Verfahren zum Dichtmachen von flüssigkeitsdurchlässigem Material. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dichtmachen von flüssigkeitsdurchläs sigem Material, wie z. B. Böden und andern erdigen Massen, wie unterirdischen Sand- oder Kiesschichten, natürlichen und künst lichen Gesteinen, Mauerwerken, Beton, Stein aufschüttungen usw., durch Ausfüllung und Dichtung der Zwischenräume, Höhlen,
Risse und ähnlichen Unterbrechungen derartiger 3lassen. Dieses Verfahren kommt zum Bei spiel in Betracht zum Erzeugen. von wasser- oder gasdichten oder nahezu dichten Schir men in porösen und durchlässigen Böden, zum Dichten *von leckenden Dämmen, Tun nels und Kellerwänden, zum Verfestigen von losen Böden, wie für Gründungen oder Dammkörper, zum Befestigen von Moormas sen, Flussbetten, Sandschollen oder wandern den Dünen, zum Dichten von Rissen und Spalten in Felsen oder von Fugen in Stein bekleidungen und Beton,
zum Ausfüllen und Zusammenkitten von Steinaufschüttungen entweder vor, während oder nach deren Bau, zum Dichtmachen der Wände von, Bohr löchern oder Quellen, wie bei der Gewin nung von. Erdölen.
Es ist bereits für derartige Zwecke be kannt, den Boden. oder die andere Masse mit Imprägniermitteln- verschiedener Art, wie mit wässrigen Bitumendispersionen, Zement oJer Tonsuspensionen und nieders,chlagbil- denden Chemikalien zu behandeln.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren zum Dichtmachen von flüssigkeits durchlässigem Material mittels quellbarer Stoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die quellbaren Stoffe im behandelten Material durch Einwirkung eines Solvatisierungsmit- tels zur Quellung gebracht werden und diese Quellung dadurch verlangsamt wird, dass mindestens ein in das zu behandelnde Mate rial einzuführender Stoff von einem das Solvatisierungsmittel abstossenden Stoff um geben ist.
Wenn, wie in den meisten Fällen, das SolvatisierungsmittelWasser oder eine wäss- rige Lösung oder Dispersion ist, kommen als brauchbare quellbare Stoffe insbesondere die hy drophilen Kolloide, sowohl die anorgani schen wie organischen, wie die mehr oder weniger kolloidalen Tonarten, Hydroxyde der mehrwertigen Metalle, Kieselsäure. Alu minate, Polysaccha.ride, wie Zellstoff oder Stärke, arabischer Gummi, Agar-Agar, Lipoide. Eiweissstoffe, wie Kasein oder Al bumin, organische Farbstoffe oder dergl., in Betracht.
Als Solvatisierungsinittel können aber auch organische Flüssigkeiten, wie Öle. Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasser stoffe, Alkohole, Schwefelkohlenstoff und dergl., dienen, in welchem Falle als quell- bare Stoffe z. B.
Kautschuk, Balata., Schell- lack, Polymerisationsprodukte von trocknen den Ölen, Faktis, Nitrozellulose, Azety 1- zellulose. Seifen und dergl. verwendet wer den können.
Die in Verbindung finit organi schen Solvatisierungsmitteln verwendeten quellbaren Stoffe werden im vorliegenden Zusammenhang unter den Sammelbegriff der sogenannten organophilen Kolloide gefasst.
Die in Verbindung mit hydrophilen Kol loiden zu verwendenden, (las Solvatisie- rungsmittel, z. B. das Wasser, abstossenden Stoffe sind insbesondere die Öle, wie Mine ralöle, Ölfraktionen und Rückstände, Teer öle und dergl. Derartige abstossende Stoffe werden im nachstehenden als "hy dropliob" bezeichnet, während bei Verwendung von organophilen Kolloiden in entsprechender Weise von "organophoben" Stoffen die Rede ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann in verschiedener Weise und unter An- ivendung von verschiedenen Stoffen durch geführt werden, je nach den herrschenden Verhältnissen und dem zu erzielenden Er g o ebnis. Einig e in Betracht kommende Aus- führungsformen werden im nachstehenden näher beschrieben.
So kann man den quellba.ren Stoff, z. B. ein hydrophiles Kolloid, in einem hydro- phoben Stoff aufschlämmen und die erhal- tene Suspension, gegebenenfalls zusammen mit dem Solvatisierungsmittel, in den zu < lichtenden Gegenstand oder in die Masse eindringen lassen; in entsprechender Weise kann man ein organophiles Kolloid verwen den, das in einem organophoben Stoff sus pendiert ist und, gegebenenfalls zusammen mit dem Solvatisierungsinittel. in die Masse eingeführt wird.
