DE19909975A1 - Sperrschichtmaterialien für wasserdurchlässige Stoffe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Sperrschichtmaterialien für wasserdurchlässige Stoffe sowie Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
- Publication number
- DE19909975A1 DE19909975A1 DE1999109975 DE19909975A DE19909975A1 DE 19909975 A1 DE19909975 A1 DE 19909975A1 DE 1999109975 DE1999109975 DE 1999109975 DE 19909975 A DE19909975 A DE 19909975A DE 19909975 A1 DE19909975 A1 DE 19909975A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polysaccharides
- water
- gel
- polysaccharide
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
- C09K17/18—Prepolymers; Macromolecular compounds
- C09K17/32—Prepolymers; Macromolecular compounds of natural origin, e.g. cellulosic materials
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
- E02D31/02—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against ground humidity or ground water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
Ein Verfahren zur Errichtung von Wassersperrschichten in wasserdurchlässigen Materialien, wie körnigem Material, Schüttgut, Böden oder dergleichen, ist dadurch gekennzeichnet, DOLLAR A daß eine Schicht aus gelbildenden Polysacchariden bzw. gelbildenden Polysaccharidderivaten in die Materialien eingebracht wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Sperrschichtmatrialien für
wasserdurchlässige Stoffe sowie ein Verfahren zu ihrer
Herstellung und deren Anwendung in wasserdurchlässigen Mate
rialien.
In allen wasserdurchlässigen Stoffen kann sich das Problem
stellen, die Wasserdurchlässigkeit solcher Stoffe zu vermindern
oder völlig aufzuheben. Dies kann beispielsweise in Böden wichtig
sein, z. B. in Ackerböden die versalzt oder versalzungsgefährdet
sind, vor allem in ariden Gebieten, oder zur Erschließung von
Sandböden für die Kultivierung von Pflanzen.
In ariden Zonen treten bei intensivem Anbau landwirtschaftlicher
Nutzpflanzen nach relativ kurzer Zeit, meist schon nach
wenigen Jahren, auf der Oberfläche und in den obersten
Bodenschichten Versalzungen auf, die bis zur Salzkruste
führen können. Es handelt sich dabei um Flächen von Hun
derten bis Tausenden von Hektar. Das Phänomen tritt unab
hängig von der Lage des Gebiets relativ zum Meer auf. Auf
solchen Böden können Nutzpflanzen nicht mehr gedeihen. Das
Land ist für den Ackerbau verloren, wenn es nicht mit
großem Aufwand rekultiviert (entsalzt) wird.
In ariden Zonen, aber auch in der gemäßigten Zone, besteht oft
die Notwendigkeit, Sandboden fruchtbar zu machen oder sandige
Bodenschichten für die Pflanzenwurzeln zu erschließen. Die
Probleme bestehen oft nicht in mangelnder Verfügbarkeit von
(Beregnungs-)Wasser, sondern in mangelhafter Wasserhalte
fähigkeit des Bodens und im fehlenden Gehalt an organischer
Substanz im Boden.
Grundwasser, das sich unter den angesprochenen Ackerböden
befindet, enthält im allgemeinen eine natürliche Konzentra
tion an Bodensalzen. Allerdings befindet sich das Grundwasser
oft außerhalb der Reichweite der Wurzeln von Nutzpflanzen.
Beim Anbau von Nutzpflanzen muß also gewässert werden, und
parallel dazu geht häufig eine intensive Düngung in dem
Bestreben, den Ertrag zu maximieren. Dabei schwemmt das
künstlich zugegebene Wasser die Düngesalze in den Boden ein.
Die nicht von den Pflanzenwurzeln aufgenommenen Salze verblei
ben im Boden. Durch die in solchen Zonen häufig sehr starke
Sonneneinstrahlung ergibt sich eine hohe Verdunstungsrate des
oberflächlichen Wassers, welches bei seiner Wanderung an die
Bodenoberfläche, die durch Kapillarkräfte vermittelt wird, die
gelösten Salze mitführt, die dann an der Oberfläche auskristal
lisieren und eine Salzkruste bilden. Wird zu intensiv gewässert,
nimmt das künstlich zugegebene Wasser durch Eindringen in
tiefere Bodenschichten Kontakt mit dem Grundwasser auf. Nach
Beendigung der Bewässerung setzt Verdunstung ein. Dabei wird
das Grundwasser, das ja in kapillarer Verbindung mit dem
Wasser der oberen Bodenschichten steht, durch Kapillarkraft
ebenfalls zur Oberfläche gebracht. Dort kristallisiert das in
ihm gelöste Salz, zusammen mit den Düngesalzen, ebenfalls aus
und trägt zur Krustenbildung bei. Es kommt hinzu, daß in den
fraglichen Gebieten die Drainage sehr mangelhaft ist. Deshalb
bleibt das salzhaltige Wasser am Ort und kann nicht lateral
abfließen. Also kann das im Wasser gelöste Salz selbst bei
intensivster Bewässerung nicht abgeführt werden.
