 3-25 tömeg% mennyiségben, térhálósítószerként vizoldható di- vagy trivinil-vegyületet 0,2-2,5 tömeg% mennyiségben, és az a) pont szerinti redox katalizátor-rendszernek az .A' oldatban nem szereplő, a vinil monomerrel kompatibilis formájú komponensét 0,05-5 tömeg% mennyiségben tartalmazó vizes oldatot (.B oldatot) viszünk fel, és a felvitt oldatokat gélesedni hagyjuk.b) a vinyl monomer selected from the group consisting of C3-C6 unsaturated mono- or dicarboxylic acid or its water-soluble salt and / or C3-C6 unsaturated mono- or dicarboxylic acid amide in an amount of 5-40% by weight with organic polycarboxylic acid; substituted, saturated or unsaturated C3-C10 aliphatic di- or tricarboxylic acids in an amount of from 3 to 25% by weight, a water-soluble di- or trivinyl compound in the amount of 0.2 to 2.5% by weight, and a redox catalyst system according to a) an aqueous solution (Solution B) containing 0.05-5% by weight of the vinyl monomer compatible component not included in Solution A 'is applied and the applied solutions are gelled.

Kívánt esetben az .A' és/vagy .B' oldathoz a gélmátrix sajátságait módosító anyagként karbamidot, tiokarbamidot, metílol-karbamidot és/vagy melamint adhatunk legföljebb 15 tőmeg% mennyiségben. Valamennyi közölt %-os érték az .A, illetve ,B‘ oldat össztömegére vonatkozik.If desired, urea, thiourea, methylurea and / or melamine may be added to the solutions A and / or B in amounts up to 15% by weight. All percentages reported refer to the total weight of solutions A and B, respectively.

Rendkívül meglepő az a felismerésünk, hogy a fenti összetételű .A és .B' oldatok érintkezésekor (például összekeverésekor) egyrészről a kovasavgél kiválása, másrészről a monomer polimerizáciőja és a képződött polimer térhálósodása időben párhuzamosan, lényegében azonos időben megy végbe, amelynek eredményeként homogén mikroszerkezetü (azaz a szerves és ásványi részegységeket egybeolvadva tartalmazó) gélek képződnek. A korábban már idézett közleményekből ugyanis ismert, hogy mind a szerves polikarbonsavak, mind pedig a monomerként alkalmazott telítetlen mono- vagy dikarbonsavak a vízüveg általánosan alkalmazott kicsapószerei. Arra számíthattunk tehát, hogy ezen anyagok összekeverésekor először a kovasavgél válik ki nagy sebességgel, és csak ezután megy végbe - lényegesen hosszabb idó alatt - a monomer polimerizáciőja ós a képződött polimer térhálósodása. Ennek eredményeként olyan gél képződésére számíthattunk, amelyben egy tisztán szervetlen anyagból (kovasavból) álló magra rakódik rá a tisztán szerves anyagból (térhálós polimerből) képződő hidrogél. Az ilyen .kétréteges' gélek lényegében a tisztán szervetlen és tisztán szerves anyagokból felépülő gélek hátrányos tulajdonságait egyesítenék; a rugalmas, de nem elég teherbíró polimer gélréteg ugyanis könnyen átszakad, a teherbíró, de rugalmatlan kovasavgél pedig könnyen megreped és tönkremegy az igénybevételekIt is extremely surprising to discover that upon contact (e.g. mixing) of solutions of the A and B formulations mentioned above, on the one hand, the polymerization of the silica gel and the polymerization of the monomer formed are simultaneously homogeneous over time, that is, gels containing organic and mineral constituents are formed. It is known from the previously cited publications that both organic polycarboxylic acids and unsaturated mono- or dicarboxylic acids used as monomers are commonly used precipitants in water glass. Thus, it was to be expected that when these materials were mixed, the silica gel would first be precipitated at high speed, and only then would the polymerization of the monomer take place over a substantially longer period, and the polymer formed would cure. As a result, a gel was expected to form on which a hydrogel formed from a purely organic material (a crosslinked polymer) was deposited on a core of a purely inorganic material (silica). Such dual-layer gels would essentially combine the disadvantages of gels consisting of purely inorganic and purely organic materials; because the flexible but inadequate polymer gel gel layer breaks easily and the strong but inelastic silica gel breaks easily and breaks down

HU 201108 Β hatására. Ha a redox katalizátor-rendszer redukáló komponenseként vegyértékváltoztató fém alacsonyabb oxidációs állapotú ionját tartalmazó sót használunk (ami a kovasavgél jellemző kicsapószere), arra is számítanunk kell, hogy a só a kovasavgéllel együtt leválik, ezért - az egyik katalizátor-komponens hiányában - polimerizáció egyáltalán nem megy végbe. Gyakorlati tapasztalataink azonban ezeknek a várakozásoknak ellentmondanak. A találmány szerinti összetételű vizes oldatokat alkalmazva jelentősen lelassul a kovasavgél kiválása, és a kovasavgél képződésének ideje gyakorlatilag egyenlővé válik a polimerizáció és az azt követő térhálósodás idejével. Ennek' a jelenségnek a pontos magyarázatát nem ismerjük; feltételezzük, hogy a kovasavgél kiválását pontosan fel nem derített határfelületi reakciók késleltetik.HU 201108 Β. When using a salt with a lower oxidation state of a valence metal as a reducing component of the redox catalyst system (which is a typical precipitant in silica gel), it is also to be expected that the salt will separate with the silica gel and, in the absence of one catalyst component is happening. However, our practical experience contradicts these expectations. By using the aqueous solutions of the composition of the invention, the formation of the silica gel is significantly slowed down and the time of formation of the silica gel is practically equal to the time of polymerization and subsequent curing. The exact explanation of this phenomenon is unknown; it is hypothesized that silica gel precipitation is delayed by unidentified interface reactions.

