CH629270A5

CH629270A5 - Method of reducing the thermal resistance of earth

Info

Publication number: CH629270A5
Application number: CH609877A
Authority: CH
Inventors: Walton Wallace Welna; Lowell Carver Frank
Original assignee: Minnesota Mining & Mfg
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1982-04-15
Also published as: SE429869B; FR2352423B1; CA1089211A; DE2722715A1; JPS6226556B2; DE2722715C2; SE7705606L; JPS52141006A; FR2352423A1; GB1564068A

Description

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PATENTANSPRÜCHE Projekts sehr gesteigert. PATENT CLAIMS project very much increased.

1 .Verfahren zur Verringerung des Wärmedurchlasswider- Eine Lösung des Problems der Wärmeableitung bei erdver- 1 .Procedure to reduce thermal resistance- A solution to the problem of heat dissipation in underground

standes von Erde, dadurch gekennzeichnet, dass man mit der legten elektrischen Transformatoren wird in der US-Patent- stand by earth, characterized in that one is placed with the electrical transformers in the US patent

Erde ein Stabilisierungsmittel vermischt, das aus einem schrift 3 212 563 beschrieben, bei denen es sich um ummantelte Soil mixed a stabilizing agent described in a document 3 212 563, which were encased

Gemisch von Ton und einem Dispergiermittel für diesen Ton 5 Transformatoren handelt, bei denen Kühlwasser in Leitungen besteht, wobei das Dispergiermittel mindestens 0,25 Gew.-% zu und von dem Transformatormantel geführt wird, um die des Stabilisierungsmittels ausmacht. während des normalen Betriebs erzeugte Wärme abzuleiten. Mixture of clay and a dispersant for this clay 5 transformers, in which there is cooling water in pipes, the dispersant being fed to and from the transformer jacket at least 0.25% by weight, which makes up the stabilizing agent. dissipate heat generated during normal operation.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Obwohl das Kühlwasser tatsächlich die erzeugte Wärme abzu-dass man den Ton aus der Gruppe wählt, die aus Kaolinitton leiten vermag, erhöht eine solche Aüsführungsform sehr stark und Montmorillonitton besteht. 10 die Transformatorkosten und können die Instandhaltungspro- 2. The method according to claim 1, characterized in that, although the cooling water actually depletes the heat generated-that one chooses the clay from the group capable of conducting kaolinite clay, such an embodiment increases very strongly and montmorillonite clay exists. 10 the transformer costs and can maintain the

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, bleme ein solches System industriell unhaltbar werden lassen, dass man als Dispergiermittel ein anionisches Dispergiermittel Eine andere Lösung dieses Problems, wie sie in der US-verwendet. Patentschrift 3 719 511 beschrieben ist, besteht in der Verwen- 3. The method according to claim 1, characterized in that such a system can become industrially untenable in that an anionic dispersant is used as the dispersant. Another solution to this problem, as used in the US. Patent Specification 3,719,511 is to use

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj dass dung eines mageren oder schwachen Betongemischs zum man 90 bis 99 Gew.-% Erde mit 1 bis 10 Gew.-% eines Stabilisie- 15 Umhüllen der elektrischen Anlage. Es besteht jedoch eine rungsmittels vermischt. gewisse Schwierigkeit des Wiederhineingelangens, wenn das 4. The method according to claim 1, characterizedj that dung of a lean or weak concrete mixture to one 90 to 99 wt .-% earth with 1 to 10 wt .-% of a stabilizing coating of the electrical system. However, there is a mixed agent. certain difficulty in re-entering if that

Betongemisch erst einmal angewendet wurde, und ausserdem kann eine gewisse Riss- oder Sprungbildung bei dem Betonsy-stem auftreten, wodurch die Fähigkeit des Betongemischs, als 2o wirksames Auffüllmaterial zu dienen, verringert wird. Once the concrete mix has been applied, and there may also be some cracking or cracking in the concrete system, reducing the ability of the concrete mix to serve as a 2o effective backfill material.

Noch ein anderes Auffangfüllmaterial, wie es in der US-Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verringe- Patentschrift 3 082111 beschrieben ist, besteht aus einer Masse rung des Wärmedurchlasswiderstandes von Erde. mit speziell definierten Prozentgehalten an sortierten Sandteil-In den letzten Jahren sind aus ökologischen und betriebs- chen, das eine optimale Packungsdichte und dementsprechend ^lässigen Gründen elektrische Anlagen, wie z. B. Hochspan- 25 einen optimalen Wärmedurchlasswiderstand ergeben soll. Ein nungsleitungen und Stromverteilungsleitungen, Transformato- solches Material führt zu keiner Senkung der Kosten, die durch ren usw., unter der Erde verlegt worden. Eine der stärksten den Transport des Auffangmaterials zu der Baustelle usw. entBeschränkungen für die Möglichkeit derartiger Installationen stehen. Yet another trapping filler, as described in US The invention relates to a method for reducing patent 3,082,111, consists of a mass of the thermal resistance of earth. with specially defined percentages of sorted sand parts. In recent years, for ecological and operational reasons, that an optimal packing density and accordingly ^ reasons, electrical systems, such as. B. high tension 25 should give an optimal thermal resistance. A power lines and power distribution lines, transformat- such material does not lead to a reduction in the costs, which have been laid underground, by ren, etc. One of the strongest is the transportation of the collection material to the construction site etc. restrictions on the possibility of such installations.

ist die Ableitung der durch das Fliessen von elektrischem Das erfindungsgemässe Verfahren zur Verringerung des is the derivation of the by the flow of electrical The inventive method for reducing the

Strom durch diese Anlagen erzeugten Wärme. Wenn der Wär- 30 Wärmedurchlasswiderstandes von Erde ist dadurch gekenn- Electricity generated by these plants. If the thermal resistance of 30 is

medurchlasswiderstand der Umgebung der erdverlegten zeichnet, dass man mit der Erde ein Stabilisierungsmittel ver-Anlage ungeeignet hoch ist, kann die während des Betriebs der mischt, das aus einem Gemisch von Ton und einem Dispergier- The flow resistance of the environment of the buried underground shows that a stabilizing agent system is unsuitably high with the ground, which can mix during operation, which consists of a mixture of clay and a dispersing agent.

