DE1542906C3 - Verfahren zur Bodenverbesserung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bodenverbesserung durch Behandlung der Böden mit Kieselsäuresolen und Phosphorsäure.

Für die Bodenverbesserung, insbesondere von leichten Böden, ist es wünschenswert, eine gute Stabilisierung der Sorptionsaggregate, die gleichzeitig zu einer verbesserten Struktur der Wasserhärtung führt, zu erreichen. Es ist bekannt, Böden mit Alkalisilikatlösungen zu behandeln und eine Ausfällung dieser Lösungen im Boden durch die dort vorhandenen Stoffe herbeizuführen. Auch hat man schon versucht, die Ausfällung durch nachträgliche Behandlung mit Elektrolytlösungen zu verstärken.

Eine andere bekannte Methode zur Bodenverbesserung besteht darin, zunächst feste Kieselsäuregele herzustellen und diese in den Boden einzuarbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bei diesen bekannten Verfahren auftretenden, für die Bodenstruktur günstigen Effekte weiter zu verbessern. Durch umfangreiche Versuche wurde festgestellt, daß sich eine verbesserte Struktur erreichen läßt, wenn man sich der nachstehend beschriebenen Arbeitsweise bedient.

Das neue Verfahren zur Bodenverbesserung ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden in mindestens zwei Arbeitsschritten alkalische Kieselsäuresole und Phosphorsäure zuführt. Es hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung von stabilen, alkalisch eingestellten Kieselsäuresolen eine Aktivität herbeigeführt wird, die zur besseren Aggregatbildung bei der Ausfällung durch die Phosphorsäure führt. Vorzugsweise werden solche stabilen Kieselsäuresole verwendet, deren pH-Wert zwischen 7,5 bis 10 liegt.

Die Kieselsäuresole werden nach bekannten Methoden (siehe Industrial Engineering Chemistry, May 1963, Seiten 1129 bis 1132) aus Alkalisilikatlösungen durch Zusatz von sauer reagierenden Verbindungen erhalten. Als sauer reagierende Verbindungen kommen Salze, organische Säuren wie insbesondere Ameisensäure, Essigsäure und Huminsäuren sowie anorganische Säuren in Betracht.

Vorzugsweise finden solche Kieselsäuresole Anwendung, die durch Zugabe von Phosphorsäure zu Alkalisilikatlösungen auf den gewünschten pH-Wert eingestellt sind. Als Alkalisilikatlösungen kommen

ίο insbesondere Lösungen aus Natrium- bzw. Kaliumsilikat oder Gemische hiervon in Frage, deren Molverhältnis SiO₂: Me₂O, wobei Me Natrium oder Kalium bedeutet, in dem Bereich von 1:1 bis 4,4: 1 liegen. In der Praxis finden besonders die handelsüblichen Alkalisilikate mit einem Molverhältnis von SiO.,: Me₂O von 1 bis 3,6 : 1 Anwendung.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, Kieselsäuresole für diese Zwecke herzustellen, deren SiO₂-Gehalt unter 6 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 3 %, Hegt, da diese in den genannten pH-Bereichen besonders stabil sind. Um eine zusätzliche Stabilisierung herbeizuführen, kann man den Kieselsäuresolen an sich bekannte stabilisierende Zusätze wie vorzugsweise Harnstoff oder Humate hinzufü- , gen.

Die Zuführung der Kieselsäuresole ret mit Verregnungsnalagen technisch leicht durchzuführen. Es ist im allgemeinen zweckmäßig, die Sole an Ort und Stelle mit Hilfe eines geeigneten Mischaggregates aus der Alkalisilikatlösung und Säuren, vorzugsweise Phosphorsäure, herzustellen.

Eine vorzugsweise Ausführungsform des Verfahrens besteht weiterhin darin, den Böden alkalische Kieselsäuresole und Phosphorsäure in einer Menge zuzuführen, die die Böden auf einen pH-Wert zwischen 5 bis 8 einstellt. Diese Zuführung kann gewünschtenfalls durch einmaliges oder mehrmaliges Verregnen der vorgesehenen Lösungen erfolgen. Die zugeführte Menge Kieselsäure richtet sich weiterhin nach der Art des Bodens. Bei extrem leichten Böden werden zweckmäßigerweise größere Mengen als bei Böden mit bereits vorhandener Struktur zugeführt. i Im allgemeinen kommt etwa eine Menge von 40 bis j 200 g/m² SiO₂, berechnet als Feststoffgehalt der zu- (1

geführten Sole, in Betracht. "

Die Zuführung der Kieselsäuresole und der Phosphorsäure kann gewünschtenfalls in mehreren Arbeitsgängen erfolgen. Auch kann die Reihenfolge den jeweiligen Erfordernissen, wie beispielsweise dem pH des Bodens, angepaßt werden. Es ist dabei zweckmäßig, beispielsweise bei sauren Böden, zunächst die Behandlung mit dem alkalischen Kieselsäuresol vorzunehmen. Die Phosphorsäure wird selbstverständlich in stark verdünnter Form zur Anwendung gebracht. Durch die wechselnde Zuführung der einzelnen Komponenten läßt sich ein den jeweiligen Bodenbedingungen anzupassender End-pH-Wert leicht erzielen.

Eine sorgfältige Prüfung der so behandelten Böden ergab, daß durch Verwendung der Kieselsäuresole eine überraschend starke Strukturverbesserung erfolgt.

Es war bekannt, Bodenverbesserungsmittel in Form von bestimmten silikathaltigen Gelen herzustellen. Aus den Herstellungsverfahren dieser Mittel konnte jedoch die erfindungsgemäße Arbeitsweise, bei der in mindestens zv/ei Arbeitsschritten gearbeitet wird, nicht hergeleitet werden.

Beispiel 1

Aus Alkalisilikatlösung (Molverhältnis Na₂O: SiO₂ wie 3,3:1, Konzentration 37° Be und technischer Phosphorsäure (60prozentig) wurde, nachdem die Komponenten jeweils vorher mit Wasser 1 :50 verdünnt wurden, in einem Mischaggregat ein Kieselsäuresol hergestellt. Die Phosphorsäuremenge wurde dabei so bemessen, daß das Kieselsäuresol einen pH-Wert von etwa 8 besaß. Das so erhaltene klare, stabile Sol wurde durch Verregnung dem Boden zugeführt. In einem zweiten Arbeitsgang wurde der Boden mit einer verdünnten Phosphorsäurelösung, deren Konzentration etwa lprozentig war, behandelt. Es wurde eine solche Menge Phosphorsäure verwendet, daß sich der Boden, der vorher etwa neutral reagierte, auf einen pH-Wert von etwa 6 einstellte. Die Gesamtmenge der bei dieser Behandlung in den Boden gebrachten Kieselsäure betrug, berechnet als Feststoff, etwa 120 g/m².

Die Stabilität des verwendeten Kieselsäuresole wurde erhöht, wenn man bei der Herstellung des Sols noch etwa 1 bis 2 Gewichtsprozent Harnstoff, bezogen auf die unverdünnte Alkalisilikatlösung, hinzuführt.

Die Struktur des Bodens wurde durch die obige Behandlung, wie eine sorgfältige Untersuchung ergab, erheblich verbessert.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bodenverbesserung, dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden in mindestens zwei Arbeitsschritten alkalisch eingestellte stabile Kieselsäuresole und Phosphorsäure zuführt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden stabile Kieselsäuresole zuführt, deren pH-Bereich zwischen 7,5 und 10 liegt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden Kieselsäuresole zuführt, deren SiO₂-Gehalt unter 6 Gewichtsprozent liegt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden Kieselsäuresole und Phosphorsäure in einer Menge zuführt, die die Böden auf einen pH-Wert zwischen 5 bis 8 einstellt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Böden stabile Kieselsäuresole zuführt, die durch Zugabe von Phosphorsäure zu Alkalisilikatlösungen auf den gewünschten pH-Wert eingestellt sind.