CH188564A - Verfahren zum Dichtmachen von flüssigkeitsdurchlässigem Material. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Dichtmachen von     fiüssigkeitsdurchlässigem    Material.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren  zum Dichtmachen von flüssigkeitsdurchläs  sigem Material, wie z. B. Böden und sonsti  gen Grundmassen, wie unterirdischen Sand  schichten, Kies, Felsen oder natürlichen oder  künstlichen Gesteinen, Mauerwerk, Beton,  Steinaufschüttungen, usw.  



  Die deutsche Patentschrift Nr.     612494    be  schreibt ein Verfahren zu ähnlichen     Zwek-          ken,    das im wesentlichen darin besteht,     .dass     man in den zu behandelnden Boden oder in  die Masse eine     wässrige    Dispersion bituminö  ser Stoffe     eindringen    lässt und diese an der  gewünschten Stelle zur     Koag-nlation    bringt,  so dass eine Wasser und Gase schwer oder  nicht durchlassende,     verfestigte    Schicht ent  steht.

   Bei der Ausführung dieses Verfah  rens nach der genannten     Patentschrift    kann  die     natürliche    Anwesenheit von Elektrolyten  im Boden oder in dem andern zu dichtenden  Material die     Koagulierung    der Dispersion  ungünstig beeinflussen, weshalb es vorteil-         haft    oder erforderlich sein kann, die Konzen  tration dieser Substanzen im Boden herab  zusetzen, was durch vorheriges     Hindurch-          oder    Einführen reinen Wassers oder einer  Lösung von entgegengesetzt wirkenden Sub  stanzen, z. B. von     koabgulationshemmenden     Mitteln,     wie    eine Lösung von Alkalien, ge  schehen kann.

   Anderseits kann man auch ge  eignete     Elektrolytlösungen    oder andere, die  Koagulation fördernde     Mittel    vor, während  oder nach dem Einführen der Dispersion in  .den Boden bringen, um eine richtige Koagu  lation der Dispersion an der gewünschten  Stelle hervorzurufen.  



  Ausser dem     obenerwähnten    Verfahren der  Anwendung von     Bitumendispersionen    ist es  auch bekannt, die Böden und     sonstigen    Mas  sen mit     Imprägnierungsmitteln    verschiedener  Art zu behandeln, wie mit Zement- oder  Tonsuspensionen, einen Niederschlag, z. B.

    Nieselsäure und     Aluminiumsilikat,    bilden  den Chemikalien,     usw.         Es wurde nun gefunden, dass bessere Er  folge in     bezug    auf die     Dichtmachung    der  Masse dadurch erzielt werden können, dass  mehrere     Imprägnierungsmittel,    von denen       mindestens    eines eine     wässrige    - Dispersion  bituminöser Stoffe ist, nacheinander in das  flüssigkeitsdurchlässige Material eingebracht.  werden.  



  Je nach der Weise, in welcher der all  gemeine Gedanke der stufenweisen Anwen  dung von     Imprägnierungsmitteln    verwirk  licht wird, zeigt die Erfindung verschiedene  wichtige Formen, die nachstehend näher be  schrieben werden.  



  Es wurde gefunden,     dass    es zweckmässig  sein kann, in ,der Vorstufe des in der deut  schen     Patentschrift    Nr.     612494    beschriebenen       Verfahrens    an Stelle von reinem Wasser  oder einer Lösung von     koagulationshemmen-          den    oder befördernden     Mitteln    eine Bitumen  dispersion anzuwenden, welche beständiger  als die     Bitumendispersion    ist, welche durch  ihre     Koagulierung    die Dichtung der behan  delten Masse herbeizuführen hat.  



  Mit Rücksicht hierauf besteht eine Aus  führungsform der Erfindung darin,     .dass    man  zunächst in den Boden oder in die andere zu  dichtende Masse eine stabilisierte Bitumen  dispersioneinführt, welche währenddes Ein  dringens nicht koaguliert und darauf eine  weniger beständige oder leichter     koagulierende          Bitumendispersion,    welche man an der ge  wünschten Stelle koagulieren lässt, gegebe  nenfalls derart, dass die Koagulation bereits  während der Einführung einsetzt. Je nach  den Fällen kann es auch zu empfehlen sein,  eine Reihe von Dispersionen von allmählich  oder stufenweiser abnehmender Beständig  keit oder zunehmender     Koagulationsfähig-          keit    nacheinander zu verwenden.  