Auch kann man die Teilchen des hydro- philen bezw. organophilen Kolloids nur mit einer dünnen Haut, z. B. einem Adsorptions- häutchen, eines hydrophoben bezw. organo- phoben Stoffes bedecken, in welchem Falle ein Träger oder Suspendierungsmittel erfor derlich ist, der (das) zugleich das Solvatisie- rungsmittel sein kann.
Weiter kann man diese Ausführungsfor men kombiniert anwenden, wobei z. B. der hy drophobe Stoff, der zum hy drophilen Kolloid gehört, das Solvatisierungsmittel für das organophile Kolloid, und bezw. oder der organophobe Stoff, der zum organophilen Kolloid gehört, das Solvatisierungsmittel für das hydrophile Kolloid sein kann.
Die Eigenschaften des hydrophoben Stof fes, bei Verwendung eines hydrophilen Kol- loids, bezw. die Eigenschaften des organo- phoben Stoffes, bei Verwendung eines organophilen Kolloids, geben die Möglich- liclikeit, die Solva.tisierungsgeschwindigkeit zu regeln. Die Einstellung kann z.
B. durch geeignete Wahl der Art und Menge des hydrophoben bemv. organophoben Stoffes, im Zusammenhang mit (]er Art und Menge lies dazu gehörenden hydrophilen bezw. organophilen Kolloids,
vorgenommen -erden und ausserdem können die Geschwindigkeit und das Mass der Quellung durch eine ge eignete Wahl des Säuregrades und der Polarität der verwendeten Stoffe beeinflusst werden, -elche Eigenschaften. gegebenen falls auch durch Zusätze geändert werden können.
In einer besonderen Ausführungsform kann man das hydrophile bezw. organopliile Kolloid während des Einführens in die zu behandelnde Masse entstehen lasssen, in wel- chem Falle die Geschwindigkeit der Bildung des Kolloids ebenso als regelbarer Faktor bei der Ausübung des Verfahrens dienen kann.
Die verschiedenen: Stoffe, welche den quell- baren Stoff bilden, können entweder in Mi schung oder gesondert in die zu behandelnde Masse eingeführt werden.
Die Anwendung der Behandlungsmittel gemäss ,der Erfindung kann nach den allge- meinen Verfahren geschehen, welche für das Einführen der bekannten Imprägnierunge- mittel in Erdmassen oder Gesteine üblich sind.
Gewöhnlich lässt man das Behandlungs- mittel oder,die Mittel mit Hilfe von Röhren in die zu behandelnde Masse derart ein dringen, dass, eine geeignete Imprägnierung an der gewünschten Stelle herbeigeführt wird, wodurch die verlangte Dichtung ent- steht. Bei gleichzeitiger aber gesonderter Einführung verschiedener Stoffe, welche den quellbaren Stoff bilden, kann die Injek tion zweckmässig durch konzentrische Röh ren erfolgen.
Das Injizieren oder Einpumpen der Be- handlungsmittel kann unter gewöhnlichem oder erhöhtem Druck geschehen, wobei der Druck .gegebenenfalls so hoch sein kann, dass die Räume der behandelten Maeseerweitert werden, zum Zweck eines besseren Eindrin- gens der Flüssigkeiten. Man kann die zu be handelnde Masse auch vorausgehend oder gleichzeitig einer gesonderten Behandlung zur Änderung der Struktur oder :
der chemi schen Beschaffenheit des zu imprägnierenden Materials. aussetzen, z. B. durch Injizierung von geeigneten Flüssigkeiten oder Gasen, oder ,durch Wegspülen oder sonstiges Ent fernen von Bodenbestandteilen.
Dao Verfahren gemäss der Erfindung kann erwünschtenfalls mit andern, bekann ten Verfahren für das Verfestigen und Was serdichtmachen von Erdmassen oder dergl. kombiniert werden, z.
B. mit der Anwen dung von Bitumendispersionen, von Ument- oder Tonsuspensionen, oder von Chemikalien, die durch gegenseitige Einwirkung volumi nöse Niederschläge bilden. Insbesondere kön nen die letzteren Verfahren durch Verbin- dung mit :der vorliegenden Erfindung in eine praktisch. besser durchführbare Form ge bracht werden.
So tritt zum Beispiel bei der Durchführung des "Silikatisierungsverfah- rens"; nach welchem die Verfestigung und Dichtung von Erdmassen und Gesteinen durch ,gesondertes Einführen von Lösungen von Aluminiumsulfat oder Kalziumchlorid und Wasserglas erzielt wird, gewöhnlich an ,der E:inbrings:telle unmittelbar Verstopfung infolge schneller Niederschlagbildung auf.
