DK164957B - Vanduigennemtraengelig taetningsmaatte bestaaende i det vaesentlige af et baerelag, et mellemlag af en kvaeldningsdygtig lerart og et daeklag samt en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan taetningsmaatte - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angår en fortrinsvis til vand- og depotbygning egnet vandu i gennemtrængelig tætningsmåtte, der i det væsentlige består af et bærelag, et mellemlag af en kvæld-ningsdygtig lerart og et dæklag, tilligemed en fremgangsmåde 5 til dens fremstilling.

Sådanne tætningsmåtter kendes fra EP-patentskrift nr.

0.059.625 ifølge hvilket et fleksibelt bærelag bærer et bentonit-mellemlag, hvorpå der igen kan befinde sig et dæklag. 10 Alle tre lag, dvs. bærelaget, der kan være et uvævet stof, bentonit-mellemlaget og dæklaget, der kan være en ikke nærmere defineret måtte, er indbyrdes forbundet ved hjælp af et klæbemiddel. Et sådant produkt er ikke blot ufordelagtig at fremstille på grund af benyttelsen af et klæbemiddel, men også 15 ved at såvel bærelaget som også dæklaget kun er indbyrdes forbundet via bentonit-mellemi åget. Herudover skal det bemærkes, at der ved hjælp af sammenklæbningen ikke opnås nogen fast forbindelse mellem bærelag og dæklag. Dette giver uheldige virkninger ved anvendelse til det påtænkte formål, idet bento-20 nitlaget, når det kommer i kontakt med vand, frit udvider sig kraftigt i alle retninger, og der derved dannes et bentonit-lag, der virker som en glidefilm mellem bærelaget og dæklaget. Dette er især en ulempe, når tætningsmåtterne anbringes på skråninger.

25

Samme problem er forbundet med en tætningsmåtte ifølge US-A-4.565.468, der består af et bærelag af uvævet materiale, et bentonit-mellemlag og et dæklag, og hvor dæklaget er sammensyet med bærelaget. Endvidere består dæklaget af et mate-30 riale, som går i stykker langs sammensyningerne, når bento-nitten kvælder ved kontakt med vand, således at bentonitten uhindret kan kvælde i alle retninger og danne et sammenhængende bentonitlag. Endvidere er dæk1 åget fortrinsvis af et bionedbrydeligt materiale. I princippet tjener denne tætnings-35 måtte således alene til at emballere bentonitten i pladeform og dette på en sådan måde, at dæklaget løsgøres fra bentonitten og der dannes et sammenhængende bentonitlag, når dette kvælder ved kontakt med vand.

2

DK 164957 B

I praksis kan en sådan tætningsmåtte imidlertid fremstilles enklere og billigere på stedet ved en fremgangsmåde, som fremgår af US-A-4.344.722. Herved udlægges først på det område der skal tætnes et lag uvævet materiale, hvorpå der anbringes 5 et lag pulverformet bentonit, som derefter dækkes med yderligere et lag uvævet materiale. Disse tre lag ligger udelukkende oven på hinanden og er ikke indbyrdes forbundet ved hverken limning, nåling eller på anden måde, således at denne konstruktion efter kvældningen af bentonitten har de samme ulem-10 per som de to måtter beskrevet tidligere.

Det er den foreliggende opfindelses formål at anvise en vanduigennemtrængelig tætningsmåtte af den indledningsvist nævnte art, ved hvilken bærelaget og dæklaget både under og efter 15 kvældningen af den kvældningsdygtige lerart forbi iver ‘ fast forbundet, for derved at opbygge et kvældningsmodtryk, som giver en tættere pakning af de kvældede lerartsdele, og ved hvilken overførslen af forskydningskræfter fra dæklaget til bærelaget ikke er begrænset til den kvældede lerarts meget 20 lave friktion.

Dette formål er ifølge den foreliggende opfindelse opnået ved, at (a) bære- og/eller dæklaget består af et uvævet stof og det i givet fald ikke af et uvævet stof bestående lag består af et 25 væv eller et tøj og (b) alle tre lag er nålet sammen.

