Verfuhren zur Abdichtung oder Verfestigung von Böden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdich ten oder Verfestigen von Böden, beispielsweise für den Strassenunterbau, für Talsperren usw.
Sie ermöglicht es, Bitumenemulsionen herzustellen und zur Boden abdichtung zu verwenden, die sich in einfacher Weise in den Boden einbringen lassen und sich in diesem durch Aufhebung der Dispergierwirkung der als Dis- pergator verwendeten Sulfitablauge bzw. deren Tro- ckensübstanz in zeitlich steuerbarer Weise verfestigen und hierdurch eine befriedigende Abdichtung des Bodens bewirken.
In der Technik besteht vielfach die Aufgabe, Böden abzudichten oder zu verfestigen. Meist handelt es sich hierbei darum, dass der Boden wasserundurch lässig werden soll. Dies ist beispielsweise wichtig für den Strassenbau, da, durch Eindringen von Wasser im Winter an Strassen erhebliche Frostschäden ent stehen, oder auch für den Bau von Talsperren durch Aufschüttung, bei denen sowohl der Damm selbst als auch der Untergrund wasserdicht sein müssen. In anderen Fällen handelt es sich darum, Böden zu verfestigen, beispielsweise bei der Anlage von Roll bahnen auf Flugplätzen.
Man hat bisher für diese Zwecke den Boden mit verschiedenen Mitteln abzu dichten oder zu verfestigen versucht, beispielsweise auch mit Bitumenemulsionen. Man musste diese, um überhaupt einen gewissen Effekt zu erzielen, in möglichst dichter Konsistenz in den Boden einbringen. Im Strassenbau war es hierfür üblich, das Profil auf die erforderliche Tiefe auszuschachten, in grossen Mischmaschinen eine Mischung des zur Herstellung des Unterbaus verwendeten Rohmaterials mit der Bitumenemulsion herzustellen und diese Mischung als dann in die Baugrube einzufüllen. Bei diesem Verfahren war es nun aber natürlich nicht möglich, die auf umständlichem Wege eingebrachte Emulsion wieder zu brechen, sodass der Effekt des Dichtungsmittels später oder früher wieder unwirksam gemacht wurde.
Bei der Oberflächenbearbeitung von Böden, beispiels weise bei der Herstellung von Rollbahnen auf Flug plätzen, hat man daher auch schon versucht, anstelle der Mischung des Bodens mit der Bitumenemulsion in einem besonderen Grossmischer, den Boden mit Hilfe von Bodenfräsen aufzulockern und mit der Emulsion zu mischen. In einem zweiten Arbeitsgang wurde dann ein Mittel zum Brechen der Emulsion auf demselben Wege eingemischt, beispielsweise bei Verwendung von Seifen als Emulgiermitteln durch Einbringung von Kalksalzen.
Abgesehen davon, dass dies einen besonderen Arbeitsgang erfordert, zeigten diese Verfahren den grossen Nachteil, dass bei der Einmischung der Kalksalze eine sofortige Ausfällung von Kalkseifen stattfand, wodurch die Brechung der Emulsion nur ungleichmässig und unvollkommen erfolgte. Vor allem aber wurde durch die nochmalige Auflockerung und Durchmischung des Bodens gleich zeitig mit der Brechung der Emulsion die innige Ver bindung zwischen den Einzelteilen des Bodens und des Dichtungsmittels, die für die Dichtungswirkung wesentlich ist, wieder zerstört.
Besonders schwerwie gend und bisher nur umständlich oder schwierig zu lösen war das Problem der Bodendichtung beim Bau von Talsperren durch Schüttung. Der Vorteil dieser Bauweise gegenüber der von massiven Sperrmauern, dass man den Bau nicht auf massiven Fels zu gründen braucht, ging hierbei zum grossen Teil wieder dadurch verloren, dass man gezwungen war, einen entsprechend breiten Schacht bis auf den gewachsenen Fels aus zuheben und mit einem Kern aus wasserundurch lässigem Material, beispielsweise Ton, zu füllen.