Minthogy a találmány szerinti eljárás során az egyes kémiai részfolyamatok egymással párhuzamosan mennek végbe, és a kémiai részfolyamatok során képződő valamennyi közbenső termék kölcsönhatásba lép egymással, olyan gél képződik, amelyben a szerves és az ásványi részegységek egybeolvadnak. A képződött gél egyszerű szemrevételezéssel is egyértelműen megkülönböztethető a 186 586 sz. magyar szabadalmi leírás szerint előállított gélektől. Az utóbbi gélek átlátszatlanok, és szerkezetükben szabad szemmel is könnyen felismerhetők a szerves és ásványi részegységek, azaz inhomogén mikroszerkezetű gél képződik. A találmány szerint előállított gélek ezzel szemben átlátszóak, ami homogén mikroszerkezetre utal. Ennek alapján feltehető, hogy a találmány szerinti eljárásban különálló szerves és ásványi polimer-blokkok keveréke helyett szerves/ásványi kopolimer képződik.Because the chemical sub-processes of the present invention proceed in parallel, and all intermediates formed during the chemical sub-processes interact with each other, a gel is formed in which the organic and mineral moieties merge. The gel formed can be clearly distinguished by simple visualization as described in U.S. Patent No. 186,586. gels prepared according to Hungarian Patent Specification. The latter gels are opaque and their structure is easily recognizable by the naked eye with organic and mineral constituents, i.e. a gel with an inhomogeneous microstructure. In contrast, the gels of the present invention are transparent, indicating a homogeneous microstructure. Thus, it is believed that the process of the present invention results in the formation of an organic / mineral copolymer instead of a mixture of separate organic and mineral polymer blocks.

A találmány szerinti eljárásban az alkálifém-szilikátokat előnyösen tömény vizes nátrium- vagy kálium-vizüveg-oldat formájában használjuk fel, amit vizzel hígítunk a kívánt koncentrációra.In the process of the present invention, the alkali metal silicates are preferably used in the form of a concentrated aqueous solution of sodium or potassium water, which is diluted with water to the desired concentration.

A találmány szerinti eljárásban felhasznált redox katalizátor-rendszer oxidáló komponense alkálifém-perszulfát vagy hidrogén-peroxid, redukáló komponense pedig például kobalt(II)-klorid, kénessav, aszkorbinsav vagy trietanol-amin lehet. Az összeférhetóségi tényezőket figyelembe véve a redox katalizátor-rendszer két komponense nem lehet azonos oldatban, és a vinil monomer vizes oldata nem tartalmazhatja a redox katalizátor-rendszer oxidáló komponensét szabad állapotban (az oldat azonban az oxidáló komponenst maszkírozott, például komplexbe vitt formában már tartalmazhatja).The oxidizing component of the redox catalyst system used in the process of the invention may be an alkali metal persulfate or hydrogen peroxide, and the reducing component may be, for example, cobalt (II) chloride, sulfuric acid, ascorbic acid or triethanolamine. For compatibility reasons, the two components of the redox catalyst system should not be in the same solution and the aqueous solution of the vinyl monomer should not contain the oxidizing component of the redox catalyst system in free form (however, the solution may already contain the oxidizing component in masked form, e.g. .

A találmány szerinti eljárásban felhasználható vinil-monomerek közül példaként a következőket említjük meg: akrilsav, metakrilsav, itakonsav, maleinsav, fumársav, a felsorolt savak vízoldható sói, akril-amid és metakril-amid. Ezeket a monomereket önmagukban vagy két vagy több monomer elegye formájában használhatjuk.Examples of vinyl monomers useful in the process of the invention include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, water-soluble salts of the listed acids, acrylamide and methacrylamide. These monomers may be used singly or in a mixture of two or more monomers.

Térhálósitószerként a vinil-polimerek térhálósítására általánosan alkalmazott divagy trivinil-vegyületeket használhatjuk, amelyek közül példaként a metilén-bisz-akrilamidot, az etilén-bisz-akrilamidot és triakril-triazint említjük meg. A térhálósítószernek megfelelően vizoldhatónak kell lennie; az oldhatósági határ nem lehet 1 tömeg%-nál kisebb.Crosslinking agents which are commonly used for crosslinking vinyl polymers, such as methylene bisacrylamide, ethylene bisacrylamide and triacryl triazine, are commonly used as crosslinking agents. The curing agent must be sufficiently water-soluble; the solubility limit should not be less than 1% by weight.

