DE698640C - Verfahren zum Fuellen und Dichten poroeser, durchlaessiger Bodenschichten, wie Kies-, Sand- u. dgl. Schichten - Google Patents

Description

• Verfahren zum Füllen und Dichten poröser, durchlässiger Bodenschichten, wie Kies-, Sand- u. dgl. Schichten Zum Dichten von Hohlräumen in Bodenschichten ist es bereits bekannt, heißflüssigen Asphalt mittels Druck einzupressen. -Diese. Arbeitsweise hat den Nachteil, daß sie nur dann Anwendung finden kann, wenn verhältnismäßig große Hohlräume im Erdreich oder im Fels vorhanden sind;, sie eignet sich aber nicht zur Durchdringung sandiger und kiesiger Böden, da hier der heißflüssige` Asphalt durch die starke Verteilung in den Poren eine zu starke Abkühlung erfährt, -um kleinere- Hohlräume noch ausfüllen zu können.
• Ferner ist es auch bekannt, Zeiüentmilch,-Beton oder auch Asphaltdispersionen und -emulsionen in den zu dichtenden Boden einzudrücken. Diese Verfahren beruhen darauf, daß die bei diesen Mitteln in Wasser feinst verteilten Stoffe, so z. B. - Zement oder Asphalt, nach dem Eintragen in die zu dichtenden Stellen dort zum Abbinden bzw. zur Koagulation kommen sollen. Bei diesen Arbeitsweisen besteht aber die Gefahr, daß: die Schwebeteilchen, ehe eine Abbindung oder Koagulation stattfindet, von- dem: im Boden enthaltenen Wasser fortgetragen werden, so daß die gewünschte Dichtung nicht erreicht wird. Ferner besteht hierbei -der Nachteil; daß die Dispersionen oder Emulsionen auf chemische Eigenschaften -des Bodens reagieren, so daß die Emulsionen bzw. Dispersionen schon unmittelbar neben oder in einer zu großen Entfernung- von der Einpreßstelle brechen, ohne die beabsichtigte Dichtung zu erreichen. Außerdem ist eine völlige- Dichtung des Bodens hiermit schwer zu bewirken, weil das Wasser der Dispersion. oder Emulsion aus dem Boden ausgeschieden werden muß.
• Zum Befestigen wasserführender Erdschichten ist es auch bekannt, in die Erdschichten einen in Wasser wenig oder gar nicht löslichen, dagegen in organiscben Lösungsmitteln gelösten Körper einzubringen, der sich in den wasserführenden Schichten des Erdreiches von selbst wieder aus der Lösung ausscheidet. Hierbei ist es nachteilig, daß das Lösungsmittel aus der Lösung verschwinden muß, weil dadurch leicht Hohlräume zurückbleiben.
• Während bei diesen bekannten Dichtungsmitteln die Abdichtung im wesentlichen dadurch erreicht wird, daß die Mittel in flüssiger Form in die zu dichtenden Stellen eingetragen und nach Eintragung durch eine Zustandsänderung; d; h. durch eine ganz erhebliche Abkühlung, durch Abbinden oder Koagulation die Abdichtung bewirken sollen, ist nun überraschenderweise gefunden worden, daß sich eine ausgezeichnete Abdichtung auch durch Anwendung von breiartigen Stoffen erreichen läßt; die nach der Eintragung keine dieser Zustandsänderungen erfahren. Gemäß der Erfindung gelingt es,. wasserdurchlässige Bodenschichten, insbesondere Sand-, Kies-, Geröllschichten sowie auch porösen Beton u. dgl., dadurch in vollkominener Weise zu dichten, daß ein kaltflüssiges bituminöses Öl in die zu dichtenden Stellen durch eigenen Druck oder mit Überdruck eingeführt wird. Als kaltflüssiges bituminöses 01 können gemäß der Erfindung beispielsweise durch Lösungsmittel verflüssigte Asphalte, sogenannte Verschnittasphalte, das. sind Mischungen von Erdöl- oder Naturasphalten mit Lösungsmitteln der Teeröl-oder Mineralöldestillation, ferner durch Lösungsmittel verflüssigtes Stein- oder `Braunkohlenteerpech sowie ferner Teere und asphaltische geblasene Schweröle, verwendet werden:. Gegebenenfalls können dem kaltflüssigen bituminösen Ö1 noch mineralische Stoffe zugesetzt werden, insbesondere wenn es sich darum handelt, größere Hohlräume zu füllen: Es @empfiehlt sich; dem kaltflüssigen bituininösen Öl, insbesondere wenn es sich um ein Verschnittbitumen' handelt, Mittel hinzuzusetzen, durch die die Oberflächenspannung herabgesetzt und die Benetzungsfähigkeit erhöht wird. Derartige Mittel sind z. B. Fette, Wachse, Fettsäuren, Harze, Oxydationsprodukte von Paraffin, Fetten und Ölen, Wachsen, Harzen, Sulfonate von Fetten und Ölen, höhere Amine, z: B. aromatische Basen der Anilin-, Chiuolin- oder Pyridinreihe, Naphihensäure u. dgl. Vorzugsweise wird zur Er-` höhung der Benetzungsfähigkeit Montanwachs verwendet. Diese Zusätze erfolgen etwa in Mengen bis zu 5 und mehr Prozent. ;¢;J@urch diese Zusätze wird erreicht, däß das ''.-13itumen gleichmäßig und fest an dem Gestein haftet, so daß es das Wasser verdrängt und auch durch nachdrängendes Wasser nicht vom Gestein gelöst wird.
• Wird Verschnittbitumen als Dichtungsmittel verwendet, so richtet sich er Zusatz an Lösungsmitteln zum Asphalt je nach dem Porengehalt der zu dichtenden Bodenschicht und je nach den herrschenden Temperaturen im allgemeinen wird der Lösungsmittelgehalt zwischen 5 bis 30 0%o schwanken.
• Durch Versuche ist festgestellt worden, daß sich kaltflüs-siges Bitumen beim Einführen mittels Druck in eine poröse Bodenschicht rings um die Einpreßstelle gleichmäßig verteilt und das Grundwasßer,. das entweder steht oder sich in Bewegung befindet, völlig vom Stein verdrängt. Die Gesteinskörnchen, z. B. Sandkörnchen, der Bodenschicht . werden dabei vollkommen vom Bitumen umhüllt und die Zwischenräume von diesem ganz ausgefüllt. Die Durchlässigkeit der Bodenschicht wird hierbei, wie Versuche ergeben haben, auf weniger als I % der ursprünglichen Größe verringert.
• Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß -das Dichtungsmittel im Gegensatz zu den bekannten Arbeitsweisen, bei denen wäßrige Dispersionen verwendet werden, vollständig unempfindlich ist und daß auch die feinsten Poren durch das Dichtungsmittel durchdrungen werden, während gleichzeitig auch verhältnismäßig große Hohlräume weitgehend gedichtet werden. Selbst wenn sich Kanäle oder Poren bilden sollten, wird der Wasserdurchtritt bei einer erfindungsgemäßen Verdichtung verschwindend gering sein, da die Dichtung zum großen Teil von der Affinität des Bitumens, zum Gestein abhängt.
• Als besonders zweckmäßig hat sich für die Herstellung der Dichtung gemäß der Erfindung geblasenes asphaltisches Schweröl erwiesen, da es gegenüber anderen kaltflüssigen bituminösen Stoffen, z: B. dem Verschnittbitümen, den Vorteil hat, daß: es durch die Lagerung stockt und erhärtet und deshalb unter Umständen eine noch bessere Dichtung erzielen läßt. Dieser Stockungsproze3 ist.: aber unabhängig von irgendwelchen äußeren chemischen Einflüssen und hat nichts mit dein Abbindeprozeß von. Zement oder dein Erhärtungsprozeß von Heißbitumen durch Abkühlen zu. tun..
• Die. Wirkung des geblasenen asphaltischen Schweröls oder auch der verschnittenen Bitumina kann, erhöht werden. durch Einverleibung von. Erdalkali- oder MetalXseifen, z. B. Aluminium-, Kalk-, Zink-, Kupfer-, Wolfram-, Blei@Seifen. u. dgl.
• Der Zusatz von Erdalkali- oder Metallseifen zu bituminösen. Stoffen- ist an siche bekannt. Bei den -bekannten Arbeitsweisen dienen aber diese Zusätze im wesentlichen als Emulgatoren, während .sie im vorliegenden Fall als Mittel zur Erhöhung der verdichtenden Wirkung benutzt werden.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den besonderen Vorteil, däß sich hiermit wasserdichte Räume in einer durchlässigen Schicht erzielen lassen, da die Abdichtung hierbei nicht von einem Vorgang des Brechens, des Abbindens oder des Abkiihlens des Dichtungsmittels, wie bei den bekannten Arbeitsweisen, abhängig ist. Man kann z. B. gemäß einer besonderen' Ausführungsform der Erfindung eine bestimmte Menge Verschnittbitumen in eine poröse Sandschicht mittels eines Rohres einpressen, so daß zunächst die das Rohr umgebende` Schicht gedichtet ist. Hält man nun mit Hilfe von Wasser den Druck aufrecht, ohne Verschrrittbitumen weiter zuzugeben, so wird der einmal im Erdreich gebildete Bitumenkuchen von der Einpreßstelle weggetrieben und hohlzylinderartig ausgeweitet.
• Zum Verfestigen von wasserdurchlässigen Schichten ist die Nachpressung eines Gases nach Einführung einer zur Bildung eines Gels geeigneten Lösung. bekannt. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird durch das Einpressen von Wasser nicht eine Verfestigung erzielt, sondern es wird eine Erweiterung des im Boden eingepreßten Kuchens erreicht, so daß um das Einpreßrohr ein Hohlraum entsteht, der mit dem Wasser ausgefüllt ist. Dieses Wasser kann sodann abgesaugt oder abgepumpt werden, so daß ein gegen Wassereintritt durch die zylinderartig erweiterte Bitumenschicht gesicherter Hohlkörper im Boden entsteht. Dieser- Hohlkörper kann von oben her nun freigelegt werden. Diese Ausführungsform der Erfindung ist z. B. zum Betonieren von Brunnen oder Pfählen benutzbar. Beispiele: i. In eine sandige Bodenschicht mit einem Hohlraumgehalt von etwa 30 °/o wird eine Asphaltlösung, bestehend aus Erdölbitumen und ao % Kero (Petroleum) sowie o,5 oh Montanwachs mit Hilfe ' einer Rohrleitung unter Druck von 2 Atm. eingebracht. Um das Rohr bildet sich ein Asphaltkuchen, der sich ziemlich gleichmäßig nach allen Seiten ausbreitet und durch entsprechende Einführung des Rohres auch. ih dies gewünschte Tiefe vordringt Setzt man nun im Abstand vors. einigen Metern weitere Rohie° ein,, so: kann man auf diese Weise- eine durchlässige Bodenschicht mit einer vollkommen dichten - Ader durchsetzen. .und-damit einen Durchfluß- des Wassers unterbinden.
• 2. Man preßt in einen Grobkies asphaltisches geblasenes Schweröl. Das Schweröl ist bei normaler sommerlicher Temperatur von etwa 25° so dünnflüssig wie ein Verschnittbitumen mit einem Gehalt von 2o °/o Lösungsmitteln und läßt sich genau wie dieses einpressen. Das Schweröl verteilt sich im Kies genau wie im Beispiel i angegeben. Das Schweröl hat die Eigenschaft, durch Lagerung zu erhärten, und es tritt also nicht nur eine Porendichtung infolge Umhüllung des Gesteins ein, sondern die Hohlräume werden auch durch die Erstarrung des Materials geschlossen.
• 3. Man preßt in eine Rohrleitung; die in eine durchlässige wasserdurchsetzte Kies-oder Sandschicht eingebracht ist, eine Asphaltlösung, wie im Beispiel i angegeben. Es entsteht ein zylinderförmige- Bitumenkörper um das Rohr. Man hört dann mit der Zugabe von Asphalt auf und preßt durch die Rohrleitung Wasser. Hierdurch wird -der entstandene.- zylinderartige Körper ausgeweitet, und es entsteht ein Hohlzylinder. Der Kern dieses Hohlzylinders kann nun ausgebohrt werden, ohne daß Wasser in das Bohrloch eindringt.

Claims (6)

1. PATNNTANSPRÜCIIL: i. Verfahren zum Dichten und Ausfüllen poröser durchlässiger Bodenschichten, wie Kies-, Sand- u. dgl. Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß- man in die zu dichtenden Stellen ein kaltflüssiges bituminöses Öl, gegebenenfalls unter Druck, einführt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dichtungsmittel Verschnittasphälte, z. B. eine Mischung von Erdölasphalten mit Lösungsmitteln der Teeröl- oder Mineralöldestillation verwendet.
3. 3. Verfahren nacl7L Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß man als Dichtungsmittel geblasenes asphaltisches Schweröl verwendet. q..
4. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dichtungsmittel Teer oder verflüssigtes Stein- oder Braunkohlenteerpech verwendet.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß denn Dichtungsmittel Erdalkali- oder ,Metallseifen, z. B. Aluminium-, Kalk-, Zink-, Kupfer-, Wolfram-, Bleiseifen u. dgl. einverleibt weiden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man dem kaltflüssigen bituminösen Ö1 ein die Benetzungsfähigkeit erhöhendes Mittel zu= setzt. fi. Verfahren nach Anspruch- z bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eingepreßte Bitumenschicht mit Hilfe von Wasser von der Einpreßstelle weggetrieben und hohlzylinderartig ausgeweitet wird, wobei gegebenenfalls das Wässer nachträglich abgesaugt oder abgepumpt wird. .