-
Verfahren zum Dichtmachen und Verfestigen von durchlässigen oder lockeren
Bodenschichten und sonstigen porösen Massen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Bildung Wasser und Gase schwer oder nicht durchlassender Schichten oder Schutzlagen
in porösen und durchlässigen Böden und sonstigen Massen, wie unterirdischen Sandschichten,
Kies, Felsen oder natürlichen oder künstlichen Gesteinen, Mauerwerk, Beton, Steinaufschüttungen
usw., zum Ausfüllen und Dichten der Zwischenräume, Höhlen, Risse und ähnlicher Unterbrechungen
derartiger Massen und bzw. oder zur Verbesserung der Kohäsion und Verfestigung von
lockeren oder beweglichen Böden, wie auch zum Dichten der Wände von Bohrlöchern
oder OOuellen.
-
Es ist bereits ein Verfahren zu ähnlichen Zwecken bekannt, das im
wesentlichen darin besteht, daß man in den zu behandelnden Boden oder in die blasse
eine wässerige Dispersion bituminöser Stoffe eindringen läßt und diese an der gewünschten
Stelle zur Koagulation bringt, so daß eine Wasser und Gase schwer oder nicht durchlassende,
verfestigte Schicht entsteht. Bei der Ausführung dieses Verfahrens kann die natürliche
Anwesenheit von Elektrolyten im Boden oder in der anderen Masse die Koagulierung
der Dispersion ungünstig beeinflussen. Es kann daher vorteilhaft oder erforderlich
sein, die Konzentration dieser Substanzen im Boden herabzusetzen, was durch vorheriges
Hindurch- oder Einführen reinen Wassers oder einer Lösung von entgegengesetzt wirkenden
Substanzen, z. B. von koagulationshemmenden Mitteln, wie einer Lösung von Alkalien,
geschehen kann. Andererseits kann man auch geeignete Elektrolytlösung@enoder andere
die Koagulation fördernde Mittel vor, während oder nach dem Einführen der Dispersion
in den Boden bringen, um eine richtige Koagulation der Dispersion an der gewünschten
Stelle hervorzurufen.
-
Es wurde nun gefunden, daß bei der Durchführung dieses Verfahrens
in verschiedener Hinsicht bessere Erfolge in bezug auf das Dichten oder die Verfestigung
der behandelten Masse dadurch erzielt werden können, daß zwei oder mehrere Bitumendispersionen
verschiedener Koagulationsfähigkeit in zwei oder mehreren Stufen angewendet werden.
-
Je nach der Art, in welcher der allgemeine Gedanke der stufenweisen
Anwendung von Bitumendispersionen verwirklicht wird, zeigt die Erfindung verschiedene
wichtige Ausführungsformen, die nachstehend näher beschrieben werden.
-
Es wurde gefunden, daß es zweckmäßig
sein kann, in
der Vorstufe des eingangs erwähnten Verfahrens an 'Stelle von reinem Wasser oder
einer Lösung von koagulationshemmenden oder -befördernden Mitteln eine., Bitumendispersion
anzuwenden, die bestäWi@ diger ist als die Bitumendispersion, welch. durch ihre
Koagulierung das Abdichten der behandelten Masse herbeizuführen hat.
-
Mit Rücksicht hierauf besteht eine Ausführungsform der Erfindung darin,
daß man zunächst in den Boden oder in -die andere zu dichtende Masse eine stabilisierte
Bitumendispersion- einführt, welche während des Eindringens nicht koaguliert, und
darauf eine weniger beständige oder leichter koagulierende Bitumendispersion einbringt,
die man an der gewünschten Stelle koagulieren läßt, gegebenenfalls derart, daß die
Koagulation bereits während der Einführung einsetzt. Je nach den Fällen kann es
auch zu empfehlen sein, eine Reihe von Dispersionen von allmählich oder stufenweise
abnehmender Beständigkeit oder zunehmender Koagulationsfähigkeit nacheinander zu
verwenden.
-
Durch die vorangehende Anwendung einer sehr beständigen Bitumendispersion,
welche gegen die Einwirkung der Bestandteile der zu dichtenden Masse und der darin
anwesenden gelösten bzw. löslichen Substanzen beständig ist, wird diese Masse in
einen derartigen Zustand gebracht, daß sie die darauf eingeführte, weniger beständige
Dispersion nicht vorzeitig zur Koagulation bringt. Bei dieser stufenweisen Anwendung
wird die erste Bitumendispersion durch die folgende verdrängt, ohne daß eine wesentliche
Vermischung beider Dispersionen stattfindet. Es empfiehlt sich, daß die weniger
beständige Dispersion vor ihrer Koagulation dieselbe Strecke wie die vorangehende
beständigere Dispersion durchfließt.
-
Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß an der
zu dichtenden Stelle erst eine unbewegliche, teilweise Dichtung durch Koagulierung
einer verhältnismäßig schnell koagulierenden Bitumendispersion erzeugt wird, worauf
man zwecks Erzeugung der undurchlässigen Schicht eine beständigere Bitumendispersion
an der Stelle oder in der Nähe der teilweisen Dichtung koagulieren läßt. Diese beständigere
Bitumendispersion kann vor oder nach der zuerst erwähnten Dispersion oder an gesonderten.
Stellen in die zu behandelnde Masse eingeführt werden. Nachdem die verhältnismäßig
schnell koagulierende Dispersion koaguliert und dadurch eine teilweise Dichtung
entstanden ist, wird die beständigere Dispersion der teilweise gedichteten Masse
durch eine Wasserströmung, z. B. durch Pumpen, zugeführt, so daß sie bei Berührung
dieser Masse abfiltriert und koaguliert wird. In dieser Weise bildet sich eine undurchlässige
Schicht an der Berührungsstelle gegen die teilweise gedichtete Masse.
-
Bei dieser Arbeitsweise genügt als un-,durchlässige Schicht eine verhältnismäßig
ihinne Schicht oder eine Haut, wobei doch seine sehr zweckmäßige Dichtung erzeugt
wird. Auch wird hierbei in vielen Fällen ein sehr günstiges Ergebnis durch Anwendung
von verhältnismäßig sehr verdünnten Dispersionen oder Lösungen erzielt, was eine
bedeutende Ersparnis an Imprägnierungsmaterial ermöglicht.
-
Erwünschtenfalls können einer oder mehreren der im vorliegenden Verfahren
verwendeten Bitumendispersionen Füllstoffe, welche in Verbindung mit dem Bitumen
die Abdichtung des Materials fördern, zugesetzt werden.
-
An Stelle der beschriebenen zweistufigen Ausführungen des Verfahrens
nach der Erfindung kann man das Verfahren auch in mehreren Stufen und in verschiedenen
Koznbinationen durchführen. Auch kann das vorliegende Verfahren unter Mitverwendung
anderer Imprägnierungsmittel bekannter Art, wie Zement- oder Tonsuspensionen, einen
Niederschlag z. B. von Kieselsäure oder Aluminiumsilicat bildenden Flüssigkeiten
u. dgl., durchgeführt werden.
-
In den nachstehenden Beispielen werden verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben, von denen einige an Hand der beiliegenden Zeichnungen
näher erklärt werden. Alle Prozentsätze und Verhältnisse sind auf Gewicht berechnet.
-
Beispiel i Eine ungefähr 50 cm dicke Bodenschicht, bestehend
aus grobem Sand und Kies, wird wie folgt wasserdicht gemacht: In regelmäßigen Abständen
von ungefähr i m werden Röhren bis zur betreffenden Bodenschicht eingetrieben. In
jedes Rohr werden zuerst 5o 1 einer beständigen Dispersion eingebracht, -welche
durch Dispergierung von i Teil Bitumen in a Teilen einer o,5o/oigen Seifenlösung
hergestellt und darauf durch Zusatz von i o/, Kasein, berechnet auf das Biturnengewicht,
stabilisiert worden ist. Nach der Einführung dieser ersten Dispersion werden zoo
1 einer in derselben Weise, aber ohne Zusatz von Kasein hergestellten Bitumendispersion
in jedes Rohr eingebracht. Man kann die Dispersionen einfach in die;Röhren gießen
und durch Eigengewicht in den Boden eindringen lassen, ohne daß es im allgemeinen
nötig ist, hierbei Druck anzuwenden.
-
Beispiel e In eine aus feinem Sand bestehende Bodenschicht, in welcher
ein Grundwasserstrom herrscht, werden Röhren in regelmäßigen Abständen
von
ungefähr z in dreieckweise eingetrieben, und durch diese Röhren werden der Reihe
nach eingebracht: i. 5oo1Bitumendispersion gemäß Beispiel i, stabilisiert mit i
°/° Kasein, der außerdem i °/" Methylforrniat, berechnet auf Bitumen, zugesetzt
wurde; 2. 5001 von derselben Dispersion wie oben, aber lnit 0,71/o Kasein; 3.500
1 von derselben Dispersion wie oben, aber finit o,5°/1 Kasein; 4. 1200 1 oder mehr
von derselben Dispersion wie oben, aber mit o,3 °/° Kasein; diese Dispersion wird
bis zur vollständigen Abdichtung eingeführt.
