DE3709778A1

DE3709778A1 - Verfahren zur abdichtung von erdreich

Info

Publication number: DE3709778A1
Application number: DE19873709778
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: TEUKE SUEBERKROP ELLEN
Current assignee: TEUKE SUEBERKROP ELLEN
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-10-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Nach der US-PS 32 88 040 wird bei einem derartigen Verfahren Erd reich stabilisiert, um kurzfristig zu einer festen Bodendecke für Verkehrswege und Rollbahnen zu kommen. Die Mischung wird dabei beispielsweise Natriumsilikat und in gleicher Menge Natriumhexa fluorsilikat zugesetzt. Die beiden Silikate bilden in der Mi schung mit pulverisierter Erde einen Anteil von etwa 8%. Diese Mischung wird auf den Boden aufgebracht und unter Einwirkung von Niederdruckdampf verdichtet. Dabei bildet sich wasserunlösliches Kieselsäuregel, Natriumfluorid und Fluorwasserstoffsäure, die ihrerseits mit weiteren Bodenbestandteilen unter Salzbildung re agiert.

Der Erfindung liegt, hiervon ausgehend, die Aufgabenstellung zugrunde, zu einer Abdichtung von Erdreich unter Einsatz erheb lich geringerer Mengen von Zusatzstoffen zu kommen, wobei sich der physikalische Verdichtungsvorgang in einfacher Weise aus führen lassen soll. Insbesondere soll sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Anlage von biotopischen Gewässern auch in größerem Ausmaß eignen, wobei es nicht nur darauf ankommt, die in der Regel stehenden Teichgewässer versickerungsfrei zu halten, sondern zugleich eine Kontamination der letzteren durch chemische Reaktionen mit dem angrenzenden, abgedichteten Erdreich vermieden werden muß.

Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung nach dem Vorschlag gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1, für den die Unteransprüche 2 bis 5 vorteilhafte Weiterentwicklungen vorsehen.

Damit macht die Erfindung Gebrauch von der Eigenschaft des Natriumsilikates, nach einer vorausgegangenen hydrolytischen Spaltung bereits bei nur maßvoller Herabsetzung der Hydroxyljonenkonzentration zu gelieren. Diese Forderung erfüllt die Erfindung dadurch, daß durch Niederschlagswässer entkalkter Lößlehm aus der oberflächennahen Schicht für die Mischung ver wendet wird. Dieser Lößlehm verliehrt seinen Kalkgehalt weitgehend dadurch, daß es zur Lösung des Kalkes kommt, der dann mit den Sickerwässern in tiefer gelegene Erdschichten eintritt und dort auch wiederum eine Ausscheidung erfährt. In den oberflächennahen Schichten, wie sie für die Herstellung der Mischung gemäß der Er findung benötigt werden, nehmen demgegenüber die verbleibenden Kationen in zunehmendem Maße ihre höherwertigen Oxidationsstufen ein. Vor allem gilt dies in bezug auf Fe₂O₃ welches zu einer ausgeprägten Braunfärbung in der Oberflächennähe führt. Hierdurch sowie durch Salze anderer mehrwertiger Kationen kommt es zur Herabsetzung der an sich hochalkalischen pH-Werte des Wasser glases, nachdem die Mischung verflüssigt wurde. Für diesen Zweck bedarf die Höchstmenge des zugesetzten Wassers der Einhaltung der vorgeschlagenen Grenze, weil sonst die anschließende Gelierung keine Wasserundurchlässigkeit mehr bewirken könnte. Andererseits unterbleiben chemische Umsetzungen, bei denen sich aggressive Stoffe, wie Säuren, bilden können, so daß nicht nur spätere Ein wirkungen auf die zu haltenden Gewässer, sondern auch spontane Verfestigungen unterbleiben. Die vielmehr allmählich einsetzende Gelierung gestattet es, die verflüssigte Lösung auf das abzu dichtende Erdreich in einer Schichthöhe von einigen Zentimetern im Verlaufe einer längeren Bearbeitungsdauer zu verteilen.

Ein großer Vorteil besteht in der Möglichkeit, die Mischung zu nächst wasserfrei zu lagern. Üblicherweise lassen sich Natrium silikate mit einem Gewichtsverhältnis SiO₂/Na₂O von etwa 2 bis 5 verwenden. Bei den niedrigeren Werten dieses Gewichtsverhält nisses ist indes eine feuchtigkeitsgesicherte Lagerung, wie sie ähnlich bei Zementen üblich ist, erforderlich. Die Mischungen werden für diesen Fall in den Zutritt von Nässe verhindernden Folienbeutel oder verschlossenen Fässern aufbewahrt. Sofern diese Art der Aufbewahrung nicht gewährleistet ist, läßt sich dennoch eine stabile Lagerung gewährleisten, wenn Natriumsilikat mit einem Gewichtsverhältnis SiO₂/Na₂O von 3,5 und mehr eingesetzt werden. Derartige Mischungen lassen sich begrenzt sogar im Freien lagern.

Erhebliche Vorteile bestehen bei der neuen Mischung darin, daß in der Regel nur bis etwa 0,5 Gew.-% Natriumsilikat auf 100 Gew.-% Lößlehm zugegeben werden müssen. Das genaue Gewichtsverhältnis läßt sich leicht durch Versuche feststellen, für welche aus einer größeren, verfügbaren Menge getrockneten und gemahlenen Lößlehms zunächst Proben entnommen werden, so daß man diejenige Mischungs zusammensetzung ermitteln kann, bei welcher die Abdichtung mit geringsten Zusätzen von Natriumsilikat eintritt. Das auf diese Weise ermittelte Gewichtsverhältnis kann dann für entsprechend große Mengen beibehalten werden.

Bei sorgfältiger Abstimmung dieses Gewichtsverhältnisses läßt der Wasserzusatz gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung noch auf bis 20 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% Mischung, verringern. Demnach tritt eine abdichtende Gelierung besonders zuverlässig ein.

Die sehr geringe Menge Natriumsilikat verändert die chemische Be schaffenheit des Erdreiches trotz ihres alkalischen Charakters praktisch nicht, während die physikalische Beschaffenheit durch die Abdichtung beträchtlich beeinflußt werden kann. Von Vorteil ist dabei, daß die Abdichtung mit dem Erdreich beweglich ist, so daß die wasserabdichtende Schicht auch durch Frosteinbrüche und kleinere Verwerfungen des Erdreichs nicht aufgerissen werden kann. Die weitgehend unverändert gebliebene chemische Substanz des Erdreichs gestattet die vorteilhafte Anlegung biotopischer Gewässer.

Für die Anlage derartiger biotopischer Gewässer bedarf es in der Regel zunächst der Aushebung eines Beckens entsprechender Größe und insbesondere entsprechender Tiefe. Die Erfindung läßt sich in sinnvoller Weise in diesem Falle derart vornehmen, daß die im Be reich des Beckens zunächst abzutragenden oberflächennahen Lehm schichten entnommen und in der beschriebenen Weise für die Her stellung der Mischung verwendet werden. Die dann folgenden, tiefer liegenden Schichten werden hingegen abgeräumt. Zum Schluß werden die Sohle und die Wandung des ausgehobenen Beckens mit der in der beschriebenen Weise verflüssigten Mischung behandelt, so daß es hier zu einer Abdichtung kommt. Die Anwendung des Ver fahrens in dieser Weise ist vor allem dann sinnvoll, wenn es sich um entsprechend ausgedehnte Bereiche handelt, die als Biotop zu gestalten sind, und die oberflächlich hinreichend verlehmten Löß aufweisen.

Sofern im übrigen gut geeigneter Lehm zur Verfügung steht, wird mit diesem zweckmäßig zunächst in größerem Maße die Mischung her gestellt, welche sich dann auch zur Abdichtung von Erdreich an anderen Stellen handelt, welches auch einen wesentlich ab weichenden mineralischen Bestand haben kann.

Die Entkalkung des Lehms durch Niederschlagswässer führt nicht zu einem vollständigen Verschwinden des Kalkgehaltes. Der Kalkgehalt wird vielmehr nur in dem Maß herabgesezt, wie er durch längere Zeit einwirkende Niederschlagswässer auswaschbar ist.

Claims

1. Verfahren zur Abdichtung von Erdreich, bei welchem eine dünne Oberflächenschicht einer Mischung aus pulverisierter Erde mit Alkalisilikat-Pulver aufgebracht und durch Gelieren wasserun durchlässig gemacht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Herstellung der Mischung durch Niederschlags wässer entkalkter, oberflächennaher Lößlehm entnommen, zunächst getrocknet, pulverisiert und mit dem Alkalisili kat gemischt wird, und
daß diese Mischung unmittelbar vor ihrer Aufbringung auf das abzudichtende Erdreich durch Zusatz von höchstens 35 Gew.-% Wasser auf 100 Gew.-% Mischung verflüssigt und auf das abzudichtende Erdreich aufgegossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalisilikat Na₂SiO₂ verwendet wird, bei welchem das Gewichtsverhältnis SiO₂/Na₂O über 3,5 liegt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem getrockneten, gemahlenen Lößlehm etwa 0,5 Gew.-% Alkalisilikat auf 100 Gew.-% Lößlehm zugegeben werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung 20 bis 25 Gew.-% Wasser auf 100 Gew.-% Mischung zugesetzt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei zur Aushebung von Becken für insbesondere biotopische Gewässer lehmhaltige Erd schichten abzutragen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die oberflächennahen Schichten getrennt abgetragen und für die Herstellung der Mischung verwendet werden, und
daß dann die nachfolgenden abzutragenden Erdschichten abgefördert werden, während die aus den oberflächennahen Schichten gewonnene Mischung nach ihrer Verflüssigung auf die Sohle und die Wandungen des Beckens aufgebracht werden.