Eine unelastische Abdichtung, etwa durch Zement, ist in diesen Fällen nämlich nicht möglich, da der Boden unter dem Damm arbeitet und durch die hierbei auftretenden gewaltigen Kräfte einen derartigen Bau wieder zerstören würde, wenn dieser ein wirtschaftlich tragbares Ausmass behalten soll. Man ist daher gezwungen, die Bodenabdichtung mit elastischen Mit teln vorzunehmen. In allen diesen und weiteren ähn lich gelagerten Fällen war bisher eine einwandfreie Abdichtung des Bodens nicht möglich.
Es wurde nun gefunden, dass es gelingt, Böden in einfacher und einwandfreier Weise abzudichten oder zu verfestigen, wenn man unter Verwendung von Bitumen, Sulfitablauge oder deren Trockensubstanz oder durch Behandlung der Zange mit Fällungsmitteln erhältlichen Produkten und einem Oxydationsmittel eine flüssige emulgiertes Bitumen enthaltende Mi schung herstellt und letztere in den Boden einbringt. Es zeigte sich nämlich überraschenderweise, dass durch das Oxydationsmittel die Dispergierwirkung z. B. der Sulfitablauge derart gebrochen wird, dass dieser Vorgang zeitlich in gut beherrschbarer Weise gesteuert werden kann.
Man hat es weitgehend in der Hand, durch die Zusammensetzung der verwende ten Mischung unter Mitberücksichtigung physikalischer Faktoren, wie der herrschenden Temperatur, die Zeit der Brechung der Emulsion in bestimmten Grenzen zu variieren und danach den Zeitpunkt der Herstel lung bzw. Anwendung der Emulsion zu bestimmen, den man entsprechend dem Zeitpunkt der gewünschten Verfestigung des Dichtungsmittels wählt. Hierdurch wird es ermöglicht, die erfindungsgemäss hergestellte emulgiertes Bitumenenthaltende flüssige Mischung in verhältnismässig einfacher Weise in den Boden ein zubringen, wo sie sich durch die zeitlich gesteuerte Aufhebung der Dispergierwirkung der z.
B. verwende ten Sulfitablauge in der gewünschten verhältniss- mässig kurzen Zeit verfestigt und den Boden abdichtet.
Als Dichtungsmittel kommen beliebige Bitumen präparate, wie Teere, Peche, Naturasphalte, destil lierte, geblasene und verschnittene Bitumina, in Frage. Die als Dispergiermittel verwendete Sulfitablauge kann beliebiger Natur und Herkunft sein. Beispielsweise kommt sowohl Nadelholz- als auch Laubholzsulfit- ablauge in Frage. Sie kann ungereinigt sein, kann aber auch durch Reinigungsmethoden von einem Teil ihrer kationischen Bestandteile, beispielsweise Kalk, oder anderen Stoffen befreit sein. Sie kann vergoren oder unvergoren sein.
In manchen Fällen ist es zweck- mässig, Fraktionen von Sulfitablauge zu verwenden, die durch fraktionierende Fällung mit bekannten Fällungsmitteln, wie beispielsweise Metallhydroxyden, deren schwefiigsaure oder schwefelsaure Salze in Wasser unlöslich sind, Alkoholen, organischen Basen oder dergleichen, erhalten werden. Oft wird man zweckmässig die Ablauge durch Eindampfen konzen trieren oder gar trocknen, was insbesondere ihren Versand erleichtert.
Als Oxydationsmittel verwendet man zweckmäs- sigerweise sechswertige Chromverbindungen, wie ins besondere Natriumbichromat. Doch auch vierwer tige Bleiverbindungen oder Perverbindungen, beispiels weise Persulfate und Permanganate, sind geeignet.
Sowohl die Menge der auf die Einheit Boden zu ver wendenden emulgiertes Bitumenenthaltenden Mi schung (im folgenden teilweise kurz als Emulsion bezeichnet) als auch die mengenmässige Zusammen setzung derselben sind in weiten Grenzen variierbar. Die Menge der Mischung hängt von verschiedenen Faktoren, wie der Beschaffenheit des Bodens, insbe sondere der Korngrösse, beim Talsperrenbau auch von dem hydrostatischen Druck, dem der gedichtete Boden ausgesetzt wird, ab. In den meisten Fällen sind Zusätze zwischen 5 und 20 % ausreichend. Unter günstigen Verhältnissen kommt man eventuell auch mit geringeren Mengen aus. Nach oben hin setzen die Kosten einem beliebig hohen Zusatz eine Grenze.