A találmány szerinti eljárásban szerves polikarbonsavakként például borkősavat, borostyánkósavat, citromsavat, almasavat vagy aszkorbinsavat használhatunk, adott esetben elegyeik formájában. Az aszkorbinsav egyúttal a redukáló komponens szerepét is betöltheti.Organic polycarboxylic acids used in the process of the invention include, for example, tartaric acid, succinic acid, citric acid, malic acid or ascorbic acid, optionally in the form of mixtures thereof. Ascorbic acid can also act as a reducing component.

Kívánt esetben az .A’ és .B oldatok bármelyike tartalmazhat a képződött gélmátrix sajátságait módosító egy vagy több adalékanyagot, éspedig karbamidot, tiokarbamidot, metilol-karbamidot és/vagy melamint. Ezek az anyagok lágyító, stabilizáló, illetve bomlásgátló hatást fejtenek ki.If desired, any of the solutions A and B may contain one or more additives which modify the properties of the gel matrix formed, namely urea, thiourea, methylol urea and / or melamine. These substances have a softening, stabilizing or anti-decomposition effect.

Kívánt esetben az .A és ,B oldatok bármelyikéhez keverhetünk egy vagy több, az ilyen kompozíciókban általánosan felhasznált töltőanyagot, például azbesztet, homokot, pernyét, bentonitot és hasonlókat. A töltőanyagok mennyisége nem döntő jelentőségű tényező; mennyiségüket lényegében csak technológiai tényezők (például az elegy keverhetősége és viszkozitása, az elegy felvihetősége stb.) korlátozzák.If desired, one or more of the fillers commonly used in such compositions, such as asbestos, sand, fly ash, bentonite and the like, may be mixed with any of the solutions A and B. The amount of fillers is not critical; their amount is essentially limited only by technological factors (e.g., mixability and viscosity of the mixture, applicability of the mixture, etc.).

A talajok és mérnöki létesítmények szilárdítását a találmány szerint úgy végezzük, hogy az előzőekben meghatározott összetételű .A és ,B oldatot felvisszűk a kezelés helyére (például a talajra vagy talajba), és ott gélesedni hagyjuk. Ha a találmány szerinti eljárást talaj szilárdítására alkalmazzuk, előnyösen úgy járunk el, hogy a két vizes oldatot egy kéttartályos, keverőfejjel ellátott injektor két tartályába töltjük, és a két oldat keverékét a kezelendő talajba injektáljuk. Az .A és ,B oldatot előnyösen (0,7-1,3):1 tömegarányban keverjük össze egymással. Ha a találmány szerinti eljárást csatorna javítására használjuk, előnyösen az úgynevezett .feltóltéses módszert alkalmazzuk, azaz az .A és ,B‘ oldatot egymás után töltjük be a kezelendő csatornába;, szükség esetén az elsőnek betöltött oldat fölöslegét a második oldat rátöltése előtt visszaszivatytyúzzuk. Nagymértékben sérült, repedezett csatorna javításakor az elsőként betöltött oldat jelentős része elszivárog a csatornát körülvevő talajba. Erre tekintettel - gazdaságossági megfontolásokból - elsőként célszerűen a lényegesen kevésbé költséges anyagokat tartalmazó .A oldatot juttatjuk a kezelendő csatornába. Az elszivárgások miatt a felhasználandó .A és ,B oldat mennyiségi arányai széles határok között változhatnak,The consolidation of soils and engineering facilities in accordance with the present invention is accomplished by applying solutions A and B as defined above to the treatment site (such as soil or soil) and allowing it to gel. When the method of the present invention is used to solidify the soil, it is preferable to fill the two aqueous solutions into two containers of a two-tank injector with a stirring head and inject a mixture of the two solutions into the soil to be treated. Solutions A and B are preferably mixed in a weight ratio of (0.7-1.3): 1. If the method according to the invention is used for channel repair, it is preferable to use the so-called filling method, i.e. solutions A and B 'are successively filled into the channel to be treated; if necessary, the excess of the first solution is drained before filling the second solution. When repairing a heavily damaged, cracked canal, a significant part of the first solution will leak into the soil surrounding the canal. In view of this, for economic reasons, the solution containing the substantially less expensive materials is preferably firstly discharged into the channel to be treated. Due to leaks, the volume ratios of solutions A and B to be used may vary within wide limits,

HU 201108 Β és általános érvényű arányok nem közölhetők. A helyes kezelési arányokat azonban kellő gyakorlattal rendelkező szakember egyszerűen megállapíthatja.HU 201108 Β and general ratios cannot be disclosed. However, the correct treatment rates can be readily determined by one of ordinary skill in the art.