Dem kann vorgebeugt und eine gleichmässige Imprägnierung .befördert werden, wenn man ein oder beide gegenseitig reagierende Chemi kalien, gegebenenfalls in wässriger Lösung, in einem lyopho!ben (hydro- oder organo- phoben) :Stoff suspendiert oder mit einer A#dsorptions#haut eines solchen ,Stoffes: be kleidet.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch derart :durchgeführt werden, dass man nacheinander quellbare Stoffe mit ver- schiedenerSolvatisierungsgeschwindigkeit in- jiziert;
dies kann zum Beispiel in den Fällen erwünscht sein, wo Wegspülung der injizier ten Flüssigkeiten durch strömendes VTasser, wie durch das Grundwasser, zu befürchten ist.
In gewissen Fällen wird nur eine zeit weilige Dichtung beabsichtigt, was, zum Bei spiel durch Anwendung unbescbrämkt quell barer Stoffe, wie Gummis oder Eiweissstoffe, welche nach einiger Zeit wieder durch das Wasser herausgewaschen werden, oder orga nischer quellbarer Stoffe, welche verfaulen oder durch biologische, chemische oder an dere, 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 Bei spiele beschränkt ist. Alle Prozentsätze und Verhältnisse sind auf Gewicht berechnet.
<I>Beispiel Z:</I> Ein kolloidaler Ton, wie Bentonit, wird mit ungefähr % seines Gewichtes Edeleanu- extrakt von Kerosin umhüllt. und daraufhin in einer 5fachen Menge Wasser suspendiert. Das erhaltene Gemisch wird mittels in be stimmten gegenseitigen Abständen angeord neten Röhren in geeigneter Tiefe in einen Sandboden injiziert.
Infolge der langsamen Quellung der mit T)1 umhüllten Tonteilchen wird eine wasserundurchlässige Masse mit gutem Zusammenhang gebildet.
Die Quellung des Tons im CTemisclit kann gegebenenfalls dadurch verlangsamt werden, da.ss man dem Edeleanuextrakt noch einen stark wasserabstossenden Stoff. wie Anthrazenöl, zusetzt, und bezw. oder das )Vasser mehr oder wenig ansäuert. Dagegen kann die Quellung des Tons dadurch geför dert werden.
dass man dein Edeleanuextrakt einen weniger stark wasserabstossenden Stoff. wie Benzin, zusetzt und bezw. oder das Wasser alkalisch macht, oder auch dass man dem Edeleanuextrakt oder dem Wasser einen löslichen. Stoff, wie Alkohol, zusetzt.
<I>Beispiel 2:</I> Man lässt eine ?0 ö ixe Suspension von CTela.tine in Gasöl in eine poröse Beton-Kai- mauer eindringen; dabei bewirbt das für Be ton anwesende Wasser die Quellung der Gelatine, wodurch die Dichtung des Betons erzielt wird.
<I>Beispiel,</I> ;2: Zwecks Verfestigung eines aus grobem Sand und Kies bestehenden Kerns eines Eisenbahndammes werden in geeigneten Ab ständen Sätze von zwei konzentrischen Röh ren in den Dammkörper getrieben.
Durch das äussere Rohr -ard eine wässrige Disper sion von Kasein (welches Kasein voraus gehend mit 10?(,' einer aromatreiehen Schmier- iAfra.ktion befeuchtet wurde). und gleieIi- zeitig durch das innere Rohr eine 0.5a11 ,, xe Sodalauge injiziert.
Sollte man reines Was ser als Solva.tisierungsmittel verwenden, dann wären die Geschwindigkeit und das Ausmass der Quellung zu niedrig. während mit alkalischem Wasser eine bedeutende Be- schleuniguno- und Zunahme der Quellung er zielt -erden.
Beispiel i: Zwecks Befestigung eines aus Sand be te .stehenden Flussbettes werden Teile des Bettes nacheinander mittels eines caisson- oder glockenförmigen Senkkastens, .dessen Rand bis zu einer gewissen Tiefe in den Sand ein sinkt, abgedeckt.
In diesen Senkkasten wird über dem Sand eine Mischung von 1 Teil Kautschuklatex und 4 Teilen eines Cre- inisches von 80% Kerosin und Benzol eiirgepuinpt. hfan führt eine solche Menge dieser Mischung in den Senkkasten ein, dass eine Iiuprä.gnierung bis zu einigen Dezi- metern unterhalb der Oberfläche des Bettes stattfindet.