Auch beim Zusatz von Sulfitablauge zu dem Bitu men wird man sich bemühen, mit möglichts geringen Mengen auszukommen. Im übrigen richten sich diese nach der Art des Bitumens und der Sulfitablauge sowie nach den sonstigen Gegebenheiten des Einzel falles. Im allgemeinen kommen Mengen zwischen 5 und<B>50%,</B> berechnet als Ablauge-Trockenzubstanz je Gewichtseinheit Bitumen, in Frage. In den meisten Fällen sind Zusätze zwischen 10 und 30 % zweck- mässig.
Zur zeitlichen Steuerung der Brechung der Emul sion kann man, unter Berücksichtigung der Art der Sulfitablauge und des Oxydationsmittels, von der Wahl des Verhältnisses dieser beiden ausgehen. Bei Verwendung von Oxydationsmitteln, die im sauren Bereich reagieren, wie sechswertigen Chromverbin dungen, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den zeitlichen Ablauf der Reaktion durch die vorherige Einstellung des pH-Wertes zu steuern. Zweckmässig setzt man hierzu der Emulsion zu einem bestimmten Zeitpunkt vor ihrer Anwendung das Oxydationsmittel und die erforderliche Menge einer Säure oder eines sauren Salzes zu.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn man der mit Sulfitablauge hergestellten Bitumenemulsion vor ihrer Einbringung in den Boden ausser einem Oxydations mittel auch noch einen Kondensationspartner für die Sulfitablauge zusetzt. Unter Kondensationspartnern für die Sulfitablauge werden solche Substanzen ver standen, mit denen die Sulfitablauge unter alkalischen, neutralen oder sauren Bedingungen eine Konden sationskreation eingeht.
Derartige Substanzen sind Phenol Amine und/oder Amide einerseits und Alde hyde und/oder Ketone andererseits, die als solche oder in Form ihrer Vorkondensate eingesetzt werden können. Durch diese Massnahme gelingt es noch sicherer, den zeitlichen Ablauf der Brechung der Emul sion zu steuern. Setzt man, was zweckmässig ist, aus- serdem noch eine Säure oder ein saures Salz zu, so wird dadurch die Kondensation und, wenn man bei spielsweise als Oxydationsmittel ein Bichromat ver wendet, gleichzeitig dessen oxydierende Wirkung gefördert.
Man kann hierbei den zeitlichen Ablauf der Reaktion gegebenenfalls dadurch steuern, dass man die Emulsion mit Oxydationsmittel und Konden- sationspartner im neutralen oder alkalischen pH- Bereich herstellt und in diesem bis vor der Anwendung hält und dann in einem vorher berechneten Zeitpunkt vor der Anwendung die Säure oder das saure Salz zusetzt. Doch kann man natürlich auch umgekehrt zuerst die Emulsion im sauren pH-Bereich erzeugen und mit der erforderlichen Menge Säure oder sauren Salzes versetzen und vor der Anwendung Oxydations mittel und Kondensationspartner zugeben.
Durch die Erfindung gelingt es, in einfacher und zuverlässiger Weise Böden derart abzudichten, dass der mit einfachen Mitteln eingebrachte Dichtungsstoff eine einwandfreie Verfestigung des Bodens herbei führt und nicht wieder durch Sickerwasser und ähn liche Einflüsse entfernt werden kann.
Sowohl bei der Oberflächenbehandlung von Böden, beispielsweise bei der Anlage von Flugplatz-Rollbah- nen, als auch bei der Herstellung von Strassenunter bauten kann die vor ihrer Anwendung entsprechend eingestellte Bitumenemulsion in einfacher Weise, sei es mittels einer Bodenfräse oder auch einer gesonderten Mischanlage, in den Boden eingebracht werden, ohne dass es erforderlich ist, durch zusätzliche Arbeitsgänge für eine Brechung der Emulsion zu sorgen oder sich gar mit dem späteren Unwirksamwerden des Dich tungsmittels abfinden zu müssen.
Durch das Oxyda tionsmittel tritt in verhältnismässig kurzer, vorher einstellbarer Zeit eine Gelierung der Sulfitablauge ein, wobei diese zum grossen Teil wasserunlöslich wird. Hierdurch verliert sie ihre Dispergierwirkung und das Biturnen haftet an der Stelle im Boden, an die es beim Einbringen der Emulsion gelangte, also in gleichmäs- siger Verteilung. Zudem hat die Erfindung in diesen Fällen den Vorteil, dass beim Walzen der gedichteten Bodenschicht infolge der Brechung der Emulsion das Wasser derselben hinausgepresst wird.
