DE19852221A1 - Verfahren zur beschleunigten Erdreichstabilisierung - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Stabilisierung und Verfestigung von Erdreich, wobei eine wäßrige PVAc-Dispersion in Kombination mit eine wäßrige Alkalimetallsilikatlösung mit dem Erdreich in Kontakt gebracht wird.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Verbesserung und Erweiterung der in der älteren deutschen Patentanmeldung DE 43 24 474 geschilderten Lehre zur Oberflächenverfestigung von Sand und/oder Erdreich - im nachfolgenden durchgehend als Erdreich bezeichnet. Beschrieben ist in dieser älteren Anmeldung eine Modifikation des an sich bekannten Verfahrens, durch Auftrag und Eintrag von wäßrigen Polymerdispersionen auf beziehungsweise in die Erdreichoberflächenschichten eine zumindest temporäre Verfestigung auszubilden. Das Wasser des eingetragenen Imprägniermittels trocknet in vergleichsweise kurzer Zeit auf, die zurückbleibende Polymerphase verfestigt die körnige Struktur des behandelten Erdreichs, ohne dabei die Wasserdurchlässigkeit dieser Schichten in unzumutbarer Weise zu beeinträchtigen. Eine solche Oberflächenverfestigung beschränkt sich nicht auf Erdreich im engeren Sinne. Auch die entsprechende Stabilisierung von anderen Oberflächenbereichen, die beispielsweise gegen Winderosion geschützt werden müssen, fällt in die Lehre des erfindungsgemäßen Handelns. Als Beispiele seien hier benannt: Deponien und/oder Abraumhalden mit oder ohne Auftrag einer Abdeckung durch Mutterboden oder andere Schutzschichten.

Entwicklung und Praxis beschäftigen sich seit Jahrzehnten mit der auch der Erfindung zugrundeliegenden Konzeption, partikuläre Feststoffe miteinander verklebende synthetische Kunststoffe in Form ihrer wäßrigen Dispersionen beziehungsweise Emulsionen auf die zu verfestigenden Flächen aufzutragen und dort aufzutrocknen. Besondere praktische Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang wäßrigen Polyvinylacetat-Dispersionen zu - im nachfolgenden auch als PVAc-Dispersionen bezeichnet. Beispielhaft sei auf die folgenden Veröffentlichungen verwiesen: A. Kullmann et al. in "Archiv für Acker- und Pflanzenbau und Bodenkunde", 22. Band, Heft 11 (1978), Seiten 713 bis 719 (Chemical Abstracts 91 (5): 38081u). Neben Polyvinylacetat werden als brauchbare Binder beschrieben: Butadie­ ne-Styrol-Latex, ein Harnstoff/Formaldehyd-Polymer und eine Bitumenemulsion. Die Stabilisie­ rung von Dünensand in entsprechender Weise gegen Regenbewitterung ist Gegenstand der Veröffentlichung D. Gabriels et al. in "Soil Science", Vol 118, No. 5 (1974), Seiten 332 bis 338 (Chemical Abstracts 82 (15): 96945d). Auch hier ist ein Bindersystem auf Poly­ vinylacetatbasis unter den bevorzugten Arbeitsmitteln angegeben. Aus den weiteren weltweit durchgeführten Arbeiten sei lediglich beispielhaft auf einige Patentschriften verwiesen, siehe in diesem Zusammenhang US-A-4072020, US-A-3887506, Chemical Abstracts 85 (21): 158730c (= HU-A-1 1654) sowie ZA-A-7501787.

Der Anforderungs- beziehungsweise Aufgabenkatalog für eine solche Verfestigung der Erdreichoberfläche kann außerordentlich vielgestaltig sein. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit sei eine Reihe der in der Praxis geforderten Eigenschaften aufgezählt: Das Material sollte widerstandsfähig wenigstens gegen Fußgängerverkehr sein, es darf durch die jeweils vorliegenden Temperaturen, die Luftfeuchtigkeit und den Regen - für den jeweils beabsichtigten Zeitraum - nicht beeinträchtigt werden, es muß auch gegenüber hohen Windgeschwindigkeiten widerstandsfähig sein. Das aufzutragende Material sollte nicht entflammbar sein und bei Lagerung sowie während und nach der Anwendung keine Feuergefahr oder Explosionsgefahr darstellen. Bei Transport und Verarbeitung sollten möglichst keine außergewöhnlichen Schutzmaßnahmen getroffen oder Schutzkleidung getragen werden müssen. Die ausgehärtete Kunststoffimprägnierung sollte auf keimende Pflanzen, auf wachsende Pflanzen und auf Tiere keine giftige Wirkung ausüben und dabei möglichst farblos oder transparent sein.

Die Lehre der eingangs zitierten älteren Patentanmeldung DE 43 24 474 geht von der Aufgabe aus, PVAc-Homopolymer-Dispersionen für den beschriebenen Einsatzzweck mit Weichmachern auszurüsten, die einerseits das vielgestaltige technische Anforderungsprofil erfüllen, zum anderen aber darüber hinaus bioverträglich sind und insbesondere ihrerseits abgebaut werden können. Zugrunde liegt hier das Fachwissen, daß PVAc-Homopolymere grundsätzlich bioverträglich und abbaubar sind, wenn auch der Abbau dieses Polymeren vergleichsweise langsam vor sich geht. Zur einschlägigen Literatur siehe beispielsweise H. Kastien et al. "Der quantitative mikrobiologische Abbau von Lackkunstharzen und Polymerdispersionen", farbe + lack, 98. Jahrgang, 7/1992, 505-8. Gemäß der Lehre der älteren Anmeldung werden als biologisch akzeptable Weichmacher für PVAc-Dispersionen die folgenden ausgewählten Stoffklassen eingesetzt: Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriester mit niederen aliphatischen monofunktionellen Alkoholen und/oder epoxidierte Triglyceride wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Fettsäuren.

Zu Einzelheiten der technischen Lehre gemäß der älteren Anmeldung DE 43 24 474 wird auf deren Offenbarung verwiesen, die hiermit gleichzeitig auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindungsoffenbarung gemacht wird.

Unter Einsatz der in der genannten älteren Anmeldung beschriebenen Verfestigungsmittel gelingt es, im Oberflächenbereich des behandelten Bodens - beispielsweise bis zu Schichtdicken im Bereich von einigen Zentimeter - optimierte Verfestigungen einzustellen, die unter Normalbedingungen dem in der Praxis gestellten Anforderungsprofil genügen. Allerdings hat sich gezeigt, daß die Aushärte- oder Verfestigungszeiten der oben beschriebenen Verfestigungsmittel nicht in allen Fällen den Erfordernissen der Praxis genügen. Dies gilt insbesondere für die Zeit, die bis zur endgültigen Verfestigung des Erdreichs durch Behandlung mit den PVAc-Dispersionen verstreicht. So wird beispielsweise bei der Behandlung von Oberflächen auf Flugplätzen eine sehr schnelle Aushärtezeit gefordert, um die Beschränkungen des Flugverkehrs - während der Aushärtung sollte keine Belastung des Bodens durch startende oder landende Flugzeuge erfolgen - auf einen möglichst kurzen Zeitraum zu beschränken. Böden, die mit den Mitteln gemäß der älteren Anmeldung DE 43 24 474 behandelt werden, benötigen aber in der Regel Aushärte- oder Verfestigungszeiten von 8 bis 16 Stunden. Für den Einsatz z. B. auf Flugplätzen sollte dieser Zeitraum auf deutlich unter 3 Stunden, vorzugsweise unter 2 Stunden, gesenkt werden.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, war daher die Bereitstellung eines beschleunigten Verfahrens zur Oberflächenverfestigung von Sand bzw. Erdreich.

Es wurde gefunden, daß bei der Bodenverfestigung mittels Polyvinylacetatpolymeren die Mitverwendung von bestimmten Alkalimetallsilikaten zu einer beschleunigten Verfestigung des behandelten Bodens führt.

