Verfahren zur kurzfristigen Dichtung und regelbaren plastischen Versteifung
von Bodenarten.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren ey&-
F-t II2@ 'f"Pn-f. L 7r a n Ina
1-Va #84e) zur kurzfristigen Dich-
tung und .;regelbaren plastischen Versteifung von lockeren natürlichen oder künstlIehen
Bodenarten, wie Löß, magerem Lehm, Sand., .Kies, Gemenge aus Asche und: Kläxechlamm,
Gesteinsgrus od.dgl,, durch Vermischung dieser nicht oder nur schwachbindgen Badenarten
mit hydratisierenden: bindigen Tonmineralien und Lösungen. von Jasserglas- und hydratisierend
wirkenden Chemikalien, z ."B. Alkali alzen.. Die derart hergestellten Dichtungsmassen
dienen zum Dichten von Deichen, Dämmen, Kanälen u.dgl: Bisher wurden zum Hydratisieren
solcher Mischungen etwa 3.- bis 8 % -Wasserglas der Gesamtmischung und etwa 3.,.6-
% bi-s 1-der Wasserglasmenge an Chemikalien verwendet, wobei bei gerngen Wasserglasanteilen
die höheren Z-,usä.tze von hydratisierend wirkenden Chemikalien und umgekehrt bei
hohen Wasserglasanteilei die geringeren Zusätze von Chemikalien verwendet wurden,
um eine -zu starke Verhärtung der Dichtungsmasse zu. vermeiden.Method for short-term sealing and adjustable plastic stiffening of soil types. y 'LL.C-ta. --T »@ --- r, @ r r f'J ... ny
The invention relates to a method e y & -
Ft II2 @ 'f "Pn-f. L 7r to Ina
1-Va # 84e) for short-term
Tung and.; adjustable plastic stiffening of loose natural or artificial soil types, such as loess, lean loam, sand., gravel, mixtures of ash and: sludge, gravel or the like, by mixing these non-binding or only weakly binding types of bathing with hydrating: cohesive clay minerals and solutions. of Jasserglas- and hydrating chemicals, eg. Alkali alzen .. The sealing compounds produced in this way are used to seal dykes, dams, canals and the like: So far, about 3.- to 8% waterglass has been used to hydrate such mixtures Total mixture and about 3.,. 6-% to s 1-the amount of water glass of chemicals used, whereby with low water glass proportions the higher additions of hydrating chemicals and vice versa with high water glass proportions the lower additions of chemicals were used, in order to avoid excessive hardening of the sealant.
Als Chemikalien wurden bisher verschledene _ Alkali sa lsg
z.B.
Carbonate, Nitrate, Phosphate od.dgl. allein oder in Mischungen verwendet, aber
ohne bestimmte Auswahl für besondere Zwecke, wie gute Verdichtung und schnelle Versteifung
der flüssigen Dichtungsmasse und Steif igkeit und Verformbarkeit der erstarrten
Dichtungsmasse. Die Erfindung bezweckt, Dichtungen aus Massen der oben angegebenen
Art zu verbilligen und dem jeweiligen Verwendungszweck besser anzupassen, insbesondere
durch Beschleunigung oder Verzögerung der Iiydratation und Versteifung der Dichtungsmasse
und Degrenzung ihrer bleibenden Verformbarkeit nach der Versteifung, und
die Dichtungsmasse möglichst unabhängig von Temperatureinflüssen bzw. dem Klima
zu machen, unter Wahrung genügender dauernder Plastizität und Zähigkeit. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren der oben an-
gegebenen Art, und das Wesentliche besteht darin, daß etwa
2
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bis.;t Wasserglas der Gesamtmischung und etwa 0,2 bis 3,5 %
der ,Tasserglaumenge von den hydratisierend wirkenden Chemika-
lien verwendet werden. Hierdurch wird eine besondere zum Dichten von Deichen, Dämmen,
Kanälen u.dgl. gut verwendbare und infolge Einsparungen an Wasserglas und Chemikalien
billige und schnell (z.B. in einer halben oder ganzen Stunde) such versteifende
und trotz geringer Zusätze von Wasserglas und Chemikalien sehr dich-te
in Wasser unlösliche zähe Dichtungemasee erzeugt, die infolge ihrer
flüssigkeitsaufsaugenden Eigenschaft wie ein Ton dauernd plastisch bleibt, so
daß sie Bodenverschiebungen ohne Undicht-
werden nachgeben kann und dabei
sicher gegen Ausschlämmen und Gleiten (Verrutschen) ist. Durch den Zusatz von Wasserglas,
liys;i#"#atis@.ererid wirkendem Ton und Chemikalien zu den
,: @aU,n vier-:;en :;yclrate gebildet, die die 't.;oh,#
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tigkeit und plastische Versteifung und eine sehr beständige Kohäsion
und Zähigkeit der Masse bewirken. Falls die Bodenarten selbst geeignete Salze enthalten,
kann der. Zusatz an Salzen bis auf Null zurückgehen. Line vorteilhafte Ausführungsform
ergibt sich, wenn als Chemikalien aus einwertigen Tonen bestehende die Hydratation
optimal bewirkende und beschleunigende Chemikalien (z.B. Kalium-, ldatrium-, Lithium-,
Rubidium-, Cäsium- bzw. francium-Carbonate, -Phosphate, -Sulfate, -Nitrate od.dgl.
der Alkalien)und aus zweiwertigen Ionen bestehende die Versteifung der Dichtungsmasse
beschleunigende und die Verformbarkeit in beabsichtigtem Umfange beschränkende,
zugleich aber auch sichernde Chemikalien (z.B. Magnesium-, Calcium-, Strontium-,
Barium-Carbonate, -Phosphate, -Sulfate, -Nitrate od.dgl. der Erdalkalien) in Mischung
entsprechend den gewünschten Verformungsgrenzen und Versteifungszeiten verwendet
werden. Dies hat den Vorteil, daß die Dichtungsmasse auch bei Verwendung geringer
Mengen von Wasserglas und Salzen sich schnell versteift und trotzdem eine bleibende
Plastizität, Zähigkeit, besonders hohe Dichtigkeit und Gleitsicherheit aufweist,
wobei die Zusätze an ein- bzw. zweiwertigen Salzen nach dem jeweiligen Bedarf entsprechend
dem Klima bzw. Wärme oder Kälte gewählt werden können. Eine weitere vorteilhafte
Ausführungsforrg ergibt sich, wenn die fertig gegossene Dichtungsschicht mit Bitumen
bis zur Bildung eines Bitumenfilms besprüht wird. Dies hat den Vorteil, daß die
Bitumenschicht, insbesondere in heißem Klima eine Austrocknung und damit Rißbildung
in der Dichtungsschicht zusätzlich zu der üblichen Schutzschicht aus Sand od.dgl.
verhindert und
gleichzeitig als Wärmeschutz dient, so daß die Dichtungsmasse,
sowohl im heißen als auch im kalten Klima gegen Austrocknung oder Vereisung geschützt
ist. Mit besonderem Vorteil wird die fertig gegossene Dichtunga-Schicht zunächst
mit Bitumen bis zur Bildung eines Filme bespritzt und darauf eine Kunststoffolie
auf die Bitumenschicht geklebt, wobei die Kunststoffolien untereinander mittels
ihrer Überlappungen verklebt werden. Hierdurch wird ein besonders guter Schutz gegen
Wärme und Kälte und gegen Austrocknung der Dichtungsschicht erreicht, und die Folien
haften infolge ihrer Verklebung an der Bitumenschicht und untereinander dicht zusammen,
so daß sie sich nicht ablösen. Die Gleitsicherheit der Dichtungeschieht wird dadurch
auch weitgehend erhöht. Da die Salze der einwertigen Alkalien die Hydratation der
Dichtungsmasse beschleunigen und die Salze der zweiwertigen Erdalkalien die Versteifung
der Dichtungsmasse beschleunigen, kann bei Anwendung beider Arten von Salzen in
etwa gleicher Menge sowohl eine schnelle Hydratation als auch eine schnelle Versteifung
der hydratisierten Dichtungsmasse erreicht werden. Die Salze der einwertigen Alkalien
wirken dabei elastisch dichtend, die der zweiwertigen Erdalkalien dagegen im wesentlichen
im Sinne einer quasikristallinen Verklebung und damit der Verdichtung und raschen
Versteifung der feinsten Tonkristalle und der von diesen eingehüllten gröberen nicht
hydratationsfähigen Sandkörnchen od.dgl. Hieraus ergibt sich eine besonders schnelle
und intensive und in der Endwirkung besonders feste Versteifung. Sollen die
Verformbarkeit und damit die plastischen Eigenschaften vergrößert werden, die Versteifung
im endgültigen Zustand dagegen abgeschwächt werden, dann wird der Anteil der
einwertigen
i'ilkaliaalze erhöht und der _Aiiteil der zweiwertigen klkalisalze entsprechend
erniedrigt.The chemicals used so far have been various alkali such as carbonates, nitrates, phosphates or the like. Used alone or in mixtures, but without specific selection for special purposes, such as good compression and rapid stiffening of the liquid sealant and the stiffness and deformability of the solidified sealant. The aim of the invention is to make seals made of masses of the above type cheaper and to better adapt them to the respective purpose, in particular by accelerating or delaying the hydration and stiffening of the sealing compound and limiting its permanent deformability after stiffening, and the sealing compound as independently of temperature influences or the To make climate, while maintaining sufficient permanent plasticity and toughness. The invention relates to a method of the above given kind, and the essential thing is that about 2
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to.; t water glass of the total mixture and about 0.2 to 3.5%
the amount of jar of the hydrating chemicals
lien can be used. In this way, a special for sealing of dikes, dams, canals, etc. is. Well usable and hence savings in water glass and chemicals cheap and fast (eg in a half or full hour) seeking stiffening and despite small additions of water glass and chemicals very dense te creates a tough water- insoluble sealant lake which, due to its liquid- absorbing properties , remains permanently plastic like a clay, so that it can yield to ground displacements without leaking and is safe against silting up and sliding (slipping). By adding water glass, liys; i # "# atis @ .ererid-acting clay and chemicals to the
,: @ aU, n four - :; en:; yclrate formed which the 't.; oh, # i? ft- @.
