AT156525B - Verfahren zum Dichtmachen und Verfestigen von Böden und andern erdigen und steinigen Massen und Bauwerken. - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum   Dichtmachen   und zum Verfestigen von Böden und andern erdigen Massen, wie unterirdischen Sand-oder Kiesschichten, natürlichen und künstlichen 
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 räume, Risse und ähnlichen Unterbrechungen derartiger Massen. 



   Es ist bereits bekannt, den Boden oder die Massen, die gedichtet oder verfestigt werden sollen, mit Imprägniermitteln verschiedener Art, wie mit wässrigen Bitumendispersionen, Zement-oder Ton- suspensionen und niederschlagbildenden Chemikalien oder Kieselsäuregel ausscheidende Lösungen, zu behandeln. Ein solches Verfahren bildet auch den Gegenstand   des osterr.   Patentes Nr. 148209, gemäss welchem man ein vorher hergestelltes Gemisch einer zweckentsprechend stabilisierten, wässrigen Dispersion bituminöser Stoffe mit feinverteilten Füllstoffen in den zu behandelnden Boden oder in die Masse eindringen lässt und an der   gewünschten   Stelle zur Koagulation bringt.

   Bei der bekannten Anwendung von Tonsuspensionen begegnet man dem Übelstand, dass der Ton in bereits aufgequelltem Zustand in den Boden gebracht wird, was zur Folge hat, dass der Ton sich nicht mehr durch Aufquellung in den zu dichtenden Räumen festsetzen kann und leicht wieder vom Wasser weggespült wird. Nach der schweizerischen Patentschrift Nr. 172284 wird versucht, diesen Übelstand dadurch zu beheben, dass der Tonsuspension ein Quellmittel, z. B. Natriumkarbonat, zugesetzt wird. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung macht von Imprägnierungsmitteln, die aus quellbaren Stoffen, insbesondere hydrophilen oder oleophilen Kolloiden bestehen oder solche enthalten, welche in der Masse durch Einwirkung von Solvatisierungsmitteln zur Quellung gebracht werden, zum Dichtmachen und Verfestigen von Böden und andern steinigen Massen Gebrauch. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen des quellbaren Stoffes beim Einbringen oder bei der Bildung in der zu behandelnden Masse von einem das Solvatisierungsmittel abstossenden hydrophoben oder oleophoben Stoff umgeben sind. Diese Teilchen werden infolge der Anziehung oder der Aufnahme des Solvatisierungsmittels oder dadurch, dass sie sich mit denselben verbinden oder von diesen benetzt werden, in der behandelten Masse zur Quellung gebracht. 



   Wenn, wie in den meisten Fällen, das Solvatisierungsmittel Wasser oder eine wässrige Lösung oder Dispersion ist, kommen als brauchbare quellbare Stoffe, insbesondere die hydrophilen Kolloide, sowohl die anorganischen wie organisehen, z. B. die mehr oder weniger kolloidalen Tonarten, Hydroxyde der mehrwertigen Metalle, Kieselsäure, Aluminate oder andere mit Wasser quellbare Salze, ferner Polysaccharide, wie Zellstoff oder Stärke, arabischer Gummi, Agar-Agar, Lipoide, Eiweissstoffe, wie Kasein oder Albumin, organische Farbstoffe od.   dgl.,   in Betracht. 



   Als Solvatisierungsmittel können aber auch organische Flüssigkeiten, wie Öle, Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Schwefelkohlenstoff u.   dgl.,   dienen, in welchem Falle als quellbare Stoffe z. B. Kautschuk, Balata, Schellack, Polymerisationsprodukte von trocknenden Ölen, Faktis, Nitrocellulose, Acetylcellulose, Seifen u. dgl. verwendet werden können, welche Stoffe im vorliegenden Zusammenhang als oleophile Kolloide bezeichnet werden. 



   Die in Verbindung mit hydrophilen Kolloiden zu verwendenden, das Solvatisierungsmittel, z. B. das Wasser, abstossenden Stoffe sind insbesondere die Öle, wie Mineralöle, Ölfraktionen und Rück- 

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 stände, Teeröle u. dgl. Derartige wasserabstossende Stoffe werden im nachstehenden   als.,   hydrophob" bezeichnet, wogegen bei Verwendung von oleophilen Kolloiden in entsprechender Weise von "oleophoben"
Stoffen die Rede ist. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung kann in verschiedener Weise und unter Anwendung von verschiedenen Stoffen   durchgeführt   werden, je nach den herrschenden Verhältnissen und dem zu erzielenden Ergebnis. Einige in Betracht kommende Ausführungsformen werden im nachstehenden näher beschrieben. 