A találmány szerinti eljárás megtartja a korábban idézett közleményekben, illetve szabadalmakban ismertetett eljárások összes előnyét. A találmány szerinti eljárás - az ismert módszerekhez hasonlóan - gyors, biztonságos és gazdaságos megoldást biztosít talajok és mérnöki létesítmények szilárdítására és vízzáróvá tételére. Az ismert módszerekkel összehasonlítva a találmány szerinti eljárás a következő további előnyökkel rendelkezik:The process of the present invention retains all the advantages of the processes described in the previously cited publications and patents. The process of the present invention, as well as known methods, provides a fast, safe and economical solution for solidifying and waterproofing soils and engineering facilities. Compared to known methods, the process according to the invention has the following additional advantages:

- nem igényel az egészségre vagy a környezetre ártalmas vegyszereket;- does not require chemicals that are harmful to health or the environment;

- szilárd, ugyanakkor a javítás után (például talajmozgások, közlekedési igénybevételek stb. következtében) fellépő károsodások kiegyenlítésére alkalmas rugalmasságú és duzzadóképességű gélt szolgáltat;- Provides a solid gel with elasticity and swelling ability to compensate for damage after repair (eg due to soil movement, traffic stress, etc.);

- a gélképző elegyek könnyen kezelhetők, a kezelés nem igényel speciális berendezéseket és különleges technológiai elővigyázatosságot;- the gel-forming mixtures are easy to handle and do not require any special equipment or special technological precautions;

- az eljárás lényegesen olcsóbb az ismert, teljes mértékben szerves gélt alkalmazó módszereknél;- the process is significantly cheaper than the known, fully organic gel methods;

- a képződött gél élettartama jelentősen meghaladja az ismert módszerek szerint kialakított gélekét, ami a gél homogén szerves/ásványi kopolimer szerkezetének tulajdonítható.- the gel formed has a significantly longer lifetime than the gels formed by known methods, due to the homogeneous structure of the organic / mineral copolymer of the gel.

A találmány szerinti eljárást az oltalmiThe process of the invention is described in the invention

kör korlátozása nélkül részletesen ismertetjük. without limiting it. az alábbi példákban in the examples below 1. példa Example 1 A következő összetételű vizes oldatokat The following composition of aqueous solutions állítjuk eló: we produce: .A oldat: The solution: kálium-perszulfát potassium persulfate 1,4 tömegX 1.4 massX nátrium-szilikát Sodium silicate 20,6 tömegX 20.6 wt tiokarbamid thiourea 11,1 tömegX 11.1 wt víz water ad 100,0 tömegX gives 100.0 massX ,B oldat: Solution B: metakrilsav methacrylic 16,2 tömegX 16.2 wt borkősav tartaric acid 9,2 tömegX 9.2 massX metilén-bisz-akril-amid methylene-bis-acrylamide 0,46 tömegX 0.46 wt vas(II)-szulfát iron (II) sulfate 0,46 tömegX 0.46 wt víz water ad 100,0 tömegX gives 100.0 massX

Az .A' és .B' oldatot erélyes keverés közben 1,16:1 tömegarányban elegyítjük egymással. 7,5 perc alatt homogén, átlátszó gél képződik.The solutions .A 'and .B' are mixed with vigorous stirring at a ratio of 1.16: 1 by weight. Within 7.5 minutes, a homogeneous, transparent gel was formed.

2. példaExample 2

A következő összetételű The following composition vizes oldatokat aqueous solutions állitjuk eló: we produce: .A' oldat: Solution A: kálium-perszulfát potassium persulfate 1,4 tömegX 1.4 massX nátrium-szilikát Sodium silicate 20,6 tömegX 20.6 wt tiokarbamid thiourea 11,1 tömegX 11.1 wt víz ad water ad 100,0 tömegX 100.0 wt .B' oldat: Solution B ': akrilsav acrylic acid 14,7 tömegX 14.7 massX borostyánkösav succinic 9,2 tömegX 9.2 massX metilén-bisz-akril-amid methylene-bis-acrylamide 1,8 tömegX 1.8 massX vas(II)-szulfát iron (II) sulfate 0,9 tömegX 0.9 massX víz ad water ad 100,0 tömegX 100.0 wt

Az .A és ,B’ oldatot erélyes keverés közben 1,15:1 tömegarányban elegyítjük egymással. 1 perc alatt homogén, átlátszó gél képződik.Solutions A and B 'are mixed with vigorous stirring at a ratio of 1.15: 1 by weight. Within 1 minute, a homogeneous, transparent gel was formed.

3. példaExample 3

A következő összetételű The following composition vizes oldatokat aqueous solutions állitjuk eló: we produce: kálium-perszulfát potassium persulfate 0,8 tömegX 0.8 wt melamin melamine 6,2 tömegX 6.2 wt nátrium-szilikát Sodium silicate 11,5 tömegX 11.5 wt víz ad water ad 100,0 tömegX 100.0 wt ,B oldat: Solution B: metakrilsav methacrylic 16,2 tömegX 16.2 wt borkősav tartaric acid 9,2 tömegX 9.2 massX metilén-bisz-akril-amid methylene-bis-acrylamide 0,46 tömegX 0.46 wt vas(U)-szulfát iron (U) sulfate 0,46 tömegX 0.46 wt víz ad water ad 100,0 tömegX 100.0 wt

Az .A' és ,B‘ oldatot erélyes keverés közben 1:1 tömegarányban elegyítjük egymással. 120 perc alatt homogén, átlátszó gél képződik.Solutions A and B are mixed with vigorous stirring in a 1: 1 weight ratio. After 120 minutes, a homogeneous, transparent gel is formed.

4. példaExample 4

A következő The following összetételű composition vizes aqueous oldatokat solutions állitjuk elő: we produce: .A’ oldat: Solution A: kálium-perszulfát potassium persulfate 1,6 1.6 tömegX weight percent melamin melamine 11,8 11.8 tömegX weight percent nátrium-szilikát Sodium silicate 20,4 20.4 tömegX weight percent víz water ad give 100,0 tömegX 100.0 wt ,B’ oldat: Solution B ': itakonsav itaconic 7,0 7.0 tömegX weight percent vas(II)-szulfát iron (II) sulfate 0,9 0.9 tömegX weight percent metilén-bisz-akril- methylene-bis-acrylic -amid -amide 0,9 0.9 tömegX weight percent citromsav citric acid 3,5 3.5 tömegX weight percent víz water ad give 100,0 100.0 tömegX weight percent

Az .A és .B oldatot erélyes keverés közben 0,9:1 tömegarányban elegyítjük egymással. 15 perc alatt homogén, átlátszó gél képződik.Solutions A and B are mixed with vigorous stirring in a ratio of 0.9: 1 by weight. Within 15 minutes, a homogeneous, transparent gel was formed.

HU 201108 ΒHU 201108 Β

5. példaExample 5

8. példaExample 8

A következő összetételű The following composition vizes oldatokat aqueous solutions A következő összetételű The following composition vizes oldatokat aqueous solutions állítjuk elő: we produce: állítjuk elő: we produce: .A' oldat: Solution A: 5 .A oldat: 5. The solution: nátrium-szilikát Sodium silicate 31,4 tömegX 31.4 wt kálium-perszulfát potassium persulfate 0,22 tömegX 0.22 wt trietanol-amin triethanolamine 0,8 tömegX 0.8 wt monometilol-karbamid monomethylolphenols urea 7,5 tómegX 7.5 pounds x viz ad viz ad 100,0 tömegX 100.0 wt nátrium-szilikát Sodium silicate 23,2 tömegX 23.2 massX ,B* oldat: Solution B *: víz ad water ad 100,0 tómegX 100.0 txX akrilsav acrylic acid 14,2 tömegX 14.2 wt 10 -B‘ oldat: Solution 10-B ': citromsav citric acid 8,6 tömegX 8.6 massX itakonsav itaconic 10,0 tómegX 10.0 wt H2O2-karbamid komplex H2O2-urea complex 3,45 tömegX 3.45 massX akrilsav acrylic acid 10,0 tómegX 10.0 wt metilén-bisz-akril-amid methylene-bis-acrylamide 0,43 tömegX 0.43 massX citromsav citric acid 10/) tómegX 10 /) tómegX viz ad viz ad 100,0 tömegX 100.0 wt triakril-triazin triacrylate triazine 0,5 tómegX 0.5 txX Az .A’ és ,B‘ oldatot Solutions A and B erélyes keverés vigorous stirring 15 aszkorbinsav 15 ascorbic acid 0,2 tömegX 0.2 massX közben 1,14:1 tömegarányban with a weight ratio of 1.14: 1 elegyítjük egy- mix one- etilén-bisz-akril-amid ethylene-bis-acrylamide 1,0 tömegX 1.0 wt mással. 18 perc alatt homogén, átlátszó gél else. Homogeneous, transparent gel within 18 minutes víz ad water ad 100,0 tömegX 100.0 wt képződik. formed. Az ,A‘ és .B’ oldatot Solutions A, and B erélyes keverés vigorous stirring közben 1,3:1 tömegarányban at a weight ratio of 1.3: 1 elegyítjük egy- mix one- 20 mással. Az elegyböl 30 perc With 20 others. The mixture is 30 minutes alatt homogén, homogeneous, 6. példa Example 6 átlátszó gél képződik. a clear gel is formed. A következő összetételű The following composition vizes oldatokat aqueous solutions állítjuk elő: we produce: 9. példa Example 9 .A oldat: The solution: 25 25 kálium-perszulfát potassium persulfate 0,47 tömegX 0.47 wt A kővetkező összetételű vizes oldatot The following composition of the aqueous solution karbamid urea 9,53 tömegX 9.53 massX állítjuk elő: we produce: kálium-szilikát potassium silicate 21,0 tömegX 21.0 wt ,A‘ oldat: Solution A: viz ad viz ad 100,0 tömegX 100.0 wt kálium-perszulfát potassium persulfate 0,8 tömegX 0.8 wt ,B’ oldat: Solution B ': 30 nátrium-szilikát 30 sodium silicate 28,2 tömegX 28.2 massX nátrium-akrilát Sodium acrylate 8,5 tömegX 8.5 wt víz ad water ad 100,0 tömegX 100.0 wt metakrilsav methacrylic 9,4 tömegX 9.4 wt ,B‘ oldat: Solution B ': aszkorbinsav ascorbic acid 12,8 tömegX 12.8 wt itakonsav itaconic 10,0 tömegX 10.0 wt metilén-bisz-akril-amid methylene-bis-acrylamide 0,85 tömegX 0.85 wt maleinsav maleic 20,0 tömegX 20.0 wt viz ad viz ad 100,0 tömegX 100.0 wt 35 borkősav 35 tartaric acid 20,0 tömegX 20.0 wt Az .A és .B‘ oldatot The solutions .A and .B ' erélyes keverés vigorous stirring metilén-bisz-akril-amid methylene-bis-acrylamide 1,0 tömegX 1.0 wt közben 0,9:1 tömegarányban while 0.9: 1 by weight elegyítjük egy- mix one- kobalt! II l-klorid cobalt! II-chloride 0,3 tömegX 0.3 wt mással. Az elegyböl 30 perc else. The mixture is 30 minutes alatt homogén, homogeneous, viz · ad viz · ad 100,0 tömegX 100.0 wt átlátszó gél képződik. a clear gel is formed. Az .A és ,B‘ oldatot Solutions A and B ' erélyes keverés vigorous stirring 40 közben 1,3:1 tömegarányban 40 at a weight ratio of 1.3: 1 elegyítjük egy- mix one- mással. Az elegyböl 15 perc else. The mixture is 15 minutes alatt homogén, homogeneous, 7. példa Example 7 átlátszó gél képződik. a clear gel is formed. A következő összetételű The following composition vizes oldatokat aqueous solutions (A) összehasonlító kísérlet Comparative experiment (A) állítjuk eló: we produce: 45 45 .A oldat: The solution: A következő összetételű The following composition vizes oldatokat aqueous solutions kálium-perszulfát potassium persulfate 1,5 tömegX 1.5 massX állítjuk elő: we produce: karbamid urea 7,3 tómegX 7.3 ttox .A oldat: The solution: nátrium-szilikát Sodium silicate 22,9 tömegX 22.9 massX kálium-perszulfát potassium persulfate 1,7 tömegX 1.7 wt víz ad water ad 100,0 tömegX 100.0 wt 50 tiokarbamid 50 thiourea 13,2 tömegX 13.2 wt ,B oldat: Solution B: viz ad viz ad 100,0 tömegX 100.0 wt akrilsav acrylic acid 10,3 tömegX 10.3 wt ,B oldat: Solution B: metakrilsav methacrylic 4,7 tömegX 4.7 wt akrilsav acrylic acid 16,2 tömegX 16.2 wt borkősav tartaric acid 9,3 tömegX 9.3 massX borkősav tartaric acid 9,2 tömegX 9.2 massX etilén-bisz-akril-amid ethylene-bis-acrylamide 0,9 tömegX 0.9 massX 55 metilén-bisz-akril-amid 55 methylene bisacrylamide 0,46 tömegX 0.46 wt kénessav sulphurous 0,09 tömegX 0.09 massX vas(II)-szulfát iron (II) sulfate 0,46 tömegX 0.46 wt víz ad water ad 100,0 tómegX 100.0 txX viz ad viz ad 100,0 tömegX 100.0 wt

Az ,A‘ és .B oldatot erélyes keverés közben 1,3:1 tömegarányban elegyítjük egymással. Az elegyböl 20 perc alatt homogén, 60 átlátszó gél képződik.Solutions A, B and B are mixed with vigorous stirring at a ratio of 1.3: 1 by weight. The mixture forms a homogeneous 60 gels within 20 minutes.

Egyik oldat sem tartalmaz alkálifém-szilikátot. Az .A és ,B‘ oldatot erélyes keverés közben 1:1 tömegarányban elegyítjük egymással. 12 perc alatt homogén, átlátszó gél képződik, amely teljes mértékben szerves anyagból áll.Neither solution contains alkali metal silicate. Solutions A and B 'are mixed with vigorous stirring in a 1: 1 weight ratio. Within 12 minutes, a homogeneous, transparent gel consisting entirely of organic material was formed.

-611-611

HU 201108 Β (B) összehasonlító kísérletHU 201108 Β (B) Comparative experiment

A következő The following összetételű vizes oldatokat aqueous solutions állítjuk elő: we produce: .A oldat: The solution: tiokarbamid thiourea 11,3 tömeg% 11.3% by weight nátrium-szilikát Sodium silicate 20,9 töraeg% 20.9 hours% viz water ad 100,0 tőmeg% gives 100.0% by weight ,B‘ oldat: Solution B ': metakrilsav methacrylic 16,2 tömeg% 16.2% by weight borkósav tartaric 9,2 tömeg% 9.2% by weight

metilén-bisz-akril-amid 0,48 tómeg% víz ad 100,0 tőmegXmethylene bisacrylamide gives 0.48% by weight of water to 100.0% by weight

Minthogy redox katalizátor-rendszer nincs jelen, vinil polimer nem képződhet. Az .A’ és .B oldatot erélyes keverés közben 1,15:1 tömegarányban elegyítjük egymással. 1 perc alatt átlátszatlan szervetlen gél képződik, ami erősen szinerizál.In the absence of a redox catalyst system, no vinyl polymer is formed. The solutions .A 'and .B are mixed with vigorous stirring at a ratio of 1.15: 1 by weight. Within 1 minute, an opaque inorganic gel is formed which strongly synergizes.

Valamennyi felsorolt példában az alkálifém-szilikát mennyiségét szárazanyagban adtuk meg; az alkálifém-szilikátot minden esetben tömény vizes nátrium- vagy kálium-vízüveg oldat (koncentrációja: 37 tömeg%, illetve 40 tömeg%) formájában használtuk fel.In each of the examples listed, the amount of alkali metal silicate in dry matter was stated; the alkali metal silicate was used in each case in the form of a concentrated aqueous solution of sodium or potassium water (37% and 40%, respectively).

A felsorolt példák és összehasonlító kísérletek szerint előállított gélek nyomószilárdságát és deformációját ismert módszerekkel mértük. Az eredményeket az I. táblázatban közöljük.Compressive strength and deformation of gels prepared according to the examples and comparative experiments listed above were measured by known methods. The results are reported in Table I below.

I. táblázatTable I

A példa száma The number of the example Nyomószi- lardság kg/m² Compressive strength kg / m ² Deformáció % Deformation% 1. First 21 21 48 48 2. Second 23 23 55 55 3. Third 15 15 60 60 4. 4th 19 19 64 64 5. 5th 17 17 51 51 6. 6th 20 20 50 50 7. 7th 22 22 48 48 8. 8th 22 22 50 50 9 (A) összehasonlító 9 Comparative (A) 30 30 45 45 kísérlet experiment 13 13 67 67 (B) összehasonlító Comparative (B) kísérlet experiment 2 2 5 5

Az I. táblázat adataiból megállapítható, hogy a találmány szerint előállított gélek jobb minőségűek az ismert módszerekkel előállítottaknál.From the data in Table I it can be concluded that the gels according to the invention are of higher quality than those obtained by known methods.

10. példaExample 10

Az 1. példában megadott összetételű .A’ és ,B‘ oldatot a következőképpen használjuk fel csatorna javításához':Solutions A, A, and B of Example 1 are used to repair a channel as follows:

A javítandó csatornaszakaszt az 1. ábra szemlélteti. A 2 és 3 akna által határolt csatornaszakaszt megfelelően kitisztítjuk, majd az aknáknál 1 záróelemekkel lezárjuk. Ezután a lezárt csatornaszakaszt a 2 aknán keresztül .A’ oldattal töltjük fel. Az .A’ oldatot 4 tartályban tároljuk. Az oldatnak a szivárgási járatokba, repedésekbe és üregekbe juttatásához szükséges nyomást úgy biztosítjuk, hogy az aknát megfelelő magasságig töltjük fel az .A' oldattal. A csatorna hibahelyeitől függően, amelyeken keresztül az .A oldat kiszivárog, körülbelül 1-2 m-es oldatszint-magasságot tartunk fenn a 2 aknában. Szükség esetén az aknában lévő oldatot utántöltjük. Megfelelő időtartam (rendszerint körülbelül 10-20 perc) elteltével a folyadék maradékát a csatornaszakaszból a 2 aknán keresztül visszaszivattyúzzuk a 4 tartályba.The channel section to be repaired is illustrated in Figure 1. The channel section delimited by shafts 2 and 3 is properly cleaned and then closed with shims 1 at the shafts. The sealed channel section is then filled with solution A 'through the shaft 2. The solution .A 'is stored in 4 containers. The pressure required to introduce the solution into the leakage passages, cracks, and cavities is achieved by filling the shaft with solution AA to a sufficient height. Depending on the channel defects through which the .A solution leaks, a solution level height of about 1-2 m is maintained in the well 2. If necessary, refill the solution in the shaft. After a suitable period of time (usually about 10-20 minutes), the remainder of the fluid is pumped back from the channel section through the shaft 2 to the container 4.

Ezután a csatornaszakaszba a 2. ábrán bemutatott módon a 6 tartályból a 2 aknán keresztül .B' oldatot juttatunk. Az oldatnak a szivárgási járatokba, repedésekbe és üregekbe juttatásához szükséges nyomást ebben az eseten is úgy biztosítjuk, hogy az aknát megfelelő magasságig töltjük fel a .B' oldattal. Szükség esetén az oldatot utántöltjük. Megfelelő időtartam elteltével (előnyösen a szivárgás megszűnésekor) a folyadék maradékát a csatornaszakaszból a 2 aknán keresztül visszaszivattyúzzuk a 6 tartályba, majd a 2áróelemeket eltávolítjuk. A javítás ezzel befejeződött.Then, as shown in Figure 2, solution B 'is discharged from the container 6 through the shaft 2. In this case, too, the pressure required to introduce the solution into the leakage passages, cracks, and cavities is provided by filling the shaft to the appropriate height with solution B '. If necessary, refill the solution. After a suitable period of time (preferably at the end of the leakage), the remainder of the liquid from the channel section is pumped back into the container 6 through the shaft 2 and the sealing elements 2 are removed. The repair is now complete.

Ha a javítás eredményességét levegő vagy víz felhasználásával végzett vízzárósági próbával kívánjuk ellenőrizni, a próbát a záróelemek eltávolítása előtt végezhetjük el. Ez a minőségellenőrző művelet azonban el is maradhat akkor, ha a ,B‘ oldatot megfelelő ideig tartjuk a 2 aknában. Amikor a 2 aknában lévő oldat szintje 15 percen belül már nem süllyed, vagy a szintváltozás már az előre megadott, elfogadható határértéken belül van, ez azt jelzi, hogy a csatorna megfelelően vízzáró.If the effectiveness of the repair is to be verified by a water or air tightness test, the test may be performed before the closures are removed. However, this quality control operation may be omitted if solution a, B 'is kept in the shaft 2 for a sufficient time. When the level of the solution in the shaft 2 does not fall within 15 minutes or the level change is within the predetermined acceptable limit, this indicates that the channel is adequately watertight.

A csatorna hibahelyein, tökéletlen illesztésein vagy repedésein kiszivárgó .A és ,B oldatból a kezelt csatorna belsejében és/vagy környezetében stabil 5 gél képződik, így nemcsak a csatorna szivárgási járatait tömhetjük el tökéletesen, hanem a csatornát körülvevő talajt is szilárddá és vízzáróvá tehetjük. Ennek megfelelően nagymértékben javulnak a csatorna ágyazási viszonyai, ami a csatornahálózatok stabilitása és élettartama szempontjából döntö jelentőségű tényező.Solution A and B leaking from channel defects, imperfect joints, or cracks will form a stable gel inside and / or around the treated channel, thereby not only completely sealing the channel passageways, but also solidifying and sealing the soil surrounding the channel. Accordingly, the channel embedding conditions are greatly improved, a crucial factor for the stability and lifetime of the channel networks.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS

1. Eljárás talajok és mérnöki létesítmények szilárdságának és vízzáróságának fokozására, amelynek során a kezelendő talajban, talajon, létesítményben vagy létesítményen alkálifém-szilikát és szerves sav reakciójával kovasavgélt, és vinil monomer, redox katalizátor-rendszer és térhálósitószer reakciójával duzzadóképes, térhálós szerves polimer hidrogélt képezünk, azzal jellemezve, hogy a kovasavgélt és a szerves polimer hidrogélt egymással párhuzamosan alakítjuk ki adott esetben a gélmátrix sajátságait módosító anyag jelenlétében, úgy, hogy a kezelendő területre egyszerre vagy egymás után, tetszőleges 'sorrendben1. A process for increasing the strength and impermeability of soils and engineering plants, comprising reacting a silica gel with a reaction of an alkali metal silicate and an organic acid in a soil, soil, facility or facility to be treated, and characterized in that the silica gel and the organic polymer hydrogel are formed in parallel, optionally in the presence of a substance modifying the properties of the gel matrix, so as to be applied simultaneously or sequentially to the area to be treated, in any order.

a) egy alkálifém-szilikátot 8-35 tömeg% mennyiségben, és oxidáló komponensként alkálifém-perszulfátból vagy hidrogén-peroxidból és redukáló komponensként vegyértékváltoztató fém alacsonyabb oxidációs állapotú ionját tartalmazó sóból, redukáló hatású szervetlen vagy szerves savból és/vagy tercier alkanol-aminból álló redox katalizátor-rendszer oxidáló vagy redukáló komponensét 0,2-2 tömeg% mennyiségben tartalmazó vizes oldatot (.A oldatot), ésa) an alkali metal silicate in an amount of from 8% to 35% by weight and a redox consisting of an alkali metal persulphate or a salt containing a lower oxidation ion of a valence metal as a reducing component, a reducing inorganic or organic acid and / or a tertiary alkanolamine; an aqueous solution (solution A) containing 0.2 to 2% by weight of the oxidizing or reducing component of the catalyst system, and

b) egy vinil monomert, éspedig 3-6 szénatomos telítetlen mono- vagy dikarbonsavat vagy vizoldható sóját és/vagy 3-6 szénatomos telítetlen mono- vagy dikarbonsav-amidot 5-40 tömeg% mennyiségben, szerves polikarbonsavat, éspedig adott esetben egy vagy több hidroxilcsoporttal szubsztituált, telített vagy telítetlen 3-10 szénatomos alifás di- vagy trikarbonsavat 3-25 tőmeg% menynyiségben, térhálósítószerként vizoldható divagy trivinil-vegyúletet 0,2-2,5 tömeg% mennyiségben, és az a) pont szerinti redox katalizátor-rendszernek az .A oldatban nem szereplő, a vinil monomerrel kompatibilis formájú komponensét 0,05-5 tömeg% mennyiségben tartalmazó vizes oldatot (,B' oldatot) viszünk fel, és a felvitt oldatokat gélesedni hagyjuk.b) a vinyl monomer selected from the group consisting of C3-C6 unsaturated mono- or dicarboxylic acid or its water-soluble salt and / or C3-C6 unsaturated mono- or dicarboxylic acid amide in an amount of 5-40% by weight with organic polycarboxylic acid; substituted, saturated or unsaturated C3-C10 aliphatic di- or tricarboxylic acids in an amount of from 3 to 25% by weight; An aqueous solution (Solution B ') containing 0.05-5% by weight of the vinyl monomer-compatible component not included in the solution is applied and the applied solutions are gelled.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gélmátríx sajátságait módosító anyagként karbamidot, tiokarbamidot, metilol-karbamidot és/vagy melamint használunk.2. A process according to claim 1 wherein the gel matrix modifier is selected from the group consisting of urea, thiourea, methylol urea, and / or melamine.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gélmátrix sajátságait módosító anyagot az .A és/vagy .B‘ oldathoz adjuk legföljebb 15 tömeg% mennyiségben.3. A process according to claim 2 wherein the gel matrix modifier is added to the solutions A and / or B 'up to 15% by weight.

4. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az .A és .B' oldatot egymáshoz viszonyítva (0,7— -1,3):1 tömegarányban használjuk fel.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the solutions .A and .B 'are used in a ratio (0.7-1.3): 1 by weight.