Es kann also schnellstens ablaufen oder entfernt werden, während man bei den bisher bekannten Verfahren warten musste, bis es verdunstet war, was natürlich längere Zeit dauerte. Durch das Verfahren gemäss der Erfin dung kann der Boden so dicht gemacht werden, dass Regenwasser oder Sickerwasser nicht eindringen kann wodurch beispielsweise Frostschäden im Winter ver hindert werden. In vielen Fällen kann man die Bitumen emulsion mit geeigneter Konsistenz durch Sonden in den Boden einpressen. Diese Arbeitsweise ist beispiels weise in Fällen angebracht, wo eine Strasse auf san digem Untergrund verlegt werden soll.
Hier lässt sich der Kies oder Sand ohne komplizierte und teure Ausschachtungsarbeiten durch das Verfahren gemäss der Erfindung abdichten und verfestigen, wodurch gleichzeitig die erforderliche Höhe für den eigentlichen Strassenunterbau verringert wird.
Eine besonders wichtige und vorteilhafte Anwen dung findet die Erfindung beim Bau von Talsperren durch Schüttung. Ein Hauptproblem war hierbei bis her stets die erforderliche Abdichtung der Bauten, und zwar sowohl des Talsperrendammes selbst als auch des Untergrundes. Ein Vorteil geschütteter Tal- sperren gegenüber massiven Sperrmauern besteht darin, dass man nicht bis auf gewachsenen Fels zu gründen braucht.
Dieser Vorteil ging bisher bei den bekannten Verfahren zum wesentlichen Teil dadurch wieder verloren, dass man, um ein Durchsickern des unter Druck stehenden Sperrenwassers unter dem Sperrdamm zu verhindern, in den Grund einen bis auf den gewachsenen Fels reichenden Graben aus schachten musste, der mit Ton oder ähnlichem dichtem Material gefüllt wurde und der so breit sein musste, dass er dem hydrostatischen Druck des Staues stand hielt und überdies auch durch das Arbeiten des Bodens unter dem Sperrdamm nicht beeinträchtigt wurde. Durch die Erfindung lässt sich nun die Abdichtung des Untergrundes in viel einfacherer Weise vornehmen.
Es genügt, einen verhältnismässig schmalen Graben auszuheben, von dem aus die Bitumenemulsion in den Boden einegebracht wird, wo sie durch Brechung der Emulsion erhärtet und hierbei den Boden zugleich abdichtet und verfestigt. Am einfachsten geschieht dies, indem man den Graben mit einem Gemisch von Sand und Emulsion füllt. In manchen Fällen ist es jedoch auch möglich, die Emulsion mit Hilfe von Sonden in den Boden einzubringen. In ähnlicher ein facher Weise kann auch der Sperrdamm selbst abge dichtet werden. Hierbei erzielt man durch die Erfin dung zugleich den Vorteil, dass die Abdichtung in einer elastischen Weise erfolgt und infolgedessen durch das Arbeiten des Bodens keinen Schaden erleidet.
<I>Beispiel</I> A. - 2040 kg Calciumligninsulfonats, hergestellt durch Eindampfen der entzuckerten und mit Ca (0H)2 neutralisierten Ablauge, in 55 %iger wässriger Lösung werden mit 218 kg Harnstoff gemischt, der sich darin innerhalb von 2 Stunden löst. Sodann werden 855 kg 30%igen Formaldehyds zugesetzt und 30 Min lang eingemischt. Schliesslich werden 13,5 kg 50%ige Natronlauge zugesetzt. Sodann wird nochmals 10 Min gemischt. Schliesslich wird der pH-Wert genau auf 7,5 eingestellt.
B. - In 514,8 kg der vorstehenden Mischung werden 466,4 kg Kaolin während 11/Z Stunden ein gerührt, wobei die Temperatur auf unter 500 C gehal ten wird. Sodann werden 352,0 Bitumen auf 105,6 kg Cumaronharz in geschmolzenem Zustand langsam zugemischt. Anschliessend wird noch 30 Min gerührt bis eine glatte Emulsion entstanden ist. Sodann werden weitere 655,6 kg der erstgenannten Mischung zuge führt, worauf gut durchgemischt wird. Schliesslich werden 50,0 kg Wasser und 1,5 kg 50%iger Natron lauge beigemischt.
