HU212754B

HU212754B - Sealing mattress not permeable for water and/or oil

Info

Publication number: HU212754B
Application number: HU91189A
Authority: HU
Inventors: Georg Heerten; Karsten Johannssen; Volkard Mueller
Original assignee: Naue Fasertechnik
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1996-10-28
Also published as: FR2659345A1; FR2659345B1; US5221568A; GB9103549D0; ES2083474T3; CA2037601C; NO910861D0; ATE131890T1; EP0445788A1; HRP931116A2; CZ284507B6; SI9110374B; ZA911648B; PL170278B1; SK279787B6; IT1247134B; JP2655289B2; KR0153780B1; SI9110374A; JPH04216929A

Description

A találmány tárgya víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítő matrac, amelynek alapanyagrétege, duzzadóképes agyagból álló közbenső rétege, és fedőrétege van, ezek egymással össze vannak tűzve, és az alapanyagréteg és/vagy fedőréteg nem szövött textíliát, vagy szövött szövedéket, vagy hurkolt szövedéket, vagy műanyag fóliát tartalmaz. Az alapanyagréteg és fedőréteg legalább egyike nem szövött textília.

Mérnöki létesítmények esetében, a bentonitot, mint duzzadóképes anyagot, számos megoldásban alkalmazták vízgátként.

Ilyen, a víz szivárgásának vagy áramlásának megakadályozására szolgáló módszert és kompozíciót ismertet a 2 277 286 lsz-ú USA szabadalmi leírás, amely szerint kommersz bentonitot alkalmaznak vízszivárgások és tömítetlenségek elzárására. A megoldással különböző típusú szerkezeteket védenek szivárgás ellen, a vízáramlás útjának bentonitos vagy kolloidos agyaggal történő elzárásával, amely anyag a vízzel való érintkezés következtében duzzad és zselatinizálódik.

A porított bentonit lemezeit papírrétegek közé történő bedolgozására, és az így elkészített kötegel vízzáró rétegként való alkalmazására ismertetnek megoldásokat, a 4 048 373, a 4 139 588 és a 4 070 839 lsz-ú USA szabadalmi leírások. Az e célra kifejlesztett lemezeit anyagok redős papírlemezből készültek, amelyek csatornáit finoman szétosztott bentonittal töltötték ki. A tömítőlemez úgy fejti ki hatását, hogy a víz a fedőrétegen való áramlásakor a bentonitban abszorbeálódik, amely egyidejűleg megduzzad. A megoldás hátránya, hogy a papír a nedvesítés következtében elveszíti húzószilárdságát, amely azt idézi elő, hogy a fedő- és fenékréteg nem marad együtt tartósan.

Bentonit alkalmazásával ismerhetünk meg tömítő közeg készítést a 4 501 788 lsz-ú USA szabadalomból is. A kötegeket vízhatlan gátak képzéséhez használják. A bentonit anyag kötegelését úgy végzik, hogy először poliészter tartóréteget készítenek, pl. nem szövött porózus anyagból, amelynek gázok átszivárgását megengedő képessége van. E réteg felső felületén adhezív anyagot helyeznek el. amely célszerűen keményítőszerű ragasztóanyag. Erre kb. 2,5 cm vastagságban bentonit réteget terítenek. amelyre ismét adhézív anyag kerül, majd erre vékony vásznat, vagy finom lyukú anyagot helyeznek el.

Az így elkészített réteges anyagot préselik, majd teljes nedvesség távozásáig 150 °C hőmérsékleten szárítják.

E fenti eljárás nemcsak fáradságos, költséges és időt rabló, de nedvesedés esetén, a tartó- és borító réteg elveszítik erős kapcsolatukat egymással. Ez nagyon jelentős hátrány, mert a bentonit réteg nedves feltételek mellett megcsúszik. A csúszós hatás tovább nő nedves feltételek mellett, oldott (cseppfolyós) adhezív anyag hatására.

Az előbb említett hiányosságok elkerülésére megpróbáltak kiküszöbölni az adhezív anyag használatát, és az ehhez tartozó szárító eljárást. Ilyen megoldást ismerhetünk meg a 4 565 468 lsz-ú USA szabadalomból. E szerint úgy járnak el, hogy sík, poliészter réteget fektetnek le, amely nem szövött porózus, flexibilis polipropilén. A rétegezett anyag, oldalirányban képes a gázt szétoszlatni. E felületre bentonit réteget terítenek, majd erre csomagolópapír, vagy más biológiailag lebomló anyagot tesznek. Ezen rétegeket összevarrják úgy, hogy a varratok előnyösen keresztben nyúlnak, az anyagréteg hosszanti tengelyéhez viszonyítva úgy, hogy az alapanyagréteg és a felső anyagréteg között rombusz alakú rekeszeket képeznek. A tűzéssel megakadályozzák a bentonit elmozdulását a rétegezett anyag hengerlése, és szállítása során. Egy másik megoldásban ezt úgy érik el, hogy a csomagoló-papírt redőzik úgy, hogy a nyújtott, redőzött rekeszek tartják a bentonitot. Ezen fentiek szerint elkészített anyagot tó vagy lagúna fenekére helyezik. Víz hatására a bentonit kitágul, fedi a tűzéssel kialakított üregeket, és ezáltal vízátjárhatatlan réteget képez.