Fortrinsvis består såvel bærelaget som også dæklaget af et uvævet stof. Men man kan også ønske sig en sådan opbygning, ved hvilken bærelaget består af et uvævet stof og dæklaget af 30 et væv eller et tøj eller, hvor dæklaget består af et uvævet stof og bærelaget af et væv eller et tøj.

Ved den fortrinsvis kontinuerligt arbejdende fremgangsmåde ifølge opfindelsen går man frem på den måde, at man på bære-35 laget først påfører mellemlaget af den tørre, kvældningsdygtige lerart og derpå påfører dæklaget og til sidst nåler alle tre lag sammen i en nålestol. De ifølge opfindelsen benyttede 3 ur ib^yo/d uvævede stoffer består fortrinsvis af kvalitets-plastfibre, især af polyethylen-, polypropylen-, polyester-, polyacryl-og/eller polyamidfibre. Særlig foretrukket i forbindelse med opbygning af depoter er uvævede stoffer af polyethylen med 5 stor massefylde (HDPE).

Sådanne uvævede stoffer er absolut rådnefaste (modstandsdygtige mod alle i vand og i jord forekommende substanser) og sikrer således på påviselig måde en ekstrem lang levetid. De-10 res særdeles store rivestyrke bevirker en udstrakt ufølsomhed over for mekaniske påvirkninger. De er i meget høj grad UV-stabile og har en stor specifik vægtfylde (hvilket er meget fordelagtigt ved undervandsbygning).

15 I opbygningen drejer det sig ved de ifølge opfindelsen benyttede uvævede stoffer fortrinsvis om uvævede spindfibrestoffer, der er stabiliseret ad mekanisk vej. De er opbygget således, at de under krusning sammenføjede fibre danner en flad konstruktion med utallig 1abyrintagtige gange. Herved kopieres 20 jordstrukturen på ideel måde. De uvævede stoffers bøjelighed kan alt efter jordbeskaffenheden justeres grovere eller finere, således at der sikres en optimal tilpasning til den pågældende jordart. Den mekanisk frembragte faste form sikrer en stor friktionsværdi mellem den pågældende jordbund og det uvæ-25 vede stof tilligemed afdækningen. I stedet for uvævede stoffer, der er stabiliseret eller gjort mekanisk faste ved nå-ling, kan man også benytte sådanne uvævede stoffer, der er stabiliseret ved syningsteknik eller ved sammenhvirvling eller er stabiliseret ad kemisk vej.

30

Til de ifølge opfindelsen benyttede uvævede stoffer hører f.eks. sådanne, der fremgår af de efterfølgende tabeller 1 og 2.

35 4

DK 164957 B

Tabel 1

Type D 455 R D 615 R D 815 R

Fiberråstof 100¾ HDPE 100% HDPE 100% HOPE

5____

Fladevægt (g/m2) 450 600 800

Tykkelse (mm) ved 2 kN/m2 4,3 4,4 4,7 10----

Største trækkraft DIN 53857 (stri mmeltrækforsøg) (længde/bredde) (daN/10 cm) 54/66 80/102 84/120 15

Største trækkraftstrækning DIN 53857 (længde/bredde) (%) 230/193 247/198 300/200

Deformering ved stempel gennemtryk-20 ningskraft DIN 54307 (%) 123 116 110 Åbningsbredde (mm) 0,13 0,09 0,08 25 Vandporøsitet (m/s) ved 2 kN/m2 „ . . „.„.„o uden jordkontakt 7,7‘10“2 4,6‘10“3 4,5

Keglefaldforsøg (Gennemstødni ngs-prøvni ng) 30 huldiameter (mm) 15 9 8

Standardbredde (m)/ længde (m) 4,40/100 4,40/50 4,40/50 35

Tabel 2 5

DK 164957B

Mellemlag-uvævet forbandt stof

Filterlag Dræningslag uvævet stofaf PES- mekanisk eller kemisk 5 spindefibre, der er bundet uvævet stof af stabilisereret ad PP-grovfibre mekanisk vej

Fladevægt g/m2 250 1000 750 10---

Tykkelse (DIN 53855) påført belastning 2 kN/M2 mm 3,0 14 11,0 15 Største trækkraft DIN 53857 kN/m 7