   So kann man den quellbaren Stoff, z. B. ein hydrophiles Kolloid, in einem hydrophoben Stoff   aufschlämmen   und die erhaltene Suspension, gegebenenfalls zusammen mit dem Solvatisierungsmittel, in den zu dichtenden Gegenstand oder in die Masse eindringen lassen ; in entsprechender Weise kann man ein oleophiles Kolloid verwenden, das in einem oleophoben Stoff suspendiert ist und, gegebenenfalls zusammen mit dem Solvatisierungsmittel, in die Masse eingeführt wird. 



   Auch kann man die Teilchen des hydrophilen bzw. oleophilen Kolloids nur mit einer dünnen Haut, z. B. einem Adsorptionshäutchen, eines hydrophoben bzw. oleophoben Stoffes bedecken, in welchem Falle ein Träger oder Suspendierungsmittel erforderlich ist, der (das) zugleich das Solvatisierungsmittel sein kann. 



   Weiter kann man diese   Ausführungsformen   kombiniert anwenden, wobei z. B. der hydrophobe
Stoff, der zum hydrophilen Kolloid gehört, das Solvatisierungsmittel für das oleophile Kolloid und bzw. oder der oleophobe Stoff, der zum oleophilen Kolloid gehört, das Solvatisierungsmittel für das hydrophile Kolloid sein kann. 



   Die Eigenschaften des hydrophoben Stoffes, bei Verwendung eines hydrophilen Kolloids bzw. die Eigenschaften des oleophoben Stoffes bei Verwendung eines oleophilen Kolloids geben die Mög-   liehkeit,   die Solvatisierungsgeschwindigkeit zu regeln. Die Einstellung kann z. B. durch geeignete Wahl der Art und Menge des hydrophoben bzw. oleophoben Stoffes im Zusammenhang mit der Art und Menge des dazugehörigen hydrophilen bzw. oleophilen Kolloids vorgenommen werden und ausserdem können die Geschwindigkeit und das Mass der Quellung durch eine geeignete Wahl des Säuregrads und der Polarität der verwendeten Stoffe beeinflusst werden, welche Eigenschaften auch durch Zusätze geändert werden können. 



   In einer besonderen Ausführungsform kann man das hydrophile bzw. oleophile Kolloid während des Einführens in die zu behandelnde Masse entstehen lassen, in welchem Falle die Geschwindigkeit der Bildung des Kolloids als regelbarer Faktor bei der Ausübung des Verfahrens dienen kann. Die quellbaren Stoffe können auch durch Verwendung von vulkanisierbaren Stoffen, wie Kautschuklatex oder Kautschukdispersionen, Leinöl od. dgl., zusammen mit Vulkanisiermitteln erzeugt werden. 



   Die Anwendung der Behandlungsmittel gemäss der Erfindung kann nach den allgemeinen Verfahren geschehen, welche für das Einführen der   bekannten Imprägnierungsmittel   in Erdmassen oder Gesteine üblich sind. 



   Das Injizieren oder Einpumpen der Behandlungsmittel kann unter gewöhnlichem oder erhöhtem Druck geschehen, wobei der Druck gegebenenfalls so hoch sein kann, dass die Hohlräume der behandelten Masse erweitert werden, zum Zwecke eines besseren Eindringens der Flüssigkeiten. Man kann die zu behandelnde Masse auch vorausgehend oder gleichzeitig einer gesonderten Behandlung zur Änderung ihrer Struktur oder ihrer chemischen Beschaffenheit aussetzen, z. B. durch Injizierung von Flüssigkeiten oder Gasen oder durch Wegspülen oder sonstiges Entfernen von Bodenbestandteilen. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung kann   erwünschtenfalls   mit andern bekannten Verfahren für das Verfestigen und Wasserdichtmachen von Erdmassen od. dgl. kombiniert werden, wodurch die letzteren Verfahren in eine praktisch besser durchführbare Form gebracht werden. So tritt z. B. bei der bekannten Anwendung von Chemikalienlösungen, die durch gegenseitige Einwirkung quellbare Niederschläge bilden, gewöhnlich unmittelbar an der Einbringstelle Verstopfung infolge schneller Niederschlagbildung auf. Dem kann vorgebeugt und eine gleichmässige Imprägnierung befördert werden, wenn man ein oder beide miteinander reagierende Chemikalien, gegebenenfalls in wässriger Lösung, in einem das Solvatisierungsmittel abstossenden (hydro-oder oleophoben) Stoff suspendiert oder mit einer Adsorptionshaut eines solchen Stoffes umhüllt. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch derart durchgeführt werden, dass man nacheinander Gemische mit verschiedener Solvatisierungsgeschwindigkeit injiziert ; dies kann z. B. in den 
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 durch das Grundwasser, zu befürchten ist. 