E fentiekben ismertetett megoldások hátránya, hogy bár tesznek intézkedéseket a bentonit réteg megcsúszása ellen, de tapasztalat szerint, lejtős helyen alkalmazva, vizes körülmények között, a rétegek mégis megcsúsznak. Ez annak tudható be, hogy a lemezes kötegek csupán a bentonit „csomagolás”-át szolgálják. A lemezes kötegek főleg alapanyagréteget, bentonit réteget és fedőréteget tartalmaznak. Az alapanyagréteget csak a duzzasztott, zsíros konzisztenciájú bentonit rétegen keresztül kapcsolják össze a fedőréteggel, és így ha a tömítőlemezes köteget a továbbiakban homokkal vagy földdel töltjük, majd kaviccsal vagy kővel, a töltet a közbenső, duzzasztott bentonit rétegen megcsúszik, akár sík, de még inkább a lejtős felületeken.

így általában a fenti USA szabadalomban leírt tömítőlemezes köteg - mint már jeleztük -, csak a bentonit sík formában történő csomagolására szolgál úgy, hogy a fedőréteg a szubsztrátum rétegtől, a duzzasztott bentonit rétegen elválik és folyamatos bentonit réteg keletkezik.

Mindazonáltal a valóságban ilyen bentonit réteget sokkal egyszerűbben és olcsóbban lehet in situ gyártani, a 4 344 722 lsz-ú USA szabadalmi leírás szerinti módon. Ez a szabadalom módszert és rendszert biztosít víz- átnemeresztő szubsztrátum előállítására, továbbá vízhatlan és kémiailag ellenálló terméket eredményez. A módszer szerint flexibilis, nedvességáteresztő, vékony szintetikus réteganyagot, - amely a kívánt jellemzőkkel rendelkezik - érintésbe hoznak a szubsztrátummal, vízhatlanná téve az anyagréteget, bentonit réteggel (montmorillonit agyag) borítva és a bentonit tetejére egy harmadik köteg réteget téve. A flexibilis nedvességáteresztő, vékony szintetikus anyagréteg tipikusan nem szövött lemezes köteg.

Mindegyik fentiekben leírt tömítő köteg nagy hátrányokkal rendelkezik, mert nedvesítés esetén a közbenső bentonit réteg mindhárom irányban szabadon tágulhat, amely a bentonitban csúszófelületet eredményez.

Jelentős eredményt tudhatunk be ezért, a fent említett korábbi hátrányok elkerülése érdekében, a 2 202 185 lsz-ú angol szabadalmi leírás szerinti megoldásnak. E szabadalmi leírás szerinti tömítőmatrac alapanyagréteget, duzzasztható agyagból álló közbenső réteget és egy nem szövött textíliából készült fedőréteget tartalmaz. Az alapanyagréteg és a fedőréteg egyike 2

HU 212 754 Β ha egyáltalán valamelyik szövött vagy hurkolt anyagot tartalmaz, és a három réteget tűlyukasztásos módon kötik össze. Az ilyen tömítőmatrac gyártásában elsősorban granulált vagy porított, duzzasztható agyagot alkalmaznak az alapanyagréteghez, majd a nem szövött fedőréteget, azaz a lyukasztásos szálak rétegét a granulált vagy por alakú rétegre viszik fel. Ezek a tűlyukasztásos szálak lefelé irányuló horgokkal kapcsolódnak a tű tengelyével oldalirányban szerelve, amelyeket a nem szövött rétegek gyártása során alkalmaznak. A tűkkel így kapcsolt szálak a tűlyukasztás alatt a fedőréteg felületéhez derékszögben elhajolnak. Ez megfelelő szálerősséget, hajlékonyságot, és a szálak esetében adekvát, állandó hosszúságot kíván, végtelen rostok esetében is, pl. laza hurok vagy tekercs alakjában történő elhelyezésnél úgy, hogy az ilyen hurkot a rostok szakítása nélkül, a horgokkal lefelé lehet húzni.

Mint ismeretes a tűlyukasztás műveleténél sok tűt szimultán alkalmaznak, valamint folytonos leütéseket, úgy, hogy pl. négyzetméterenként 60 öltéssűrűséget eredményez a fedőréteg oldaláról, vagy a réteg tetejéről a tartórétegbe. A tűk horgai a fedőrétegen keresztül haladó szakaszon, az egyedi szálak vagy a tartószálak teljes csoportja mentén haladnak, és részben igazodnak hozzájuk a tartóréteg egy pontján. A tűket, visszahúzásuknál leveszik, a horgokról. A tartószálak legnagyobb részt teljes hosszukban a fedőrétegben maradnak, míg ugyan azok a szálak másik részét a tartóréteg fixen visszatartja. A tűöltések sokasága következtében ilyen szálak számtalan helyen vanak szétosztva a teljes felületen. Következésképpen tehát a tartóréteg és a fedőréteg össze van kötve. Másrészt, a rétegek egy részét szálakkal húzzák be, hogy megakadályozzák a termék felületi síkjában az oldalirányú elmozdulást. Az egyes részek a tartószálak között lazán vannak beágyazva. A rétegeket ezek a tartószálak tartják össze. így tehát a három réteg összetűzése a tűs szerszámmal a fent említett angol szabadalom szerinti módon a tömítőmatrac három rétegének mechanikus koherenciáját biztosítja és ugyanakkor megakadályozza a korábban említett 4 501 788 Isz-ú USA szabadalom szerinti adhéziót. Ezenkívül, a bentonit nedvessítésével és duzzadásával, a tűzött kötés gondoskodik a duzzasztást nyomást semlegesítő nyomásról, amely a szálak és a bentonit fent leírt intenzív keverékével együttesen biztosítja a tömítőmatrac víz-impermeábilitását. A tűzés továbbá a fenti tömítőmatrac flexibilitását is oly mértékben biztosítja, hogy az a mechanikusan kötött, nem szövött textília jó rugalmas sajátosságait megközelítse.