Strækning ved største trækkraft % 45 20 0,09 1,34

Effektiv åbningsvidde mm svarer til porevidden svarer til porefor middelsand vidden for middel- (d50“0»4 mm) grus (dso~6 mm) 25_____

Vandporøsitet 1,8'10"2 ved 2 kN/m2 til 1,8’10~3 ved (k-værdi) 200 kN/m2. Påført belastning (k-værdier lodret kN/m bestemmer tilstrømningen til drænlaget; svarer ca. til værdierne for grovsand) 30

Vandgennem- Målebilag til rådighed ved anmodning trængel ighed i planet (drænvi rkni ng)

Mellemlaget af kvældningsdygtig lerart består fortrinsvis af 3 5 bentonitter. Benton i tterne er lerarter med mærkbart til stort indhold af Smectit (Montmorillonit), der på målsættende måde bestemmer egenskaberne (stor kvældningsevne, god vandbindings- 6

DK 164957 B

evne, stor plasticitet). For af en i vand kun lidt kvældedyg-tig jordalkalibentonit at få en meget kvældningsdygtig aktiv-bentonit, erstattes bentonitternes jordalkali ioner af alkaliioner, fortrinsvis natriumioner. Som "meget kvældningsdyg-5 tig" aktiv bentonit foretrækkes derfor ifølge opfindelsen na-triumbentonit med sin kraftigt forøgede plasticitet, viskositet, thixotropi og vandoptagelsesevne.

Bentonitterne kan i mellemlaget foreligge som pulver og/eller 10 granulat. Ved anvendelse af granulat kan granulatpartiklerne have en kornstørrelse større end 2,5 mm. Men de kan selvfølgelig også være mindre.

Desuden kan man opnå en reduktion af vandporøsiteten for tæt-15 ningsmåtterne ifølge opfindelsen ved, at man ved fremstillin gen først på bærelaget påfører en melet bentonit og i givet fald ryster den ind og så først påfører det kornede bentonit-granulat. I stedet for indrystningen af den melede bentonit i bærelaget kan man også gå frem på den måde, at man først im-20 prægnerer bærelaget med en vandig bentonitsuspension eller på- valser en vandig bentonitpasta og først så, i givet fald efter forudgående tørring, påfører det kornede bentonitgranulat. Om ønsket kan man ligeledes på den oven for angivne måde som for bærelaget behandle dæklaget før dets påføring. Til mange 25 brugsformål kan man oven i købet benytte det på denne måde forbehandlede bære-eller dæklag alene som tætningsmåtte.

Bentonit-mellemlagets tykkelse andrager afhængig af brugsformålet fortrinsvis 0,5 til 10,0 mm. Den kan imidlertid også 30 være mindre eller større, hvilket f.eks. også afhænger af, om bære- og/eller dæklaget som anført ovenfor er blevet forbehandlet med bentonit bestående af de fineste partikler, eller i kke.

35 Ved de tre lags sammennåling i nålestolen opnår man den øn skede faste mekaniske sammenhæng mellem de tre lag af tætningsmåtten ifølge opfindelsen samtidig med, at man udelader

DK 164957B

7 det ifølge teknikkens stade benyttede klæbemiddel. Samtidigt fremkommer derved yderligere væsentlige fordele. Selv når bære- og/eller dæklaget ikke er forbehandlet på den ovenfor beskrevne måde opnår man ved sammennål i ngen ved den mod ben-5 tonitmel 1emlåget vendende indre overflade og de derunder beliggende zoner af det uvævede stof en intensiv sammenblanding af fibre og bentonit. Desuden opnår man ved den faste nåli ngsforbi nde 1 se ved bentonittens opkvældning ved befugtning et kvældningsmodtryk, der i forbindelse med den oven for be-10 skrevne intensive sammenblanding af fibre og bentonit garanterer vanduigennemtrængeligheden for tætningsmåtterne ifølge opfindelsen. Ved sammennål i ngen sikres endvidere tætningsmåtternes fleksibilitet, der med hensyn til deres fleksibilitet kommer tæt ved de gode deformer ingsegenskaber for de uvævede 15 stoffer, der er stabiliseret ad mekanisk vej.

De vanduigennemtrængelige tætningsmåtter ifølge opfindelsen benyttes især i vand- og væskebeholderbygning.

20 Den foreliggende opfindelse forklares yderligere under henvisning til fig. 1 og 2 uden at man dog begrænser sig til di sse.

På tegningen viser 25 fig. 1 i tværsnit en del af tætningsmåtten ifølge opfindelsen, og f i g. 2 i skematisk gengivelse i længdesnit den kontinuerlige 30 fremstilling af den vanduigennemtrængelige tætningsmåtte ifølge opfindelsen.

Fra en lagersilo 6 påføres bentonit som bentonitmellemlag 3 på det fra en ikke vist lagerrulle afviklede bærelag 2 (uvævet 35 stof). I tilslutning hertil påføres det fra en ikke vist lagerrulle afviklede dæklag 4 (også uvævet stof) på bentonitmel-lemlaget 3. Den således opnåede og af tre lag bestående flade 8

DK 164957 B

konstruktion føres gennem en nålestol 7, hvor alle tre lag på sædvanlig måde nåles sammen. Afhængig af bentonitmellemlaget 3's tykkelse opvikles den nålede flade konstruktion, der udgør den vanduigennemtrængelige tætningsmåtte, på en valse el-5 ler i givet fald afskåret til den ønskede længde.

Efter at de således fremstillede tætningsmåtter er udlagt hen over store flader på brugsstedet, kan tætningsmåtterne svejses eller sys sammen indbyrdes langs de rande, hvormed de støder 10 til hinanden, hvorved det også ved stødkanterne er sikret, at bentonitmellemlaget 3 ved opkvældningen ved stødkanterne forbindes til et sammenhængende vanduigennemtrængeligt mellemlag.

En vandtæt overlapning opnår man også ved, at man mellem de indbyrdes overlappende områder indfører en bentonitpølse og så 15 presser disse områder sammen.

Eksempel 1

Til fremstilling af en tætningsmåtte til vandbygning benytter 20 man som bærelag 2 et uvævet stof 1004 R og et dæklag 4 af et uvævet stof 201-3 med efterfølgende karakteristika.

25 30 35

DK 164957B

9

Type 1004 R 201-3

Fiberråstof ppg/pp pES

5 Fladevægt (g/m2) 814 225

Tykkelse (mm) 2 kN/m2 6,6 2,8

Største trækkraft DIN 53857 (Strimmeltrækforsøg) (længde/bredde) (daN/10 cm) 149/341 95/140

Største kraftstrækning DIN 53857 (længde/bredde) (%) 111/49 65/50 15

Deformering ved stempel gennemtrykkraft DIN 54307 (%)

Abningsvidde (mm) 0,08 0,09 20---

Vandporøsitet (m/s) ved 2 kN/m2 . c uden jordkontakt 4,9-10-3 6,0-10-b

KeglefaIdforsøg 25 (gennemstødni ngsafprøvning) huldiameter (mm) - 16

Standardbredde (m)/1ængde (m) 4,80x100 4,75x100 __I_ 30 Det uvævede stof 1004 R er en i mange år benyttet og gennemprøvet vandbygningsmåtte. Produktionsbredden andrager almindeligvis 4,80 m. Det udgør et forbandtstof af to uvævede stoflag, nemlig af et filterlag af polyester (PES; ca. 70% andel i totalvægten) og et grovfiberlag af polypropylenfibre (ca. 30% 35 andel i totalvægten). Fibrene er ved nåling fastgjort rent mekanisk. Dette som bærelag 2 tjenende tolags-forbandtstof (uvævet stof) har en lagtykkelse på større end 6,0 mm.

10

DK 164957 B

Det uvavede stof 201-3 er et enlags uvævet stof af 100% polyesterfibre. Som det fremgår af ovenstående tabel andrager fladevægten ca. 225 g/m2 og lagtykkelsen ca. 2,8 mm. Produktionsbredden andrager almindeligvis ligeledes 4,80 m.

5

Bentonit-mel1emlåget 4 består af en aktiveret natrium-bento-nit, der er påført i en mængde på ca. 2500 g/m2, hvilket svarer til en lagtykkelse på ca. 1 til 2 mm.

10 Til fremstillingen går man frem som følger:

En rulle uvævet stof 1004 R rulles via en vikleblok af og tilføres som bærelag 2 en nålestol 7. Under afrulningen påføres en afvejet mængde tør bentonit med en kornstørrelse på nogle 15 få mm på bærelaget 2. Samtidig tilføres fra en rulle uvævet stof 201-3 via en yderligere vikleblok som dæklag 4 til bento-nitmellemlaget 3. Disse tre lag gennemløber så nålestolen 7 og forbindes der mekanisk fast indbyrdes.

20 Nålestolen 7 har et eller flere nålebrædder. Hvert nålebrædt er udstyret med tusinder af nåle. Nålebrædderne føres meget hurtigt op og ned (indtil ca. 1000 slag pr. minut). De med indkærvninger udstyrede nåle gennemstikker de uvævede stoflag 2,4 og bentonitmel lemlaget 3, hvorunder indkærvningerne sørger 25 for, at de enkelte fibre indbyrdes slynges sammen, således at der dannes et fast forbandt. Da nålingen ikke er vibrationsfri, trænger en del af den påførte bentonit ind i de uvævede stoflags fibre, især i porerne af bærelaget 2's grovfiberlag, der vender mod bentonit-mellemlaget 3.

30

Den tætningsmåtte, der er opnået efter, at materialet forlader nålestolen, rulles igen på en valse og transporteres til brugsstedet, hvor den efter udlægning og befugtning opfylder funktionen som vanduigennemtrængelig tætningsmåtte.

35

Claims (10)

1. Vanduigennemtrænli g tætningsmåtte (1), der i det væsentlige består af et bærelag (2), et mellemlag af en kvældningsdygtig lerart (3) og et dæklag (4), kendetegnet ved, at 15 (a) bære- og/eller dæklaget (2, 4) består af et uvævet stof og det i givet fald ikke af et uvævet stof bestående lag består af et væv eller et tøj, og 20 (b) at alle tre lag (2,3,4) indbyrdes er nålet sammen.

2. Tætningsmåtte ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de uvævede stoffer er uvævede spindfiberstoffer, der er gjort faste ad mekanisk vej. 25

3. Tætningsmåtte ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at de uvævede stoffer består af plastfibre, der ikke kan rådne, fortrinsvis af polyolefinfibre, især af polyethylen med stor massefylde (HDPE). 30

4. Tætningsmåtte ifølge krav 1 til 3, kendetegnet ved, at mellemlaget (3) består af en benton it, fortrinsvis af en alkalisk aktiveret bentonit, især af en aktiveret natrium-bentoni t. 35

5. Tætningsmåtte ifølge krav 1 til 4, kendetegnet ved, at den benyttede bentonit er pulver- eller granulatformet . DK 164957 B

6. Tætningsmåtte ifølge krav 1 til 5, kendetegnet ved, at der benyttes et bentonitgranulat med en kornstørrelse på mindst 2,5 mm. 5

7. Tætningsmåtte ifølge krav 1 til 6, kendetegnet ved, at bærelaget (2) er 1 til 10 mm, benton i11 åget 0,5 til 10 mm og dæklaget (4) 1 til 10 mm tykt.

8. Fremgangsmåde til kontinuerlig fremstilling af tætnings-10 måtter ifølge krav 1 til 7, kendetegnet ved, at man på bærelaget (2) påfører den tørre pulver- til granulatformede kvældningsdygtige lerart (3), derover lægger dæklaget (4) og på i og for sig kendt måde fører det opnåede trelagsstof gennem en nålestol (7) for sammennåling af bærelag (2) og dæklag 15 (4).

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at man påfører en tør aktieret natriumbentonit med en gennemsnitlig kornstørrelse på mindst 2,5 mm på bærelaget (2). 20

10. Fremgangsmåde ifølge krav 8 og 9, kendetegnet ved, at man imprægnerer bærelaget (2) og/eller dæklaget (4) forud for sammenføringen med mellemlaget med en bentonitsus-pension eller i disse lag påfører en meget findelt bentonit og 25. givet fald ryster den ind. 30 35