DE1050276B - Process for the consolidation of the ground and for the sealing of porous structures - Google Patents
Process for the consolidation of the ground and for the sealing of porous structuresInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
E 02E 02
U 46611 Vä/84 cU 46611 Vä / 84 c
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE EDITORIAL:
5. FEBRUAtR 1959FEBRUARY 5, 1959
Es ist bekannt, die Verfestigung und Abdichtung von losen wasserdurchlässigen Bodenschichten sowie von porösen oder korrodierten Bauwerken, Staudämmen u. a. durch nacheinander vorgenommenes Einpressen zweier anorganischer Chemikalienlösungen zu erreichen. Durch die chemische Umsetzung dieser l>eiden Lösungen miteinander, z. B. verdünnter Chlorkalziumlösung mit verdünnter Wasserglaslösung, wird innerhalb der zu behandelnden Massen beispielsweise ein Kieselsäuregel ausgeschieden. Dieses Gel umhüllt die einzelnen Sandkörner und hält diese verkittend zusammen.It is known to achieve the consolidation and sealing of non-water-permeable layers of the soil as well as porous or corroded buildings, storage dä mmen, inter alia, by two successively method practiced pressing inorganic chemical solutions. The chemical reaction of these two solutions with one another, e.g. B. dilute calcium chloride solution with dilute water glass solution, for example, a silica gel is excreted within the mass to be treated. This gel envelops the individual grains of sand and holds them together with cement.
Ferner ist bekannt, durch Bildung harzartiger Kondensationsprodukte aus Phenolen ^_un4_jjj2rjnaldehi£d_in Böden diese zu verfestigen. Hierbei wird eine stark alkalische, ein Phenol-Formaldeh^4-Yo1rkondensat enthaltende Lösung" *m"if"einer Viskosität von "etwa 4 bis 5 cP bei 25° C in den Boden eingebracht, die diesen innerhalb von 5 Stunden verfestigt. It is also known to solidify the formation of resinous condensation products from phenols ^ _un4_jjj2rjnaldehi £ d_in soils. In this case, a strongly alkaline, phenol-Formaldeh ^ 4-Yo 1 rkondensat containing solution is "* m" if "a viscosity of" placed approximately 4 to 5 cP at 25 ° C in the bottom of which solidifies this period of 5 hours.
Da die verfestigende und verkittende Wirkung der Gele bzw. Harze aber nur dann mit Vorteil stattfinden kann, wenn aus hochkonzentrierten Lösungen ohne vorheriges Rühren oder Mischen in kurzer Zeit ein wasserarmes Gel ausgefällt oder ein Harz gebildet wird, sind diesen Verfahren in der Anwendbarkeit Grenzen gesetzt. Alle bekannten Verfahren versagen dort, wo die Packungsdichte der Bodenteilcheh sehr groß ist und eine große Teilchenfeinheit der Massen herrscht.Since the solidifying and cementing effect of the gels or resins only then take place with advantage can when made from highly concentrated solutions without prior stirring or mixing in a short time When a water-poor gel is precipitated or a resin is formed, these methods are applicable There are limits. All known methods fail where the packing density of the soil particles is very large and there is a large particle fineness of the masses.
So ergab sich die Aufgabe, insbesondere für diese, wenn auch dichten, so doch für die Tragfähigkeit ungenügend festen Bauuntergründe, welche von den bisher üblich gebrauchten Verfestigungsstoffen auf Grund ihrer Viskosität von mindestens etwa 4 cP nicht mehr genügend durchdrungen werden, Verfestigungs- und Abdichtungsmittel zu finden, die so niedrig viskos sind, daß sie sich vornehmlich in die engen Poren und Spalte z. B. der Sandschichten einpressen und in kittende, verfestigende und dichtende Stoffe überführen lassen, die letztlich die Verfestigung von losen Sandmassen für Bauzwecke, die Abdichtung von porösen Bauwerken, wasserdurchlässigen Schächten in Bergwerken, schadhaften Talsperren u. a. gewährleisten, was bislang in technisch erfolgreicher Weise nicht möglich war.So the task arose, especially for these, if dense, but also insufficiently strong building substrates, which are no longer sufficiently penetrated by the previously commonly used consolidating materials due to their viscosity of at least about 4 cP, consolidating and sealing agents find that are so low in viscosity that they are mainly in the narrow pores and gaps z. B. inject the sand layers and convert them into cementing, solidifying and sealing substances, which ultimately ensure the solidification of loose sand masses for building purposes, the sealing of porous structures, water-permeable shafts in mines, damaged dams, etc., which has not been possible in a technically successful way up to now was.
Es wurde nun gefunden, daß man durch Einbringen wässeriger Lösungen alinhati scher Ketonverbindungen zusammen mit wässerigen ^Losungen des .Formaldehyds und bzw. oder formaldehydabspaltender Verbindungen^ in Gegenwart alkalisch' wirkender Kpjqdensationsmittel in die vorstehend beschriebenen zu veriestigenden~ünd abzudichtenden Massen innerhalb kurzer Zeit ein waeserunlösliches Kunstharz erzeugen ίο It has now been found that by introducing shear alinhati aq seriger solutions ketone compounds with aqueous solutions of the ^ .Formaldeh yds and or or formaldehydabspalte Direction ^ compounds in the presence of alkaline-acting he Kpjqd ensations medium Uend together 'in the above-described sealed to veriestigenden ~ Masses produce a water-insoluble synthetic resin within a short time ίο
2020th
Verfahren zur Verfestigung von Böden und zur Abdichtung poröser BauwerkeProcess for the consolidation of soils and for the sealing of porous structures
Anmelder:Applicant:
Udic Societe Anonyme, Lausanne, Vevey (Schweiz)Udic Societe Anonyme, Lausanne, Vevey (Switzerland)
Vertreter: Dr. G. Eben, Patentanwalt, München 13, Agnesstr. 39Representative: Dr. G. Eben, patent attorney, Munich 13, Agnesstr. 39
Beanspruchte Priorität: Schweiz vom 28. März 1957Claimed priority: Switzerland of March 28, 1957
Martin Krahl, Mannheim, ist als Erfinder genannt wordenMartin Krahl, Mannheim, has been named as the inventor
dehyddehyd
kann, das den Massen nicht nur die notwendige Be-that the masses not only have the necessary
festi'guing und Abdichtung verleiht, sondern auch die korrodierenden Einflüsse, durch saure oder alkalische Wasser, Humussäuren, Atmosphärilien u. a. hervorgerufen, ausschließt. Das Einbringen erfolgt vornehmlich durch Einpressen mit Einpreßvorrichtungen,festi'guing and waterproofing confers, but also the corrosive influences, by acidic or alkaline Water, humic acids, atmospheres, etc. caused, excludes. Bringing in takes place primarily by pressing in with pressing devices,
wie sie im Bauwesen benutzt werden.how they are used in construction.
Als Reaktionskomponenten für die erfindungsgemäß in den zu verfestigenden und abzudichtenden Materialien zu erzeugenden Kunstharze werden als<j> einerseits wasserlösliche aliphatijjctje_j^^^ie, wie Aceton The reaction components for the synthetic resins to be produced in accordance with the invention in the materials to be solidified and sealed are water-soluble aliphatic resins, such as acetone, on the one hand
Acetol, ""i^cefonyTacefon, s. '
dererseits ' wasserrosliche Aceto l, "" i ^ cefonyTacef on, p. '
on the other hand 'water-like
abspaltende V el bllietTBgWf1 11WJe ' Formaldehyd, Trioxymethylen, Hexamethylentetramin, in Gegenwart alkalisch wirkender Kondensationsmittel, z. B.|Alkali- separating V el bllietTBgWf 1 11 WJe 'formaldehyde, trioxymethylene, hexamethylenetetramine, in the presence of alkaline condensing agents, e.g. B. | Alkali
hydroxyde, Alkalicarbonate, Harnstoff, Dicyandiamid, Alkalilignat, verwendet.hydroxyde, alkali carbonates, urea, dicyandiamide, Alkali lignate, is used.
Die Menge der mit dem Keton umzusetzenden Aldehyde kann weniger als 1U Mol, aber bis zu 4 Mol Aldehyd je Mol Keton betragen. Bei AnwendungThe amount of aldehydes to be reacted with the ketone can be less than 1 U mole, but up to 4 moles of aldehyde per mole of ketone. When applied
größerer Mengen Formaldehyd gibt man zweckmäßig den Keton-Aldehyd-Gemischen alkalisch wirkende Stoffe zu, die sich mit dem Aldehyd ebenfalls zu unlöslichen, selbsthärtenden Harzen oder Harzgemischen umsetzen, so beispielsweise Harnstoff, Dicyandiamid,Larger amounts of formaldehyde are expediently added to the ketone-aldehyde mixtures which have an alkaline effect Substances that combine with the aldehyde to form insoluble, self-hardening resins or resin mixtures convert, for example urea, dicyandiamide,
Guanidin oder Melamin, welche zugleich auch als alkalisch mitwirkende Kondensationsmittel dienen können. Durch die Menge des jeweils eingesetzten Kondensationsmittels kann die Geschwindigkeit det Umsetzung reguliert werden, dabei ist es zu empfehlen,Guanidine or melamine, which can also serve as an alkaline condensing agent. The rate of the reaction can be determined by the amount of the condensing agent used in each case regulated, it is recommended that
einen pH-Wert der Reaktionsmischung zwischen 6 und 12, vorzugsweise 10 bis 11, zu wählen.a p H value of 10 to choose the reaction mixture between 6 and 12, preferably to 11.
Die aus vorstehend genannten Reaktionspartnern unter stetig ansteigender Wärmetönung bis zu einer Größenordnung von etwa 100° C zunächst entstehende dünnflüssige niedrigmolekulare Kunstharzgallerte füllt vorhandene Hohlräume aus, umhüllt z. B. die Teilchen von Sand-, Beton-, Gesteinsmassen u. dgl. mit dünnen Häutchen, die auf Grund ihrer großen Oberflächenspannung die einzelnen Materialkörner zusammenkitten. Der gelartige Harzfilm auf diesen Teilchen geht in relativ kurzer Zeit infolge weitergehender exothermer Kondensation und innermolekularer Umlagerung selbsthärtend in einen wasserunlöslichen hochmolekularen Zustand über, wodurch gleichzeitig mit d«r endgültigen Verkittung der Massen die Verfestigung und Abdichtung Hand in Hand gehen.The from the above-mentioned reactants with steadily increasing exothermicity up to one In the order of about 100 ° C, the thin liquid, low-molecular synthetic resin jelly initially formed fills existing cavities, envelops z. B. the particles of sand, concrete, rock and the like. With thin membranes that cement the individual grains of material together due to their high surface tension. The gel-like resin film on these particles goes on in a relatively short time due to the passing of time exothermic condensation and intramolecular rearrangement self-hardening into a water-insoluble one high molecular weight state, which simultaneously with the final cementing of the masses solidification and sealing go hand in hand.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Massen ohne Zuführung von Wärme bei sich selbst einstellenden Temperaturen zu verfestigen und abzudichten, ist, daß sie zufolge der schlechten Wärmeleitung, z. B. des Sandes, und der guten Isolierfähigkeit des verkittenden Kunstharzes vor allem im Zentrum rasch erhärten und der Erhärtungsprozeß in stetiger Weise nach außen fortschreitet.A particular advantage of the method according to the invention, to solidify the masses at self-adjusting temperatures without the addition of heat and to seal, is that due to the poor heat conduction, e.g. B. the sand, and the good insulation properties of the cementing synthetic resin harden quickly, especially in the center, and the hardening process progresses outwards in a steady manner.
Weiterhin wurde festgestellt, daß eine erhöhte Verfestigung und Abdichtung erreicht wird, wenn man die Oberflächenspannung des im Gesteinsmaterial und in der formaldehydhaltigen Lösung enthaltenen und des bei der Kondensation frei werdenden Wassers durch Zugabe von oberflächenaktiven Substanzen, wie z. B. dibutylnaphthalinsulfosaures Natrium, Natriumlaurylsulfat, Polyoxyäthylenaurylätiher u. a., herabsetzt. It has also been found that increased consolidation and sealing is achieved when one the surface tension of that contained in the rock material and in the formaldehyde-containing solution and of the water released during condensation by adding surface-active substances such as z. B. sodium dibutylnaphthalenesulfonate, sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene auryl ether and others.
Auch führt eine weitere Ausführungsform zu äußerst raschen und ausgezeichneten Verfestigungs- und Abdichtungseffekten, wenn man auf das Material, das von einem Gemisch von Aceton und Formaldehyd, das nur ganz geringe Mengen Kondensationsmittel enthält, beispielsweise eine Lösung von Dinatriumphosphat und Natriumhydroxyd, durchfeuchtet ist, in technisch' einfach durchführbarer Weise Ammoniak einwirken läßt. Durch die plötzlich auftretende erhöhte Wärmesteigerung kittet das aus dem Kunstharzgel sich schnell bildende unlösliche, knochenartige und äußerst schwer brennbare Kondensationsharz die Materialteilchen ungemein fest, aber doch relativ elastisch zusammen. Man kann für diese erfindungsgemäße Ausführungsform sowohl wäßrige Ammoniaklösung als auch gasförmiges Ammoniak zur Anwendung bringen.Another embodiment also leads to extremely rapid and excellent consolidation and sealing effects, if you look at the material, which is made up of a mixture of acetone and formaldehyde, the contains only very small amounts of condensing agent, for example a solution of disodium phosphate and sodium hydroxide, which is moistened through, acts in a technically simple manner with ammonia leaves. Due to the sudden increase in heat, the cement is cemented out of the synthetic resin gel Insoluble, bone-like and extremely flame-retardant condensation resin that forms quickly Particles of material extremely strong, but still relatively elastic together. One can for this invention Embodiment both aqueous ammonia solution and gaseous ammonia are used bring.
Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt es somit, auf einfache und wirtschaftliche Weise Baustoffe oder -gründe zu verfestigen oder schadhafte Bauwerke abzudichten, indem in diesen Stoffen wasserunlösliche, verkittend wirkende und gegen korrodierende Einflüsse widerstandsfähige, knochenharte Kunstharze erzeugt werden.The method according to the invention thus allows building materials or in a simple and economical manner - to consolidate grounds or to seal damaged structures by removing water-insoluble, Bone-hard synthetic resins that have a cementing effect and are resistant to corrosive influences be generated.
In einem Behälter von 40 cm Durchmesser mit 75 kg Betonsand wird ein zweizölliges Eisenrohr bis zur Mitte des Behälters geführt. In das Rohr werden gleichzeitig gleichmäßig 3,45 kg Aceton und ein Gemisch aus 4,5 kg wäßriger Formaldehydlösung (40°/oig) und 0,9kg wäßriger Natronlauge (30Volumprozent) eingegossen.A two-inch iron pipe is placed in a 40 cm diameter container with 75 kg of concrete sand up to the In the middle of the container. 3.45 kg of acetone and a mixture are uniformly poured into the tube at the same time from 4.5 kg aqueous formaldehyde solution (40%) and 0.9 kg aqueous sodium hydroxide solution (30 percent by volume) poured.
Die Reaktion setzt sofort ein, und die Temperatur eines im Zentrum des Behälters eingesetzten Thermometers steigt innerhalb von etwa 2 Minuten auf 65° C.The reaction starts immediately, and so does the temperature of a thermometer placed in the center of the container rises to 65 ° C within about 2 minutes.
Die Verfestigung des Sandes ist so stark, daß das eingesetzte Füllrdhr und das Schutzrohr des Thermometers
nur durch: äußerst stark geführte Schläge mit einer Eisenstange gelockert werden konnten.
Ein Probekörper (Würfel) von 12 cm Kantenlänge aus dem Innern | des Sandkerns ist wasserundurchlässig.
The solidification of the sand is so strong that the inserted filling pipe and the protective tube of the thermometer could only be loosened by: extremely strong blows with an iron rod.
A test specimen (cube) with an edge length of 12 cm from the inside | of the sand core is impermeable to water.
ίο Es wird wie im Beispiel 1 gearbeitet und somit in die Sandmasse von 75 kg gleichzeitig 3,45 kg Aceton, aber an Stelle der im Beispiel 1 genannten Formaldehyd-Natronlauge-Lösung hier ein Gemisch aus 9 kg wäßriger Formaldehydlösung (4O°/oig), 0,3 kg wäß-ίο It is worked as in example 1 and thus in the sand mass of 75 kg at the same time 3.45 kg of acetone, but instead of the formaldehyde-sodium hydroxide solution mentioned in Example 1 here a mixture of 9 kg aqueous formaldehyde solution (40%), 0.3 kg aqueous
riger Natronlauge (3Ö%ig) und 0,05 kg dibutylnaphthalinsulfosaurem Natrium zugesetzt. Nach etwa 2 Minuten ist die Temperatur im Sandinnern auf 78° C angestiegen. Ein gleich großer Probekörper, wie im Beispiel 1 beschrieben, bleibt wasserundurchlässig.riger sodium hydroxide solution (30%) and 0.05 kg of dibutylnaphthalenesulfonic acid Sodium added. After about 2 minutes the temperature inside the sand is 78 ° C increased. A test specimen of the same size, as described in Example 1, remains impermeable to water.
Analog Beispiel 1 werden 75 kg Betonsand gleichzeitig von 4,445 kg Aceton und einem Gemisch einer wäßrigen Lösung von 6 kg, welche 2,25 kg Trioxymethylen, 0,375 kg Ammoniak (25%ig) und 0,01 kg Natronlauge (3O°/oig) enthält, durchfeuchtet. Die Reaktion setzt innerhalb weniger Minuten ein. Das Thermometer steigt in 2 Minuten auf 82° C an. Ein Probewürfel von 12 cm Kantenlänge ist ebenfalls wasserundurchlässig.Analogously to Example 1, 75 kg of concrete sand are simultaneously of 4.445 kg of acetone and a mixture of a aqueous solution of 6 kg, which 2.25 kg of trioxymethylene, 0.375 kg of ammonia (25%) and 0.01 kg Contains sodium hydroxide solution (3O%), soaked through. The reaction starts within a few minutes. That Thermometer rises to 82 ° C in 2 minutes. A test cube with an edge length of 12 cm is also included impermeable to water.
B ei sp i el 4Example 4
Es wird wie im Beispiel 3 gearbeitet, lediglich enthält die Trioxymethylenlösung kein gelöstes Ammoniak. Nachdem das Lösungsgemisch den Sand durchtränkt hat, wird durch das Rohr 100 g gasförmiges Ammoniak eingeblasen, wobei die Temperatur innerhalb 5 Minuten auf 75° C ansteigt. Ein Probewürfel von 12 cm Kantenlänge bleibt wasserundurchlässig.The procedure is as in Example 3, except that the trioxymethylene solution does not contain any dissolved ammonia. After the mixed solution has soaked the sand, 100 g of gas is released through the pipe Ammonia was blown in, the temperature rising to 75 ° C. within 5 minutes. A trial cube 12 cm edge length remains impermeable to water.
In einem Behälter von 40 cm Durchmesser mit 75 kg Betonsand wird ein zweizölliges Eisenrohr als Sonde bis etwa zur Mitte des Behälters eingeführt. In dieses Rohr werden gleichzeitig 0,875 kg Aceton, 0,875 kg Acetonylaceton und eine auf etwa 40° C angewärmte Lösung von 0,45 kg Harnstoff, 4,50 kg Formaldehyd (40%»ig) und 0,45 kg Natronlauge (3O°/oig) eingegossen. Die Reaktion setzt rasch ein und läßt die Temperatur binnen 3 Minuten auf 82° C ansteigen. Die Befestigung und die Wasserundurchlässigkeit des Sandes entsprechen der des Beispiels 1.In a 40 cm diameter container with 75 kg of concrete sand, a two-inch iron pipe is used as a Probe inserted to about the middle of the container. At the same time, 0.875 kg of acetone, 0.875 kg of acetonylacetone and a solution of 0.45 kg of urea, 4.50 kg, warmed to about 40 ° C Formaldehyde (40%) and 0.45 kg sodium hydroxide solution (30%) poured in. The reaction sets in quickly and lets the temperature rise to 82 ° C within 3 minutes. The fortification and the impermeability of the sand correspond to that of example 1.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1050276B true DE1050276B (en) | 1959-02-05 |
Family
ID=590719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DENDAT1050276D Pending DE1050276B (en) | Process for the consolidation of the ground and for the sealing of porous structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1050276B (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1272235B (en) * | 1964-11-09 | 1968-07-04 | Uniroyal Inc | Use of solutions of a phenoxyalkanoic acid as a means for water-impermeable meshing of layers of earth |
| DE1298458B (en) * | 1960-07-23 | 1969-06-26 | Solvay Werke Gmbh | Process for consolidating or sealing water-permeable soil layers |
| DE1517344B1 (en) * | 1959-11-13 | 1971-01-07 | Soletanche | Process for consolidating less permeable soils |
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0
- DE DENDAT1050276D patent/DE1050276B/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1517344B1 (en) * | 1959-11-13 | 1971-01-07 | Soletanche | Process for consolidating less permeable soils |
| DE1298458B (en) * | 1960-07-23 | 1969-06-26 | Solvay Werke Gmbh | Process for consolidating or sealing water-permeable soil layers |
| DE1272235B (en) * | 1964-11-09 | 1968-07-04 | Uniroyal Inc | Use of solutions of a phenoxyalkanoic acid as a means for water-impermeable meshing of layers of earth |
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