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Verfahren zur Verfestigung von wasserdurchlässigen losen Massen oder
Bauwerken Nach dem Patent 441622 werden quarzhaltige Gebirgsschichten durch
Aufeinanderwirken von kieselsäurehaltigem Material auf lösliche Salze oder Säuren
durch Erzeugung von freier Kieselsäure in statu nascendi verfestigt. Kieselsäuregel
enthält das `Wasser nicht chemisch gebunden. Da in kapillaren Räumen, wie es die
ultramikroskopischen Poren des Kieselsäuregels sind, der Dampfdruck höhere Werte
annehmen kann als bei gewöhnlichen Oberflächen, verdampf? auch das im Innern befindliche
Wasser, und das Gel trocknet aus. Hierdurch wird der Zusammenhalt des ursprünglich
verfestigten Körpers gelockert, und der Körper fällt bei vollständiger Austrocknung
und bei nachfolgender Wiederanfeuchtung wieder in seine ursprünglichen Bestandteile
auseinander. Wenn also die durch Kieselsäuregel chemisch verfestigten Baukörper
einer direkten Wärmequelle, z. B. der Einwirkung von Dampfkesseln, Koksöfen oder
Sonnenwärme, ausgesetzt sind, so verliert die chemisch verfestigte Masse an Halt.
Das Verfahren nach dem vorgenannten Patent kann daher nicht in allen Fällen ausgeübt
werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur chemischen Verfestigung
Wasser- . durchlässiger loser Massen, Bauwerke oder Bauteile, bei denen gemäß der
Erfindung durch Einwirken von chemischen Verbindungen aufeinander ein gegen Austrocknung
beständiges Gel, z. B. Tonerdegel, Titansäuregel o. dgl., erzeugt wird. Diesen Gelen
kommt die schätzbare Eigenschaft zu, daß sie auch bei längerer Erwärmung beständig
bleiben. Zur Ausführung des Verfahrens können unter anderem aluminium- oder tonerdehaltige
Salzlösungen oder andere gelbildende Chemikalien in die Massen eingeführt werden.
Durch die darauffolgende Einführung von Basen oder basischen Salzen oder Säuren
wird eine Ausflockung des Tonerdegels oder eines anderen Gels oder mehrerer Gele
hervorgerufen, wodurch in gleicher Weise wie durch Kieselsäuregel die gewünschte
Verfestigung des Gebirges oder Bauwerkes bewirkt wird. Das Verfahren lehnt sich
dabei an Vorgänge in der Natur an, wo ebenfalls bei Entstehung von Tonerdegel Massen
bzw. Mineralien von hoher Festigkeit erhalten werden, wie z. B. Hydrargillit.
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Dort, wo aus bestimmten Gründen eine Verfestigung durch Silikatgel
vorteilhafter erscheint, kann man auch dieses dadurch beständiger machen, daß man
es mit Tonerdegel durchsetzt, z. B. indem man nach der kieselsauren Lösung Salze
des Aluminiums oder der Tonerde in das Gebirge einführt oder einpreßt: An Stelle
von Tonerdegel können
auch andere Gele genommen werden, die durch
Einwirken entsprechender chemischer Lösungen erzeugt werden. So könnte u. a: auch
Titansäuregel Verwendung finden, das durch Einwirken von Titanat, z. B. Natriumtitanat
und Salzsäure aufeinander, entsteht. Man kann auch eine Kombination der Gele verwenden.
Eine Kombination der Gele würde zur Folge haben, daß das ausgeschiedene Kieselsäuregel
von einem gegen Wärme beständigen Gel umhüllt werden könnte. Diese Umhüllung läßt
sich auch durch nachträgliches Einpressen hierzu geeigneter Salze oder Säuren oder
durch organische Stoffe erreichen.
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Das neue Verfahren ist überall dort anwendbar, wo eine Verfestigung
von Massen, Bauwerken, Bauteilen bewirkt werden soll.
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In erster Linie ist das neue Verfahren zur Verfestigung von wasserdurchlässigen
sandigen Massen über oder unter Wasser bestimmt, die natürliche Bodenschichten oder
Aufschüttungen sein können, auch solche, die sich innerhalb oder außerhalb von Holz-,
Metall- oder Frostschachtwänden befinden. Auch für den Schachtbau sowie für die
Herstellung von Baugruben ist das Verfahren mit Vorteil anwendbar, und zwar zur
Verfestigung und Abdichtung des den Schacht oder die Baugrube umschließenden Erdreichs
sowie zur Abdichtung ersoffener Schächte. Ferner eignet es sich für den Bau und
die Wiederinstandsetzung, von Dämmen und Deichen und zur Verfestigung (Konservierung)
wasserdurchlässiger und verwitterter Bauwerke, wie Schachtauskleidungen usw., und
schließlich zur Verfestigung von Fundamenten; Brückenpfeilern, unter Wässer geschütteten
Schichten; Sperrmauern, Tunneln; Stollen, Pfahlbauten, Gründungen, d. h. überall
dort, wo ein Untergrund versteinert werden soll. Das Verfahren ist nicht nur dort
anwendbar, wo sich diese Bauwerke im Boden befinden, sondern auch in ihren über
dem Boden liegenden Teilen, mögen sie nun aus Sandstein oder ähnlichem porösen natürlichen
oder künstlichen Baustoff oder in Backsteinmauerwerk ausgeführt sein.
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Während man beim Verfestigen von Bodenschichten oder Aufschüttungen
die die Verfestigung herbeiführenden Chemikalien in zweckentsprechender, auch unter
Berücksichtigung der Beschaffenheit des Bodens oder Schüttgutes gewählter Konzentration
aufgießt (berieselt) oder in mehr öder weniger großer Tiefe einspritzt, kann man
bei der Dichtung von Bauwerken in der Weise verfahren, daß man die betreffenden
Lösungen nacheinander auf die Oberfläche der zu behandelnden Baukörper aufträgt.
Der Auftrag kann nötigenfalls mehrmals wiederholt werden: Es entsteht dann eine
von der Oberfläche aus mehr oder weniger tief in die Baustoffe eindringende Schutzschicht,
die das Eindringen von Wasser öder Feuchtigkeit und die dadurch herbeigeführte Verwitterung
verhütet und die Baustoffe von der Oberfläche aus härtet.
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Will man eine tiefer in die Baukörper eindringende Schutzschicht erzeugen,
so empfiehlt es sich, die einzelnen Chemikalien nacheinander unter Druck gegen deren
Oberfläche zu spritzen.
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Handelt es sich um sehr dicke Mauern, so empfiehlt es sich, sie in
bekannter Weise anzubohren und die Chemikalien durch in diese Bohrlöcher eingeführte
Spritzdüsen einzupressen, wodurch man eine besondere gründliche und tiefreichende
Verfestigung erzielt.
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Sollen nur einzelne nicht zu umfangreiche Bauteile verfestigt werden,
die für sich zu behandeln sind, so kann man das neue Verfahren in der Weise ausüben,
daß man diese Teile in die einzelnen Lösungen nacheinander eintaucht. Zur Steigerung
der gewünschten Wirkung kann man hierbei die Tränkungsflüssigkeiten unter Druck
setzen: Handelt es sich um die Verfestigung trockener Massen, Baukörper usw., so
ist es ratsam, sie vor der Anwendung der Verfestigungs- c Chemikalien mit Wasser,
das auch gewisse Zusätze in physikalischer Lösung enthalten kann, z. B. Seifenlösung;
zu durchtränken: Eine solche Vorbehandlung empfiehlt sich zuweilen auch bei feuchten
Massen, um aus 5 diesen Stoffe, welche die Wirkung der Verfestigungschemikalien
stören könnten, auszuspülen oder solche Stoffe zu neutralisieren. Bei der Ausführung
des Verfahrens kann auch eine Sodalösung oder Pottaschelösung Ver- ig wendung finden.
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Schließlich kann auch eine Nachbehandlung der verfdstigten Massen
stattfinden, wodurch die Verfestigung noch erhöht und die Abdichtung gesteigert
wird. Zu diesem Zweck i< werden besondere Chemikalien in gelöster Form einzeln
und nacheinander in ähnlicher Weise wie die eigentlichen Verfestigungschemikalien
zur Anwendung gebracht. Nicht ausgeschlossen ist es, derartige Chemikalien ii auch
vor der eigentlichen Verfestigung in die zu behandelnden Massen einzubringen.