Anlage erzeugte Wärme zu einer Temperaturerhöhung der mittel für diesen Ton besteht, wobei das Dispergiermittel min- Plant generated heat to increase the temperature of the medium for this clay, the dispersant min-

Anlage führen, und zwar über die Toleranzgrenzen derselben destens 0,25 Gew.-% des Stabilisierungsmittels ausmacht, Plant, and that constitutes at least 0.25% by weight of the stabilizing agent over the tolerance limits thereof,

hinaus, und bei längerem Betrieb bei derartigen Temperaturen 35 je nach den Eigenschaften der natürlichen Erde, die wäh- and at prolonged operation at such temperatures 35 depending on the properties of the natural earth, which

kann ein Versagen oder eine Zerstörung der Anlage stattfin- rend der Kabelgrabenherstellung ausgegraben wird, kann in den. vielen Fällen die gleiche Erde behandelt und als Auffangfüllma- If a failure or destruction of the system is excavated instead of the cable trench production, the. treated the same soil in many cases and used

Aus diesem Grunde müssen unter der Erde verlegte Anla- terial in den Kabelgraben zurückgegeben werden, gen typischerweise unter Berücksichtigung der erwarteten Im erfindungsgemässen Verfahren werden vorzugsweise 90 Wärmebedingungen in der Umgebung geplant werden. Weil 10 bis 99 Gew.-% und 1,0 bis 10,0 Gew.-% eines Stabilisierungsmitferner der grösste Teil der Wärmeimpedanz von der Wärme- tels vermischt, das aus einem Gemisch von Ton und einem Disquelle, d. h. dem elektrischen Leiter, zu der Luft auf der dazwi- pergierungsmittel dafür besteht, wobei das Dispergierungsmit-schen befindlichen Erde beruht, ist die Erde ein massgeblicher tel mindestens 0,25 Gew.-% des besagten Gemischs ausmacht. Faktor bei der Berechnung der Grösse einer Anlage. Bei sol- Das Ton-Dispergiermittelgemisch verringert übe,rraschen-chen Berechnungen müssen Einschränkungen in Betracht 45 derweise beispielsweise den Wärmedurchlass des Auffüllmate-gezogen werden, die sich aus der Ungleichmässigkeit der riais unter den Wert für den Wärmedurchlass, der bei geson-umgebenden Erde herleiten. Z. B. variiert die Erde, die entlang derte Verwendung der Komponenten des Gemischs mit Erde des Weges eines erdverlegten Kabels angetroffen wird, im all- ermittelt wird. For this reason, equipment laid underground must be returned to the cable trench, typically taking into account the expected ones. In the method according to the invention, preferably 90 thermal conditions in the surroundings are planned. Because 10 to 99% by weight and 1.0 to 10.0% by weight of a stabilizing agent also mixes most of the thermal impedance from the thermal agent, which is composed of a mixture of clay and a source, i.e., H. The electrical conductor, to which air consists of the dispersant for which the dispersing agent is based, is a significant part of at least 0.25% by weight of said mixture. Factor when calculating the size of a plant. In the case of sol- the clay-dispersant mixture reduces, rapid calculations, restrictions have to be taken into account, such as the heat transmission of the filler material, which derive from the non-uniformity of the riais below the value for the heat transmission that occurs in the surrounding earth . For example, the earth encountered along the way the components of the mixture with earth are used along the route of an underground cable varies in general.

gemeinen in grossem Masse hinsichtlich der Wärmeleitungs- Die Wärmeableitung durch Erde ist natürlich ein komple- in general to a large extent with regard to heat conduction. Heat dissipation through earth is of course a complex

eigenschaften. Dadurch ist es erforderlich, die Kabelgrösse so so xes Phänomen, und zwar wegen der komplexen Natur der Erde abzustimmen, dass sie den Erdbereichen mit dem grössten selbst. Erde, wie sie hier verwendet wird, besteht im allgemei- properties. As a result, it is necessary to coordinate the cable size in such a way, because of the complex nature of the earth, that it corresponds to the largest areas of the earth itself. Earth, as used here, generally exists

Wärmedurchlasswiderstand angepasst wird. Aus diesen Grün- nen aus festem Material, wie z. B. Sand, Ton oder Triebsand den wird natürliche Erde selten für ein Stromleitungsgraben (silt), und schliesslich Luft und Wasser. Der Wärmedurchlass- Thermal resistance is adjusted. From these greens made of solid material, such as. B. sand, clay or driving sand, natural earth is rarely used for a power line trench (silt), and finally air and water. The heat transmission

benutzt. widerstand, der hier von Hauptinteresse ist, hängt typischer- used. resistance, which is of primary interest here, depends more typically-

Zur Erleichterung dieser Situation sieht die derzeitige Pra- 55 weise von der Erdzusammensetzung und -dichte, dem Feuchtig- To alleviate this situation, the current view of the earth's composition and density, the moisture

xis die Verwendung eines zubereiteten Auffüllmaterials mit keitsgehalt, der Teilchengrösse und der Teilchengrössenvertei- xis the use of a prepared filling material with the content, the particle size and the particle size distribution

bekannten Widerstandseigenschaften zum Ersatz der natürli- lung der Erde usw. ab. known resistance properties to replace the natural earth, etc.

chen Erde vor. Ein solches Auffüllmaterial ist im allgemeinen Der hauptsächliche physikalische Kennwert eines wärme- earth. Such a filling material is generally the main physical characteristic of a heat

grössenmässig gut abgestufte Erde, die einen Wärmedurch- stabilisierenden Mittels zum Auffüllen von erdverlegten elektri- Well-graded earth, which is a heat stabilizing agent for filling in underground electrical

flusswiderstand innerhalb eines geeigneten Bereichs für ange- 60 sehen Anlagen, wie z. B. Kabeln, ist eine als «Wärmeohm» bzw. Flow resistance within a suitable range for 60 systems, such as B. cables, is one as «heat resistance» or

nommene Wärmeverhältnisse, d. h. bei Aufrechterhaltung «kalorisches Ohm» bekannte Widerstandseinheit, die definiert einer erwarteten Erdschichttemperatur und unter Berücksich- wird als die Anzahl Celsiusgrade des Temperaturabf alls durch tigung der zur Verfügung stehenden Feuchtigkeit hat. In vielen einen Würfel mit Seitenabmessungen von 1 cm, durch welchen taken heat conditions, d. H. with maintenance of "caloric ohms" known resistance unit, which defines an expected earth layer temperature and taking into account the number of degrees Celsius of temperature drop due to adjustment of the available moisture. In many a cube with side dimensions of 1 cm, through which

Fällen jedoch muss dieses Auffüllmaterial zu der Baustelle Wärme mit einer Leistung von 1 Watt, d. h. 1 Joule pro transportiert werden, wodurch die Kosten des Projekts stark 65 Sekunde, fliesst. Dieser Kennwert wird entweder mit dem grie- However, in some cases, this filler material must have heat at the construction site with an output of 1 watt, i. H. 1 joule per transported, which means that the cost of the project flows strongly 65 seconds. This characteristic value is either

erhöht werden. Ferner muss in vielen Fällen die ersetzte natür- chischen Buchstaben «p» oder «rho» bezeichnet. increase. Furthermore, in many cases the replaced natural letters “p” or “rho” must be used.

liehe Erde von der Baustelle abtransportiert werden. Auf diese Weil feste Stoffe gewöhnlich den niedrigsten Wärmedurch-Weise werden die Installationskosten für die Durchführung des lasswiderstand haben, ist natürlich ein hoher Gehalt an festen earth can be removed from the construction site. In this, because solid materials usually have the lowest heat-through installation costs for performing the resistance, there is of course a high content of solid

3 3rd

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Stoffen erwünscht. Fester Quarz z. B., der Hauptbestandteil ner angenommen, dass ein sekundärer Effekt eines Dispergier-von Kieselerdesand, hat einen Wärmedurchlasswiderstand von mittelgehalts in der Masse in der Erniedrigung der Oberflä-annähernd 11 °C/cm/Watt. Wasser andererseits hat einen Wär- chenspannung liegen kann, was eine wirksamere Teilchenbe-medurchlasswiderstand von etwa 165 0C/cm/Watt und Luft von netzung fördert. Fabrics desired. Solid quartz z. B., the main ingredient ner assumed that a secondary effect of dispersing silica sand, has a thermal resistance of medium content in the mass in the lowering of the surface - approximately 11 ° C / cm / watt. Water, on the other hand, can have a thermal voltage, which promotes a more effective particle resistance of around 165 0C / cm / watt and air from wetting.

etwa 4000 "C/cm/Watt. Aus diesen Zahlen ist beispielsweise s Zu Beispielen für bevorzugte Dispergiermittel, die beim ersichtlich, dass für einen minimalen Wärmedurchlasswider- Verfahren der Erfindung wirksam sind, gehören anionische stand die Erde einen maximalen Anteil von festen Stoffen und Materialien, wie z. B. Darvan Nr. 1 und Darvan Nr. 2, welche einen minimalen Anteil an Luft enthalten soll. Es ist natürlich von R. T. Vanderbilt Company im Handel erhältlich sind. Darunmöglich, die festen Teilchen ohne Zwischenräume darin als van Nr. 1 besteht aus Natriumsalzen von polymerischen Alkyl-Auffangfüllung einzusetzen. Praktisch ist das Ziel der oben io naphthalinsulfonsäuren, und Darvan Nr. 2 besteht aus Natriumgenannten US-Patentschrift 3 082 111, eine Masse zur Verfü- salzen von polymerisierten substituierten Benzoidalkylsulfon-gung zu stellen, die speziell definierte Teilchengrössen hat, um säuren. Ein beispielhaftes Dispergiermittel, das kationischer so zu versuchen, die Packungsdichte des Auffangfüllmaterials Natur ist, ist Atlas G-3570, das von Atlas Chemical Co. im Hanauf einen Höchstwert zu steigern und dadurch den Wärme- del erhältlich ist, und ein beispielhaftes nicht-ionisches Disper-durchlasswiderstand in wirksamer Weise zu verringern. 15 giermitel ist Atlas G-l 441. Die anionischen Dispergiermittel ' about 4000 "C / cm / watt. From these numbers is, for example. Examples of preferred dispersants which are seen to be effective for a minimal thermal resistance process of the invention include anionic earth, a maximum proportion of solids and materials such as Darvan No. 1 and Darvan No. 2, which is said to contain a minimal amount of air It is, of course, commercially available from RT Vanderbilt Company In practice, the aim of the above-mentioned naphthalenesulfonic acids is, and Darvan No. 2 consists of US Pat. No. 3,082,111, referred to as sodium, to provide a composition for the salting of polymerized substituted benzoidalkylsulfonation has specifically defined particle sizes to acidify. An exemplary dispersant that is more cationic to try, the packing di is the nature of the trap filler, Atlas G-3570, which is available from Atlas Chemical Co. in a hurry to increase and thereby provide heat, and effectively reduce an exemplary non-ionic dispersion resistance. 15 Giermitel is Atlas G-l 441. The anionic dispersants'

Vom Standpunkt der physikalischen Beschaffenheit einer werden bevorzugt. From a physical standpoint, one is preferred.

Masse aus sollten ideale Auffüllmaterialien zur Wärmestabiii- Es ist festgestellt worden, dass mindestens 0,25 Gew.-% des sierung vorzugsweise einen niedrigen Wärmedurchlasswider- Ton-Dispergiermittel-Gemisches aus dem Dispergiermittel stand haben, der innerhalb eines breiten Bereichs klimatischer bestehen muss, um den Wärmedurchlasswiderstand des Mate-Bedingungen konstant ist, ein gutes Feuchtigkeitsretentions- 20 rials wirksam zu verringern. Obwohl keine obere Konzentra-vermögen haben, leicht wiederbenetzbar und leicht zu handha- tionsgrenze für das Dispergiermittel ermittelt worden ist, ver-ben sein. Solche Eigenschaften werden gewöhnlich mitbewirkt ringern im allgemeinen Dispergiermittelkonzentrationen über durch einen hohen Feststoffgehalt eines Materials, das von sich 0,2 Gew.-% nur in geringerem vorteilhaften Masse den Wärmeaus einen niedrigen Wärmedurchlasswiderstand hat. durchlasswiderstand der Erde. Bulk should be ideal filler materials for heat stabilization. It has been found that at least 0.25% by weight of the solution preferably has a low thermal resistance / clay / dispersant mixture of the dispersant, which must be climatic within a wide range the thermal resistance of the mate conditions is constant, effectively reducing a good moisture retention rial. Although it has no upper concentration, has been easily rewetted and the handling limit for the dispersant has been determined, it can be forgiven. Such properties are usually involved in reducing dispersant concentrations in general by a high solids content of a material which, by itself, has only 0.2% by weight to a lesser advantageous degree of heat from a low thermal resistance. forward resistance of the earth.

Zur Zeit ist eines der am meisten geeigneten derartigen 25 Die Benutzung eines solchen einfachen Behandlungsmate-Materialien ein Quarzsand, der aus Teilchen mit einem breiten rials zur Erzielung einer Wärmestabilisierung von Erde erlaubt Grössenbereich besteht, welche so grössenmässig abgestuft in der Regel die Verwendung vieler natürlicher Erdsorten, die sind, dass ein dichtes Gemisch erzielt wird. Jedoch ist das von der Kabelgrabenstelle entfernt worden sind, so dass die Currently, one of the most suitable ones is the use of such simple treatment materials, quartz sand, which consists of particles with broad rials to achieve heat stabilization of the earth, a size range which, in terms of size, usually allows the use of many natural types of earth that are that a dense mixture is achieved. However, that has been removed from the cable trench so that the

Feuchtigkeitsretentionsvermögen von Sand gering. Ausserdem Erde durch Vermischen mit dem Ton-Dispergiermittelgemisch hängt eine hohe Dichte eines solchen Gemischs davon ab, dass 30 an der Baustelle wiederverwendet werden kann, wodurch die die Teilchen mit jeder Teilchengrösse gründlich vermischt sind. Notwendigkeit des Transports von stabilisierenden Auffüll-Teilchen eines relativ trockenen Sands entmischen sich jedoch materialien und der Abtransport der natürlichen Erde von der sehr leicht beim Handhaben. Ein Ausgleich für diesen Nachteil Baustelle effektiv entfallen. Low moisture retention capacity of sand. In addition, soil by mixing with the clay-dispersant mixture depends on a high density of such a mixture that it can be reused at the construction site, whereby the particles of any particle size are thoroughly mixed. However, the need to transport stabilizing filler particles of a relatively dry sand segregate materials and the removal of the natural soil from the very easy to handle. Compensation for this disadvantage construction site effectively eliminated.

wird zur Zeit dadurch erzielt, dass in der Masse ein kleiner Die Art und Weise der Zugabe des Ton-Dispergiermittel- is currently achieved by adding a small amount of clay.

Anteil Ton, d. h. etwa 5 bis etwa 10 Gew.-%, vorhanden ist, der 35 stabilisierungsmittels ist normalerweise ohne Bedeutung, erwartungsgemäss zur Bildung eines dünnen Überzugs auf den sofern ein gründliches Durchmischen stattfindet. Praktisch einzelnen Sandteilchen ausreicht Dadurch wird dem Gemisch können der Ton und das Dispergiermittel getrennt zu der Erde das Feuchtigkeitsretentionsvermögen von Ton verliehen, wird gegeben werden und dennoch die Stabilisierung derselben der Kontaktbereich zwischen benachbarten Sandteilchen bewirken. Wasser wird natürlich vorzugsweise benutzt, um das erhöht und eine genügende Adhäsion zwischen den Teilchen 40 Dispergieren des Stabilisierungsmittels zu unterstützen. Das geschaffen, so dass ein Entmischen verringert wird. Wasser kann in der Erde enthalten sein oder mit dem Stabilisie- Share of sound, d. H. about 5 to about 10% by weight is present, the stabilizing agent is normally of no importance, as expected to form a thin coating upon which thorough mixing takes place. Practically enough individual sand particles. This will give the mixture the clay and dispersant separately from the earth the moisture retention capacity of clay, will be given and yet stabilize the contact area between adjacent sand particles. Water is of course preferably used to increase this and to promote adequate adhesion between the particles 40 to disperse the stabilizing agent. This is done so that segregation is reduced. Water can be contained in the earth or with the stabilization

Ton ist ebenfalls eine der Komponenten im erfindungsge- rungsmittel zugegeben werden. Clay is also one of the components to be added in the inventive agent.

mässen Verfahren. Es ist festgestellt worden, dass bis herauf zu Die Erfindung wird in den nachfolgenden nicht-begrenzen-beispielsweise 10 Gew.-% Ton in Erde eine geeignete Verringe- den Beispielen weiter erläutert. In den Beispielen sind alle Teile rung des Wärmedurchlasswiderstands sich ergibt, wenn der 45 Gewichtsteile, falls es nicht anders angegeben wird. Ton gemeinsam mit dem nachfolgend näher erläuterten Dispergiermittel verwendet wird. Zu beispielhaften und bevorzug- Beispiel 1 procedures. It has been found that up to the present invention, in the following non-limiting example 10 wt% clay in earth, a suitable reducing example is further explained. In the examples, all parts of the thermal resistance are obtained if the 45 parts by weight, unless otherwise stated. Clay is used together with the dispersant explained in more detail below. For example and preferred- Example 1

ten Tonen gehören Kaolinitton, wie er z. B. als Dixie-Ton (von Die Bestimmung des Wärmedurchlasswiderstands wird ten clays belong to kaolinite clay, such as z. B. as Dixie clay (from The determination of thermal resistance

R. I. Vanderbilt Company) im Handel erhältlich ist, und Mont- unter Verwendung einer Thermonadel bestimmt, die im Effekt morillonitton, wobei der Kaolinitton am meisten bevorzugt so darauf beruht, dass die Beziehung zwischen dem Wärmedurch-wird. lasswiderstand einer Substanz und der Temperaturerhöhung R.I. Vanderbilt Company), and Mont-determined using a thermal needle that had morillonite clay effect, the kaolinite clay being most preferably based on the relationship between heat transfer. resistance of a substance and the increase in temperature

Es ist überraschenderweise gefunden worden, dass ein syn- einer Wärmequelle in Linienform in der betreffenden Substanz ergistische Effekt in bezug auf die Wärmestabilisierung von ausgenutzt wird. Wie in A. I. E. E. Trans (Power Apparatus and Erde erreicht werden kann, wenn der Ton ein Material enthält, Systems), Vol. 79, Seiten 836-843 (1960) angegeben ist, enthält das für diesen ein Dispergiermittel ist. Es ist festgestellt wor- 55 die Thermonadel ein Heizelement und ein Thermoelement, so den, dass das Vorhandensein eines solchen Mittels gemeinsam dass man die Temperaturzeit-Kennwerte von einer bestimmten mit dem Ton und Erde zu einer Verringerung des Wärmedurch- Wärmezufuhr beobachten kann. Nach den Angaben in dem lasswiderstandes führt, der gewöhnlich unter demjenigen liegt, oben genannten Artikel wurde eine für das Laboratorium ge-der durch Verwendung jeder Komponente alleine mit der Erde eignete Thermonadel mit einer Länge von 10,16 cm hergestellt, gehalten wird. 60 Unter Benutzung dieser Vorrichtung wurde die als Aus- Surprisingly, it has been found that a linear heat source in the substance in question has an ergistic effect with regard to the heat stabilization. As can be achieved in A.I.E.E. Trans (Power Apparatus and Earth, if the clay contains a material, Systems), vol. 79, pages 836-843 (1960), this contains a dispersant for this. It has been established what the thermal needle is, a heating element and a thermocouple, so that the presence of such a means in common that the temperature-time characteristics of a particular one can be observed with the clay and earth to reduce the heat input through heat. According to the information in the let resistance, which is usually below that of the above-mentioned article, a thermal needle with a length of 10.16 cm, which was produced for the laboratory by using each component alone with the earth, was held. 60 Using this device, the

Offensichtlich kann das Dispergiermittel in der Weise wir- gleichsmethode bzw. «Transientmethode» bekannte Technik ken, dass es die Tonteilchen dispergiert und diese vor einem benutzt, um den Wärmedurchlasswiderstand zu messen. Die Absetzen in einem wässrigen Medium hindert, und zwar offen- Ausgleichsmethode basiert im allgemeinen auf der Theorie, bar durch Aufladen der Tonteilchen. Die elektrostatische dass die Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung eines Kör- Obviously, the dispersing agent can use a technique known as the “transient method” that it disperses the clay particles and uses them in front of you to measure the thermal resistance. Settling in an aqueous medium prevents, and open-balancing method is generally based on theory, by charging the clay particles. The electrostatic that the rate of temperature increase of a body

Abstossungskraft zwischen diesen aufgeladenen Teilchen 65 pers von den Wärmeeigenschaften der Substanz abhängig ist, bewirkt beispielsweise, dass diese voneinander Abstand halten, in der sich der Körper befindet. Die Grundlage der Methode ist und verhindert ein Absetzen der Teilchen, wodurch ein wirksa- in A. I. E. E. Trans. (Power Apparatus and Systems), Volumen meres Vermischen mit der Erde ermöglicht wird. Es wird fer- 71, Teil 3, auf den Seiten 570-577 (1952) beschrieben. Unter The repulsive force between these charged particles, which depends on the thermal properties of the substance, causes, for example, them to keep a distance from one another in which the body is located. The basis of the method is and prevents the particles from settling, which enables an effective volume in A.I.E.E. Trans. (Power Apparatus and Systems) to be mixed with the earth. It is also described in Part 71, pages 570-577 (1952). Under

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4 4th

Benutzung eines Datenerfassungssystems wurde die Millivolt- widerstand der Probe betrug 270 °C/cm/Watt. Schliesslich wur-spannung an dem Thermoelement der Thermonadel in vorge- den zu einer vierten Probe von getrockneten Ottawa-Sand 5 wählten Zeitintervallen automatisch aufgezeichnet. Im allge- Gewichtsteile Wasser, 2,94 Gewichtsteile Dixie-Ton und 0,06 meinen wurde ein 10-Sekunden-Zeitintervall benutzt, und wur- Gewichtsteile Darvan Nr. 1 gegeben. Der Wärmedurchlass-den die Versuche für eine Dauer nicht über 8 Minuten durchge- 5 widerstand der Probe betrug gemäss Messung 94,3 °C/Watt. führt. Der Strom und die Spannung an der Nadel wurden kon- Der Effekt der Komponenten auf die Wärmestabilisierung trolliert, und ein Mittel dieser Ablesungswerte wurde benutzt, von Erde wurde ausserdem unter Benutzung einer Erde gete-um die zugeführte Leistung zu berechnen. Die Auswertung der stet, die als Erde der Klasse 5 bezeichnet wurde und eine relativ Daten wurde unter Benutzung eines Computerprogramms gut grössenmässig abgestufte Erde ist, die im allgemeinen zur nach der Methode der kleinsten Quadrate durchgeführt, um 10 Installierung von Bahnkörpern benutzt wird. Die verdichtete eine Kurve der Temperaturerhöhung der Proben vs. Zeit zu Erde der Klasse 5 hatte als solche nach dem Trocknen zur Enterhaken. fernung des Wassers ohne Zugabe von Ton und Dispergiermit-Die spezielle Erde, die für viele der hier erörterten Tests tel einen Wärmedurchlasswiderstand von 68,2 °C/cm/Watt, was verwendet wurde, ist Ottawa-Sand, der den in ASTM C-109 ent- die grössere Wirksamkeit (im Hinblick auf den Wärmedurch-haltenen Bestimmungen entspricht. Dieser Sand ist ein natürli- 15 gangswiderstand) einer gut grössenmässig abgestuften Erde im eher Kieselerdesand von Ottawa, Illinois, und ist im allgemei- Gegensatz zu einer Erde mit im wesentlichen gleichmässigen nen von gleichmässiger Grösse und gerundeter Form. Überein- Teilchengrössen, d. h. zu Ottawa-Sand, zeigt. Wenn die Erde stimmend mit den obigen Erörterungen verleihen diese beiden nach Zugabe von 2,94 Gewichtsteilen Dixie-Ton getestet Eigenschaften dem Sand einen hohen Wärmedurchlasswider- wurde, wurde ein Wärmedurchlasswiderstand von 70,7 °C/cm/ stand, d. h. in der Grössenordnung von 270 °C/cm/Watt. 20 Watt gemessen, was zeigt, dass durch die alleinige Zugabe des Erdproben wurden im einzelnen vor dem Testen verdichtet. Tons zu der gut grössenmässig abgestuften Erde der Klasse 5 Die benutzte Verdichtungsmethode ist im einzelnen in ASTM nur ein sehr kleiner Effekt erzielt wurde. Wenn 0,06 Teile Dar-D698-70 erläutert. Ausserdem wurden die Proben vor dem van Nr. 1 zu der Erde gegeben und mit dieser in einem Hobart-Testen gründlich getrocknet, um gleichmässige Bedingungen Mischer gründlich vermischt wurden, wurde ein Wärmedurch-beim Testen sicherzustellen und auf der Basis maximaler Wär- 25 lasswiderstand von 69,7 °C/cm/Watt gemessen, was wiederum meimpedanz zu messen. einen sehr geringen Effekt durch Zugabe eines Dispergiermit-Zur Bestimmung der Wirksamkeit der Erfindung bei tels zur der Erde zeigt. Wenn jedoch die Erde der Klasse 5 mit Ottawa-Sand wurde eine Probe von Ottowa-Sand, die 5 Gew.-% 2,94 Teilen Dixie-Ton und 0,06 Teilen Darvan Nr. 1 gut verWasser enthielt, gemäss ASTM D698-70 verdichtet. Nach dem mischt wurde, nahm der Wärmedurchlasswiderstand der Erde Trocknen der Probe zur Entfernung des Wassers wurde der 30 bis auf 57,0 °C/cm/Watt ab, was eindeutig den synergistischen Wärmedurchlasswiderstand der Probe unter Verwendung der Effekt der Zugabe von Dispergiermittel und Ton zu der Erde Thermonadel gemessen, und es wurde festgestellt, dass dieser zeigt. Using a data acquisition system, the millivolt resistance of the sample was 270 ° C / cm / watt. Finally, voltage was automatically recorded on the thermocouple of the thermal needle at a time interval selected for a fourth sample of dried Ottawa sand 5. A 10 second time interval was used in the total parts by weight of water, 2.94 parts by weight of Dixie clay and 0.06 mine, and parts by weight of Darvan No. 1 were given. According to the measurement, the heat transmission, which the tests withstood for a period of not more than 8 minutes, was 94.3 ° C / watt. leads. The current and voltage at the needle were checked. The effect of the components on the heat stabilization was controlled and an average of these readings was used. Earth was also tested using an earth to calculate the power supplied. The evaluation of the stet, which was designated as class 5 earth and a relative data was well scaled using a computer program, which is generally carried out using the least squares method to install 10 railway bodies. The condensed a curve of the temperature increase of the samples vs. As such, had time to class 5 soil after drying for grappling hooks. Removal of the water without the addition of clay and dispersant. The special soil that has been used for many of the tests discussed here has a thermal resistance of 68.2 ° C / cm / watt, is Ottawa sand, which complies with ASTM C- 109 corresponds to the greater effectiveness (with regard to the heat-sustaining regulations. This sand is a natural resistance) of a well sized earth in the rather silica sand of Ottawa, Illinois, and is in general- contrary to an earth with im essentially uniform, uniform size and rounded shape. Matching particle sizes, d. H. to Ottawa-Sand, shows. If the earth was in agreement with the above discussions, these two properties, tested after the addition of 2.94 parts by weight of Dixie clay, gave the sand a high thermal resistance, a thermal resistance of 70.7 ° C / cm / stand, i. H. in the order of 270 ° C / cm / watt. 20 watts were measured, showing that by adding the soil samples alone, they were densified in detail before testing. Tones to the well graded soil of class 5 The compaction method used is only a very small effect in ASTM. When explained 0.06 parts Dar-D698-70. In addition, the samples were placed in front of the van No. 1 and dried thoroughly with this in a Hobart test to thoroughly mix uniform conditions, ensuring heat resistance during testing and based on maximum heat resistance of 69.7 ° C / cm / watt measured, which in turn measure meimpedance. shows a very slight effect by adding a dispersing agent to determine the effectiveness of the invention on earth. However, when class 5 soil with Ottawa sand became a sample of Ottowa sand containing 5% by weight of 2.94 parts of Dixie clay and 0.06 part of Darvan # 1 well water, according to ASTM D698-70 condensed. After mixing, the thermal resistance of the earth decreased. When the sample was removed to remove water, the 30 decreased to 57.0 ° C / cm / Watt, which clearly demonstrated the synergistic thermal resistance of the sample using the effect of adding dispersant and clay to the earth thermal needle measured and found to show.

Widerstand 275 °C/cm/Watt betrug. Eine zweite Probe von Resistance was 275 ° C / cm / watt. A second sample from

Ottawa-Sand wurde mit 2,94 Gewichtsteilen Dixie-Ton gründ- Beispiele 2 bis 13 Ottawa sand was made with 2.94 parts by weight of Dixie clay - Examples 2 to 13

lieh in einem Hobart-Mischer vermischt. Der Dixie-Ton wurde 35 Zur Bestimmung der Wirksamkeit des Ton-Dispergiermit- borrowed mixed in a Hobart mixer. The Dixie clay was 35 to determine the effectiveness of the clay dispersant.

in wässriger Suspension zugegeben, indem 5 Teile Wasser mit tel-Gemischs auf andere Erdsorten mit den in der nachfolgen- added in aqueous suspension by mixing 5 parts of water with a tel mixture on other types of soil with the following

2,94 Teilen Ton vermischt wurden und das Gemisch zu dem den Tabelle 1 angegebenen Analysenwerten verwendet, 2.94 parts of clay were mixed and the mixture was used for the analytical values given in Table 1,

trockenen Ottawa-Sand gegeben wurde. Eine gleiche Probe Die getesteten Erdsorten sind im allgemeinen typisch für wurde hergestellt, bei der jedoch der Dixie-Ton aus der Formu- die verschiedenen Typen von Erde, die in den USA gemäss lierung weggelassen wurde und stattdessen 0,06 Gewichtsteile 10 Klassifizierung des US-Department of Agriculture angetroffen dry Ottawa sand was given. The same sample. The types of soil tested are generally typical of was made, however, the Dixie clay from the Formu- the various types of soil that have been omitted in the United States according to the invention and instead 0.06 part by weight. Department of Agriculture encountered

Darvan Nr. 1 in 5 Teilen Wasser mit der Erde in einem Hobart- werden. Darvan No. 1 in 5 parts of water with the earth in a Hobart.

Mischer gründlich vermischt wurde. Der Wärmedurchlass- Mixer has been mixed thoroughly. The heat transmission

Tabelle 1 Table 1

Teilchengrössenanalyse von Erdproben Particle size analysis of earth samples

Erdtyp Earth type

Probe sample

Sand % Sand %

Triebsand (silt) Driving sand (silt)

Ton% Volume%

Nr. No.

grob % rough %

fein % fine%

insgesamt % a total of %

triebsandiger Ton sandy clay

1 1

1,8 1.8

4,6 4.6

43,1 43.1

47,7 47.7

50,5 50.5

triebsandiger Ton-Lehm clayey clay

2 2nd

15,7 15.7

0,9 0.9

50,7 50.7

51,6 51.6

32,8 32.8

lehmiger Sand loamy sand

3 3rd

82,8 82.8

6,1 6.1

7,1 7.1

13,2 13.2

3,9 3.9

Lehm Clay

4 4th

40,1 40.1

11,3 11.3

30,0 30.0

41,3 41.3

18,6 18.6

sandiger Lehm sandy loam

5 5

63,2 63.2

12,4 12.4

13,5 13.5

25,9 25.9

10,9 10.9

Triebsand-Lehm Driving sand clay

6 6

16,1 16.1

33,4 33.4

32,1 32.1

65,6 65.6

18,3 18.3

Ton-Lehm Clay-clay

7 7

34,9 34.9

13,9 13.9

22,3 22.3

36,2 36.2

28,9 28.9

sandiger Ton-Lehm sandy clay loam

8 8th

52,5 52.5

11,0 11.0

12,0 12.0

23,0 23.0

24,5 24.5

Sand sand

9 9

100,0 100.0

Triebsand-Lehm Driving sand clay

10 10th

14,6 14.6

35,4 35.4

39,9 39.9

75,3 75.3

10,1 10.1

Ton volume

11 11

2,6 2.6

3,6 3.6

16,5 16.5

20,1 20.1

77,3 77.3

Durch die Behandlung jeder Erde mit dem Ton-Dispergiermittel-Gemisch wurden Werte für den Wärmedurchlasswiderstand erhalten, wie sie in der Tabelle 2 angegeben werden. Treatment of each soil with the clay-dispersant mixture gave thermal resistance values as given in Table 2.

5 629 270 5,629,270

Tabelle 2 Table 2

Effekt der Behandlung von Erdsorten der Tabelle 1 Effect of the treatment of soil types in Table 1

Erde earth

Probe Erdgehalt Sample soil content

Wasser water

Dixie-Ton Dixie tone

Darvan- Darvan

Wärmedurchlass Heat transmission

Bemerkungen Remarks

Nr. No.

Gew.-T. Wt.

gehalt Gew.-T. content wt.

Gew.-T. Wt.

Nr.l Gew.-T. No.

widerstand 0C/cm/Watt resistance 0C / cm / watt

Sand sand

9 9

100 100

13,64 13.64

164 164

Sand sand

100 100

13,64 13.64

0,130 0.130

165 165

Sand sand

100 100

13,64 13.64

6,38 6.38

0,130 0.130

77,1 77.1

lehmiger Sand loamy sand

3 3rd

100 100

11,11 11.11

113 113

Probe gequollen 0,32 cm lehmiger Sand Sample swollen 0.32 cm loamy sand

100 100

11,11 11.11

0,130 0.130

129 129

Probe gequollen 0,32 cm lehmiger Sand Sample swollen 0.32 cm loamy sand

100 100

9,89 9.89

6,38 6.38

0,130 0.130

80,4 80.4

Probe gequollen 0,32 cm sandiger Lehm Sample swollen 0.32 cm sandy loam

5 5

100 100

11,11 11.11

74,9 74.9

sandiger Lehm sandy loam

100 100

11,11 11.11

0,130 0.130

65,4 65.4

sandiger Lehm sandy loam

100 100

11,11 11.11

6,38 6.38

0,130 0.130

71,1 71.1

sandiger Ton-Lehm sandy clay loam

8 8th

100 100

14,94 14.94

99,6 99.6

sandiger Ton-Lehm sandy clay loam

100 100

14,94 14.94

0,130 0.130

81,7 81.7

sandiger Ton-Lehm sandy clay loam

100 100

19,05 19.05

6,38 6.38

0,130 0.130

85,0 85.0

Lehm Clay

4 4th

100 100

13,64 13.64

77,5 77.5

Probe leichtrissig Sample cracked

Lehm Clay

100 100

13,64 13.64

0,130 0.130

77,4 77.4

Probe leichtrissig Sample cracked

Lehm Clay

100 100

13,64 13.64

6,38 6.38

0,130 0.130

93,0 93.0

Probe leichtrissig Sample cracked

Ton-Lehm Clay-clay

7 7

100 100

21,95 21.95

114 114

Probe leichtrissig Sample cracked

Ton-Lehm Clay-clay

100 100

21,95 21.95

0,130 0.130

102 102

Probe leichtrissig Sample cracked

Ton-Lehm Clay-clay

100 100

25,00 25.00

6,38 6.38

0,130 0.130

95,0 95.0

Probe leichtrissig triebsandiger Ton-Lehm 2 Sample of cracked clay sandy clay 2

100 100

19,05 19.05

121 121

Probe leichtrissig triebsandiger Ton-Lehm Sample of cracked clay sand clay

100 100

19,05 19.05

0,130 0.130

117 117

Probe leichtrissig triebsandiger Ton-Lehm Sample of cracked clay sand clay

100 100

21,95 21.95

6,38 6.38

0,130 0.130

107 107

Probe leichtrissig Sample cracked

Triebsand-Lehm Driving sand clay

6 6

100 100

16,28 16.28

84,7 84.7

Probe leichtrissig Sample cracked

Triebsand-Lehm Driving sand clay

100 100

16,28 16.28

0,130 0.130

87,6 87.6

Probe leichtrissig Sample cracked

Triebsand-Lehm Driving sand clay

100 100

16,28 16.28

6,38 6.38

0,130 0.130

78,4 78.4

Probe leichtrissig Sample cracked

Triebsand-Lehm Driving sand clay

10 10th

100 100

19,05 19.05

179 179

Triebsand-Lehm Driving sand clay

100 100

19,05 19.05

0,130 0.130

170 170

Triebsand-Lehm Driving sand clay

100 100

19,05 19.05

6,38 6.38

0,130 0.130

135 135

triebsandiger Ton sandy clay

1 1

100 100

28,21 28.21

Probe riss so stark, dass es Sample cracked so badly that it

nicht möglich war, sinnvolle Ergebnisse zu erhalten -Behandlung wurde nicht fortgesetzt. Wenn die Probe trocken war, war sie zum Testen ungeeignet. was unable to get meaningful results - treatment was not continued. If the sample was dry, it was unsuitable for testing.

Wie der Tabelle 2 entnommen werden kann, führte die Der Wassergehalt von allen Kontrollproben und stabilisier- As can be seen in Table 2, the water content of all control samples and stabilized

Behandlung der verschiedenen Erdsorten mit dem Ton-Disper- ten Proben wurde so gewählt, dass eine maximale Versichtung giermittel-Gemisch in den meisten Fällen zu einem verringer- 40 der Proben und dementsprechend jeweils der grösste Wärmeten Wärmedurchlasswiderstand. durchlasswiderstand erhalten wurden. In den nur Dispergiermittel enthaltenen Proben wurde der Wassergehalt der Kontrollprobe benutzt. Treatment of the various types of soil with the clay-disper samples was chosen so that a maximum sealing of the mixture of yaw in most cases resulted in a reduction of the samples and accordingly the greatest heat resistance. forward resistance was obtained. The water content of the control sample was used in the samples containing only dispersants.

G G