In einer ersten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur beschleunigten Oberflächenverfestigung von Erdreich, wobei man daß zu verfestigende Erdreich sowohl mit einer wäßrigen Polyvinylacetat-Dispersion, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriestern mit niederen aliphatischen mono-funktionellen Alkoholen und/oder epoxidierte Triglyceride teilweise oder vollständig olefinisch ungesättigter Fettsäuren sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthält, als auch - zeitgleich oder zeitverzögert - das Erdreich mit einer wäßrigen Alkalimetallsilikatlösung in Kontakt bringt.

Das vorliegende Verfahren kombiniert die an sich bekannte alleinige Verwendung von PVAc-Dis­ persionen zur Erdreichstabilisierung mit der Verwendung eines Härters in Form einer wäßrigen Alkalimetallsilikatlösung. Die alleinige Verwendung von Alkalisilikaten führt zwar zu einer schnellen und ausreichenden Verfestigung von Erdreich, allerdings ist ein derart behandelter Boden weitgehend undurchlässig für Wasser. Es zeigte sich aber überraschenderweise, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, also der Kombination einer Behandlung mit PVAc-Dispersionen in Kombination mit einer Behandlung mit wäßrigen Alkalimetallsilikatlösungen sowohl eine schnelle Aushärtung des Bodens erfolgt und gleichzeitig eine ausreichende Wasserdurchlässigkeit gegeben ist. Es ist im Sinn des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, das Erdreich sowohl zeitgleich mit der PVAc-Dis­ persion und der wäßrigen Alkalimetallsilikatlösung in Kontakt zu bringen, als auch die beiden Schritte zeitlich verzögert durchzuführen. Bei einer zeitgleichen Durchführung kann beispielsweise kurz vor der eigentlichen Anwendung eine Mischung der PVAc-Dispersion und der Alkalimetallsilikatlösung hergestellt und diese Mischung dann mit dem Erdreich in Kontakt gebracht werden. Eine zeitgleiche Aufbringung ist aber auch durch gleichzeitiges Aufsprühen einer PVAc-Dispersion und einer Alkalimetallsilikatdispersion auf die selbe Steile des Erdreichs möglich.

Das Verfahren kann auch zweistufig durchgeführt werden, wobei in einem ersten Schritt a) das zu verfestigende Erdreich mit der wäßrigen Polyvinylacetat-Dispersion und anschließend zeitverzögert im Schritt b) mit der wäßrigen Alkalimetallisilikatlösung in Kontakt bringt. Zeitverzögert heißt, daß zwischen Schritt a) und b) ein Zeitraum von 1 bis 30 Minuten und vorzugsweise ein Zeitraum von 5 bis 15 Minuten liegt.

Das so behandelte Erdreich verfestigt sich schnell, d. h. spätestens 0,5 bis 2 Stunden nach der erfindungsgemäßen Behandlung hat das Erdreich eine harte, feste Oberfläche ausgebildet.

Dies gilt insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit und /oder niedrigen Temperaturen, die ansonsten eine schnelle Aushärtung der PVAc-Dispersion durch Verdunstung verhindert.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre wird das Alkalimetallsilikat in Form einer wäßrigen Lösung im Anschluß an die Behandlung mit der wäßrigen Polyvinylaceatdispersionen eingesetzt. Bei den Alkalimetallsilikaten handelt es sich um Natrium- oder Kaliumsilikate mit einem Molverhältnis SiO₂ : M₂O (Modul) von 2 : 1 bis 4 : 1, wobei M für ein Alkalimetallkation steht. Derartige Silikate werden in Pulverform, Granulatform oder vorzugsweise als wäßrige Lösungen vertrieben, die zwischen 20 und 60 Gew.-% des Silikats (bezogen auf Trockensubstanz) enthalten. Vorteilhaft ist es, Natriumsilikate des Molverhältnisses SiO₂ : Na₂O von 2 : 1 bis 3 : 1 auszuwählen. Die Lösungen die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden enthalten die Alkalimetallsilikate vorzugsweise in Mengen von 1 bis 25 Gew.-% und vorzugsweise von 1 bis 10 Gew.-% Trockensubstanz.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten PVAc-Dispersionen enthalten, neben den bekannten Polyvinylverbindungen auch bestimmte Weichmacher. Drei naturstoffbasierte niedermolekulare Weichmachertypen haben sich für die Erfüllung des erfindungsgemäßen Anforderungsprofils als geeignet erwiesen. Die erste Gruppe umfaßt Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren. Besonders geeignet sind entsprechende Glycerintriester von aliphatischen Monocarbonsäuren mit 2 bis 6 C-Atomen und insbesondere mit 2 bis 4 C-Atomen im Molekül. Ein besonders wichtiger Vertreter ist hier das Triacetin. Die der Erfindung zugrundeliegenden Arbeiten haben gezeigt, daß schon durch sehr geringe Zugabemengen des Triacetins zum PVAc-Homopolymeren eine für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck hinreichende Erweichung des PVAc-Filmes erreicht werden kann, so daß die mit diesem Gemisch getränkten und durch Auftrocknung des ursprünglich mit eingetragenen Wassers verfestigten Sand- beziehungsweise Erdreichformationen nicht verspröden und damit beispielsweise begehbar sind.

Die zweite Gruppe erfindungsgemäß geeigneter Weichmacher ist durch Citronensäuretriester repräsentiert. Dabei kann die Citronensäure als solche, aber auch in der Form der an ihrer Hydroxylgruppe acylierten Variante vorliegen. Als esterbildende Alkohole zur Umsetzung mit den Carboxylgruppen der Citronensäure eignen sich insbesondere monofunktionelle aliphatische Alkohole mit 2 bis 6 C-Atomen und vorzugsweise entsprechende Alkohole mit 2 bis 4 C-Atomen. Sowohl in dieser Stoffklasse wie in der zuvor angegebenen Stoffklasse der Glycerintriester mit aliphatischen Monocarbonsäuren kann durch Wahl der Kettenlänge des jeweils zur Veresterung herangezogenen monofunktionellen Bestandteils Einfluß auf die Flüchtigkeit und damit auf die Siedetemperatur der Weichmacherkomponente genommen werden. Im Falle der hier betroffenen Citronensäureester ist eine weitere Variationsmöglichkeit über die Kettenlänge des gegebenenfalls an die Hydroxylgruppe der Citronensäure gebundenen Acylrestes möglich. Hier kommen entsprechende Reste von monofunktionellen insbesondere gesättigten Carbonsäuren mit 2 bis 10 C-Atomen, gegebenenfalls aber auch Reste entsprechender Säuren mit noch höherer Kohlenstoffzahl in Betracht. Die Lehre der Erfindung eröffnet hier die Möglichkeit, einen möglichen Weichmacherverlust unter Extrembedingungen - beispielsweise bei extremer Sonneneinstrahlung - und damit eine Versprödung der ausgebildeten Filmschichten zu begrenzen.

Die dritte Weichmacherklasse im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns ist durch die epoxidierten Triglyceride wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Fettsäuren repräsentiert. Die aus praktischen und wirtschaftlichen Gründen wichtigsten Vertreter dieser Klasse sind epoxidiertes Rüböl und epoxidiertes Sojaöl, die als Handelsprodukte beispielsweise von der Anmelderin für die verschiedenartigsten Anwendungszwecke auf den Markt gebracht und vorgeschlagen sind. Gerade an dieser Unterklasse der erfindungsgemäß eingesetzten Weichmacher ist der Auswahlcharakter der erfindungsgemäßen Lehre sehr deut­ lich zu erkennen: Triglyceridester gesättigter und/oder ungesättigter Fettsäuren, insbesondere unter Normalbedingungen als Öle vorliegende entsprechende Triglyceride natürlichen Ursprungs, geben keine hinreichende Weichmacherwirkung in Abmischung mit PVAc-Ho­ mopolymeren. In nicht vorhersehbarer Weise wird durch die Epoxidierung wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Triglyceride dieser Art und insbesondere durch Epoxidierung des Rüböls ein Weichmacher geschaffen, der dem komplexen Anforderungskatalog entspricht, die hier gestellten Bedingungen erfüllt und gleichzeitig als Naturstoff natürlichen Abbauprozessen unterliegt.

Die zur Einstellung des Anforderungsprofils benötigte Menge an Weichmacher in den erfindungsgemäß verwendeten Arbeitsmitteln ist beschränkt. Im allgemeinen geben Weichmachermengen von etwa 1 bis 15 Gew.-% und vorzugsweise von etwa 3 bis 10 Gew.-%­ - Gew.-% jeweils bezogen auf die etwa 50 Gew.-%ige PVAc-Homopolymer-Disper­ sion - hinreichende Ergebnisse. Besonders wichtig können Zusatzmengen im Bereich von etwa 5 bis 8 Gew.-% Weichmacher sein. Hier wird ein bereits angesprochener Vorteil der erfindungsgemäßen Lehre ersichtlich: Ein unter Extrembedingungen beispielsweise der Sonneneinstrahlung eintretender partieller Austrag an Weichmacher wirkt sich nicht unmittelbar negativ auf die Stoffeigenschaften des aufgetrockneten PVAc-Filmes in Abmischung mit der verfestigten Bodenmasse aus. Selbst bei einer vergleichsweise starken Verarmung der Imprägnierung an Weichmacher ist doch immer die hinreichende Flexibilisierung der verfestigten Schicht gewährleistet. Möglicherweise wirkt sich hier die Strukturähnlichkeit des Weichmachermoleküls mit der Struktureinheit des PVAc-Homopolymeren in dem Sinne positiv aus, daß durch eine besonders innige Penetration des Weichmachers in das Polymerenmolekül der angestrebte Effekt auch im Bereich geringer Weichmacherkonzentrationen erhalten bleibt.

Die in der Praxis einzusetzenden PVAc-Dispersionen sind die bekannten wäßrigen Zubereitungen, deren PVAc-Feststoffgehalt beispielsweise im Bereich von 10 bis 65 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von 35 bis 60 Gew.-% liegen kann. In der bisherigen Praxis des Auftrages von wäßrigen PVAc-Dispersionen wird häufig mit entsprechenden Feststoffgehalten im Bereich von 50 bis 60 Gew.-% gearbeitet. Grundsätzlich kann auch im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre davon Gebrauch gemacht werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß auch weitere Zusatzstoffe der erfindungsgemäß ausgewählten wäßrigen Imprägnier- und Bindemittelmassen biologisch abbaubar und damit bioverträglich sind. Hier sieht die Erfindung insbesondere die Mitverwendung von biologisch abbaubaren Schutzkolloiden zur Stabilisierung der wäßrigen PVAc-Dispersionen vor. Geeignete Schutzkolloide sind einerseits Polyvinylalkohol, andererseits aber auch Stärke und/oder wasserlösliche Stärkederivate, wobei die Stärke auch einem partiellen Molgewichtsabbau unterworfen sein kann. Grundsätzlich gilt allerdings insbesondere im Fall der Stärke und/oder wasserlöslichen Stärkederivate als Schutzkolloide, daß durch Einsatz zu großer Mengen dieser wasserlöslichen Komponenten eine Gefährdung der Filmstabilität gegen Erosion durch Beregnung und damit ein zu rascher Filmabbau verbunden sein kann. Es ist dementsprechend erfindungsgemäß bevorzugt, die Einsatzinengen der Schutzkolloide beziehungsweise Emulgatoren derart einzuschränken, daß die hinreichende Festigkeit des PVAc-Überzugs gegen die Bewitterungseinflüsse erhalten bleibt. Üblicherweise liegen hier die Mengen der Schutzkolloide beziehungsweise Emulgatoren bei höchstens etwa 5 Gew.-% und insbesondere im Bereich von etwa 0,5 bis 3 Gew.-% - Gew.-% jeweils bezogen auf PVAc-Feststoff.

Im übrigen kann auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Handelns von den technischen Elementen Gebrauch gemacht werden die im einschlägigen Stand der Technik zur Ausbildung entsprechender Oberflächenfilme entwickelt worden sind. Beispielhaft sei hier auf die Mitver­ wendung von wachstumsfördernden Wirkstoffen, insbesondere Hilfsstoffen mit Düngemittelcharakter und/oder auf die Mitverwendung von bevorzugt feinteiligem partikulärem Feststoffgut in der fließfähigen Zubereitung verwiesen. Im dem zuletzt angesprochenen Fall sieht der Stand der Technik bekanntlich insbesondere die Mitverwendung von feinteiligen Feststoffen auf Naturstoffbasis wie Holzmehl, Strohpartikel, Getreideschalen und dergleichen vor, um auf diese Weise die Entstehung lokaler Durchbruchsstellen zur weitergehenden Förderung des Pflanzenwachstums zu ermöglichen, ohne dabei den Gesamtzusammenhalt der verfestigten Schicht zu gefährden. In an sich bekannter Weise kann der Auftrag der bodenverfestigenden wäßrigen Wirkstoffzubereitung mit dem Auftrag von Pflanzensamen erfolgen. Die entsprechende Ausrüstung des Bodens kann aber auch unabhängig von der Verfestigung vor oder nach dem Auftrag der erfindungsgemäßen wäßrigen Zubereitung auf PVAc-Basis erfolgen. Die aufgetragene Menge der wäßrigen Wirkstoffsuspension wird von einer Mehrzahl von Faktoren bestimmt, lediglich beispielhaft sei hier verwiesen auf die Penetrationsbereitschaft der oberen Erdschicht, auf die angestrebte Zielvorstellung und insbesondere Dauer der Verfestigung und die zu erwartenden witterungsbedingten Einflüsse in dem Zeitraum, in dem der hinreichend sichere Zusammenhalt der verfestigten Oberflächenschichten des Bodens gewährleistet sein soll. Im allgemeinen wird die Eintragstiefe der wäßrigen PVAc-Dispersion in den Boden im Bereich von maximal einigen Zentimetern liegen, wobei üblicherweise Eintragstiefen im Bereich von etwa 0,5 bis 3 cm und insbesondere etwa 1 bis 2 cm hinreichend sind. In vielen Anwendungsfällen ist aber auch schon die Bodenverfestigung in einer Tiefe unter 1 cm voll ausreichend.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer Kombination aus a) einer wäßrigen Polyvinylacetat-Dispersion, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriestern mit niederen aliphatischen mono-funktionellen Alkoholen und/oder epoxidierte Triglyceride teilweise oder vollständig olefinisch ungesättigter Fettsäuren sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthält, mit b) einer wäßrigen Alkalimetallsilikatlösung zur beschleunigten Verfestigung von Erdreich.

Beispiele

Unter Einsatz einer handelsüblichen PVAc-Dispersion (ca. 50 Gew.-%ig) - Handelsprodukt VP 4239/278 B (Schutzkolloid Polyvinylalkohol) der Firma Cordes - wird eine Dispersion (A) mit 5 Gew.-% Triacetin als Weichmacher sowie 8 Gew.-% Natronwasserglas (Trockensubstanz) der Firma Henkel in Form einer 40 Gew.-% wäßrigen Lösung, jeweils bezogen auf die wäßrige Dispersion, hergestellt. Zum Vergleich wurde eine Dispersion (B) ohne Wasserglaszusatz hergestellt. Dabei wird wie folgt vorgegangen: In die Dispersion wird der Weichmacher und die Wasserglaslösung unter Rühren bei Raumtemperatur zugegeben. Es wird 10 min nachgerührt. Bedingung: IKA-Rührer mit Flügelrührer, U = 900 min^-1.

Mit der vorstehend angegebenen Dispersionen (A) und (B) wurden Versuche zur Oberflächenverfestigung von Sandproben wie folgt durchgeführt: Es wurden die Oberflächen von jeweils gleichartigen Sandproben mit jeweils gleichen Mengen von 10 Gew.-%igen Lösungen der vorstehend angegebenen Dispersionen (A) und (B) behandelt. Anschließend wurde die jeweils benötigte Aushärtungszeit bei Umgebungstemperatur (ca. 20 bis 25°C) und einer relativen Luftfeuchte von 75% ermittelt. Ergebnis: Die mit der erfindungsgemäße Dispersion (A) behandelte Sandoberfläche hatte nach einer Zeit von ca. 120 Minuten eine feste, harte Oberfläche gebildet. Im Falle der Vergleichsdispersion (B) war dieses Ergebnis erst nach mehr als 16 Stunden zu beobachten.

Claims (12)

1. Verfahren zur beschleunigten Oberflächenverfestigung von Erdreich, wobei man das zu verfestigende Erdreich mit einer wäßrigen Polyvinylacetat-Dispersion, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriestern mit niederen aliphatischen mono­ funktionellen Alkoholen und/oder epoxidierte Triglyceride teilweise oder vollständig olefinisch ungesättigter Fettsäuren sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthält, in Kontakt bringt, dadurch gekennzeichnet, daß man zeitgleich oder zeitverzögert das Erdreich mit einer wäßrigen Alkalimetallsilikatlösung in Kontakt bringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem ersten Schritt a) das zu verfestigende Erdreich mit der wäßrigen Polyvinylacetat-Dispersion und anschließend zeitverzögert im Schritt b) mit der wäßrigen Alkalimetallisilikatlösung in Kontakt bringt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Durchführung von Schritt a) und Schritt b) eine Wartezeit von 1 Minuten bis 30 Minuten, vorzugsweise von 5 bis 15 Minuten, eingehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verfestigende Erdreich zeitgleich mit der Polyvinylacetat-Dispersion und der Alkalimetallsilikatlösung in Kontakt gebracht wird.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyvinylacetat-Dispersion als Weichmacher Glycerintriester von aliphatischen Monocarbonsäuren mit 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4 C-Atomen im Molekül, und insbesondere Triacetin enthält.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyvinylacetat-Dispersion als Weichmacher Citronensäuretriester mit aliphatischen monofunktionellen Alkoholen mit 2 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise 2 bis 4 C-Atomen enthält.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyvinylacetat-Dispersion als Weichmacher epoxidiertes Rüböl und/oder epoxidiertes Sojaöl enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verfestigende Material mit einer wäßrige Polyvinylacetat-Dispersion in Kontakt gebracht wird, die, bezogen auf eine 50 Gew.-%ige wäßrige Polyvinylacetat-Dispersion, Weichmacher in Mengen zwischen 1 und 15 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 10 Gew.-% enthält.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verfestigende Erdreich mit einer wäßrigen Alkalimetallsilikatlösung in Kontakt gebracht wird, die bezogen auf die Lösung, 1 bis 25 Gew.-% Alkalimetallsilikat, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% (Trockensubstanz) enthält.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalimetallsilikatlösung ein Natriumsilikat des Molverhältnisses SiO₂ : Na₂O von 2 : 1 bis 3 : 1 enthält.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyvinylacetat-Dispersion und die Alkalimetallsilikatlösung jeweils auf die Oberfläche des zu verfestigenden Erdreichs aufgesprüht werden.

12. Verwendung einer Kombination aus

• a) einer wäßrigen Polyvinylacetat-Dispersion, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriestern mit niederen aliphatischen mono­ funktionellen Alkoholen und/oder epoxidierte Triglyceride teilweise oder vollständig olefinisch ungesättigter Fettsäuren sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthält, mit
• b) einer wäßrigen Alkalimetallsilikatlösung zur beschleunigten Verfestigung von Erdreich.