effect and plastic stiffening and a very stable cohesion and toughness of the mass. If the soil types themselves contain suitable salts, the. Reduce the addition of salts to zero. An advantageous embodiment results when chemicals consisting of monovalent clays optimally effecting and accelerating the hydration (for example potassium, sodium, lithium, rubidium, cesium or francium carbonates, phosphates, sulfates, nitrates or the like. of alkalis) and consisting of divalent ions, the stiffening of the sealant accelerates and deformability to the intended extent, but also securing chemicals (e.g. magnesium, calcium, strontium, barium carbonates, phosphates, sulfates) , Nitrates or the like of the alkaline earths) can be used in a mixture according to the desired deformation limits and stiffening times. This has the advantage that the sealant quickly stiffens even when small amounts of water glass and salts are used and still has permanent plasticity, toughness, particularly high tightness and slip resistance, with the addition of mono- or bivalent salts as required the climate or heat or cold can be selected. A further advantageous embodiment results when the completely cast sealing layer is sprayed with bitumen until a bitumen film is formed. This has the advantage that the bitumen layer, especially in hot climates, drying out and thus cracking in the sealing layer in addition to the usual protective layer of sand or the like. prevented and at the same time serves as thermal protection, so that the sealing compound is protected against drying out or icing up in both hot and cold climates. It is particularly advantageous to first spray the finished cast sealing layer with bitumen until a film is formed and then glue a plastic film onto the bitumen layer, the plastic films being glued to one another by means of their overlaps. In this way, particularly good protection against heat and cold and against drying out of the sealing layer is achieved, and the foils adhere tightly to the bitumen layer and to each other as a result of their gluing, so that they do not peel off. The sliding safety of the seal is also largely increased as a result. Since the salts of the monovalent alkalis accelerate the hydration of the sealant and the salts of the divalent alkaline earths accelerate the stiffening of the sealant, both types of salts can be used in approximately the same amount to achieve both rapid hydration and rapid stiffening of the hydrated sealant. The salts of the monovalent alkalis have an elastic sealing effect, those of the divalent alkaline earths, on the other hand, essentially in the sense of a quasi-crystalline bonding and thus the compression and rapid stiffening of the finest clay crystals and the coarser, non-hydratable sand grains or the like enveloped by them. This results in a particularly fast and intensive stiffening that is particularly firm in the end effect. If the deformability and thus the plastic properties are to be increased, while the stiffening in the final state is to be weakened, then the proportion of monovalent i'ilkali salts is increased and the proportion of divalent calcium salts is correspondingly reduced.
Es sind alle wasserlöslichen Alkali- und l.'rdalkali-Salze verwendbar
mit Ausnahme von freie Ionen des Wasserstoffs abspaltenden Salzen. Daher sind alle
Bicarbonate nicht verwendbar, weil diese zu einer Verfestigung und Verhärtung und
nicht zur Versteifung führen. Ebenso sind alle wasserlöslichen Halogene nicht verwendbar.
Verwendbar sind dagegen alle Karbonate, Nitrate, Nitrite, Sulfide, Sulfate und Sulfite,
soweit sie mit Rücksicht auf die Hygiene der Stauanlagen vertretbar sind. -Das Besprühen
der versteiften Dichtungsschicht mit Bitumen und das Aufkleben von Kunststoffolien
wirkt sowohl geöenüber großer Wärme als auch gegenüber Kälte isolierend und
feuchtigkeitserhaltend in der Dichtungsmasse, indem bei Wärme die verdunstende Feuchtigkeit
unter der Bitumen- bzw. Folienehicht zurückgehalten und bei Abkühlung von der Dichtungsmasse
wieder aufgenommen wird und bei Frosteinwirkung die Bitumen-und Polienschicht kältedämmend
wirkt und das aus der Dichtungsmasse infolge Frostverdunstung ausgeschiedene sieh
unter der Bitumen- bzw. Polienschieht als Kondenswasser sammelt, das wiederum eine
Kälteisolierung bildet und später bei ansteigender Temperatur wieder von der Dichtungsmasse
aufgenommen wird. Dadurch wird die Gefahr einer unvollständigen Regeneration oder
der völlige Verlust der Regeneration infolge der Verdunstung von Wasser und somit
auch der Verlust der erforderlichen Ionen
verhindert.
Das bedeutet, daß die hydratisierte Dichtungsmasse in be-
sonders großem Ausmaße gegen Hitze und Frosteinwirkung in der vorgesehenen Konsistens
erhalten und gesichert werden kann, so
daß die neue Dichtungsmasse
bzw. Dichtungsschicht in heißen und kalten Zonen besonders gut verwendbar ist. Aui@erdem
kann die neue Dich-tungsschic"l-t sowohl im Spätherbst als auch im Vorfrühr sing
ohne Gefahr für ihre Beständigkeit hergestellt werden, so daß dadurch öj.e
rierstellung von umfangreichen Deichen und Dämmen durch i£usniutzung auch kühlerer
'Page zur Arbeit beschleunigt und verbilligt werden kann. Im ;folgenden sind drei
Ausführungsbeispiele der Erfindung angegeben, die sich zur Herstellung von Dichtungen
für Kanäle, Deiche, Dämme, Wasserbecken u.dgl. eignen, und zwar bei Vorsehung der
Besprühung der Dichtungsschicht mit Bitumen bzw. einer Polienschicht auch für kalte
und insbesondere heiße Zonen.
a) 1200 kg Kiessand (mittelkörnig bis grobkörnig)
300 kg Tonmehl mit liquid limit wf von 0,60
45 kg Wasserglas von 37-38o B6
0,75 kg Kaliumkarbonat
0,75 kg Galciumkarbonat
1546,50 kg
Dazu etwa 30 96 Wasser.
b) 1300 kg Löß (loess) im erdfeuchten Zustand mit etwa 18 %
Wasser,
240 kg Tonmehl mit einem w von größer als 0,50
50 kg Wasserglas von 37 bis 380 B6
1 kg Kaliumkarbonat
0,50 kg, Galciumkarbonat
1591.50 kg
Hierzu kommen etwa 30 9d Wasser.
c) 1200 kg Xiesshnd
400 kg Kalkhaltiger Ton, gemahlen
50 kg Wasserglas von 37 bis 380 Ha
0,20 ka ialiumkarbonat
1650,20 k$
und etwa 35 g Wasser.
Das Beispiel a) ergibt eine schnelle Hydratisierung und
Versteifung
der Diohtungsmasee, die eine genügende Vertormbarkeit nach
dem Gießen und-thizotropischen Erstarren der Dichtungsshhioht aufweist.
Das Beispiel b) ergibt eine Dichtungemasse,
die lar.f--r-urter erstarrt und eine größere plastische Verf#O
barkeit
nach (1r Versteifung der gegossenen Dichtungsschioht aufweist*
Das Beispiel c) verwendet kalkhaltigen Ton, der zweiwertige
Ionen im Kalk enthält. Je nach den prozentualen Anteilen der einwertigen und
zwei-
wertigen Ionen der Chemikalien können die Hydratation beschleunigt oder
verlangsamt bzw. die Verf ormbarkeit der erstarrten Dichtungsmasse-vergrößert
oder verringert werden und auch die innere Bindung der Masse in sich und
damit die Dichtigkeit und die Gleitsicherheit beeinflußt werden. Es können auch
nach Wunsch sowohl die Hydratation der flüssigen Dichtungsmasse als auch die Versteifung
der hydratisierten Dichtungsmasse beschleunigt oderverzögert werden..Auch die Bildung
von Rissen in der Dichtungsschicht kann tzdurch die Verwendung von ein- und zweiwertigen
Ionen in hohem Maße vermindert bzw. verhindert werden.All water-soluble alkali and alkaline earth salts can be used with the exception of free ions of the hydrogen-releasing salts. Therefore, all bicarbonates cannot be used because they lead to solidification and hardening and not to stiffening. Likewise, all water-soluble halogens cannot be used. In contrast, all carbonates, nitrates, nitrites, sulphides, sulphates and sulphites can be used, provided they are justifiable with regard to the hygiene of the dams. -The spraying of the stiffened sealing layer with bitumen and the gluing of plastic foils has an insulating effect both geöen against great heat and against cold Moisture-retaining in the sealing compound, in that when it is warm, the evaporating moisture is retained under the bitumen or foil layer and when it cools it is absorbed again by the sealing compound, and when the effect of frost the bitumen and polish layer has a cold-insulating effect and that which is separated from the sealing compound as a result of frost evaporation is under the bitumen - or Polienschicht collects as condensation water, which in turn forms a cold insulation and is later absorbed by the sealing compound again when the temperature rises. This increases the risk of incomplete regeneration or the complete loss of regeneration due to evaporation of water and thus also the loss of the required ions prevented.
This means that the hydrated sealant can be used in
especially large dimensions against heat and frost can be preserved and secured in the intended consistency, so that the new sealing compound or sealing layer can be used particularly well in hot and cold zones. In addition, the new sealing layer can be produced both in late autumn and early in the morning without endangering its durability , so that the construction of extensive dykes and dams through the use of cooler sides to work can be accelerated In the following, three exemplary embodiments of the invention are given which are suitable for the production of seals for canals, dykes, dams, water basins, etc., with provision for the sealing layer to be sprayed with bitumen or a layer of polish for cold and especially hot zones. a) 1200 kg gravel sand (medium-grain to coarse-grained)
300 kg clay powder with a liquid limit wf of 0.60
45 kg water glass from 37-38o B6
0.75 kg of potassium carbonate
0.75 kg of calcium carbonate
1546.50 kg
Add about 30 96 water.
b) 1300 kg loess in the earth-moist state with about 18%
Water,
240 kg of clay powder with a w greater than 0.50
50 kg water glass from 37 to 380 B6
1 kg of potassium carbonate
0.50 kg, calcium carbonate
1591.50 kg
To this are added about 30 9d of water.
c) 1200 kg Xiesshnd
400 kg calcareous clay, ground
50 kg water glass from 37 to 380 ha
0.20 potassium carbonate
1650.20 k $
and about 35 g of water.
Example a) results in rapid hydration and stiffening of the sealing layer, which is sufficiently malleable after casting and thizotropic solidification of the sealing layer. Example b) results in a sealing compound the lar.f - r-urter solidified and a greater plastic availability
according to (1r stiffening of the cast sealing layer *
Example c) uses calcareous clay, the bivalent
Contains ions in lime. Depending on the percentage of the monovalent and divalent ions in the chemicals, the hydration can be accelerated or slowed down or the formability of the solidified sealant can be increased or decreased and the internal bond between the mass and thus the tightness and slip resistance can also be influenced will. If desired, both the hydration of the liquid sealant and the stiffening of the hydrated sealant can be accelerated or delayed. The formation of cracks in the sealant layer can also be reduced or prevented to a great extent by the use of monovalent and divalent ions.
Nach Bildung der Dichtungsschicht aus einer solchen Masse wird diese
mit Bitumen bis zur Bildung eines dichten Bitumenfilme besprüht, und auf
diese Bitumenschieht werden dann Kunststoffolien mit etwa 30 cm $berlappung aufgeklebt
und miteinander verklebt, so daß diese eine feuchtigkeitsdichte wärmeisolierende
Schutzschicht bilden, unter der sich die gegebenenfalls verdunstete Feuchtigkeit
oder Kondenswasser sammeln kann und bei späteren Temperaturänderungen wieder in
die Dichtungsmasse zurückgelangen kann. I)adureh wird die dauernde Dichtigkeit und
Verformbarkeit der Dichtungeachicht,auf deren Schutzsohioht außerdem noch in üblicher
Weine eine Sandschicht aufgebracht wird, gewährleistet.After the sealing layer has been formed from such a mass, it is sprayed with bitumen until a dense bitumen film is formed, and plastic foils are then glued to this bitumen layer with an overlap of about 30 cm and glued together so that they form a moisture-proof, heat-insulating protective layer under which can collect any evaporated moisture or condensation and can get back into the sealing compound in the event of later temperature changes. I) adureh is the constant density and deformability of the seal Each layer, further comprising a sand layer is applied to the conventional W Schutzsohioht still ensured.