Mint a fentiek mutatják, a 2 202 185 angol szabadalmi leírás szerinti tömítőmatrac sok tekintetben sokkal jobb mint az eddigi tömítőmatracok, minthogy jelentősen javult a nyíróerők átvitele a felső fedőrétegtől az alapanyagrétegbe.

A fentiek ismeretében találmányunk célja olyan víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac létrehozása, amely duzzasztható agyagot - előnyösen bentonitot - tartalmaz, és a tömítőmatrac úgy van megszerkesztve, hogy a közbenső réteg megcsúszását mindenképpen elkerüljük, azaz az alkalmazási helyeken, különösen lejtőkön, a kavics vagy homok terítés által okozott nyíróerőket átvigye a víz- és/vagy olaj-átnemeresztő rétegből közvetlenül az alapanyagrétegbe, és a biztonságos kötést megvalósítsa. A találmány feladata továbbá olyan víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac nyerése, amely különféle alkalmazásra, változatos vastagságban gyártható, mint például vízgáthoz, amely megakadályozza a víz szivárgását és/vagy szennyezések átmosását a tárolóból tartályokból, védőgátból, közmű és ipari szennyvízcsatornákból, vagy egyéb hasonló alkalmazásoknál. Célunk továbbá, hogy a fenti feltételek megtartása mellett, a tömítőmatrac tömegszerűen és gazdaságosan legyen előállítható.

Felismertük, hogy hosszantartó, hatékony kohéziót az alapanyagréteg és a fedőréteg között, a duzzadóképes agyagot tartalmazó közbenső rétegen keresztül a tűlyukasztásos technológiával csak úgy lehet elérni, ha az alkalmazott duzzadóképes agyag mennyisége harmonizál annak duzzadást kapacitásával. Ugyanis, nagymértékű duzzadóképesség mellett az alkalmazni szükséges mennyiség jelentősen kisebb, mert a magas duzzadást kapacitás már kis agyagmennyiségek esetében is felbontja a tűlyukasztásos szerkezetet. Másrészről viszont ha a agyagot alacsony duzzadást kapacitással használjuk, nagyobb agyagmennyiséget lehet alkalmazni. Felismertük továbbá, hogy az alkalmazott nem szövőt textília felülettömege és effektív nyílásmérete a

2. ábra szerinti összetartozó értékekkel adnak kedvező eredményt. Vizsgálataink szerint azonban itt is különbséget kell tenni az eszköz lemezoldala és a lyukasztott üreges lemezoldal között, vagyis a fedőréteg - amely rendszerint az eszköz lemezoldalán van elhelyezve, amelyet perforált lemezoldalnak is neveznek -, és az alapanyagréteg - amely rendszerint a lyukasztott üreges lemezoldalon van elhelyezve, amelyet perforált fenéklemez oldalnak is neveznek - között.

A nem szövött textília fent említett paramétereinek megválasztásával az alkalmazott por alakú duzzadóképes agyag megfelelő részecskeméretei mellett tartós tűlyukasztásos kohézió érhető el, az agyagrészek biztonságos betokosodása mellett. A szűrőtechnikából ismert ugyanis, hogy egy bizonyos részecskeméret visszatartható a relatíve vékony és könnyű anyagok révén egy alacsony effektív nyílásméret mellett. Az effektív nyílásméret növelése megengedhető, ha a nem szövött textília vastagságát és felülettömegét is növeljük egyidejűleg; ezzel hosszabb szűrési út áll rendelkezésre. A vizsálatok és tapasztalatok azt mutatják, hogy a betokosodott agyagréteggel bíró nem szövött textíliák tűlyukasztása különböző követelményeket támaszt attól függően, hogy a tűlyukasztó berendezés lehúzó lemez- vagy szúró lemez oldalán alkalmazzák.

A találmány tehát víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, - amelynek alapanyagrétege, duzzadóképes agyagból álló közbenső rétege, és fedőrétege van, ezek egymással össze vannak tűzve, és az alapanyagréteg és/vagy a fedőréteg nem szövött textíliát, vagy szövött szövedéket, vagy hurkolt szövedéket, vagy műanyag fóliát tartalmaz. Az alapanyagréteg és fedőréteg legalább egyike nem szövött textília -, oly

HU 212 754 Β módon van kialakítva, hogy a duzzadóképes agyag poralakban van, és legalább kb. 90 t%-ának részecskemérete kisebb mint 0,06 mm és legalább kb. 70 t%ának részecskemérete kisebb mint 0,002 mm; az alapanyagréteg és a fedőréteg közötti duzzadóképes agyag felületlömege és duzzadást kapacitása az 1. ábra szerinti megfelelő értékek; továbbá, hogy a nem szövött textília úgy van megválasztva, hogy effektív nyílásméretének és felülettömegének összetartozó értékei, előnyösen a 2. ábra szerinti megengedett értékek.

A találmányra jellemző lehet továbbá, hogy a duzzadóképes agyag legalább részben egy nem szövött textília rétegbe van ágyazva, és a duzzadóképes agyag vastagsága kevesebb vagy egyenlő a nem szövött textília rétegének vagy rétegei egészének vastagságával.

Jellemezheti a találmányt az is, hogy az alkalmazott duzzadóképes agyag bentonit, amelynek 30-50 t%-a legalább az alapanyag- vagy fedőréteg egyikében van elhelyezve.