Bisher konnten diese Probleme nur gelöst werden, indem die
versalzte Bodenschicht abgetragen wurde oder die Drainage
verbessert wurde. Damit wurde das Problem aber nur örtlich
verlagert. Auch wurden bereits halophile Pflanzen, die
Salz speichern, auf solchen Böden angebaut, deren Kraut
dann abgemäht und entfernt, was eine zeitraubende und
umständliche Methode ist.
Mit einer Sperrschicht, die den Durchtritt von Wasser verhin
dert, läßt sich dieses Problem relativ einfach lösen. Auch
Böden, die aufgrund ihrer Struktur nur wenig oder gar kein
Wasser zu speichern vermögen, z. B. Sand- oder vulkanische
Böden, lassen sich hinsichtlich ihrer Kultivierbarkeit
dadurch wesentlich verbessern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung
von Sperrschichtmaterialien, die in wasserdurchlässigen
Stoffen eine Wassersperrschicht ausbilden können, um die
genannten Anwendungsgebiete zu erschließen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Sperrschichtmaterial und
ein Verfahren zu dessen Bestellung gemäß den Patentansprüchen.
Auch die Verwendung der Sperrschichtmaterialien, z. B. in
Böden, ist Teil der Erfindung.
Grundlage der vorliegenden Erfindung ist die überraschende
Erkenntnis, daß gelbildende Polysaccharide zwar ein Viel
faches, oft ein mehrhundertfaches, ihres Eigenvolumens an
Wasser aufnehmen können, daß aber auf solche Weise gequollene
Polysaccharide eine Sperrschicht für Wasser und auch für Gase
bilden können, wenn ihre Konzentration in den wasserdurch
lässigen Schichten hoch genug ist, um eine zusammenhängende
Schicht zu bilden. Diese Schichten sind, obwohl sie aus
einem wasserhaltigen Gel bestehen, für Wasser undurchlässig
und für Gase kaum durchlässig.
Als Sperrschichtmaterialien eignen sich alle Polysaccharid-
(derivat)e, die mit Wasser Gele bilden können. Dies sind
beispielsweise natürliche und/oder biosynthetische Poly
saccharide, auch Expolysaccharide, von Bakterien, Pilzen,
Algen, und/oder höheren Organismen, teil- oder voll
synthetische Polymere mit Polysaccharidanteil, wie z. B.
glycosylierte Polypeptide oder glycosylierte Polyhydroxy
alkanoate, oder natürliche Mischpolymere mit Zucker- oder
anderen Komponenten.
Zu diesen gelbildenden Polysaccharid(derivat)en zählen
beispielsweise natürliche und/oder biosynthetische Poly
saccharide, die z. B. marinen Ursprungs sein können, wie
Alginate, Carrageenane, Agar, oder pflanzliche Polysaccha
ride, wie Karya, Tragant, Gummi arabicum, Carob;
oder von Mikroorganismen, z. B.
der Gattung Xanthomonas, Azotobacter, Leuconostoc,
oder von Fungi, z. B. Sclerotium und Schizophyllum
ausgeschiedene Polysaccharide.
Zu den oben genannten Polysacchaid(derivat)en zählen u. a.
Homo- bzw. Hetero-Polysaccharide, wie beispielsweise
Glucose-Polymere (Glucane), wie:
Dextran: 1,6-α-Homoglucan (1,6-Glucan)
Schizophyllan: 1,3-β-Homoglucan und Curdlan (1,3-β-Homoglucan)
Scleroglucan: 1,3-β-Glucopyranose-Gerüst mit 1,6-β-Gluco pyranosen als Seitenketten
Xanthan: 1,4-β-Glucose-Grundkette plus Seitenketten (Mannose, Glucuronsäure, Acetat, Pyruvat)
Fructose-Polymere: Levane (2,6-β-Homopolysaccharide)
Galactose-Polymere und Mischpolymere
Agarose: 1,3-β-Galactopyranose plus 1,4-d-(und 1,4-β-) 3,6-Anhydro-Galactopyranose, abwechselnd
Agar: Agarose plus Agaropektin (Agaropektin ist ein nicht-quellendes Polysaccharid aus 1,3-β-ver knüpfter Galactose plus 3,6-Anhydro-Galactose plus Uronsäuren)
Guargummi: Polygalactomanrion
Mischpolymere: können sehr unterschiedliche Saccharide enthalten und verschiedeen Seiten gruppen tragen
Uronsäuren:
hierzu gehören auch Xanthan und Agaropektin (s. o.) wegen ihrer Seitengruppen, Karaya-Gummi, Tragant, Mucopolysaccharide.