   In gewissen Fällen wird allein eine zeitweilige Dichtung oder Verfestigung beabsichtigt, was gemäss der Erfindung z. B. durch Anwendung unbeschränkt quellbarer Stoffe, wie Gummis oder Eiweissstoffe, welche nach einiger Zeit wieder durch das Wasser herausgewaschen werden, oder organischer quellbarer Stoffe, welche verfaulen oder durch biologische, chemische oder andere Einwirkungen ihre Struktur verlieren, erzielt werden kann. 



   In den nachfolgenden Beispielen werden einige besondere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, ohne dass aber die Anwendung der Erfindung auf diese Beispiele beschränkt ist. Alle Prozentsätze und Verhältnisse sind auf Gewicht berechnet. 

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    Beispiel 1 : Ein kolloidaler Ton, wie Bentonit, wird in lufttrockenem Zustand mit ungefähr einem Fünftel seines Gewichts Edeleanuextrakt von Kerosin umhüllt und daraufhin in einer fünffachen Menge Wasser suspendiert. Das erhaltene Gemisch wird mittels in bestimmten gegenseitigen Abständen angeordneten Röhren in geeigneter Tiefe in einen Sandboden injiziert. Infolge der langsamen Quellung der mit 01 umhüllten Tonteilchen wird eine wasserundurchlässige Masse mit gutem Zusammenhang gebildet. 



  Die Quellung des Tons im Gemische kann gegebenenfalls dadurch verlangsamt werden, dass man dem Edeleanuextrakt noch einen stark wasserabstossenden Stoff, wie Anthrazenöl, zusetzt und bzw. oder das Wasser mehr oder weniger ansäuert. Dagegen kann die Quellung des Tons dadurch gefördert werden, dass man dem Edeleanuextrakt einen weniger stark wasserabstossenden Stoff, wie Benzin, zusetzt und bzw. oder das Wasser alkalisch macht, oder auch dass man dem Edeleanuextrakt oder dem Wasser einen löslichen Stoff, wie Alkohol, zusetzt. 



  Beispiel 2 : Man lässt eine 20% ige Suspension von Gelatine in Gasöl in eine poröse Betonkaimauer eindringen ; dabei bewirkt das im Beton anwesende Wasser die Quellung der Gelatine, wodurch die zeitweilige Dichtung des Betons erzielt wird. 



  Beispiel 3 : Zwecks Verfestigung eines aus grobem Sand und Kies bestehenden Kerns eines Eisenbahndammes werden in geeigneten Abständen Sätze von zwei gleichachsigen Röhren in den Dammkörper getrieben. Durch das äussere Rohr wird eine wässrige Dispersion von Kasein (welches Kasein vorausgehend mit 10% einer aromatreichen Schmierölfraktion befeuchtet wurde) und gleichzeitig durch das innere Rohr eine 0'5% ige Sodalauge injiziert. Sollte man reines Wasser als Solvatisierungsmittel verwenden, dann wären die Geschwindigkeit und das Ausmass der Quellung zu niedrig, wogegen mit alkalischem Wasser eine bedeutende Beschleunigung und Zunahme der Quellung erzielt werden. 



  Beispiel 4 : Zwecks Befestigung eines aus Sand bestehenden Fussbettes werden Teile des Bettes nacheinander mittels eines caisson-oder glockenförmigen Senkkastens, dessen Rand bis zu einer gewissen Tiefe in den Sand einsinkt, abgedeckt. In diesen Senkkasten wird über dem Sand eine Mischung von 1 Teil Kautschuklatex und 4 Teilen eines Gemisches von 80% Kerosin und 20% Benzol eingepumpt. Man führt eine solche Menge dieser Mischung in den Senkkasten ein, dass eine Imprägnierung bis zu einigen Dezimetern unterhalb der Oberfläche des Bettes stattfindet. Die Quellung geschieht durch langsame Aufnahme des Öles durch die Kautschukteilehen.

   Gegebenenfalls können der Mischung noch Vulkanisiermittel, Beschleuniger, Füllstoffe usw. zugesetzt wer c'en Beispiel 5 : Die Höhlen unter einer auf Pfählen gegründeten Schleuse werden dadurch aus-   
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   20% igen   wässrigen Dispersion von Eisennaphthenat, Aluminiumpalmitat od. dgl. eingeführt werden. 



   Erwünschtenfalls kann man an Stelle der obenerwähnten gesonderten Anwendung auch eine vorher hergestellte Mischung von 100 Teilen Zement, Ton od.   dgl.,   50 Teilen mit Gasöl verdünntem Erdölrückstand und 20 Teilen eines 20% igen Kautschuklatex oder einer 20% igen wässrigen Dispersion von Eisennaphthenat, Aluminiumpalmitat od. dgl. einbringen. 
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 zugesetzt wird. 