Egy előnyös kialakításban a találmány szerinti vízés/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac oly módon van kialakítva, hogy az alapanyag- és fedőréteg nem szövött textília, és a nem szövött textiliák felülettömege 300 + 1000 g/m², előnyösen 300 + 600 g/m², úgy hogy vastagsága 2+8 mm, effektív nyílásmérete 0,08+ 1,5 mm, víz-permeábilitása 10^-3+10^-2 m/s 2 kN/m² terhelés mellett, és 60+ 150 mm hosszú szálakból, előnyösen fonott/sodrott szálakból áll.

Egy másik kiviteli változat szerint a víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac úgy van kialakítva, hogy az alapanyagréteg és fedőréteg egyike nem szövött textília és a másik réteg szövött vagy hurkolt szövedék, és mind alapanyagréteg mind a fedőréteg nem áztatott szintetikus gyanta szálakat vagy rostokat, vagy nem áztatott, szintetikus gyantából készített műanyag réteget tartalmaz.

A találmányt az jellemezheti továbbá, hogy az alapanyag- és fedőréteg nem szövött textília, és az alapanyag- és duzzadóképes agyag rétege között szövött vagy hurkolt szövedék vagy műanyag fólia van, és mind a textil rétegek, mind a műanyag fólia nem áztatott szintetikus műgyanta.

Jellemző lehet még, hogy az alapanyagréteg olyan nem szövött textília, amely a 2. ábrával meghatározott effektív nyílásméretének és felülettömegének összetartozó értékei a megengedett értékeken kívül van, és kiegészítésképpen, az alapanyagréteg és a duzzadóképes agyag rétege között tűlyukasztott, szalag szövet van elhelyezve, amelynek felülettömege nagyobb mint 80 g/m², és a nem szövött textília előnyösen egy 250 g/m² felülettömegű tűlyukasztott nem szövött textília.

Egy másik célszerű megoldásban a találmány szerinti víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, úgy van kialakítva, hogy az alapanyagréteg csak olyan szalagszövetet tartalmaz, amelynek felülettömege nagyobb mint 150 g/m², vagy csak egy műanyag fólia, amelynek vastagsága nem kisebb mint 200 pm (0,2 mm).

Előnyös lehet az is, hogy a nem szövött textília, a szövött vagy hurkolt szövedék és a műanyag fólia poliolefin vagy poliészter.

Egy további célszerű kialakításban a poliolefin polipropilén vagy nagysűrűségű polietilén.

A találmány szerinti tömítőmatrac alapanyagrétege, közbenső rétege, valamint fedőrétege tűlyukasztással van egymással összekötve. A sokrészes egyedi tartószál növeli a duzzasztható agyagréteget és odahorgonyozza az alapanyagréteget a fedőréteghez úgy, hogy a háromrétegű köteg eredményeként létrejött kötést egyenletesen fenntartja az agyag duzzadása, amelynek következtében a duzzadóképes agyag rétegben olyan tömítő köteget eredményez, amelyik - ha a gyártási helyen alkalmazzák, lehetővé teszi a nyíróerők az agyagréteg felé irányulni anélkül, hogy kockáztatná az agyagréteg megcsúszását.

Találmányunkat a továbbiakban kiviteli példákkal mutatjuk be, részben ábrák segítségével. A mellékelt ábrákon a találmány szerinti tömítőmatrac legfontosabb paramétereinek összefüggéseit mutatjuk be. így tehát az

1. ábra az alkalmazott duzzadóképes agyag duzzadás] kapacitását mutatja az alapanyagréteg és fedőréteg közötti duzzadóképes agyag felülettömegének függvényében; míg a

2. ábra a találmány szerinti tömítőmatrachoz felhasznált nem szövött textília paramétereinek, azaz effektív nyílásméretének és felülettömegének viszonyát mutatja.

Az 1. ábra szerint diagram a víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrachoz felhasznált duzzadóképes agyag - bentonit -, A duzzadást kapacitását mutatja az alapanyagréteg és fedőréteg közötti duzzadóképes agyag rétegének B felülettömege függvényében. A diagram vonalkázott területe mutatja e két paraméter helyes megválasztásával elérhető C megfelelő értékeket. A diagramon ugyancsak fel vannak tüntetve a D nem megfelelő értékek.

A 2. ábra a találmány szerinti tömítőmatrachoz felhasznált nem szövött textília paramétereinek, azaz D_weffektív nyílásméretének és T felülettömegének viszonyát mutatja. A nem szövött textília előnyösen úgy választható meg, ha a D_w effektív nyílásméret és a T felülettömeg összetartozó értékei a diagram vonalkázással jelölt M megengedett értékek közé esnek. Az M megengedett értékek területét a kisebb felülettömegek tartománya felől két jellegzetes érték határolja, attól függően, hogy hol kerül alkalmazásra a nem szövött textília. Az 1 határérték a lehúzó lemezzel érintkező nem szövött textília (felső perforált lemez), míg a 2 határérték a szúrólemez oldallal érintkező nem szövött textília (perforált fenéklemez) szolgál. Mindkét, 1 és 2 határérték alsó határértéket jelent.

Például a nem szövött textíliát alapanyagrétegként alkalmazva a felülettömege lehet 700 g/m², és maximális effektív nyílásmérete 0,18 mm, azaz például 0,14 vagy 0,09 mm, stb. Másrészt viszont az alapanyagréteg felülettömege legalább 600 g/m² kell legyen.