-
Beispiel 3 (s. Fig. i) Man wünscht, im Boden i einer Baugrube in der
Hölle des unteren Endes der Dammwand 2, 2' eine abdichtende Schicht zu erzeugen.
Zu diesem Zweck wird eine Menge Bitumendispersion, z. B. 5°/°ige Dispersion, die
durch Dispergierung von Erdöldestillatiollsbitulnen in einer o,5°/°igen Seifenlösung
hergestellt wurde, in den betreffenden Bodenteil mittels Röhren 3 derart eingebracht,
daß die ,aus jedem Rohraustretende Disperslon in der umgebenden Grundmasse 4, 4'
koaguliert und dort eine teilweise Dichtung herbeiführt.
-
Um nun eine vollständige Dichtung zu erzielen, wird darauf mittels
einer oder mehrerer Röhren 5 innerhalb oder außerhalb des Bodenteils in der Baugrube
eine zweite verdünnte Bitumendispersion eingeführt, z. B. eine 3°/°ige Dispersion,
die durch Dispergieren von Bitumen in einer o,5°/°igen Seifenlösung hergestellt
und durch Zusatz von 21/1 Kasein, berechnet auf Bitumen, stabilisiert wurde und
welche so beständig ist, daß sie nicht koaguliert, bevor sie die teilweise gedichtete
Grundmasse 4, 4' erreicht hat. Die Bewegung dieser zweiten Dispersion in der Richtung
der teilweise gedichteten Masse ¢, 4', kann dadurch geschehen, daß an der Gegenseit@e
dieser Masse mit Hilfe einer Pumpe 6 Wasser entzogen wird, so daß ein künstlicher
Wasserstrom in der Richtung des teilweise gedichteten Bodenteils entsteht. In dieser
Weise bildet sich durch Abfiltrieren und Koagulieren der Bitumenteilchen eine undurchlässige
Schicht gegen die teilweise gedichtete 'Masse 4., .4.'.
-
Beispie14 Das Verfahren nach Beispiel 3 kann wie folgt abgeändert
werden: Durch die Röhren 3 wird zunächst die l,etzterwähntc stabilisierte Bitumendispersion
des Beispiels 3 eingeführt. Infolge ihrer hohen Beständigkeit koaguliert diese Dispersion
nicht sofort, sondern dringt in den umgebenden Boden durch, wo sie das Grundwasser
ersetzt. Darauf führt man durch dieselben Röhren die ersterwähnte Bitumendispersion
des Beispiels 3 ein, welche die bereits im Boden anwesende Dispersion ersetzt und
bald koaguliert, was eine teilweise Dichtung der Grundmasse 4., 4' zur Folge hat.
Danach wird in derselben Weise, wie im Beispiel 3 beschrieben, mit Hilfe der Pumpe
6 ein künstlicher Wasserstrom erzeugt, wodurch die unkoagulierte Dispersion zur
teilweise gedichteten Grundmasse 4, 4' zurückgeführt wird und dort durch Abfiltrieren
und Koagulieren der Bitumenteilchen eine undurchlässige Schicht 7 bildet.
-
B e i s p i @e 1 5 (s. Fig. 2 Zwecks Verlängerung der durch die Dammwand
2o gebildeten Schicht wird in der Nälle des unteren Endes dieser Dammwand mittels
in gegenseitigen Abständen von 3 m angeordneter Röhren 2i eine 5°/°ige Dispersion
von Bitumen in einer i°/°igen Seifenlösung, der i °/° Ton sowie 21/1 Äthylformiat
(das letztere auf Bitumen berechnet) zugesetzt worden sind, eingeführt. Diese Dispersion
koaguliert nach einiger Zeit und erzeugt eine teilweise Dichtung bei ä2. An der
Gegenseite der Dammwand 2o wird in ähnlicher Weise durch Röhren 23, möglichst in
der Nähe des teilweise gedichteten Bodenteils 22, eine zweite Reihe von Injektionen
ausgeführt, und zwar mit einer 2°/°igen Steinkohlenteerdispersion in einer o,i°/°igen
Natriumhydroxydlösung. Diese Dispersion verbreitet sich im Bodenteil 2,4, und dort,
wo sie den teilweise gedichteten Teil 22 berührt, entstellt durch Abfiltrieren eine
dichte Schicht 25.