  Durch die vorangehende     Anwendung     einer sehr beständigen     Bitumendispersion.     welche gegen die Einwirkung der Bestand  teile der zu dichtenden Masse und .der darin  anwesenden, gelösten     bezw.    löslichen Sub  stanzen beständig ist, wird diese Masse in  eine:     derartigen    Zustand gebracht, dass, sie    die darauf     eingeführte,    weniger beständige  Dispersion nicht vorzeitig zur     Koaöulation     bringt.  



  Bei dieser stufenweisen Anwendung von  mehreren     Bitumendispersionen    wird die erste  durch die folgende verdrängt, ohne     da.ss    eine  wesentliche     Vermenbgung    beider Dispersionen  stattfindet. Es empfiehlt sich so vorzugehen,  dass die weniger beständige Dispersion vor  ihrer Koagulation dieselbe Strecke wie die  vorangehende, beständigere Dispersion zu  rücklegen kann.  



       Erwünschtenfalls    können einer oder meh  reren d er im vorliegenden Verfahren verwen  deten     Bitumendispersionen    Füllstoffe, welche  in Verbindung mit dem Bitumen die Dich  tung des Materials fördern, wie die im       schweiz.        Patent    Nr.     183e616    beschriebenen  kolloidalen oder anderen feinverteilten Füll  stoffe, z. B. Tonsuspensionen, zugesetzt wer  den.  



  Eine andere Form der Erfindung ist die  folgende:  Bei der Durchführung der     bekannten          Imprägnierungsverfahren    trat manchmal der  Übelstand auf,     dass:    die Bildung der undurch  lässigen Schichten in der     behandelten.    Masse  verhältnismässig grosse Mengen     Imprägnie-          rungsmittel        forderte.    Für die Bildung einer  wasserdichten Schicht in einem     Sandboden     verfährt man z.

   B. so; dass die Bitumen  dispersion in regelmässigen Abständen mit  tels Injektionsröhren eingeführt wird, und  zwar in     derartigen    Mengen, dass die von den  verschiedenen Injektionszentren aus behan  delten Bodenteile aneinander anschliessen.  Die grosse Stärke der     derart    gebildeten  Schicht fordert dann selbstverständlich einen  ziemlich grossen Materialverbrauch.  



  Eine     Ausführungsform    der     Erfindung,     welche die Bildung von dünnen Schichten  oder sogar Häuten gestattet und deshalb eine  bedeutende Herabsetzung des Materialver  brauches ermöglicht, besteht nun darin, dass  man an der zu dichtenden Stelle erst eine un  bewegliche,     teilweise    Dichtung bildet, und  daraufhin dieser teilweise gedichteten Masse  ein weiteres     Imprägnierungsmittel        zuführt,         wodurch an der Stelle, wo dieses Mittel mit  der bereits teilweise gedichteten Masse in       Berührung    kommt,     eine    undurchlässige  Schicht entsteht.

   In dieser Weise genügt  als undurchlässige Schicht     eine    verhältnis  mässig dünne Schicht oder eine Haut, wobei  doch eine sehr zweckmässige Dichtung er  zeugt wird.  



  In der     Durchführung    dieser Form der  Erfindung kann     dieselbe    Art     Imprägnie-          rungsmittel    sowohl für die vorangehende  teilweise Dichtung als für die endgültige  Dichtung dienen oder man kann in den ver  schiedenen Stufen des Verfahrens verschie  dene     Impräbanierungsmittel    anwenden.

   So  kann man in den verschiedenen Stufen des  Verfahrens     Bitumendispersionen    anwenden,  welche     erwünschtenfalle    mit Füllstoffen ver  mengt sein können, oder die Anwendung von       Bitumendispersion    in einer oder mehreren       Stufen,des    Verfahrens kann mit der Anwen  dung von andern     Imprägnierungsmitteln,     wie Zement- oder Tonsuspensionen, nieder  schlagbildenden     Chemikalien    und derglei  chen, in einer oder mehreren andern Stufen  des Verfahrens     kombiniert    werden.  



  Ein Vorteil des Verfahrens nach der Er  findung ist,     dass    in vielen Fällen ein sehr  günstiges Ergebnis durch Anwendung von  verhältnismässig sehr verdünnten Dispersio  nen oder Lösungen erzielt wird, was eine  bedeutende Ersparnis von     Imprägnierungs-          material    ermöglicht.  



  Man kann bei .der     Durchführung    der  erstbeschriebenen Ausführungsart der Er  findung auch derart vorgehen, dass durch die       Koagulierung    der zuletzt eingeführten Dis  persion nur eine teilweise Dichtung     entsteht,     worauf man durch Pumpen des Grundwas  sers oder in anderer Weise die zuerst     einge-          führte    Dispersion wieder der teilweise     ge-          dichteten        Masse    zuführt, so     @dass    sie bei Be  rührung dieser Masse     abfiltriert    und koagu  liert wird.

   In dieser Weise bildet sich eine  undurchlässige Schicht an der Berührungs  stelle gegen die     teilweise        gedichtete    Masse.  



  An Stelle der     beschriebenen        zweistufigen          Ausführungen    des Verfahrens nach der Er-         findung        kann    man das Verfahren auch in       mehreren    Stufen und in     verschiedenen    Kom  binationen durchführen.  



  In gewissen Fällen kann man sich in der  ersten     Stufe    des Verfahrens auf die     Bildung     einer vorübergehenden Dichtung beschrän  ken, welche nach der Bildung der eigent  lichen Schicht wieder     verschwinden    kann,  nämlich dadurch, dass das zeitweilige     Im-          prägnierungsmittel    durch Wasser     weggespült     wird oder -durch biologische, chemische oder  andere     Einwirkungen        seine        Struktur    ver  liert.

   Für die zeitweilige     Dichtung        in    Be  tracht kommende Stoffe sind unter anderem       organische    Kolloide, die man an der ge  wünschten Stelle     koagulieren    oder     schwellen          lässt,    wie     Polysaccharide,    Gummi,     Eiweiss-          stoffe,    z. B. eine     Kaseinlösung    oder Mager  milch, während die eigentliche     Dichtung     durch Anwendung - einer     Bitumendispersion     erzeugt wird.  



       In    den     nachstehenden    Beispielen werden  verschiedene     Ausführungsformen    der Erfin  dung beschrieben, von denen einige anhand  der beiliegenden Zeichnung näher erklärt  werden. Alle Prozentsätze und     Verhältnisse     sind auf Gewicht gerechnet.  



  <I>Beispiel I:</I>  Eine ungefähr     5,0    cm dicke Bodenschicht,  bestehend aus grobem     :Sand    und Kies, wird  wie     folgt        wasserdicht    ,gemacht:  In regelmässigen Abständen von unge  fähr 1 m werden Röhren bis zur betreffen  den Bodenschicht eingetrieben. In jedes  Rohr werden zuerst 50 Liter einer beständi  gen     Dispersion        eingebracht,    welche durch       Dispergierung    von 1 Teil     Bitumen    (Penetra  tion     300    bei<B>25'</B> C, gemessen nach der  A. S.

   T.     M.-Methode)    in 2 Teilen     einer     0,5     %igen    Seifenlösung hergestellt     und    dar  auf durch Zusatz von 1 %     Kasein,    berechnet  auf das     Bitumengewicht,    stabilisiert worden  ist.

   Nach ,der Einführung dieser ersten Dis  persion werden 200 Liter     einer    in derselben  Weise, aber ohne Zusatz von     Kasein    herge  stellten     Bitumendispersion    in jedes Rohr       eingebracht,        Man.    kann     die        Dispersion    ein-      fach in die Röhren     giessen    und durch Eigen  gewicht in den Boden eindringen lassen,  ohne     dass    es im allgemeinen     nötig    ist, hier  bei Druck anzuwenden.  



       Beispiel        II:     In eine aus feinem Sand     bestehende    Bo  denschicht, in welcher ein Grundwasserstrom  herrscht, werden Röhren in regelmässigen  Abständen von ungefähr 2 m     dreieckweise     eingetrieben und durch diese Röhren werden  der Reihe nach eingebracht:  1. 500 Liter     Bitumendispersion    gemäss  Beispiel 1, stabilisiert mit     15V0    Kasein, der  ausserdem l     ;ö        Methylformiat,    berechnet auf  Bitumen, zugesetzt     wurde;          \?.    500     Liter    von derselben Dispersion  wie oben, aber mit<B>0,7%</B> Kasein;

    3. 500     Liter    von derselben Dispersion  wie oben, aber mit     0,5/'0    Kasein;  4. 1200 Liter oder mehr von derselben  Dispersion wie oben, aber mit     0,3%    Kasein,  welch letztere     Dispersion    bis zur vollständi  gen Dichtung eingeführt wird.  



       Beispiel        III    (siehe     Fig.    1)       ?Man    wünscht im Boden 1 einer Bau  grube in der Höhe der     Untenseite    der  Dammwand     2"    2' eine abdichtende Schicht  zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird eine       :Menge        Bitumendispersion,    z.

   B. 5     %ige    Dis  persion, die durch     Dispergierung    von Erdöl  destillationsbitumen in     einer    0,5 %     igen    Sei  fenlösung hergestellt     -wurde,    in den     beire    f     -          fenden    Bodenteil mittels Röhren 3 derart  eingebracht,     dass    die aus jedem Rohr tre  tende Dispersion in der umgebenden Grund  masse 4. 4' koaguliert und dort eine teil  weise     Dichtung    herbeiführt.  



  Um nun eine vollständige Dichtung zu  erzielen,     wird    darauf mittels einer oder meh  reren Röhren 5 innerhalb oder ausserhalb des  Bodenteils in der Baugrube eine zweite ver  dünnte     Bitumendispersion    eingeführt, z. B.  eine 3     %ige    Dispersion, die durch     Dispergie-          rung    von Bitumen in einer 0,5     %igen    Seifen  lösung hergestellt und durch Zusatz von  2 % Kasein, berechnet auf     Bitumen,    stabili-         siert    wurde, welche Dispersion derart bestän  dig ist,     dass    sie nicht     koaguliert,

      bevor sie  die teilweise gedichtete     Grundmasse    4, =1'       erreicht    hat. Die Bewegung dieser zweiten  Dispersion in der Richtung der teilweise ge  dichteten Masse 4. 4' kann dadurch gesche  hen, dass an der     Gegenseite    dieser Masse mit  Hilfe einer Pumpe 6     \ffa.sser    entzogen wird,  so     da.ss    ein künstlicher     Wasserstrom    in der  Richtung des teilweise gedichteten Boden  teils entsteht.

   In .dieser     'Weise    bildet sich  durch     Abfiltrierung    und     Koagulierung    der       Bitumenteilchen    eine undurchlässige Schicht  gegen die teilweise gedichtete Masse 4,     @'.          Beispiel   <I>IV:</I>  Das Verfahren nach Beispiel     III    kann  wie folgt abgeändert werden:  Durch die Röhren 3 wird zunächst .die  letzterwähnte,     stabilisierte        Bitumendisper-          sion    des Beispiels     III    eingeführt.

   Infolge  ihrer hohen Beständigkeit koaguliert diese       Dispersion    nicht sofort, sondern     dringt    in  den umgebenden Boden durch, wo sie das       Grundwasser    ersetzt. Darauf     führt    man  ,durch dieselben Röhren die ersterwähnte       Bitumendispersion    des Beispiels     III    ein,  welche die bereits im Boden anwesende     Dis-          persion        ersetzt    und bald koaguliert, was eine  teilweise Dichtung der     Grundmasse    4, 4' zur  Folge hat.

   Darnach wird in derselben Weise,  wie im Beispiel     III    beschrieben, mit     Hilfe     der Pumpe 6 ein     künstlicher        Wasserstrom          erzeugt,    wodurch die     unkoabgulierte    Disper  sion zur teilweise gedichteten     Grundmasse     4, 4' zurückgeführt     --wird    und dort     durch          lbfiltrierung    und     Koagulierung    der Bi  tumenteilchen eine undurchlässige Schicht. 7  bildet.  



  <I>Beispiel. V</I> (siehe     Fig.    2)  Zwecks Bildung einer wasserdichten  Schicht innerhalb eines     v,asserdurchlässiglen     Kanaldeiches 10 wird im     Deichkörper    1 0  oberhalb des undurchlässigen Bodens 11  durch gesondertes, aber gleichzeitiges Ein  führen von beschränkten Mengen 5     %lger          Wasserglaslösung    und     2%i,-,er    Kalzium  chloridlösung, eine     teilweise        gedichtet-,         Schicht 12 erzeugt.

   Darauf setzt man dem  Kanalwasser 13 eine derartige Menge     Bitu-          mendispersion    zu, dass durch     Abfiltrierung     des Bitumens gegen die     teilweise    gedichtete       Masse    .12 eine wasserdichte Schicht 14 ent  steht.  



  <I>Beispiel</I>     VI    (siehe     Fig.    3)  Zwecks Verlängerung der durch die  Dammwand 20 gebildeten Schicht wird in  der Nähe des untern Endes dieser Damm  wand mittels in -gegenseitigen Abständen  von 3 m     angeordneter    Röhren 21 eine  5 %     ige    Dispersion von     Bitumen        in    einer       15'70        igen    Seifenlösung, der 1 % Ton, sowie  2     %        Äthylformiat    (das     letztere    auf     Bitumen     berechnet) zugesetzt worden sind, einge  führt.

   Diese     Dispersion    koaguliert nach  einiger Zeit und erzeugt eine     teilweise    Dich  tung bei 22. An der Gegenseite der Damm  wand 20     wird    in ähnlicher Weise durch  Röhren 23, möglichst in der Nähe des teil  weise     gedichteten    Bodenteils 22.

   eine zweite  Reihe von     Injektionen        ausgeführt,    und zwar  mit einer 2 %     igen        Steinkohlenteerdispers-ion     in einer     0,1%igen        Natriumhydroxydlösung.     Diese Dispersion verbreitet sich im Boden  teil 24 und wo sie den teilweise gedichteten  Teil 22     berührt,    entsteht durch     Abfiltrierung     eine dichte Schicht 25.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Dichtmachen von flüssig- keitsdurchlässigem Material durch Behand lung mit Imprägnierungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass man in das flüssigkeits durchlässige Material mehrere Imprägnie- rungsmittel, von denen mindestens eines eine wässrige Dispersion bituminöser Stoffe ist, nacheinander einbringt. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bitumendis- persionen verschiedener Stabilität nach einander verwendet werden. 2.. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bitumendisper- sion und ein anderes Imprägnierungsmit- tel verwendet werden.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst durch Ein führung eines Imprägnierungsmittels eine teilweise Dichtung des behandelten Mate rials erzeugt wird, worauf ein weiteres Imprägnierungsmittel mit diesem teil weise gedichteten Material derart in Be- rührung gebracht wird, dass, an dieser Be rührungsstelle eine undurchlässige ,Schicht entsteht. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst eine vorüber gehende Dichtung gebildet wird, worauf eine Bitumendispersion mit dem vorüber gehend gedichteten Material derart in Be rührung gebracht wird, dass, an dieser Berührungstelle eine dauernde Dichtung entsteht. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in das zu behan delnde Material zuerst eine stabilisierte Bitumendispersion eingeführt wird, die während des Eindringens nicht sofort koaguliert, und darauf eine weniger be ständige Bitumendispersion, die leichter zur goagulierung an der abzudichtenden Stelle neigt. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von Bitumendispersionen von stufenweise abnehmender Stabilität nacheinander in das zu behandelnde Mate rial eingeführt werden. <B>7</B>.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste teilweise Dichtung mittels einer verhältnismässig schnell koagulieren- den Bitumendispersion erzeugt wird, wor auf die undurchlässige Schicht mittels einer beständigeren Bitumendispersion ge bildet wird.