Dextran: 1,6-α-Homoglucan (1,6-Glucan)
Schizophyllan: 1,3-β-Homoglucan und Curdlan (1,3-β-Homoglucan)
Scleroglucan: 1,3-β-Glucopyranose-Gerüst mit 1,6-β-Gluco pyranosen als Seitenketten
Xanthan: 1,4-β-Glucose-Grundkette plus Seitenketten (Mannose, Glucuronsäure, Acetat, Pyruvat)
Fructose-Polymere: Levane (2,6-β-Homopolysaccharide)
Galactose-Polymere und Mischpolymere
Agarose: 1,3-β-Galactopyranose plus 1,4-d-(und 1,4-β-) 3,6-Anhydro-Galactopyranose, abwechselnd
Agar: Agarose plus Agaropektin (Agaropektin ist ein nicht-quellendes Polysaccharid aus 1,3-β-ver knüpfter Galactose plus 3,6-Anhydro-Galactose plus Uronsäuren)
Guargummi: Polygalactomanrion
Mischpolymere: können sehr unterschiedliche Saccharide enthalten und verschiedeen Seiten gruppen tragen
Uronsäuren:
hierzu gehören auch Xanthan und Agaropektin (s. o.) wegen ihrer Seitengruppen, Karaya-Gummi, Tragant, Mucopolysaccharide.
Zu den Polysaccharidderivaten zählen u. a. modifizierte
Saccharide, Cellulosen oder Stärken, wie beispielsweise
Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxy
methylcellulose, Polyvinylsaccharide, o-Carboxycytosane
u. a.
Alle diese genannten Polysaccharid(derivat)e besitzen die
Fähigkeit, unter Gelbildung ein Vielfaches ihres Eigenvolumens
an Wasser zu binden. So bindet die in den Alginaten enthaltene
Alginsäure die 200 bis 300-fache Wassermenge. Die dabei ent
stehenden stabilen Gele verhindern den weitere Durchtritt von
Wasser, bilden somit eine Sperrschicht für Wasser.
Voraussetzung dafür ist lediglich, daß die Konzentration der
gelbildenden Partikeln in den wasserdurchlässigen Schichten
so groß ist, daß sie eine zusammenhängende Schicht ausbilden,
die als Sperrschicht fungieren kann. Dazu ist mindestens eine
Konzentration erforderlich, die in der Größenordnung von etwa
1000 gelbildenden beschichteten Partikeln, B. in Form von
"Pellets", vorzugsweise von mindestens 2500 Partikeln pro
m2, liegt.
Die gelbildenden Polysaccharid(derivat)e können auch Sperr
schichten ausbilden, wenn sie mit einem Streckungsmittel ver
dünnt oder auf einen Träger aufgetragen werden. Als Streckungs
mittel oder Träger können nahezu alle Stoffe verwendet werden,
wobei aus der Gruppe der inerten Stoffe solche Stoffe, die
beispielsweise auf die wasserundurchlässigen Materialien,
z. B. Böden, oder darin befindliche Pflanzen oder andere
Lebewesen, keine nachteiligen oder schädlichen Auswirkungen
haben, bevorzugt eingesetzt werden.
Bevorzugte Streckungsmittel sind beispielsweise Gips, Kalk,
Quarzsand, Kies.
Bevorzugte Träger sind beispielsweise:
Cellulosehaltige Träger, vorzugsweise in kleingehackter (gehäckselter) Form, wie Stroh, Schilfstroh, Papyrusabfälle, Säge- oder Hobelspäne oder andere Holzspäne oder -fasern, Schäben von Faserpflanzen, B. Flachs, Hanf, Papier und Altpapier, z. B. in Form von Papierknäueln, Windelresten, zerkleinerte mineralische Teilchen, wie z. B. Gips oder Ton.
Cellulosehaltige Träger, vorzugsweise in kleingehackter (gehäckselter) Form, wie Stroh, Schilfstroh, Papyrusabfälle, Säge- oder Hobelspäne oder andere Holzspäne oder -fasern, Schäben von Faserpflanzen, B. Flachs, Hanf, Papier und Altpapier, z. B. in Form von Papierknäueln, Windelresten, zerkleinerte mineralische Teilchen, wie z. B. Gips oder Ton.
Die gelbildenden Polysaccharid(derivat)e können in verschie
denster Weise auf die Träger aufgebracht werden, beispielsweise
durch Einbringen in oder Aufsprühen von Polysaccharid(derivat)en
enthaltenden Lösungen oder Suspensionen.
Die so mit einer vollständigen oder teilweisen Polysaccharid
schicht umhüllten Träger und, falls die Träger
Kapillaren enthalten, mit darin eingedrungenen Polysaccharid
lösungen oder Polysaccharidsuspensionen versehenen Träger werden
getrocknet, beispielsweise durch Lufttrocknung. Dabei werden
Trockentemperaturen gewählt, bei denen ein Verharzen der
Polysaccharid(derivat)e vermieden wird.
Die Konzentration der Polysaccharid(derivat)e zur Erzeugung
einer Wassersperrwirkung in den wasserdurchlässigen Schichten
soll beim Einsatz von nicht verdünnten und nicht an Trägern
gebundenen Gelbildnern mindestens in der Größenordnung von
100 g, bevorzugt von 200 g pulverisiertem trockenen Poly
saccharid pro m2 liegen, wenn eine Wassersperrschicht von
ca. 2,5 cm Dicke gequollenem Polysaccharid erzeugt werden
soll, beispielsweise in einem Ackerboden. Dabei umgibt das
quellende Polysaccharid nach und nach die benachbarten Par
tikeln, z. B. die Bodenpartikel, und füllt die Lücken zwischen
ihnen aus.
Beim Einsatz von Streckungsmitteln oder Trägern kann die
Konzentration niedriger liegen, beispielsweise im Bereich
von mindestens 10 g/m2, vorzugsweise im Bereich von min
destens 30 g/m3. Mehr als 50 g/m2 sind im allgemeinen nicht
erforderlich.
Die gelbildenden Polysaccharid(derivat)e, die vorzugsweise
mit Streckungsmitteln oder auf Trägern eingesetzt werden,
können auf verschiedene Weise in die wasserdurchlässigen
Schichten eingebracht werden, wie z. B. durch Einstreuen
während des Umpflügens des Bodens, durch Tiefpflügen, durch
vorübergehendes Abheben der oberen Bodenschicht und Aufstreuen
auf die freigelegte untere Bodenschicht, gefolgt vom Wieder
aufbringen der oberen Bodenschicht. Bevorzugt ist es, sie in
einer Tiefe unterhalb des Wurzelbereichs von Pflanzen in
Böden einzubringen, beispielsweise in einer Tiefe von etwa
15 bis 60 cm.
Die eingebrachten Polysaccharid(derivat)e können im Laufe der
Zeit, ebenso wie die verwendeten Träger und weitere Bodenbe
standteile, durch Mikroorganismen zersetzt werden, wodurch
die Bodenqualität verbessert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beispiele näher
erläutert. Die Abbildungen zeigen verschiedene Anwendungs
formen der eingesetzten Polysaccharid(derivat)e und er
läutern die Ergebnisse der Beispiele.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen in schematischer Darstellung
die Ausbildung einer Sperrschicht aus Pellets, die auf Holz
späne als Träger aufgebrachtes Alginat als gelbildendes
Polysaccharid enthalten. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Erläuterung der in den folgenden Figuren ent
haltenen Symbole;
Fig. 2 den Zustand vor dem Beginn einer Beregnung als
Quellungsauslöser;
Fig. 3 den Zustand während der Beregnung oder am Ende einer
schwachen Beregnung;
Fig. 4 den Zustand nach intensiver Beregnung:
Fig. 5 zeigt eine Abbildung von Holzspänen als Träger, die
mit Alginat als Gelbildner beschichtet sind;
Fig. 6 zeigt eine entsprechende Abbildung mit Papierknäueln
als Träger;
Fig. 7 zeigt eine entsprechende Abbildung mit gehäckseltem
Stroh als Träger;
Fig. 8 zeigt das Ergebnis eines Reagenzglasversuchs zur
Sperrwirkung;
Fig. 9 zeigt ein Schema eines Becherglasversuchs zur Sperr
wirkung;
Fig. 10 zeigt die Ergebnisse des Versuchs der Fig. 9;
Fig. 11 zeigt die Darstellungeiner weiteren Bescherglas
versuchs mit den Fig. 11a und 11b.
Von Hand zerkleinerte und geknäuelte Papierknäuel wurden
auf folgende Weise mit einer Lösung von 10 Gew.-%
Alginat in Wasser beschichtet: Das Alginat wurde unter
stetigem Rühren ohne Klumpenbildung in Wasser gelöst. Dabei
erfolgt starke Quellung und Gelbildung.
Die Papierknäuel wurden in das Gel untergemischt, über
schüssiges Gel wurde abgestreift.
Nach dem Beschichten wurden die Knäuel bei 50°C luft
getrocknet. Sie sind in Fig. 6 abgebildet.
Analog Beispiel 1 wurden Holzspäne mit Alginat beschichtet.
Sie sind in Fig. 5 abgebildet.
Die nach Beispiel 2 hergestellten trockenen Pellets mit Holz
spänen als Träger wurden mit Kies als Streckungsmittel im
Verhältnis 1 : 1 (v/v) vermischt und in einer Tiefe
im Bereich von 15-20 cm in Form einer ca. 3 cm dicken
Schicht eingebracht und wieder mit dem Boden überschichtet.
Dann wurde mit Wasser beregnet, wobei die Wassermenge
10 l/Std./m betrug.
Die Ergebnisse sind in den Fig. 2 bis 4 dargestellt.
Bereits nach kürzere Beregnung (2 Std.) hat sich eine zusammen
hängende Schicht mit ca. 10fach gequollenen Alginat aus dem
von Alginat umhüllten Kiespartikeln als Streckungsmittel aus
gebildet; nach intensiver Beregnung haben die mit Alginat-
Beschichtung versehenen Pellets nach Quellung des Alginats
auf das ca. 100fache Volumen zusammen mit den vom gequollenen
Alginat umgebenen Kiespartikeln des Streckungsmittels eine
wasserundurchlässige Sperrschicht ausgebildet.
Die Durchmesser der ca. 10-fach bzw. ca. 100-fach gequollenen Pellets
ergaben sich aus dem mit einem in cm geteilten Lineal vermessenen mitt
leren Abstand der Träger und der Tatsache, daß das Streckungsmittel
vollständig bzw. fast vollständig durch das alle Fugen und freien
Räume durchdringende glasartige Material lose "verkittet" war.
Die Beispiele 2 und 3 wurden wiederholt, wobei das Alginat
durch Schizophyllan ersetzt wurde. Dabei wurden gleiche
Ergebnisse erhalten.
In vier Reagenzgläser wurde zunächst eine untere Schicht
aus Sand (Körnung 0,3-0,6 mm) eingegeben. Darüber wurden
folgende Sperrschichtmaterialien gegeben:
- A) Sand + Alginatpulver, Verhältnis (V/V) 5 : 1
- B) wie A
- C) Füllung aus Holzspänen, die mit Alginat beschichtet waren (gemäß Beispiel 2), Gehalt Alginat (trocken) 20% des Pelletgewichts
- D) Untere Schicht aus Sand und Kies, darüber Mischung aus beschichteten Holzspänen (wie C) und Sand, Verhältnis (V/V) 1 : 1, darüber Kiesschicht mit beschichteten Holz spänen, Verhältnis (V/V) 2 : 1; (Sandkörnung mit Meßlupe gemessen).
Das als gelbildendes Polysaccharid fungierende Alginat war vor
dem Einbringen nicht vorgequollen. Zur Quellung wurde zunächst
schwach gefärbtes Wasser zugegeben, das in den oberen Bereich
einsickerte und unter Quellung eine Sperrschicht ausbildete.
Dann wurde stark gefärbtes Wasser zugegeben, das nicht mehr
nennenswert in die Sperrschicht eindrang. Der untere Bereich
der Sperrschicht blieb vollkommen trocken. Diese Ergebnisse
sind aus der Fig. 8 ersichtlich.
In ein Becherglas (600 ml) wurde eine untere Schicht aus
Kies (Körnung 2,0-3,0 mm), gemessen mit der Meßlupe,
eingebracht. Es wurde Wasser zugegeben, bis die untere
Kiesschicht völlig mit Wasser durchtränkt war, darüber eine
Schicht Sand (Körnung 0,3-0,6 mm) gelegt. Darüber wurde eine
weitere Kiesschicht gelegt. Dann wurde
auf die obere Kiesschicht in einer Ecke des Becherglases
eine Schicht aus mit Alginat (leicht vorgequollen) beschich
teten Holzspänen aufgelegt. Auf diese Späneschicht wurde, bis
auf die innere Grenzschicht der Holzspäneschicht, die nochmals
durch mit Alginat beschichteten Holzspänen erhöht wurde, je
weils eine Sandschicht aufgebracht. Oberhalb der die untere
Holzspäneschicht bedeckenden Sandschicht wurde nochmals eine
Schicht aus mit Alginat beschichteten Holzspänen aufgebracht,
alles übrige wurde mit Sand bedeckt. Auf diese Weise entstand
in einem Seitenbereich des Becherglases eine an die Glaswan
dung grenzende "Tasche", wie in Fig. 9 bzw. 10 dargestellt
ist. Oben auf die Füllung wurde eine Kiesschicht gelegt.
Dann wurde solange Wasser auf die Oberfläche der Füllung
gegeben, bis es nicht mehr versickerte. Nach 4 Std. und auch
noch nach 24 Std. waren alle Schichten von Wasser durchdrun
gen, bis auf die von beschichteten Holzspänen eingeschlossene
Sandschicht in der "Tasche". Die Ergebnisse sind in den Fig.
10A und 10B dargestellt, wobei A eine Seitenansicht der
"Tasche" und B eine Aufsicht auf die "Tasche" zeigt.
Der Versuch zeigt, daß die Wassersperre für aufsteigendes,
absteigendes und seitlich sich bewegendes Wasser wirkt.
In ein 100 ml-Becherglas werden 80 ml trockener Sand einge
füllt. Von oben betrachtet ist die entstandene Sandoberfläche
rund, eben, und hat einen Durchmesser von 5 cm. In einem
Teilbereich entlang der Wandung W (im Bereich a) wird eine
Vertiefung von ca. 5-7 mm Tiefe ausgehoben und mit einem
Gemisch aus Sand und Alginatpulver (Verhältnis V/V 5 : 1)
aufgefüllt. Anschließend wird diese Auffüllung glattgestri
chen. Als Auflage wird über die gesamte Oberfläche aus Sand
und Sand/Alginat-Gemisch eine gleichmäßige Sandschicht von
10 mm aufgebracht.
Dies ist in den Fig. 11a und 11b dargestellt. Darin
bedeuten:
a Schicht aus Sand-Alginat-Gemisch
b Sand
c Überdeckung aus Sand
A Sandschicht unter a
B Sandschicht, die nicht unter a liegt
b Sand
c Überdeckung aus Sand
A Sandschicht unter a
B Sandschicht, die nicht unter a liegt
Zur Simulation einer Beregnung wird Wasser von oben gleich
mäßig über den gesamten Querschnitt des Becherglases zugegeben.
Es wird so lange (gefärbtes) Wasser zugegeben, bis der Bereich
B bis zum Becherboden durchnäßt ist.
Es ist zu beobachten, daß der Sand unter der Schicht a (aus
Sand + Alginat), im Bereich A trocken bleibt. In der Schicht
a bildet sich eine Sperrschicht aus, die Wasser nicht nach
unten durchläßt.
Am nächsten Tag ist der Bereich a etwas aufgequollen. Der
Bereich darunter ist immer noch vollkommen trocken. Der
übrige Sandanteil ist vollkommen von Wasser durchfeuchtet.
Von der Gesamtschichtdicke der Schicht a (ca. 5-7 cm) sind
die oberen ca. 3 mm von Wasser durchdrängt.
Claims (9)
1. Verfahren zur Errichtung von Wassersperrschichten in
wasserdurchlässigen Materialien, wie körnigem Material,
Schüttgut, Böden oder dergleichen,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Schicht aus gelbildenden Polysacchariden bzw.
gelbildenden Polysaccharidderivaten in die Materialien
eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Polysaccharid(derivat)e mit einem Streckmittel ver
dünnt und/oder an einen Träger gebunden sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die gelbildenden Polysaccharid(derivat)e
natürliche oder biosynthetische Polysaccharide sind,
z. B. (Exo)Polysaccharide von Bakterien, Pilzen, Algen
und/oder höheren Organismen, teil- oder vollsynthetische
Polymere mit Polysaccharidanteil, wie z. B. glycosylierte
Polypeptide oder glycosylierte Polyhydroxyalkanoate, oder
natürliche Mischpolymere mit Zucker- oder anderen Kompo
nenten.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die gelbildenden Polysaccharide
natürliche oder biosynthetische Polysaccharide sind,
wie marine Polysaccharide, z. B. Alginate, Carrageenane,
Agar; oder pflanzliche Polysaccharide, z. B. Karya,
Tragant, Gummi Arabicum, Carob;
oder von Microorganismen, z. B. der Gattung Xantho
monas, Azotobacter, Leuconostoc; oder von Fungi, z. B.
Sclerotium und Schizophyllum ausgeschiedene Polysaccharide.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die gelbildenden Polysaccharide
folgenden Gruppen angehören:
Homo- bzw. Hetero-Polysaccharide, wie beispielsweise Glucose-Polymere (Glucane), wie:
Dextran: 1,6-α-Homoglucan (1,6-Glucan)
Schizophyllan: 1,3-β-Homoglucan und Curdlan (1,3-β-Homoglucan)
Scleroglucan: 1,3-β-Glucopyranose-Gerüst mit 1,6-β-Gluco pyranosen als Seitenketten
Xanthan: 1,4-β-Glucose-Grundkette plus Seitenketten (Mannose, Glucuronsäure, Acetat, Pyruvat)
Fructose-Polymere: Levane (2,6-β-Homopolysaccharide)
Galactose-Polymere und Mischpolymere
Agarose: 1,3-β-Galactopyranose plus 1,4-α-(und 1,4-β-) 3,6-Anhydro-Galactopyranose, abwechselnd
Agar: Agarose plus Agaropektin (Agaropektin ist ein nicht-quellendes Polysaccharid aus 1,3-β-ver knüpfter Galactose plus 3,6-Anhydro-Galactose plus Uronsäuren)
Guargummi: Polygalactomannon
Mischpolymere: können sehr unterschiedliche Saccharide enthalten und verschiedeen Seiten gruppen tragen
Uronsäuren: Alginate, oder beispielsweise auch Xanthan und Agaropektin (s. o.) wegen ihrer Seitengruppen, Karaya-Gummi, Tragant, Mucopolysaccharide, auch Polysaccharidderivate, wie z. B. modifizierte Saccharide, Cellulosen oder Stärken, wie beispielsweise Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxy methylcellulose, Polyvinylsaccharide, o-Carboxycytosane.
Homo- bzw. Hetero-Polysaccharide, wie beispielsweise Glucose-Polymere (Glucane), wie:
Dextran: 1,6-α-Homoglucan (1,6-Glucan)
Schizophyllan: 1,3-β-Homoglucan und Curdlan (1,3-β-Homoglucan)
Scleroglucan: 1,3-β-Glucopyranose-Gerüst mit 1,6-β-Gluco pyranosen als Seitenketten
Xanthan: 1,4-β-Glucose-Grundkette plus Seitenketten (Mannose, Glucuronsäure, Acetat, Pyruvat)
Fructose-Polymere: Levane (2,6-β-Homopolysaccharide)
Galactose-Polymere und Mischpolymere
Agarose: 1,3-β-Galactopyranose plus 1,4-α-(und 1,4-β-) 3,6-Anhydro-Galactopyranose, abwechselnd
Agar: Agarose plus Agaropektin (Agaropektin ist ein nicht-quellendes Polysaccharid aus 1,3-β-ver knüpfter Galactose plus 3,6-Anhydro-Galactose plus Uronsäuren)
Guargummi: Polygalactomannon
Mischpolymere: können sehr unterschiedliche Saccharide enthalten und verschiedeen Seiten gruppen tragen
Uronsäuren: Alginate, oder beispielsweise auch Xanthan und Agaropektin (s. o.) wegen ihrer Seitengruppen, Karaya-Gummi, Tragant, Mucopolysaccharide, auch Polysaccharidderivate, wie z. B. modifizierte Saccharide, Cellulosen oder Stärken, wie beispielsweise Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxy methylcellulose, Polyvinylsaccharide, o-Carboxycytosane.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wassersperrschicht eine Dicke von mindestens 2 cm aufweist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die gelbildenden Polysaccharide
beim Einsatz mit Streckungsmitteln oder Trägern in einer
Menge von mindestens 10 g/m2 eingesetzt werden.
8. Sperrschichtmaterialien für wasserdurchlässige Matrialien,
hergestellt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7.
9. Sperrschichtmaterialien nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß
die gelbildenden Polysaccharid(derivat)e der Sperrschicht
matrialien an einem Träger gebunden oder mit einem Streckungs
mittel verdünnt sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999109975 DE19909975A1 (de) | 1999-01-23 | 1999-01-23 | Sperrschichtmaterialien für wasserdurchlässige Stoffe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
PCT/EP2000/000403 WO2000044853A1 (de) | 1999-01-23 | 2000-01-19 | Sperrschichtmaterialien für wasserdurchlässige stoffe sowie verfahren zu ihrer herstellung |
AU26652/00A AU2665200A (en) | 1999-01-23 | 2000-01-19 | Barrier layer for water-permeable materials and method for producing same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999109975 DE19909975A1 (de) | 1999-01-23 | 1999-01-23 | Sperrschichtmaterialien für wasserdurchlässige Stoffe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19909975A1 true DE19909975A1 (de) | 2000-08-03 |
Family
ID=7899994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999109975 Withdrawn DE19909975A1 (de) | 1999-01-23 | 1999-01-23 | Sperrschichtmaterialien für wasserdurchlässige Stoffe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2665200A (de) |
DE (1) | DE19909975A1 (de) |
WO (1) | WO2000044853A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108409484A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-17 | 苏州逸纪杰电子科技有限公司 | 一种盐碱地土壤天然调理剂及其制备方法 |
CN110283595A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-27 | 西北师范大学 | 一种固沙方法及其固沙液及固沙液的制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL177068B (nl) * | 1953-03-23 | Bonfatti Lorenzo | Bietenrooi-inrichting. | |
GB903959A (en) * | 1960-04-01 | 1962-08-22 | Soil Mechanics Ltd | Improvements relating to the treatment of granular soils |
US4022633A (en) * | 1974-05-17 | 1977-05-10 | Schneider Gordon L | Method of stabilizing soils |
DE19530077A1 (de) * | 1995-08-16 | 1997-02-20 | Wolff Walsrode Ag | Zubereitungen aus nicht-ionischen und ionischen Hydrokolloiden und deren Verwendung als Hilfsmittel für den Tunnelbau |
US5626658A (en) * | 1995-09-05 | 1997-05-06 | Mcardle; Blaise | Method of enhancing internal adhesion of cementitious compositions and compositions therefor |
US5514412A (en) * | 1995-09-05 | 1996-05-07 | Mcardle; Blaise | Method of stabilizing soil, beaches and roads |
-
1999
- 1999-01-23 DE DE1999109975 patent/DE19909975A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-01-19 AU AU26652/00A patent/AU2665200A/en not_active Abandoned
- 2000-01-19 WO PCT/EP2000/000403 patent/WO2000044853A1/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2665200A (en) | 2000-08-18 |
WO2000044853A1 (de) | 2000-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2737941C3 (de) | Bodenverbesserungsmittel | |
EP2307333B1 (de) | Materialverbund aus polymermaterialien und einer porösen, mineralischen matrix sowie deren herstellung und anwendung | |
DE69110389T2 (de) | Biologisch angereichertes Substrat, dessen Herstellungsverfahren und dessen Verwendung bei der erneuerten Einstufung von Pioniervegetationen. | |
DE69303895T2 (de) | Kultursubstrat für pflanzen und verfahren zu dessen herstellung | |
DE102009034137A1 (de) | Flüssigkeiten speicherndes und expandierbares Kompositmaterial sowie dessen Herstellung und Anwendung | |
DE2657433A1 (de) | Pfropfpolymere auf der basis von lignosulfonat und verwendung derselben | |
DE860802C (de) | Mittel zur Foerderung des Pflanzenwachstums | |
DE3408698A1 (de) | Vegetationskoerper | |
Ng Kee Kwong et al. | Nitrogen leaching from soils cropped with sugarcane under the humid tropical climate of Mauritius, Indian Ocean | |
EP0192954B1 (de) | Mittel zur Melioration geschädigter, mängelbehafteter und/oder Schadstoffe enthaltender Böden und Massen | |
EP2017243B1 (de) | Strukturgebender dünger zur steigerung der wasserhaltekapazität | |
DE120174C (de) | ||
DE19909975A1 (de) | Sperrschichtmaterialien für wasserdurchlässige Stoffe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung | |
KR101551920B1 (ko) | 바이오폴리머를 이용한 식생의 발아 또는 생장 증진 방법 | |
DE8401805U1 (de) | Duengemittelkorn | |
DE3515186A1 (de) | Stabile konzentrierte loesung, die nach dem verduennen mit wasser auf durch natrium kontaminierte erdboeden aufgebracht werden kann, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung in einem verfahren zur produktiven verbesserung von durch natrium kontaminierten erdboeden | |
DE29517526U1 (de) | Pflanzsubstrat | |
DE3309004A1 (de) | Duengemittel auf der basis natuerlicher rohstoffe sowie verfahren zu seiner herstellung | |
DE102017125278B3 (de) | Verfahren zum Behandeln von Erdreich oder einem anderen agrarisch nutzbaren Boden | |
DE670971C (de) | Verfahren zur Herstellung von Duengemitteln | |
DE3502171C1 (de) | Mittel zur Melioration geschädigter Böden | |
EP0326110A1 (de) | Verfahren zur Beeinflussung des Wachstums von Topfpflanzen | |
WO2001016055A1 (de) | Verwendung von quellfähigen substanzen als bindemittel für flüssige tierische ausscheidungen und düngeverfahren | |
CN107686426A (zh) | 一种沙漠化土壤生物改良材料及应用方法 | |
DE3825904C1 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ON | Later submitted papers | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |