DE1099954B

DE1099954B - Preparations for the chemical sealing and consolidation of soil formations and structures

Info

Publication number: DE1099954B
Application number: DED28604A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Christoph Schmid; Rudolf Gedenk
Original assignee: Deutsche Erdoel AG
Current assignee: Wintershall Dea Deutschland AG
Priority date: 1958-07-24
Filing date: 1958-07-24
Publication date: 1961-02-16
Also published as: CH397545A

Description

Mittel zur chemischen Abdichtung und Verfestigung von Bodenformationen und Bauwerken Bei der Durchführung von Bauvorhaben oder bei der Sicherung vorhandener Gebäude oder in anderen Fällen erweist es sich oftmals als notwendig, den vorhandenen Boden oder Bauwerke zu verfestigen.Preparations for the chemical sealing and consolidation of soil formations and buildings When carrying out building projects or when securing existing ones Buildings or in other cases it often turns out to be necessary to replace the existing ones To consolidate soil or structures.

Bei Talsperren, Dämmen, Baugruben usw. ist es andererseits oft erforderlich, durchlässige Schichten abzudichten, uni den Durchtritt von Flüssigkeiten, meist Wasser, zu verhindern.In the case of dams, dams, construction pits, etc., on the other hand, it is often necessary to to seal permeable layers, uni the passage of liquids, mostly Water to prevent.

Für die Abdichtung und Verfestigung von Böden ist eine Reihe von Verfahren entwickelt worden. Hinzuweisen ist auf das Injizieren von Zementmilch sowie auf die speziellen chemischen Verfahren, die unter dem Namen joostenverfahren und Monosolverfahren unter anderem bekannt sind. Bei den letztgenannten Methoden wird als _ eigentliche Abdichtungs- und Verfestigungssubstanz Wasserglas verwendet. Durch Zugabe von besonderen Chemikalien - beim joostenverfahren durch nachträgliches Einpressen von z. B. Calciumchlorid, beim Monosolverfahren durch die Zumischung von Natriumaluminat vor dem Einpressen - wird erreicht, daß die kölloidal gelösten Silikate des Wasserglases in wasserunlösliche Silikate umgewandelt werden und die zu konsolidierenden Bodenschichten oder Bauwerke entweder sofort oder in regelbarer Zeit verfestigen oder abdichten.There are a number of methods for waterproofing and consolidating floors has been developed. Point out is injecting cement milk as well the special chemical processes that go under the name joosten process and monosol process are known among others. The latter methods are used as the _ actual Sealing and solidifying substance water glass is used. By adding special Chemicals - in the joosten process by subsequently pressing in z. B. calcium chloride, in the monosol process by adding sodium aluminate before injection - It is achieved that the colloidally dissolved silicates of the water glass in water-insoluble Silicates are converted and the soil layers or structures to be consolidated solidify or seal either immediately or in an adjustable time.

Der Nachteil dieser Verfahren liegt darin, daß zwei Lösungen nacheinander in den Boden gepreßt werden müssen wie beim joostenverfahren bzw. daß bei Verwendung von nur einer Lösung wie beim Monosolverfahren schon vor dem Einpressen eine Silikatbildung mit fester Struktur auftritt. Vor allem bei feinkapillaren Böden wie schluffigen Feinsanden treten große Schwierigkeiten beim Einpressen auf.The disadvantage of this method is that two solutions follow one another must be pressed into the ground as with the joosten method or that when using from just one solution, as in the monosol process, silicate formation occurs before it is injected occurs with a solid structure. Especially in fine capillary soils such as silty Fine sands are very difficult to inject.

Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen durch Zusatz sauer wirkender anorganischer Stoffe der pH-Wert der Wasserglaslösung herabgesetzt wird und Kieselsäuren ausfallen. Die Festigkeit dieser gelartigen Körper ist aber sehr gering.Processes are also known in which, through addition, they have an acidic effect inorganic substances the pH value of the water glass solution is reduced and silicic acids fail. However, the strength of these gel-like bodies is very low.

Weiter ist auch schon bekanntgeworden, den p11-Wert der Wasserglaslösung durch solche organische Stoffe herabzusetzen, die mit Wasser Säuren bilden, wie z. B. Säureanhydride, Säureester, Säurehalogenide, SulfonsäurehaJogenide. Die hierbei entstehenden Kieselsäuren hatten eine genügende Festigkeit. Es handelte sich dabei um Einstufenverfahren, bei denen das Gemisch aus Wasserglaslösung und den organischen Säurebildnern in die zu verfestigende Schicht eingepreßt wurde.The p11 value of the water glass solution has also already become known by organic substances that form acids with water, such as z. B. acid anhydrides, acid esters, acid halides, sulfonic acid halides. The one here The resulting silicas had sufficient strength. It was about it to one-step processes in which the mixture of water glass solution and the organic Acid generators was pressed into the layer to be solidified.

Als Verbesserung zu diesen letztgenannten Verfahren wurde nun gefunden, daß die Verfestigungszeit einer Mischung aus Wasserglas und den organischen Säurebildnern in sehr engen Grenzen gesteuert werden kann, wenn dieser Mischung geringe Mengen von Alkoholen, und zwar sowohl normalen wie isomeren, einwertigen und mehrwertigen, von Estern, die bei der Verseifung Alkohole bilden, von Alkoholaten oder von Ketonen zugegeben werden. Die Stoffe wirken katalytisch.As an improvement to this last-mentioned process, it has now been found that the solidification time of a mixture of water glass and the organic acid generators can be controlled within very narrow limits if this mixture is small of alcohols, both normal and isomeric, monohydric and polyhydric, of esters which form alcohols during saponification, of alcoholates or of ketones be admitted. The substances have a catalytic effect.

Von den einwertigen Alkoholen sind besonders die normalen und isomeren Verbindungen von Methyl-bis Amylalkohol, von den mehrwertigen Alkoholen vor allem Methylglykol, Äthylenglykol und Glyzerin geeignet. Als Ketone kommen z. B. Aceton, Methyläthylketon und Methyl-i-propylketon in Frage.Of the monohydric alcohols, the normal and isomeric ones are particularly important Compounds from methyl to amyl alcohol, especially from polyhydric alcohols Methyl glycol, ethylene glycol and glycerine are suitable. As ketones come z. B. acetone, Methyl ethyl ketone and methyl i-propyl ketone are possible.

Die katalytisch wirkenden Substanzen werden in Mengen von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, angewandt.The catalytically active substances are used in amounts from 0.1 to 1 percent by weight, based on the total mixture, applied.

Diese Mengen genügen, um die Verfestigungszeit beliebig einzustellen, d. h. sie beliebig zu verkürzen. Die Reaktionszeitverkürzungen können Werte bis zu 750/, erreichen.These quantities are sufficient to set the solidification time as desired, ie to shorten it as desired. The reduction in response times can reach values of up to 750 /.

In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail in the following examples.

Beispiel 1 500 ccm Natriumsilikatlösung, 38 B6 (480 g Wasserglas je Liter, Molverhältnis 1 Na20 # 3,36 Si02), 500 ccm Wasser, 32,8 ccm o-Toluolsulfochlorid (25 °/o der theoretischen Neutralisation), 20,0 ccm Emulgator (Natriumsalz einer Isopropyl-Alkylnaphthalinsulfonsäure), 20,0 ccm Emulsionsstabilisator (1 °/oige ammoniakalische Lösung von Polyacrylsäure), x ccm Butanol. Beispiel 2 500 ccm Natriumsilikatlösung, 38 B6 (480 g Wasserglas je Liter, Molverhältnis 1 Na20 . 3,36 Si02), 500 ccm Wasser, 38,6 ccm aliphatisches Säurechlorid, C-Kettenlänge 7 bis 9; 20,0 ccm Emulgator (Natriumsalz einer Isopropyl-Alkylnaphthalinsulfonsäure), 20,0 ccm Emulsionsstabilisator (1 °/jge ammoniakalische Lösung von Polyacrylsäure, x ccm Methylglykol. Tabelle 2 Erstarrungszeit des Gemisches in Abhängigkeit von der Katalysatorkonzentration bei 20° C °- Methylglykol Erstarrungszeit Menge Konzentration ccm °/o Minuten 0,0 0 unendlich 5,0 0,5 90 bis 95 10,0 1,0 60 bis 65 Bei Katalysatorkonzentrationen über 1 Gewichtsprozent treten zwar noch größere Zeitverkürzungen auf, jedoch werden die Endprodukte immer stärker wasserlöslich. Dieses ist für die meisten Verfestigungszwecke unerwünscht.Example 1 500 cc of sodium silicate solution, 38 B6 (480 g of water glass per liter, molar ratio 1 Na 2 O # 3.36 SiO 2), 500 cc of water, 32.8 cc of o-toluenesulfochloride (25% of theoretical neutralization), 20.0 cc Emulsifier (sodium salt of an isopropyl-alkylnaphthalenesulfonic acid), 20.0 cc emulsion stabilizer (1% ammoniacal solution of polyacrylic acid), x cc butanol. Example 2 500 cc of sodium silicate solution, 38 B6 (480 g of water glass per liter, molar ratio 1 Na 2 O. 3.36 SiO 2), 500 cc of water, 38.6 cc of aliphatic acid chloride, carbon chain length 7 to 9; 20.0 ccm emulsifier (sodium salt of an isopropyl-alkylnaphthalenesulfonic acid), 20.0 ccm emulsion stabilizer (1 ° / jge ammoniacal solution of polyacrylic acid, x ccm methylglycol. Table 2 Solidification time of the mixture as a function on the catalyst concentration at 20 ° C ° - methyl glycol Solidification time Amount of concentration ccm ° / o minutes 0.0 0 infinite 5.0 0.5 90 to 95 10.0 1.0 60 to 65 In the case of catalyst concentrations above 1 percent by weight, even greater time reductions occur, but the end products become more and more water-soluble. This is undesirable for most consolidation purposes.

Claims

PATENT CLAIM: Means for sealing and consolidating soil formations and structures with adjustable hardening time, consisting of a Mixture of a water glass solution with the amounts of acid required as an acid generator organic acid anhydrides, acid halides or sulfonic acid halides through a content of alcohols, esters, alcoholates and / or ketones in quantities from 0.1 to 1 percent by weight, based on the total mixture. Considered Publications: German Patent No. 857 936.