C. - Getrennt wird eine Mischung von 58 kg Natriumbichromat, 40 kg Aluminiumsulfat, 2 kg Kaliumbisulfat, 1 kg Kieselsäuregel und 1 kg eines Netzmittels hergestellt.
Um beim Anlegen eines Staudammes um einen Wasserbehälter in flachem Gelände den Erdboden um den Damm herum gegen Wasserabsickerung abzudichten, wird am äusseren Rande des Dammes in einer Länge von 10 Metern ein 80 cm breiter Graben ausgehoben und gegen das Einbrechen des sandigen Bodens mit thixotroper Flüssigkeit (Bentonit) gefüllt.
Sodann werden, beispielsweise in einem Zementmi scher, 1 Teil mittelfeinen Sandes mit 2 Teilen der Emulsion nach B und mit 0,1 Teil der Mischung unter C vermischt. Die flüssige Mischung wird dann durch ein Rohr unten in den Graben eingefüllt, während die thixotrope Flüssigkeit im gleichen Masse oben abge zogen wird. Nach 24 Stunden ist ein wasserdichtes elastisches Gel entstanden. Die weitere Abdichtung des Bodens erfolgt dann jeweils in Abständen von 10 Metern um den Damm herum.
Method for sealing or consolidating soils The invention relates to a method for sealing or consolidating soils, for example for road substructures, for dams, etc.
It enables bitumen emulsions to be produced and used for soil sealing, which can be introduced into the soil in a simple manner and solidify and solidify in this in a time-controllable manner by eliminating the dispersing effect of the sulphite waste liquor used as a dispersant or its dry matter this causes a satisfactory seal of the floor.
In technology, there is often the task of sealing or consolidating soils. Mostly it is a matter of making the soil impermeable to water. This is important, for example, for road construction, as the penetration of water in winter on roads causes considerable frost damage, or for the construction of dams by embankment, where both the dam itself and the subsoil must be watertight. In other cases it is a matter of consolidating the soil, for example when installing taxiways on airfields.
It has been tried to seal or consolidate the soil with various means for this purpose, for example with bitumen emulsions. In order to achieve a certain effect at all, you had to bring them into the soil in as dense a consistency as possible. In road construction it was customary to excavate the profile to the required depth, to mix the raw material used to produce the substructure with the bitumen emulsion in large mixing machines and then to pour this mixture into the construction pit. With this method it was of course not possible to break the emulsion that had been introduced in a laborious way, so that the effect of the sealant was rendered ineffective later or earlier.
When surface treatment of soils, for example in the manufacture of runways on airfields, attempts have therefore already been made to loosen the soil with the help of a tiller and mix it with the emulsion instead of mixing the soil with the bitumen emulsion in a special large mixer . In a second operation, an agent for breaking the emulsion was then mixed in in the same way, for example when using soaps as emulsifiers by introducing calcium salts.
Apart from the fact that this requires a special work step, these processes showed the major disadvantage that when the calcium salts were mixed in, calcium soaps were immediately precipitated, so that the emulsion was broken unevenly and imperfectly. Above all, the intimate connection between the individual parts of the soil and the sealant, which is essential for the sealing effect, was destroyed again by the repeated loosening and mixing of the soil at the same time as the breaking of the emulsion.
Particularly serious and so far only cumbersome or difficult to solve was the problem of soil sealing when building dams by filling. The advantage of this construction method compared to massive barrier walls, that one does not need to base the construction on massive rock, was largely lost because one was forced to dig a suitably wide shaft down to the natural rock and with one Core made of water-impermeable material, such as clay, to be filled.
Inelastic sealing, for example with cement, is not possible in these cases because the soil works under the dam and the enormous forces that occur would destroy such a structure again if it were to remain economically viable. One is therefore forced to make the floor seal with elastic means. In all of these and other similarly stored cases, perfect sealing of the floor has not been possible so far.
It has now been found that it is possible to seal or solidify soils in a simple and flawless manner if a liquid emulsified bitumen-containing mixture is obtained using bitumen, sulphite waste liquor or their dry substance or by treating the tongs with precipitants and an oxidizing agent and introduces the latter into the soil. It was found, surprisingly, that the dispersing effect z. B. the sulphite waste liquor is broken in such a way that this process can be controlled in terms of time in an easily controllable manner.
It is largely up to you to vary the time of breakage of the emulsion within certain limits through the composition of the mixture used, taking into account physical factors such as the prevailing temperature, and then to determine the time of manufacture or use of the emulsion , which one chooses according to the time of the desired solidification of the sealant. This makes it possible to bring the emulsified bitumen-containing liquid mixture produced according to the invention in a relatively simple manner into the soil, where it is due to the timed cancellation of the dispersing effect of the z.
B. use sulphite waste liquor to solidify and seal the soil in the desired relatively short time.
Any bitumen preparations such as tars, pitch, natural asphalt, distilled, blown and blended bitumen can be used as sealants. The sulphite waste liquor used as a dispersant can be of any nature and origin. For example, both softwood and hardwood sulphite waste liquor come into consideration. It can be uncleaned, but some of its cationic constituents, for example lime, or other substances can also be freed by cleaning methods. It can be fermented or unfermented.
In some cases it is expedient to use fractions of sulphite waste liquor which are obtained by fractional precipitation with known precipitants, such as metal hydroxides, the sulphurous or sulfuric salts of which are insoluble in water, alcohols, organic bases or the like. Often you will expediently concentrate the waste liquor by evaporation or even dry it, which in particular facilitates their shipping.
The oxidizing agent used is expediently hexavalent chromium compounds, such as sodium dichromate in particular. But four-valued lead compounds or per compounds, for example persulfates and permanganates, are also suitable.
Both the amount of the emulsified bitumen-containing mixture to be used on the unit of soil (hereinafter sometimes referred to as emulsion for short) and the quantitative composition of the same can be varied within wide limits. The amount of mixture depends on various factors, such as the nature of the soil, in particular the grain size, and in dam construction also on the hydrostatic pressure to which the sealed soil is exposed. In most cases, additions between 5 and 20% are sufficient. Under favorable conditions, smaller quantities may be sufficient. At the top, the costs set a limit for an arbitrarily high addition.
Even when adding sulphite waste liquor to the bitumen, efforts will be made to get along with the smallest possible amounts. Otherwise, these depend on the type of bitumen and the sulphite waste liquor as well as the other circumstances of the individual case. In general, quantities between 5 and 50%, calculated as the waste liquor dry matter per unit weight of bitumen, are suitable. In most cases, additions between 10 and 30% are appropriate.
To control the time of the breaking of the emulsions, one can start from the choice of the ratio of these two, taking into account the type of sulphite waste liquor and the oxidizing agent. When using oxidizing agents that react in the acidic range, such as hexavalent chromium compounds, it has proven to be particularly advantageous to control the timing of the reaction by setting the pH beforehand. For this purpose, it is expedient to add the oxidizing agent and the required amount of an acid or an acidic salt to the emulsion at a certain point in time before it is used.
It is particularly advantageous if the bitumen emulsion produced with sulphite waste liquor is also added a condensation partner for the sulphite liquor before it is introduced into the ground. Under condensation partners for the sulphite waste liquor, those substances are understood with which the sulphite waste liquor enters into a condensation creation under alkaline, neutral or acidic conditions.
Such substances are phenol amines and / or amides on the one hand and aldehydes and / or ketones on the other hand, which can be used as such or in the form of their precondensates. This measure makes it even more reliable to control the timing of the refraction of the emulsion. If an acid or an acidic salt is also added, which is expedient, this promotes the condensation and, if, for example, a bichromate is used as the oxidizing agent, its oxidizing effect at the same time.
The time course of the reaction can optionally be controlled by preparing the emulsion with oxidizing agent and condensation partner in the neutral or alkaline pH range and holding it in this until before use and then adding the acid at a previously calculated time before use or add the acidic salt. But you can of course also vice versa first generate the emulsion in the acidic pH range and add the required amount of acid or acidic salt and add oxidizing agent and condensation partner before use.
The invention makes it possible to seal floors in a simple and reliable manner in such a way that the sealing material introduced with simple means brings about perfect consolidation of the floor and cannot be removed again by seepage water and similar influences.
Both in the surface treatment of soils, for example in the construction of airfield runways, as well as in the production of road substructures, the bitumen emulsion adjusted accordingly before its use can be easily converted, either by means of a tiller or a separate mixing system The soil can be introduced without it being necessary to break the emulsion through additional operations or even having to come to terms with the later ineffectiveness of the sealing agent.
As a result of the oxidizing agent, gelling of the sulphite waste liquor occurs in a relatively short time that can be set in advance, and this becomes largely insoluble in water. As a result, it loses its dispersing effect and the biturn sticks to the point in the soil that it reached when the emulsion was introduced, ie in an even distribution. In addition, the invention has the advantage in these cases that when the sealed soil layer is rolled, the water of the emulsion is pressed out due to the breaking of the emulsion.
It can therefore expire or be removed as quickly as possible, whereas with the previously known methods one had to wait until it had evaporated, which of course took a long time. By the method according to the invention, the soil can be made so dense that rainwater or seepage water cannot penetrate, thus preventing frost damage in winter, for example. In many cases, the bitumen emulsion with a suitable consistency can be injected into the ground using probes. This way of working is appropriate, for example, in cases where a road is to be laid on a soft surface.
Here, the gravel or sand can be sealed and solidified without complicated and expensive excavation work using the method according to the invention, which at the same time reduces the height required for the actual road substructure.
The invention finds a particularly important and advantageous application in the construction of dams by filling. One of the main problems up to now has always been the required sealing of the buildings, both the dam itself and the subsoil. One advantage of poured dams over massive barrages is that they do not need to be built on solid rock.
This advantage has so far been largely lost again in the known methods in that, in order to prevent the pressurized barrier water from seeping through under the barrier dam, a ditch had to be dug into the ground that reached down to the natural rock and was filled with clay or similar dense material and which had to be wide enough to withstand the hydrostatic pressure of the dam and, moreover, not be affected by the work of the soil under the dam. The invention enables the subsurface to be sealed in a much simpler manner.
It is sufficient to dig a relatively narrow trench from which the bitumen emulsion is brought into the ground, where it hardens by breaking the emulsion and at the same time seals and solidifies the ground. The easiest way to do this is to fill the trench with a mixture of sand and emulsion. In some cases, however, it is also possible to introduce the emulsion into the soil with the aid of probes. In a similar way, the dam itself can be sealed abge. In this case, the invention also has the advantage that the seal takes place in an elastic manner and consequently does not suffer any damage due to the working of the soil.
<I> Example </I> A. - 2040 kg of calcium lignosulfonate, produced by evaporating the desugarized waste liquor neutralized with Ca (OH) 2, in 55% aqueous solution are mixed with 218 kg of urea, which dissolves in it within 2 hours solves. Then 855 kg of 30% formaldehyde are added and mixed in for 30 minutes. Finally, 13.5 kg of 50% sodium hydroxide solution are added. Mixing is then continued for 10 minutes. Finally, the pH is adjusted to exactly 7.5.
B. - In 514.8 kg of the above mixture, 466.4 kg of kaolin are stirred for 11/2 hours, the temperature being kept below 500 ° C. Then 352.0 bitumen are slowly mixed in with 105.6 kg of coumarone resin in the molten state. The mixture is then stirred for a further 30 minutes until a smooth emulsion has formed. A further 655.6 kg of the first-mentioned mixture are then added, whereupon it is mixed thoroughly. Finally, 50.0 kg of water and 1.5 kg of 50% sodium hydroxide solution are added.
C. - A mixture of 58 kg of sodium dichromate, 40 kg of aluminum sulfate, 2 kg of potassium bisulfate, 1 kg of silica gel and 1 kg of a wetting agent is prepared separately.
In order to seal the soil around the dam against water seepage when building a dam around a water tank in flat terrain, an 80 cm wide trench is dug at the outer edge of the dam over a length of 10 meters and thixotropic liquid ( Bentonite).
Then, for example in a cement mixer, 1 part of medium-fine sand is mixed with 2 parts of the emulsion according to B and with 0.1 part of the mixture under C. The liquid mixture is then poured into the trench at the bottom through a pipe, while the thixotropic liquid is drawn off in the same mass at the top. After 24 hours, a waterproof elastic gel was created. The soil is then further sealed at intervals of 10 meters around the dam.