A nem szövött textíliákat fedőrétegként alkalmazva, legalább 300 g/m² felülettömegűek. Ezért az alapanyagréteg felülettömege lehet például 400 g/m², és effektív nyílásmérete maximum 0,1 mm.

HU

A nem szövött textíliák előnyösen 300 + 1000 g/m²felülettömegűek, vastagságuk 2 + 8 mm, effektív nyílásméretük 0,08 + 1,5 mm között van. Vízáteresztőképességük 2 kN/m² mellett, 10*³ és 10² között van, és általában 60 + 150 mm hosszúságú szövőszálakból készítik.

A találmány szerint készített egyik lehetséges tömítő köteg például az alábbi jellemzőkkel bír:

1. ) A bentonit-réteg rétegvastagsága

- szárazon: 2 mm

- 3 órai vízben történő tárolás után: 8 mm körül.

2. ) A bentonit köteg rétegvastagsága terhelés mellett:

Terhelés (kN/m²)	Szárazon (mm)	3 órai vízben tárolás után (mm)
2	9,9	14,9
20	8,9	13,9

3. ) Vizes, duzzasztott állapotban nagyon jó kötés van a tartó vatta-anyag és a borító vatta-anyag között.

4. ) Az alkalmazott nem szövött textília szálas anyagának szálhossza előnyösen 120 + 150 mm.

5. ) A bentonit rétegen keresztül tűlyukasztás szálerősítésű bentonit köteget eredményez, amely képes a nyíróerőket átvinni a bentonit rétegbe (a bentonit köteg tetejéről a fenekére vagy más irányban). A nyíróerőket nyírópróbákban határozzuk meg, 200 + 120 kN/m² terhelés mellett.

Mind az alapanyagréteg, mind a fedőréteg előnyösen nem szövött textíliát tartalmaz. Mindazonáltal kívánatos lehet olyan szerkezetet alkalmazni, amelyben az alapanyagréteg nem szövött textil szövedéket, és a fedőréteg szövött vagy hurkolt textil szövedéket vagy plasztik réteget tartalmaz, vagy a fedőrétegben van nem szövött textília és az alapanyagréteg tartalmaz szövött vagy hurkolt szövedéket vagy plasztik réteget.

Az alkalmazott nem szövött textília és a plasztik réteg nagy értékű szintetikus gyantát tartalmaz, különösen polietilént, polipropilént, poliésztert, poliakrilátot és/vagy poliamidot. A hulladékkezelő ágazatban történő alkalmazásra különösen előnyös a nem szövött textíliákat nagysűrűségű polietilénből (HPDE) készíteni.

Az ilyen nem szövött textíliák és plasztik rétegek ellenállnak a korróziónak, a vízben és a talajban lévő bármely anyagnak, és így különösen hosszú élettartamot biztosítanak. Rendkívül nagy továbbá a szakítószilárdságuk, és a mechanikai kopással szemben is nagy az ellenállóképességük. Nagymértékben stabilak továbbá az ultraibolya sugárzással szemben.

A találmányunk szerinti tömítőmatracokban alkalmazott nem szövött textíliák szálas, vattaszerű anyagok, és az ezen anyagokra jellemző mechanikailag megerősített szálszerkezettel rendelkeznek. Az egyesített zsugorított szálak rések labirintusával ellátott rétegszerkezetet képeznek. Ez ideálisan imitálja a talajszerkezetet. A nem szövött textiliák szerkezetét lehet durvábbra vagy finomabbra készíteni, a talaj szerkezetétől függően úgy, hogy az, az alkalmazás helyén a talajtí754 B 2 pusnak legjobban megfelelő adaptációt valósítja meg. A mechanikai megszilárdulás nagy súrlódási tényezőt biztosít a talaj, a nem szövött textília és a fedőréteg között. A tűzéssel mechanikailag kötött nem szövött textília helyett alkalmazhaunk varrással, vagy fonással, vagy kémiai kötéssel, mechanikailag szilárdított nem szövött textíliát.

A jelen találmány második kiviteli alakja szerin mind az alapanyagréteg, mind a fedőréteg nem szövött textíliát tartalmaz, mindazonáltal, hogy egy szövött textiliát és/vagy plasztik réteget és/vagy szövött merevített plasztik réteget helyeznek az alapanyagréteg és a duzzadóképes agyag rétege közé, amelyet tűlyukasztással fűznek össze.

Jelen találmány szerint lehetséges egy tömítő köteget a következők szerint is tervezni:

Az alapanyagréteg egy nem szövött textília a 2. ábra szerinti diagram M megengedett értékeken kívül, és hozzá egy osztott filmszövet (tetszés szerinti textil nyersanyag, előnyösen poliolefin), amelynek felülettömege nagyobb mint 80 g/m², tűlyukasztásos anyag az alapanyagréteg és az agyagréteg között, a nem szövött textília előnyösen egy 250 g/m² felülettömegű lyukasztásos nem szövött textília.

Másrészt az alapanyagréteg magában foglalhat egy 150g/m²-nél nagyobb felülettömegű osztott filmszövetet (tetszés szerinti texil nyersanyag, előnyösen poliolefin) vagy csak plasztik réteget, amelynek vasagsága nem kisebb mint 200 pm (0,2 mm).

A textil alapanyag, illetve az alapanyag plasztik réteg, amely a lyukasztó szövőszék áthaladásakor a lyukasztott üreges lemezen marad a továbbiakban lehet

1. ) egy tűlyukasztásos nem szövött textília a 2. ábra szerinti diagramban adott paraméterek szerint, tetszés szerinti szálas nyersanyag, előnyösen szintetikus szál;

2. ) 150 g/m² felülettömegű osztott filmszövetből készítve, tetszés szerinti nyers textil szál, előnyösen poliolefin;

3. ) legalább 200 pm (0,2 mm) vastagságú plasztik réteg, előnyösen poliolefin, különösen nagy sűrűségű polietilén (HDPE);

4. ) nem szövött textília osztott filmszövettel és/vagy plasztik réteggel, és itt a nem szövött textília felülettömege kívül lehet a 2. ábrán megadott diagramm szerint. Például 250 g/m² súlyú tűlyukasztásos nem szövött textília legalább 80 g/m² felülettömegű osztott filmszövettel;

vagy

5. ) durva és finom nem szövött textíliák tűlyukasztással összetűzve, ezek közül egyik tulajdonságai a 2. ábrában adottak szerintiek.

A közbenső duzzadóképes agyag előnyösen bentonitot tartalmaz. A bentonitok olyan anyagok, amelyek észrevehetően magas smektit (montmorillonit) tartalmúak, amely döntően meghatározza a tulajdonságokat (nagy duzzaszthatóság, jó vízabszorbeáló kapacitás, nagy plaszticitás). Annak érdekében, hogy a vízben bekövetkező, alacsony duzzadóképességű alkáliföldfém bentonitból nagy duzzaszthatóság-aktivitással ren5

HU 212 754 Β delkező bentonitot nyerjenek, a bentonit alkáliföldfém ionjait helyettesítik alkálifém ionokkal, előnyösen nátrium ionokkal. Ezért a jelen találmány szerinti alkalmazásra javasolt nátrium-bentonit erősen növekedő plaszticitást, viszkozitást, tixotrópiát és vízabszorpciót tartalmaz.

A bentonitot por alakban használjuk. Különösen ajánlott a nátriumaktivált bentonit, amely olyan részecskeméret eloszlással bír, hogy a nagy vagy predomináns részecskék 0,002 mm (2 pm) alatt vannak, úgy hogy például a részecskéknek több mint 90 t%-a 0,06 mm-nél kisebb részecskeméretű, és több mint 70 t%-a kisebb mint 0,002 mm.

Ilyen ajánlott nátriumaktivált bentonitnak (B4) például a következő részecskeméret eloszlása van, és a következő paraméterekkel rendelkezhet:

60 pm	1,5 t%
60 + 40 pm	2t%
40 + 20 pm	1,5 t%
20+ 10 pm	2 t%
10 + 2 pm	6t%
2 pm	871%
Kémiai analízis értékek (átlagérték):
SiO₂	56,01%
A1₂O₂	20,61%
Fe₂O₃	4,7 t%
TíO₂	0,3 t%
CaO	2,01%
MgO	3,4 t%
Na₂O	3,01%
K₂O	1,41%
Veszteség égetés után	8,61%
Ásványtani analízis értékei:
Montmorillonit	70 + 801%
Iliit	10+ 181%
Kvarc	3 + 5 t%
Más ásványok	3 t%
Rétegvastagság (sűrűség)	0,8 g/cm³
Szemsűrűség	2,65 g/cm³
Fajlagos térfogat zsákba csomagolva	1,20 g/m³
A duzzadóképes agyag réteg lényegében egyforma

A különleges alkalmazástól függően a fenti agyagréteg vastagsága 0,5 + 10 mm között van. Mindazonáltal ez lehet kisebb vagy nagyobb, amely az alkalmazott agyagtól függ, vagy attól, hogy milyen célra fogják használni a tömítőmatracot. Ebben az összefüggésben rámutatunk arra, hogy duzzadásnál a preferált bentonit térfogata 10 + 20-szorosra nő.

A duzzadóképes agyagot legalább részben a nem szövött textíliába ágyazzuk. A duzzadóképes agyag vastagsága kisebb vagy lényegében egyenlő a nem szövött textília rétegének vagy rétegeinek vastagságával. Előnyösen az alkalmazott agyag 30 + 50 t%-át az alapanyagrétegbe és/vagy a fedőrétegbe helyezik. A találmány szerinti további előnyös kiviteli alak továbbá egy olyan tömítő köteg, amelyben

1. ) az alapanyagréteg és a fedőréteg nem szövött textíliát tartalmaz,

2. ) a nem szövött textília felülettömege 300 vagy 600, olykor 1000 g/m², vastagsága 2 + 8 mm, effektív nyílásmérete 0,08 +

1,5 mm, vízpermeábilitása 2 kN/m² terhelésnél 10^-3 + 10~²m/s, és 60 + 150 mm hosszúságúra vágott szálakból készül,

3. ) a nem szövött textília szálak nagysűrűségű polietilént, polipropilént, vagy poliésztert tartalmaznak,

4. ) a duzzadóképes agyag egy porított, nátriumaktivált bentonit, és olyan részecskeméret eloszlása van, hogy a nagy- vagy predomináns részecskeméretek 0,002 mm ( 2 pm) alatt vannak.

5. ) az egyenletes bentonit réteg vastagsága 0,5 + 10 mm között van.

6. ) Az alkalmazott bentonit 30 + 50 t%-a legalább egy alapanyagrétegben vagy fedőrétegben van elhelyezve.

Mint már említettük, az alapanyagréteg két egymással összetűzött, nem szövött textíliát tartalmaz, amelyből egyik nem szövött anyag finom pólusokkal rendelkezik, a 2. ábrán illusztrált diagram szerint, és a nem szövött anyag - amely bentonit réteggel társult -, durva pólusú. Ebben az esetben a durva pólusú nem szövött textília (felső határként D_w - 1,5 mm) 100 t% bentonittal letölthető.

A találmány szerinti tömítő köteg gyártását úgy valósítják meg, hogy először a közbenső száraz, duzzadóképes agyagot az alapanyagrétegbe helyezzük, és erre illesztjük a fedőréteget, majd ezután a három réteget tűs szövőeszközzel összetűzzük.

Éne a célra a bentonitot szállítótartályból, bentonit közbenső rétegként az alapanyagrétegbe adagoljuk (előnyösen egy nem szövött textíliába). Ezután a fedőréteget (egy nem szövött textília) hasonló módon a bentonit közbenső rétegre helyezik. Az így nyert három rétegből összeállított szerkezetet tűző-szövő eszközön vezetjük át, amelyben a három réteget ismert módon összetűzzük. A bentonit vastagságától függően a tűzött rétegszerkezetet, amely a víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatracot reprezentálja, feltekerjük, vagy az alkalmazási célnak megfelelő méretű lapokra szabjuk.

A tűzési kezelés összefüggő szál-kötést eredményez az alapanyag- és a fedőréteg között.

Az alapanyag- és fedőréteg ily módon tűzéssel vannak egymással összekötve úgy, hogy az elmozdulás, azaz a nyíróerő, például lejtőkön átvihető a fedőrétegből az összekötő szál útján az alapanyagrétegbe. A bentonit rétegen egészen keresztül nyúló összekötő szál nélkül, - különösen duzzasztott körülmények között a lejtőkön csúszópálya képződik. Az agyag duzzadása után a tömítőközeg vastagságának növekedése következtében, az alapanyagréteg és a fedőréteg közötti kohézió a tűzés által sértetlen maradhat, amelynek célja, hogy garantáljuk a nyíróerők átvitelét. Az eredmény, a szálerősítésű bentonit réteg. A fenti erősítésen kívül a bentonit a nem szövött textília szálszövedékébe van beágyazva.

A találmány szerinti víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatracot különösen az építőmérnöki területeken, a szennyvíz, vagy egyéb ipari szennyezőanyagok tárolásánál használhatjuk.

HU 212 754 Β

Amint az a fentiekből látható, találmányunk egy speciális duzzadóképes agyag - bentonit - valamint nem szövött textília különféle együttesére épül, a nyíróerő maximális átvitele céljából a fedőrétegből az alapanyagrétegbe, mint tartórétegbe. A találmány szerinti tömítőmatrac szálerősítésű ásványi tömítés, amely lehetővé teszi a nyíróerők átvitelét anélkül, hogy a duzzadóképes agyag saját maga csúszó síkká válna.

Találmányunkat a továbbiakban példák segítségével is szemléltetjük, anélkül, hogy csak ezekre korlátoznánk.

7. példa ,A” típusú tömítőmatrac, különféle csatornák, tartályok vagy gátak tömítésére kőhányás borítással. Az „A” típusú tömítőmatrac nehéz geotextil hordozóanyagot tartalmaz, amelyet a Bundesanstalt für Wasserbau specifikációi szerint állítottunk elő, „4” típusú talajhoz alkalmazott geotextil szűrőként. Ezen „A” típus közvetlenül, nehéz kövekkel borítható.

A következő nyersanyagokat alkalmaztuk: Alapanyagréteg: kettős rétegezésű nem szövött textília, 800 g/m² felülettömegű, PES/PP szálakból;

Fedőréteg: egyszeresen rétegezett nem szövött textília, 300 g/m² felülettömegű PES szálakból;

Közbenső réteg: Bentonit (B4) 3000 g/m²

Az ,Λ” típusú tömítőmatrac sajátosságai a következők:

Felülettömeg (g/m²) kb. 4100

Maximális húzószilárdság (N/10 cm):

-longitudinális 1600

- transzverzális 2500

Törési nyúlás (%):

- longitudinális 60

- transzverzális 50

Vastagság (mm) 10 k_v (permeábilitás) érték (m/s): kb. 1,0 x 10“‘°

A B4 bentonit a specifikációban, mint „preferált nátriumaktivált” bentonit szerepel.

2. példa „B” típusú tömítőmatrac, mesterséges tavak, nyílt árkok vagy csatornák, tárolómedencék számára, kavics terheléssel, vagy homokfedéssel. A „B” típusú tömítés könnyű hordozóanyaggal van ellátva. A fedés csak finom szemcsés talajt tartalmaz, úgymint homok, és kavics vagy zúzott kő.

A következő anyagokat használjuk fel: Alapanyagréteg: egyszeresen rétegezett, nem szövött textília, 400 g/m² felülettömegű, PP szálak;

Fedőréteg: egyszeresen rétegezett nem szövött textília, 300 g/m², felülettömegű PP szálak;

Közbenső réteg: Bentonit (B4) 3000 g/m²

A „B” típusú tömítőmatrac sajátosságai a következők: Felülettömeg (g/m²) kb. 3700

Maximális húzószilárdság (N/10 cm):

-longitudinális 1400

- transzverzális 2400

Törési nyúlás (%):

- longitudinális 60

- transzverzális 50

Vastagság (mm) 7,5

Ις, (permeábilitás) érték (m/s): kb. 1,0 x 10“'°

3. példa

Ebben a példában „C” típusú tömítőmatracot mutatunk be, például szintetikus membránok védelmére, durva levezető anyag (16/32 mm kavics) ellenében szeméttárolókban. A „C” típusú tömítő köteghez a nagy kémiai ellenállású, nagy sűrűségű polietilént (PEHD) alkalmazzuk, ezért alkalmas nagy agresszivitású környezetben is. Terveztünk védőrétegként alkalmazni szintetikus burkolathoz úgynevezett áthatolhatatlan bentonit köteget, amelynek permeábilitása k_v kb.

10^-,° m/s, és így át nem eresztő vízgátat képez, csökkentve a szivárgás lehetőségét, és védve a membránt a bevont leürítő réteggel történő közvetlen érintkezéssel szemben.

A következő anyagokat használjuk fel: Alapanyagréteg: egyszeresen rétegezett, nem szövött textília, 800 g/m² felülettömegű, PEHD szálak;

Fedőréteg: egyszeresen rétegezett, nem szövött textília, 400 g/m² felülettömegű, PES szálak;

Közbenső réteg: Bentonit (B4) 3000 g/m²

A „C” típusú tömítőmatrac sajátosságai a következők:

Felülettömeg (g/m²) kb. 4200

Maximális húzószilárdság (N/10 cm): -longitudinális 1200

- transz verzál i s 1800

Törési nyúlás (%):

-longitudinális 140

-transzverzális 100

Vastagság (mm) 9 k_v (permeábilitás) érték (m/s): kb. 1,0 x 10“’°

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Víz- és/vagy olaj- átnemeresztő tömítőmatrac, amelynek alapanyagrétege, duzzadóképes anyagból álló közbenső rétege, és fedőrétege van, ezek egymással össze vannak tűzve, és az alapanyagréteg és/vagy a fedőréteg egyike nem szövött textíliát, míg a másik réteg szövött szövedéket, vagy hurkolt szövedéket, vagy műanyag fóliát tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a duzzadóképes agyag poralakban van, és legalább 90 t%-ának részecskemérete kisebb mint 0,06 mm és legalább 70 t%-ának részecskemérete kisebb mint 0,002 mm; az alapanyagréteg és a fedőréteg közötti duzzadóképes agyag felülettömege (B) és duzzadást kapacitása (A) az 1. ábra szerinti megfelelő értékek (C); továbbá, hogy a nem szövött textília úgy van megválasztva,

HU 212 754 Β hogy effektív nyflásméretének (D_w) és felülettömegének (T) összetartozó értékei előnyösen a 2. ábra szerinti megengedett értékek (M).
2. Az 1. igénypont szerinti víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, azzal jellemezve, hogy a duzzadóképes agyag legalább részben egy nem szövött textília rétegbe ágyazva, és a duzzadóképes agyag vastagsága kevesebb vagy egyenlő a nem szövött textília rétegének vagy rétegei egészének vastagságával.

2. A 2. igénypont szerinti víz- és/vagy olaj-átnemeresztő részecskeméret, azzal jellemezve, hogy az alkalmazott duzzadóképes agyag bentonit, amelynek 3050 t%-a legalább az alapanyag- vagy fedőréteg egyikében van elhelyezve.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti vízés/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, azzal jellemezve, hogy az alapanyag- és fedőréteg nem szövött textíliákat tartalmaz, és a nem szövött textíliák felülettömege (T) 300 + 1000 g/m², előnyösen 300+ 600 g/m². úgy hogy vastagsága 2 + 8 mm, effektív nyílásmérete (D_w) 0,08 + 1,5 mm, víz-permeábilitása 10'³ + 10'² m/s, 2 kN/m² terhelés mellett, és 60 + 150 mm hosszú szálakból, előnyösen fonott/sodrott szálakból áll.
5. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti vízés/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, azzal jellemezve, hogy az alapanyagréteg és fedőréteg egyike nem szövött textília és a másik réteg szövött vagy hurkolt szövedék, és mind az alapanyagréteg mind a fedőréteg nem áztatott szintetikus gyanta szálakat vagy rostokat, vagy nem áztatott, szintetikus gyantából készített műanyag réteget tartalmaz.
6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti vízés/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, azzal jellemezve, hogy az alapanyag- és fedőréteg nem szövött textília, és az alapanyag- és duzzadóképes agyag rétege között szövött vagy hurkolt szövedék vagy műanyag fólia van, és mind a textil rétegek, mind a műanyag fólia nem áztatott szintetikus műgyanta.
7. A 6. igénypont szerinti víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, azzal jellemezve, hogy az alapanyagréteg olyan nem szövött textília, amely a 2. ábrával meghatározott effektív nyílásméretének (D_w) és felülettömegének (T) összetartozó értékei a megengedett értékeken (M) kívül van, és kiegészítésképpen, az alapanyagréteg és a duzzadóképes agyag rétege között tűlyukasztott, szalag szövet van elhelyezve, amelynek felülettömege nagyobb mint 80 g/m², és a nem szövött textília előnyösen egy 250 g/m² felülettömegű tűlyukasztott nem szövött textília.
8. Az 5. igénypont szerinti víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, azzal jellemezve, hogy az alapanyagréteg csak olyan szalagszövetet tartalmaz, amelynek felülettömege nagyobb mint 150 g/m², vagy csak egy műanyag fólia, amelynek vastagsága nem kisebb mint 200 pm (0,2 mm).
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti vízés/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, azzal jellemezve, hogy a nem szövött textília, a szövött vagy hurkolt szövedék és a műanyag fólia poliolefin vagy poliészter.
10. A 9. igénypont szerinti víz- és/vagy olaj-átnemeresztő tömítőmatrac, azzal jellemezve, hogy a poliolefin polipropilén vagy nagysűrűségű polietilén.