   Beispiel 6 : Die Fugen eines aus losen, aufgeschichteten Granitblöcken bestehenden Wellenbrechers und die Höhlen der am Fuss des Wellenbrechers auf dem Meeresboden befindlichen Steinaufschüttung lässt man, gegebenenfalls mit Hilfe von Röhren, mit einer Mischung von 10 Teilen Kautschuklatex und einer Dispersion, die durch Dispergierung von mit 15 Teilen Kreosotöl verdünnten 15 Teilen Bitumen in 200 Teilen einer   0'3% igen   wässrigen Seifenlösung hergestellt wurde, und welcher Dispersion unmittelbar vor ihrer Anwendung 100 Teile Füllstoff, wie feingemahlenes Steinpulver, Baryt, Schlacken od.   dgl.,   zugesetzt worden sind, vollaufen. Die Stabilität dieser Dispersion ist derart zu regeln, dass durch die Einwirkung der Füllstoffe eine sofortige Koagulation der Dispersion in den mit der Mischung behandelten Fugen eintritt. 



   Beispiel 7 : Eine wasserdurchlässige Kiesschicht wird durch gleichzeitige, aber gesonderte Einführung einerseits einer 10% igen Kolophoniumlösung in einem aromatreichen Benzin und anderseits einer 5% igen wässrigen   Aluminiumchloridlösung   mittels Röhren im Verhältnis 1 : 1 behandelt. Die im Kolophonium enthaltenen Säuren werden in Aluminiumsalze umgewandelt, welche durch Aufnahme von Benzin quellen. 



   Beispiel 8 : Zwecks Abdeckung des Ufers eines schnellströmenden Flusses mit einer zusammenhängenden Steinbekleidung verwendet man eine Mischung von gleichen Teilen Kies und Sand, welcher Mischung 10% eines 20% igen Kautschuklatex und 30% Edeleanuextrakt von Spindelöl zugesetzt werden. Diese Mischung bildet eine leicht ausgiessbare Masse, die mit Hilfe von Rinnen auf die Steinbekleidung gegossen wird und auf die Ufer und den Boden des Flusses sinkt, wodurch eine wasserdichte, schützende Abdeckung gebildet wird. 

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 Injektionstiefe und-breite eine gleichmässige Dichtung und Verfestigung des Sandes erzielt wird. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum   Diehtmaehen   und Verfestigen von Böden und   andern erdigen und steinigen   
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 und ähnlichen Unterbrechungen der Masse mit Imprägnierungsmitteln, die aus quellbaren Stoffen, insbesondere hydrophilen oder oleophilen Kolloiden, bestehen oder solche enthalten, welche in der Masse durch Einwirkung eines Solvatisierungsmittels zur Quellung gebracht werden, dadurch   gekenn-   zeichnet, dass die Teilchen des quellbaren Stoffes beim Einbringen oder bei der Bildung in der zu behandelnden Masse von einem das betreffende Solvatisierungsmittel abstossenden   hydrophoben   oder oleophoben Stoff umgeben sind.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der quellbare Stoff in einer das Solvatisierungsmittel abstossenden Flüssigkeit suspendiert ist und diese Suspension, gegebenenfalls zusammen mit dem Solvatisierungsmittel, in die zu behandelnde Masse eingebracht wird.

   3. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen des quellbaren Stoffes mit einer Haut des das Solvatisierungsmittel abstossenden Stoffes umhüllt werden und diese Teilchen in einer Flüssigkeit suspendiert werden, welche gleichzeitig das Solvatisierungsmittel bildet.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig ein hydrophiles Kolloid mit einem hydrophoben Stoff und ein oleophiles Kolloid mit einem oleophoben Stoff verwendet werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zum hydrophilen Kolloid gehörende hydrophobe Stoff das Solvatisierungsmittel für das oleophile Kolloid ist.

   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zum oleophilen Kolloid gehörende oleophobe Stoff das Solvatisierungsmittel für das hydrophile Kolloid ist.

   7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der quellbare Stoff aus in die zu behandelnde Masse eingeführten Lösungen während oder nach deren Einführung entsteht.

   8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Anwendung von einem quellbaren Niedersehlag bildenden Chemikalien ein oder beide miteinander reagierende Chemikalien in einem das Solvatisierungsmittel abstossenden Stoff, der die Niederschlagbildung ver- langsamt, suspendiert oder mit einer Haut eines solchen Stoffes umhüllt.

   9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als quellbarer Stoff vulkanisierbare Stoffe, wie Kautschuklatex oder Kautsehukdispersionen, Leinöl od. dgl., zusammen mit Vulkanisierungsmitteln verwendet werden.