Die Quellung geschieht durch langsame @ufnahine des Ols durch die Kaut- sehukteilchen. Gegebenenfalls können der Mischung noch Vulkanisiermittel. Beschleu- niger, Füllstoffe usw. zut-e.z#etrt werden. <I>Beispiel</I> 5: Die Höhlen unter einer auf Holz gegrün- ihMen Selileuse werden dadurch ausgefüllt.
dass gleichzeitig aber sondert, einerseits < ,in Geiniseli von 100 Teilen Portland- 7,enient, Ton oder dergl. und 50 Teilen eines Er < lt@lrückstandes, der bis auf gerade ver- ptimphai@e Konsistenz mit Gasöl verdünnt ist, und anderseits 20 Teile eines auf 20 liautschukgehalt verdünnten Latex.
oder einer 20 % i geil wässrigen Dispersion von Eisennaphthenat, Aluminiumpalmitat oder rlergl.. eingeführt werden.
Erwünscbtenfalls kann man. an Stelle der obenerwälinten gesonderten Anwendung, auch eine vorausgehend hergestellte Mischung von <B>100</B> Teilen Zement, Ton oder dergl., 50 Tei len mit Gasöl verdünntem Erdölrückstand und ?I> Teilen eines 20%igen Kautschuk latex oder einer 2ü%igen wässrigen Disper sion von Eisennaphtbenat, Aluminiumpalmi- tat oder dergl., einbringen.
Die Quellung der Masse kann dadurch verlangsamt werden. dass dem Latex voraus- Kasein zugesetzt wird.
@@@eliend 17, <I>Beispiel 6:</I> Die Fugen eines aus losen, aufgeschichte ten Granitblöcken bestehenden Wellenbre- chers und die Höhlen der am Fuss des Wel lenbrechers auf dem Meeresboden befind lichen Steinaufsthüttung, lässt man, .gegebe nenfalls mit Hilfe von Röhren, mit einer Mi schung 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 Seifelösung hergestellt wurde, und welcher Dispersion 100 Teile Füllstoff, wie feingemahlenes Steinpulver, Baryt, Schlak- ken oder dergl., zugesetzt würden sind, voll- laufen. <I>Beispiel</I> Zwecks Abdeckung des Ufers eines schnellströmenden Flusses mit einer zusam menhängenden Steinbekleidung verwendet man eine Mischung von gleichen Teilen Kies und Sand,
welcher Mischung l0% eines 20 % igen Kautschuklatex und<B>30%</B> Edel- eanuextrakt von Spindelöl zugesetzt werden.
Diese Mischung bildet eine leicht aus:giess- bare Masse, die mit Hilfe von Rinnen auf,die Steinbekleidung gegossen wird und auf die Ufer und den Boden des Flusses sinkt,<B>wo-</B> durch eine wasserdichte, schützende Abdek- kung gebildet wird.
<I>Beispiel 8:</I> Zwecks Verfestigung eines Dünenfusses werden in regelmässigen Abständen Röhren in geringer Tiefe in den .Sand getrieben und durch diese Röhren wird eine Mischung von 1 Teil feinpulverisiertem Aluminiumsulfat, das in 2 Teilen Spindelöl suspendiert ist, und 5 Teilen 20%iger Wasserglaslösung ein geführt.
Die Bildung von Aluminiumsilikat verläuft so langsam, dass über eine grosse Injektionstiefe und -breite eine gleichmässige Dichtung und Verfestigung des Sandes er zielt wird. mittels zur Quellung gebracht werden und diese Quellung dadurch verlangsamt wird, dass mindestens ein in das zu behandelnde Material einzuführender Stoff von einem das Solvatssierungsmittel abstossenden Stoff um geben ist.
UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurcli gekennzeichnet, dass .der quellbare Stoff in einem das Solvatisierungsmittel ab stossenden Stoff suspendiert ist, und diese Suspension in die zu behandelnde Masse eingebracht wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, dass man die Suspension zusammen mit dem .Solvatisierungsmittel in die zu be handelnde Masse einbringt.
3. Verfahren nach Patentanspruch, .dadurch gekennzeichnet, dass .die Teilchen des quellbaren Stoffes mit einer Haut des das. Solvatisierungsmittel abstossenden Stoffes umhüllt, und diese Teilchen in einer Flüssigkeit suspendiert werden, welche gleichzeitig das Solvatisierungs- mittel bildet.
4. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch .3, .dadurch gekennzeichnet, dass man kolloidalen Ton mit einem Mineralöl umhüllt und den derart um hüllten Ton in Wasser suspendiert, wor auf diese Suspension in das zu behan delnde Material eingeführt wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig ein hydrophiles Kolloid mit einem hydro- phoben Stoff und ein organophiles Kol loid mit einem organophoben Stoff ver wendet werden.
6. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch<B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der zum hydrophilen Kolloid ge hörende hydrophobe Stoff das Solvati- sierungsmittel für das organophile Kol loid ist.
?. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet,