DE2030217A1 - Verfahren zur schnellen Verfesti gung von feuchtem Erdreich - Google Patents
Verfahren zur schnellen Verfesti gung von feuchtem ErdreichInfo
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Description
Verfahren zur schnellen Verfestigung von feuchtem
Erdreich
Reichhold-Albert-Chemie Aktiengesellschaft
Hamburg 70, Iversstraße 57
Bei Naturkatastrophen, militärischen Vorgängen und dergl. ist es häufig erwünscht, in feuchten· Gebieten
Hubschrauber landen zu lassen oder Parkplätze zu er=
richten'oder eine Straße für schwere Geländefahrzeuge
zu schaffen. Die herkömmlichem hydraulischen Bindemittel,
die man zur Verfestigung des Erdreiches in Erwägung zie= hen könnte, haben den großen Nachteil, daß diese eine
relativ lange Aushärtungszeit benötigen. Viele orga= nische Bindemittel sind nicht geeignet, da diese in Anwe=
senheit von Feuchtigkeit keine genügenden Aushärtungs= zeiten besitzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese tech=
nologische Lücke zu schließen und ein Verfahren zur Ver=
fügung zu stellen, bei dem eine Verfestigung von feuchtem Erdreich innerhalb von etwa 1-2 Stunden durchgeführt
herden kann und dabei das Erdreich zuvor so dauerhaft ge=
formt werden kann, daß es den geforderten Ansprüchen als
Hubschrauberlandeplatz, Parkplatz y Straße, Fundament und
dergleichen genügt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Formung
und schnellen Verfestigung von feuchtem Erdreich, da= durch gekennzeichnet, daß das feuchte Erdreich mit sol=
chen überschüssigen Mengen wasseraufnahmefähiger, pulver=
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BADORlQfNAL
förmiger Gipssorten so lange vermischt wird., bis ein
krümeliges Mischprodukt vorliegt 3 welches dann
mit einem Gemisch aus polymerisierbaren ungesättigten Polyester, Katalysatoren und Beschleunigern zu einer
formbaren Masse vermischt wird und diese ausgeformt
über Gips findet sich eine umfangreiche Angabe in UIl=
manns Encyklopädie der technischen Chemie ( Verlag Urban &
Schwärzenberger, München, Berlin 1957), 3. Auflage, 8. Band
Seite 97 ff, speziell auch auf Seite 119.
Für das Verfahren der Erfindung kann eine Reihe von
Gipssorten eingesetzt werden wie Rohgips, Halbhydrat= plaster oder Formengips, wobei in erster Linie diejenigen
Gipssorten zum Einsatz kommen, die große Wassernengen aufnehmen können; hierzu gehören hauptsächlich Rohgips
und Halbhydratplaster. . '
Die zum Erdboden hinzuzufügenden Gipsmengen sind vom
Wassergehalt des zu formenden und zu verfestigenden Erd= bodenreiches abhängig. Der Zusatz an Gips variiert daher
je nach dem Wassergehalt des Erdbodens zwischen 5 und 100 Gew.^, bezogen auf das Gesamtgewicht des zu be=
handelnden feuchten Erdreichs. Bei einem Wassergehalt von 13 Gew.% des zu formenden und zu verfestigenden
Erdbodens sind z.B. auf 500 Gew.-Teile Erdboden Ί-10 Gew.-Teile
Gips erforderlich.
Ausführliche Angaben über ungesättigte polymerisierbare
Polyester sind angegeben in Ulimanns Encykloptfdie der
technischen Chemie, 3. Auflage, 1*J. Band, Seite 80 ff,
speziell auf den Seiten &9 ff. Diese werden überwiegend;
aus ungesättigten Carbonsäuren, Dialkoholen und gegebe=
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nenfalls Polyallcoholen in bekannter Weise hergestellt
und enthalten mindestens, ein anpolymerisiertaares Mono=
meres.
Das zum Härten einer Mischung aus Frdboden und Gips er=
forderliehe Gewichtsverhältnis zum Gemisch aus ungesät=
tigten Polyestern, Katalysatoren und Beschleunigern be=
trägt: Erdboden-Gips-Gemisch; ungesättigteW Polyester wie
3:1 bis 10:1, wobei, vorzugsweise ein Gewichtsverhältnis
von 5:1 angewendet wird.
Das feuchte Erdreich, welches nach dem vorliegenden Verfahren verformt und verfestigt werden soll, wird, wenn es
in einem besonders nassen Zustand vorliegt, zunächst
unter sich homogenisierend so vermischt, daß es einen durchschnittliehen Wassergehalt von etwa 20 Gew.% oder
weniger bis etwa 5 Gew.% aufweist. Dies kann im allgemeinen
durch einfaches mechanisches intensives Mischen er= reicht worden, gegebenenfalls sind Zuschüsse von trockenem
oder feuchtem Erdreich erforderlich. Wenn das zu verfesti=
Sende Erdreich ziemlich homofon einen Wassergehalt bis
etwa 20 Gew.5? aufweist, braucht es nicht zum Ausgleich
der Erdreichfeuchtigkeit unter sich vermischt werden, sondern kann sofort mit überschüssigen Mengen wasser=
aufnahmefähiger, pulverförmiger Gipssorten mechanisch
vermischt werden.
Die Berechnung der überschüssigen Gipssnrten kann auf=
grund einer einfachen chemischen WasSerbestimmung im
Erdreich erfolgen und unter Berücksichtigung der Wasser=
bindefähigkeit der verwendeten Gipssorte. Es kann aber
auch durch eine praktische Vorprobe das erforderliche
Mischungsverhältnis leicht und sicher ermittelt werden.
Es spielt hierbei keine Rolle, xirenn auch mit großen über=
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Schüssen an wsssösmtiffiähffiefflhigen*. pulveiföwnigen" Gips
gearbeitet wird* Def abereghtfesige Gips wiid benötigt*
damit bei'der Vera! is <s hung mit dem feuchten Erdreich keine
Klumpenbildung eintritt $ sondern mit Sicherheit ein krümes
liges fleischprodukt erhalten wird^ welches für das
Auge üiid für 4ie Hand "trocken" erscheint. Da bei diesem
Misehtföfgang die feuchtigkeit als Kristallwasser in Gips .
gebundeh wird, liegt darin' ein solches Misehprodukt vor,
weichet durch Vermengung mit einem polyraerisierbaren"
ungesättigten Polyester form- und aushärtbar ist«
Die Polyestermenge, einschließlieh der anpolymerisierbaren
Monomere sowie äi& üblichen Katalysatoren und Beschleuni=
ger werden zu dem krümeligen Mischprodukt als Gemisch in
solchen Mengen zugegeben., daB eine Pormraasse entsteht,
in der die Bindemittelanteile in solchen Mengen vorliegen müssen, daß die geforderten physikalischen Eigenschaften
nach der Verfestigung mit Sicherheit erhalten werden<
> Werden geringere Anforderungen an die Bodenverfestigung■
gestellt, so kommt man mit geringeren Mengen ungesättigt=" tem Polyester aus, während bei höheren Anforderungen der
Polyesterteil entsprechend erhöht werden muß» Da nach Zu=-
gäbe des Gemisches aus ungesättigtem Polyester sowie Katalysatoren und Besehleuniger die Polymerisation einsetzt,
kommt es darauf an9 den Mischvorgang mit dem krümeligen
Erdboden-Gipsvorprodukt intensiv und schnell durehsufühs
ren, wozu im allgemeinen wenige Minuten ausreichen, Venn
entsprechende leistungsfähige Mischvorrichtungen zur Ver= fügung stehen. Die Formmasse wird dann auf dem Boden 9
Notbrücke oder anderen geeigneten Unterlagen ausgebreitet
ütvl dur-eh Stampfen, Walgen oder andeute meohanisehe Bear=
beitung in die gewünschte Form gebracht, Bei,-geeigneter'
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festigte ßpdpelöh; bemit$ tiä&h I ädof § J&iMen dem Qe*
zugeführt werden.
In -de* beAteözußtöri MjS fÜhtninffB form cSeji ftpfiftdung arbei*
■tat man Sri, d&Ä die tinäettuM iswledhert dem foudhteni Erd·
i»eich und den ab6v§akii§ii<te% Hongeh ifj äugöfügfcem pulve»
förmigen Öipis bei Tßfeperatiliseii avilidhen + 5°C und + 3O0C
erfolgt, fier MahlüiSgtgrad dei? verwendeten QipsäÖrte ist
nicht sehr? kritiBö^* obwc^il das Abbindevermögeü hiervon
abhängt, da es nur wichtig ist, daÄ die Mischung aus
feuchtem Erdreich uhd pulveriörmipiem Gips ein krümeliges
"trockeneis'' Mischpr'odukt ergibt. .
pami't in der zweiten Hischstüfe und beim Ausformen des
Polyester^Erdiieicn^eipa-Misönprodüktes die .njewünschte
schnelle Aushärtung eintritt, soll die Pormmasge die
bereits angegebenen Temperatüren aufweise^ Soweit feei
tieferen Temperaturen cearbeitot. werden muß^ miiß die
Formmasse mindestens Wähfend der Aushärtung in'geeig=
neter Weise auf diese Temperaturen temperiert werden. Beispielsweise indem in geeigneten Abständen in die
Formmasse Rohre eingearbeitet werden, durch die Warm*
luft bzw. Warmwasser geleitet wird. Andererseits kann durch Änderung der" Katalysator- und Beschleunigermenge
im niederen zulässigen Temperaturbereich eine ausreichen
de Härtungszeit erreicht werden.
Bei dem Verfahren kann jedes ungesättigte Polyesterharz
verwrendet werden, welches sich mit den entsprechenden
Katalysatoren und Beschleunigern innerhalb der gewünseh·
ten Zeit ausreichend aushärten läßt und die gewünschten
mechanischen Eigenschaften dem zu verfestigenden den erteilt,
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Bevorzugt werden hochreaktive 3 ungesättigte Polyester
zusammen mit solchen Monomeren, die niedrisviskose Lo=
sungen ergeben, wie z.B. ungesättigte Polyester auf der
Basis von -α,3-ungesättigten, aliphatischen Dicarbon=
säuren und einem .Glykol, wobei als anpolymerisierbares
Monomeres Styrol bevorzugt wird.
Als Katalysator hat sich beispielsweise Benzoylperoxid in Pulverform besonders bewährt.
Als Beschleuniger haben sich Dimethylaniiin, Dimethyl=
paratoluidin als besonders vorteilhaft erwiesen. Im all=
gemeinen werden von den Katalysatoren von 1 bis 4 Gew*%}
bezogen auf das Gewicht des ungesättigten Polyesters, eingesetzt.
Soweit in dem Erdreich oder in dem Gips Bestandteile
enthalten sind, die auf die Katalysatoren bzw. Beschleus
ngger in der einen nder anderen Richtung wirken, sind
die Mengen entsprechend so zu erhöhen bzw. herabzusetzen/ daß die wirksame Menge die gewünschte Wirkung mit Sichers
heit entfaltet. .
Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele erläutert werden:
Beispiel 1 ' .
500 Gew."Teile Erdboden mit einem Wassergehalt von 18 ßew.i? und HtQ Gew.-Teile pulverförmigerj wasser=
aufnahmefähiger Gips werden etwa innerhalb von drei . Minuten dureif intensives. Mischen zu einem krümeligen
Produkt verarbeitet.
200 Gew.»Teile eines ungesättigten Polyesterss bestehend
aus einem Gemisch von ungesättigtem Polys
' ester auf Basis τοη ungesättigten:-■'a3ß-~alis
"phatlachen Dieax»borieäio?en unci einem Qlykoi
..,und *t6 GeM.f Monostyrol
4 Gew.-Teile Benzoylperoxid, pulverförmig, mit einem
Peroxyd-Gehalt von etwa 50 Gew.% ( als Katalysator) und
2 Gew.-Teile Dimethylanilin, lOfig in Styrol gelöst
2 Gew.-Teile Dimethylanilin, lOfig in Styrol gelöst
( als Beschleuniger )
werden sorgfältig für sieh vermischt und danach mit dem
krümeligen Produkt vermischt und nach 2 Minuten Misch=
zeit auf die gewünschte Unterlage als Formmasse ausge=
breitet, mit einem geeigneten Gerät verformt und glattκ
Gestrichen. Die Verarbeitungszeit bei 20°C beträgt für
die Formmasse etwa 12 Minuten. Die ausgebreitet Form=
masses die mit einer Schichtdicke von etwa 20 -30 cm
aufgetragen wird, kann nach einer Verweilzeit von 60
Minuten bei 200G bereits belastet werden und somit dem
Gebrauch zugeführt werden. ·
ί ■ ' .' ,
Beispiel 2
410 Gew.-Teile Erdboden mit einem Wassergehalt von 8$
worden mit 205 Gew.-Teilen wasseraufnahmefähigem, pulver=
förmigem Gips zu einem krümeligen Mischprodukt verarbeitet
und sobald dies hinreichend krümelig ist und damit der überviiegende Wasseranteil als
Kristallwasser gebunden ist, werden mit einer zuvor hergestellten Mischung", beste=
hend aus:
150 Gew.-Teilen nines^ungesättigten Polyesters auf der
Basis von α,8-ungesättigten aliphatischen
Dicarbonsäuren, und einem Glykol, 3 Gew,-Teilen' Benzoylperoxid, Peroxydsehalt 50^ig, in
Pulverform als Katalysator und
.!,■5 Ggw.-Teilen Dinethylanilinlösunn ( 10fti£ in' Styrol als
Beschleuniger)
vermischt.
vermischt.
■109 8 5 2710
Nach 3 Minuten Mischzeit wird die Formmasse auf dem Erdreich ausgebreitet und entsprechend ausgeformt und
glattgestrichen. Die Bearbeitungszeit bei 200C beträgt ca. 20 Minuten. Anschließend kann nach 90 Minuten bei
2O0C UmweIttemperatur der ausgehärtete Belag dem Ge=
brauch zugeführt werdon.
10985271002
Claims (3)
- Patentansprüchef 1.) Verfahren zur Formung und schnellen Verfestigung von feuchtem Erdreich, dadurch gekennzeichnet3 daß das feuchte Erdreich mit solchen überschüssigen Mengen wasseraufnahmefähiger, pulverförmiger Gips= Sorten solange vermischt wird3 bis ein krümeliges Mischprodukt vorliegt, ivelches mit einer Mischung aus polymerisierbaren ungesättigten Polyestern, Katalysatoren und Beschleunigern zu einer formbaren Masse vermischt wird und diese ausgeformt wird.
- 2.) Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 100 Gew.£ Gips dem zu behandelnden Erd= reich zugefügt wird.
- 3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Erdreich-Gips-Gemisch die Mischung aus poly= merisiorbaren ungesättigten Polyester, Katalysatoren und Beschleunigern im' Geviichtsverhältnis 3:1 bis 10:1, bevorzugt 5:1, zugesetzt wird.2J.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdreich mit einem Wassergehalt von etwa 5 bis 20 Gew.% mit dem Gips vermischt wird._ η —109852/100 2
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