Prostriedok na výrobu suspenzií tesniacich hmôt

Číslo patentu: 279377

Dátum: 07.10.1998

Autor: Hermann Adalbert

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Prostriedok na výrobu suspenzií tesniacich hmôt, najmä na vyhotovenie tesniacich stien výkopov jednofázovým spôsobom, je tvorený suchou zmesou, stabilnou pri skladovaní, pozostávajúcou v podstate z bentonitu, rozomletej vysokopecnej trosky a z budiča vysokopecnej trosky, v množstve a druhu určenom na konkrétne použitia, ktorý je súčasťou celého obalu, oddelenou od vysokopecnej trosky.

Text

Pozerať všetko

SLOVENSKÁ REPUBLIKA ,(19) SK 279 377 Číslo prihlášky 2023-92 Dátum podania 29.06.92 (13) DW d°km° B Číslo prioritnej prihlášky r- 41 21 776.4 (51) 1 c 5 Dátum priority 01.07.91 C 04 B 23/03 E 02 D 19/ l 8 Krajina priority DE E 02 D 31/00 C 04 B 40/0 ÚRAD Dátum zverejnenia 13.9.95 O, C 04 B 14/10 PRIEMYSELNEHO VLASTNÍCI-VA Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 07.10.98 C 04 B 28/08 SLOVENSKEJ REPUBLIKY C 04 B 111127 Číslo PCT(73) Majiteľ patentu Dyckerhoff Aktiengesellschatł, Wíesbaden, DE(72) Pôvodca vynálezu Hermann Adalbert, Dr., Lengerich/Westfalen, DE(54) Názov vynálezu Prostriedok na výrobu suspenzií tesniacich hmôtProstriedok na výrobu suspenzií tesniacich hmôt, najmä na vyhotovenie tesniacich stien výkopov jednofázovým spôsobom, je tvorený suchou zmesou, stabilnou pri skladovaní, pozostávajúcou v podstate z bentonitu,rozomletej vysokopecnej trosky a z budiča vysokopecnej trosky, v množstve a druhu určenom na konkrétne použitie, ktorý je súčasťou celého obalu, oddelenou od vysokopecnej trosky.Vynález sa týka prostriedku na výrobu tesniacich hmôt jednofázovým spôsobom, predovšetkým na použitie V tesniacich stenách výkopov.Pri vytváraní tesniacich stien vo výkopoch, budovaných v zemi, sa do takýchto výkopov zavádza hmota,z ktorej sú tesniace steny zhotovené, pričom tieto tesniace steny, predstavujúce zvislć elementy, sú určené kzabraňovaniu rozširovania prípadných pôdnych nečistôt spodnou vodou, alebo sa používajú v stavebných jamách,alebo pri povrchovom dobývaní ako steny k zabraňovaniu veľkého míženia hladiny spodných vôd a k míženiu množstva odčerpávanej spodnej vody. Pri pokusoch,uskutočňovaných vrtnou technikou, ako napríklad odvádzacie vrstvy s dodatočným horizontálnym utesnením depozitov a starých usadenin, sú na vlastnosti jednofázových hmôt tesniacich stien kladené zvláštne požiadavky, ako napríklad malá zmena ich reologických vlastností a to podľa možností v čo najdlhšom možnom čase, vysoká medza tečenia, malá sedimentácia, nepatmá strata ñltrátovej vody a neskoršie tuhnutie, ktorého začiatok by mal nastať čo najneskôr v určitom okamihu, a obzvlášť nízky koeficient vodopriepustnosti pri nízkej pevnosti V tlaku.Zatiaľ čo pri dvojfázovom spôsobe sa v zemnom výkope pracuje najprv s čistou bentonitovou suspenziou ako nosnou kvapalinou a až v druhom kroku sa kontrakčným spôsobom zavádza do nosnej kvapaliny vlastný tesniaci materiál, napríklad betón alebo betón obsahujúci bentonit,umožňuje jednofázový spôsob použitia samotvrdnúcej bentonit-cementovej suspenzie riešenie tejto úlohy pri vertikálnych tesniacich stenách obzvlášť hospodámym spôsobom, pričom sa zaistilo, že bentonit a vysokopecná troska,tvoriaca neskôr kalcium-silíkátové hydratačné fázy, sú optimálne rovnomeme rozložené.Pri horízontálnom utesňovaní nie je možné použiťdvojfázový spôsob a to vzhľadom na problematické úplné preniknutie bentonitovej nosnej suspenzie neskôr zavádzanou tesniacou suspenziou. K jednofázovému spôsobu sú z DE-PS 36 33 736 známe predhotovené suché zmesi na báze relatívne drahých cementovo stabilných bentonitov- zmletej vysokopecné trosky (HOS) - a z mála portlandského cementu (alebo iného budiča, tvoriaceho hydroxilové ióny) - a prípadne z prísady inertných látok kzvýšeniu objemovej hmotnosti. Tieto predhotovené suché zmesi, obsahujúce výhodne portlandský cement, CaO alebo Ca(0 H)2 ako budič, tvoriaci hydroxilove ióny pre vysokopecnú trosku, sa pripravujú intenzivnym miešaním s potrebným množstvom vody a známym spôsobom sa vnášąiú do realizovaného výkopu. Tiež bolo zistené, že napríklad pri použití Na-bentonitov alebo lacnejších aktivovaných Ca-bentonitov a taktiež pri použití relatívne drahších cementovo stabilných Nabentonitov a aktivovaných Ca-bentonitov a budení cementom - nezostávajú nastavené vlastnosti suspenzie, ako je predovšetkým viskozita, strata tiltrátovej vody, tuhnutie,pevnosť a vodopríepustnosť od okamihu výroby suchej zmesi až do začiatku spotreby (rozmiešania suspenzie vodou) na rovnakej úrovni.Navyše sa dá vývoj vlastnosti suspenzií v zatvrdnutom stave, ako je rýchlosť tvrdnutia známych suspenzií, len ťažko prispôsobiť rôznym požiadavkám miest zabudovaniaÚlohou vynálezu je vytvoriť prípravok k výrobe hmoty na tesniace steny, ktorého požadované vlastnosti zostanú nezmenené nezávisle dlho až do počiatku jej použitia, a ktorý okrem iného nemusí obsahovať cementovo stabilný Na-bentonit alebo aktivovaný Ca-bentonit a ktorý umožní jednoduchým spôsobom docieliť požadované a včase sa nemeniaee vlastnosti tesniaoej steny v jej zatvrdnutom stave.Túto úlohu spĺňa prostriedok na výrobu suspenzie tesniacich hmôt, predovšetkým v tesniacich stenách výkopov zhotovených jednofázovým spôsobom podľa vynálezu,ktorého podstatou je, že prípravok je tvorený suchou zmesou, stabilnou pri skladovaní, pozostávajúcou vpodstate z bentonitu, rozomletej vysokopecnej trosky a z budiča vysokopecnej trosky, v množstve a druhu určenom pre konkrétne použitie, ktorý je súčasťou celého obalu, oddelenou od vysokopecnej trosky.Podľa výhodného zhotovenia suchá zmes obsahuje neaktivovaný bentonit. Suchá zmes však môže výhodne obsahovať aj aktivovaný Ca-bentonit.Do Ca-bentonitu sa môže už pri úprave pridávať chelátotvomé činidlo pre Call ióny a prípadne ďalšie viacmocne katíóny a/alebo zrážadlo Gaz iónov namiesto známych budiacich činidiel alebo prídavne k nim.Suchá zmes môže obsahovať samy osebe máme prísady na zlepšenie spracovateľnosti. Kzvýšeniu objemovej hmotnosti môže suchá zmes obsahovať známe inertnć prísady.Ďalej je výhodné, ak je budič vo forme prášku. Budičom môže byť cement, aspoň jeden hydroxid kovov alkalických zemín, ktorý môže mať dvoj- alebo viacmocnć ióny. Budičom môže byť výhodne Ca(OH)2.Ďalšie výhodné realizácie vynálezu sú opísané v závislých nárokoch.V rámci vynálezu sa zistila, že vopred nastavené vlastnosti známych vopred spravených suchých zmesí sa s pribúdajúcim časom a teplotou skladovania zhoršujú,rovnako aj reakčná schopnosť vysokopecnej trosky. V rámci vynálezu bol nájdený nekomplikovaný spôsob,ktorý na základe zmiešavacích pomerov časovo neobmedzene zaručuje nemeníace sa, vopred nastavené vlastnosti a tým zabraňuje zhoršeniu vlastností (toto zhoršenie vlastností bude v ďalšom označované ako nesprávne uloženie,prípadne nesprávne uskladňova ). Podľa vynálezu sa proti tomuto nesprávnemu uloženiu pôsobí tým, že suché zmesi sa vyrábajú na báze ~ bentonitu,- prípadných inertných prísad k zvýšeniu objemovej hmotnostibez budiča, pričom budič sa pridáva najskôr pri ronniešavani suspenzie z vedených látok alebo v ľubovoľnom okamihu po rozmiešaní suspenzie zuvedených látok a po napučaní bentonitu. Budič sa potom pridáva výhodne vo forme vodného roztoku, napríklad vo forme roztoku, obsa SK 279377 B 6hujúceho hydroxid alkalického kovu, predovšetkým roztoku NaOH, a obsahuje aspoň jednu ďalšiu alkalickú zlúčeninu, ktorou môže byť predovšetkým síran alkalického kovu, chlorid alkalického kovu a/alebo uhličitan alkalickćho kovu. Roztok má preto podľa výhodnej realizácie budič v tekutej forme. Obzvlášť vhodný roztok obsahuje NaOH,Na 2 SO 4. Účinok tohto roztoku je relativne nezávislý na teplote, to znamená, že pôsobí nekriticky v hmote, určenej na vytvorenie tesniacich stien v širšom teplotnom rozsahu,napriklad rozsahu od 10 do 30 °C. Pôsobenie iných roztokov môže byť závislé na teplote a to napríklad v závislosti od pomeru zmiešavania Na 0 H s inými alkalickými zlúčeninami. Pritom túto závislosť je možne jednoduchým spôsobom empiricky zistiť a prispôsobiť teplotám suspenzie.V prípade použitia alkalických budičov je možné podľa vynálezu použiť takmer každý typ bentonitu.Vývoj pevnostných vlastnosti hmoty na tesniace steny je možné jednoduchým spôsobom riadiť tým, že budič sa pridáva až v určitom časovom okamihu a/alebo sa rrmožstvo budiča prispôsobí vývoju pevnostných vlastnosti hmoty na tesniace steny.Známe je budenie vysokopecnej trosky okrem iného aj roztokom NaOH, Na 2 CO 3 alebo vodným sklom. Z doterajšieho stavu techniky nebolo možné rozpoznať a pravdepodobne ani očakávať, že uskladňovanie budičov,zvolených podľa vynálezu, pred ich použitím oddelene od ostatných, vopred rozmiešaných reakčných zložiek, ako aj použitie budičov predovšetkým vo forme roztokov a ich výhodné pridávanie do už rozmiešanej suspenzie, pozostávajúcej z bentonitu a vysokopecnej trosky, pripadne aj z prisad, zaručuje obzvlášť vhodné vlastnosti tesniacej hmoty, ktoré sú v okamihu pridávania závislé nielen od reakcie budiča s vysokopecnou troskou, lež aj od fyzikálne-chemických vlastnosti najmä vopred rozmiešanej suspenzie.Pri teplotách tvorby kalu do 20 °C sa dosiahne pridaním roztoku budiča aj po určitom, níekoľkodňovom prestoji do jeho pridania do až do toho času dobre miešateľnej suspenzie s vysokou medzou tekutosti rovnaký vývoj tuhnutia a tvrdnutia, aký sa dosiahne pridaním rovnakého roztoku bezprostredne po zarobeni kalu resp. suspenzie. Pri teplotách na približne 20 °C môže hydraulicita určitej rozomletej vysokopecnej trosky sama osebe vyvolať v suspenzii už po niekoľkých dňoch aj bez chemického budenia nekontrolovateľný začiatok tuhnutia. Aby sa tomuto zabránilo, a aby sa dosiahli rovnaké vlastnosti ako pri teplotách pod približne 20 °C, používa sa podľa zvláštnej formy realizácie vynálezu bentonit, do ktorého sa priamo pri jeho výrobe alebo jeho úprave pridalo chelátotvomé činidlo alebo zrážadlo Ca 2 iónov. Týmto spôsobom je možné začiatok tuhnutia suspenzie posunúť až do pridania budiča Je známe, že vývoj vlastnosti hmoty tesniacej steny V jej zatvrdnutom stave, predovšetkým vodopriepustnosť, je časovo závislý. Spôsobom podľa vynálezu je táto závislosť prekvapujúco priaznivo ovplyvniteľná, Podľa vynálezu sa preto vyrábajú balené alebo voľne dodávané (nebalenć) suché zmesi, skladajúce sa vždy z určitého obsahu bentonitu a vysokopecnej trosky, zložené podľa požadovaných vlastnosti hmoty tesniacej steny, ako aj pripadne zo známych prisad na zlepšenie Spracovateľnosti a pripadne aj zo známych inertných prisad na zvýšenie objemovej hmomosti a pripadne aj zo známych inertných prisad na zvýšenie objemovej hmotnosti a pri padne aj zo známych prisad na zvýšenie nepriepustnosti, akou je napríklad reaktívna kyselina kremičitá podľa napriklad DE-OS 38 O 0 776. Tieto suché zmesi môžu byť v suchom prostredi skladované neobmedzene dlho, bez toho, aby sa zmenili, resp. bez toho, aby hmota z nich vyrobená mala iné, než vopred určené vlastnosti.Pre stanovenú spotrebu sa v pripade použitia alkalických budičov vyrába suspenzia zo suchej zmesi a budiča. Výhodne sa najprv bežným spôsobom vyrobí suspenzia predmiešaním suchej zmesi pridaním daného množstva vody, napriklad dôkladným miešanim. Do tejto suspenzie sa potom bezprostredne po zmiešani alebo napučaní bentonitu pridá alkalický budič v danom množstve, takže pôsobenie budiča nastane okamžite a po určitom čase sa vyvinú požadované vlastnosti hmoty tesniacej steny. Rovnaké rrmožstvo alkalickćho budiča je možné pridať do rovnakej suspenzie primiešanlm aj v ľubovoľnom neskoršom okamihu,čím až v okamihu neskoršieho pridania začne pôsobenie budiča a vývoj požadovaných vlastností hmoty v časovom úseku rátanom od okamihu pridania.Alkalickć budiče sa primiešavajú v okamihu použitia napriklad v práškovej forme do suchej zmesi, výhodné je ale primiešame do suspenzie alebo rozrábacej vody.Oveľa výhodnejšie je však primiešanie do rozrábacej vody alebo suspenzie vo forme vodného roztoku z aspoň jedného alkalickćho budiča, pričom obzvlášť výhodným je roztok NaOH, Vhodnými sú taktiež roztoky alkalických solí, napríklad Na 2 S 04 a roztoky z dvoch alebo viacerých alkalických soli. Sroztokom zNaOH a jednej alkalickej soli, najmä Na 2 S 04, je možné obzvlášť dobre kontrolovateľne nastaviť začiatok a priebeh budenia, ako aj vývoj p 0 žadovaných vlastnosti hmoty tesniacich stien.V rámci vynálezu je možne budenie vysokopecnej trosky aj zložkami cementového slinku, hydroxidmi kovov alkalických zemin, najmä Ca(Ol-I)2. Zistilo sa, že pri použití cementovo stabilných bentonitov sa pri rozmiešavaní suspenzie až do začiatku tuhnutia postupne viditeľne zvyšuje strata tiltrátovej vody, Tomuto sa podľa vynálezu bráni tým, že najprv sa vyrobí suspenzia bez budiča a budič sa pridá najskôr až po napučani bentonitu. Ďalšou možnosťou je použitie alkalických budičov podľa vynálezu.Pridávanć množstvo budičov je závislé najmä od druhu, jemnosti a množstva vysokopecnej trosky a od druhu a množstva bentonitu, prípadne aj od dmhu a množstve iných pridávaných látok a zisťuje sa v podstate empirícky.Vynález odstraňuje uvedené nevýhody, ktoré môžu budiče spôsobiť, ked sú prítomné v suchej predmiešariej zmesi (nesprávne uloženie). Vynález je možné však použiť aj vtedy, ak sa zložky zmesi pridávajú do hmoty tesniacich stien až na stavbe a kde sa s vodou rozmiešajú na suspenziu. Použitie alkalických budičov pritom zabraňuje vyšším stratám ñltrátovej vody a umožňuje použitie takmer všetkých typov bentonitov. Pri použití budičov, obsahujúcich ióny kovov alkalických zemin, sa výhodne používa cementovo stabilný bentonit alebo bentonit, ktorý obsahuje chelátotvome činidlo pre Gaz ióny, alebo zrážadlo pre Gaz ióny. Budič sa v tomto prípade pridáva až po napučani bentonitu.Vmnohých prípadoch, najmä pri bežnej zostatkovej vlhkosti aktivovaných bentonitov, je výhodné dosiahnuť maximálne napučanie bentonitu tým, že sa k zadržiavaniu Gaz iónov a iných viacmocných katiónov, ktoré môžu do bentonitu prejsť z vysokopecnej trosky pridavne a výhodne už pri úprave bentonitu, primieša chelátotvomć činidlo preC 32 ióny a prípadne pre ďalšie viacmocné katióny a/alebo zrážadlo pre C 212 ióny.Vyzrážanie Caz iónov alkalickými soľami, ktorých anióny tvoria s Ca nerozpustné zlúčeniny, je známe z patentu DR-PS 613 037.Nasledujúce tabuľky 1 a 2 obsahujú výsledky pokusov,z ktorých vyplýva, že pridávanie budiča najskôr až po príprave suspenzie z iných zložiek hmoty tesniacej steny,prináša prekvapujúci účinok zaručenia požadovaných vlastností hmoty tesniacej steny. Tabuľkové hodnoty boli určené nasledovnePoužil sa postup miešania suspenzie podľa predpisu DIN 4127 (august 1986)- údaje v ods. 6.1.1. Použilo sa 2 litrové rniešacie zariadenie s turbomiešačkou s frekvenciou otáčania 3 000 minĺ. Čas miešania činidla 10 minút. Geometria miešacíeho zariadenia a nádoby zodpovedali DIN.Doba podľa Marsha doba výtoku z Marshovej nálevky podľa API RP 13 B (1982), ods. 2.2 až 2.4. pre výtok 1,00 dm 3.Strata filtrátovej vody pri skúške na filtračnom lise podľa(1990) ods. 6.1.). Začiatok a koniec tuhnutia podľa majiteľom patentu vyvinutej metódy vnikanie oceľovej guľky s hmotnosťou 9,7 g, prípadne penetrácia drôtom. jednoosová pevnosť v tlaku podľa DIN 18130, určená na telesách až do skúšky trvale uložených vo vode a pri teplote, zodpovedajúcej požadovanej teplote skúšky.Súčiniteľ vodopriepustnosti podľa DIN 18139 (november 1983) s modifikáciou podľa Mesecka, opisanou V Mitteilungen des Instituts ñir Grundbau und Dodenmechanik TU-Braunschweig, číslo časopisu 25 (1987),str. 109, určený vždy po trojdennom vodnom pretekaní a následnom vodnom uložení skúšobných telies.Ak sa porovná vtabuľke l hlavný stĺpec 1.1 so stĺpcom 1.02, vyplynie vplyv predskladovania (nesprávneho uloženia) nasledovne riadok a 2 okamžite tekutý 31 namiesto 38 s/la 3 zvýšená strata ñltrátovej vody 67 namiesto 40 ml a 4 zvýšený sklon k sedimentácii 1,4 namiesto 0,7 ,znížená pevnosť v tlaku po 7 dňoch 0,6 namiesto 0,7 N/mmZ po 28 dňoch 1,0 namiesto 1,1 N/mmł,zväčšená hodnota súčiniteľa priepustnosti k asi 5 x 1010 namiesto 6, resp. 2 x 104 l.Na písanie mocnín súčiniteľa priepustnosti k v tabuľkách bol kvôli zjednodušeniu písania zvolený všeobecne používaný spôsob 5 x 10-10 5 xE-10.V tabuľke 1 znamená PZ 45 F portlandský cement podľa normy DIN 1164, Pevnosti v tlakuŽe sa strata ñltrátovej vody bežných predhotovených suchých zmesí tesniacich stien až do začiatku tuhnutia aj pri správnom uložení viditeľne zhoršuje, ukazuje porovnanie riadkov a 3 s b 3 v stĺpcoch 1.01 1.02 a taktiež 1.1.Z tabuľky 2 vyplýva, že budič sa môže pridávať v ľubovoľnom okamihu v relatívne širokom časovom rozmedzí, bez toho, aby sa nastavené požadované vlastnosti zmenili. Týmto sa zabráni doposiaľ ťažkému prispôsobovaniu štandardných zmesí rôznym podmienkam miest zabudovania, vzhľadom na to, že budiče sú do nich vopred pridávame (napríklad prídavok spomaľovačov).Znížená závislosť pevnostných vlastností od teploty vyplynie porovnaním hodnôt v stĺpcoch 1.01. a 1.02 vriadkoch d 3 a d 6 shodnotami vstĺpcoch 3.01 a 3.02,resp. v stĺpcoch 2.01 a 2.02 v tabuľke l.. . upmy ulelunh mu na vlnnąonhl um mnm-J .uvmm nu nad pa výuk- .usn-J -si Výra- hiu po .mimi-na i and nn uplna ioc

MPK / Značky

MPK: C04B 40/00, E02D 19/18, C04B 28/08, E02D 31/00, C04B 14/10

Značky: hmot, tesniacich, výrobu, prostriedok, suspenzií

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-279377-prostriedok-na-vyrobu-suspenzii-tesniacich-hmot.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Prostriedok na výrobu suspenzií tesniacich hmôt</a>

Podobne patenty