DE929660C - Verfahren zum Verfestigen und Dichten von lockeren oder poroesen Massen, insbesondere ganz oder teilweise feinsandigen Boeden - Google Patents

Description

• Verfahren zum Verfestigen und. Dichten von lockeren oder porösen Massen, insbesondere ganz oder teilweise feinsandigen Böden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen Verfestigung lockerer oder poröser Massen, insbesondere von sandigen Böden.
• Es ist bekannt, zur Verfestigung von lockeren, porösen, gewachsenen oder geschütteten Massen, Bauwerken und Baukörpern Lösungen von Wasserglas und einem Fällungsmittel, wie Calciumchloridlösung, zu verwenden. Diese Lösungen werden entweder gleichzeitig oder nacheinander in die zu verfestigenden Massen, gegebenenfalls unter Druck, eingeführt. Die bekannten Verfahren erweisen sich zwar in vielen Fällen als gut brauchbar, insbesondere, wenn dabei zunächst eine hochkonzentrierte Wasserglaslösung und alsdann eine konzentrierte Salzlösung in die zu verfestigenden Massen eingepreßt wird. Mitunter aber genügen die dabei erzielten Ergebnisse den Anforderungen der Technik nicht, und zwar deswegen, weil in gewissen Fällen die Verfestigung nicht in der erforderlichen Vollständigkeit und Gleichmäßigkeit erfolgt. Es erweist sich dann, daß einzelne Zonen der behandelten Massen neben genügend verfestigten Teilen unverfestigte Nester enthalten, die von einer ungleichmäßigen Durchdringung der zu verfestigenden Massen mit den Verfestigungsmitteln herrühren. Derartige Übelstände zeigen sich besonders da, wo es sich um die Verfestigung sehr feinkörniger und daher dicht gelagerter Sande handelt. Die Wasserglaslösung sucht sich naturgemäß stets den Weg des geringsten Widerstandes, und es bilden sich infolgedessen kleine Kanäle beim Einpressen des Wasserglases in der Sandmasse; in denen die Verfestigung zur Wirkung kommt, während dazwischenliegende Partien uriverfestigt bleiben. Eine weitere Schwierigkeit bei der Behandlung von Feinsanden zeigt sich auch darin, daß der Druck beim Einpressen der Wasserglaslösung außerordentlich stark ansteigt. Noch stärker wird diese Drucksteigerung aber bei nachfolgendem Einpressen der Salzlösung.
• Man könnte nun daran denken, die gerügten Übelstände dadurch zu beseitigen, daß man die anzuwendenden Lösungen mit Wasser verdünnt, um so ihre Viskosität herabzusetzen und ihre Fließfähigkeit zu erhöhen. Durch solche Verdünnung wird aber die Verfestigüngswirkung sehr stark abgeschwächt. Versuche haben ergeben, daß, wenn an Stelle einer Wasserglaslösung von etwa 37° Be eine solche von etwa 3o bis 32° verwendet wsrd, die Druckfestigkeit der verfestigten Masse auf etwa 1/s gegenüber der Verwendung der konzentrierten Lösungen herabsinkt.
• Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß man die oben besprochenen Übelstände beseitigen und zu einer sehr guten Verfestigung auch von feinen Sanden kommen kann, wenn man die Alkalität des Wasserglases heraufsetzt. Zu diesem Zweck versetzt man die gebräuchliche hochkonzentrierte Wasserglaslösung von etwa 37 bis 38° Be mit alkalisch wirkenden Stoffen, wie Alkalihydrokyden oder Alkalikarbonaten, und zwar zweckmäßig in solcher Menge, daß die Konzentration der Wasserglaslösung nicht zu tief herabgesetzt wird, beispielsweise von 37 bis 38° B8 nur auf 34 bis 35° Be. Eine derartige hochalkalische Wasserglaslösung läßt sich sehr viel leichter in feine Sande einpressen als eine normale Wasserglaslösung gleicher Grädigkeit, der keine Alkalien zugesetzt sind. Die nachgepreßte hochkonzentrierte Salzlösung läßt sich dann überraschenderweise gleichfalls viel leichter in die zu verfestigende Masse einpressen, als wenn für die erste Einpressung die normale Wasserglaslösung verwendet worden ist. Der feine Sand wird auf diese Weise ohne Mühe gleichmäßig mit beiden Lösungen durchtränkt, und die dadurch erzielte -Verfestigung ist auch in allen Teilen gleichmäßig. Die dabei erzielte Druckfestigkeit des verfestigten Feinsandes ist ebenso hoch wie die eines Sandes, der sich durch das bisher gebräuchliche Verfahren, also bei Anwendung nicht alkalisch gemachten Wasserglases gut verfestigen läßt. Auch wird durch den Zusatz von Alkalien od. dgl. zum Wasserglas das schon ohnehin -hohe Durchdringungsvermögen der Salzlösungen durch die Hydrogele hindurch noch gesteigert. So gelingt es mit Hilfe des neuen Verfahrens feine und feinste Sande, die sich nach den bisher bekannten Verfahren nicht oder nur unvollkommen verfestigen ließen, in gleich guter Weise zu verfestigen wie gröbere Sande. Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens liegt auch darin, daß die bei der Verfestigung normaler Sande üblichen Niederdruckpumpen beibehalten werden können, -während man beim Versuch, Feinsande und Mehlsande nach dem bekannten Verfahren zu verfestigen, Hochdruckpumpen brauchte, weil der Einpreßdruck sehr schnell anstieg.
• Die großen Vorteile; die sich bei Anwendung des neuen Verfahrens ergeben, werden durch das nachfolgende Ausführungsbeispiel erläutert: Weißer Sand, der in der Gesamtmischung 51,5 0/0 Teilchen unter o,2 mm Korngröße, 47,5% Teilchen von o,2 bis 0,54 mm Korngröße und 1% Teilchen über 0,54 mm Korngröße und außerdem 230/0 Wasser enthielt, wurde zunächst nach dem bisher gebräuchlichen Verfahren verfestigt, indem zuerst eine normale Wasserglaslösung von 37 bis 38° Be eingepreßt wurde. Der Druck stieg dabei auf 8 bis to atü. Beim Naahpresisen einer Cbiltorcalciumlösung von 35° Be stieg der Druck auf 2o bis 22 atü an. Es trat eine Gewichtszunahme von zoo g auf zooo g Versuchsmasse ein. Die Druckfestigkeit des erhaltenen Produktes betrug im Durchschnitt nur 1o,5 kg/cm2.
• Wurde hingegen an Stelle der normalen Wasserglaslösung eine hochalkalische angewandt, die beispielsweise auf zoo Volumteile Wasserglaslösung von 37° Be 2o Volumteile Ätznatronlösung von 27° Be enthielt, und deren Volumgewicht 35° B8 betrug, so belief sich die Gewichtszunahme des verfestigten Sandes- .nur auf 70 g statt zoo g, und der Einpreßdruck stieg beim Einpressen der hochalkalischen Wasserglaslösung nur auf o,5 atü. Es wurde dann die gleiche Chlorcalciumlös:ung nachgepreßt. wie im ersten Fall, wobei aber der Einpreßdruck nur auf 2 atü anstieg. Die Druckfestigkeit der verfestigten Massen betrug hierbei im Durchschnitt 6o bis 61 kg/cm2. Dabei ist noch beachtlich, daß die Gewichtszunahme, die durch das Einpressen der beiden Chemikalien in der verfestigten Masse erreicht wird, also der tatsächliche Verbrauch an Verfestigungsmittel, bei Anwendung des neuen Verfahrens geringer ist als bei Anwendung des bekannten, was nicht nur auf den Unterschied im spezifischen Gewicht der in beiden Fällen angewandten Wasserglaslösungen zurückgeführt werden kann. Natürlich kann man auch gewöhnliche, gröbere Sande und sonstige lockere Massen unter Verwendung des hochalkalischen Wasserglases verfestigen; dabei ergeben sich aber keine wesentlichen Vorteile gegenüber der Verwendung der normalen Wasserglaslösung; im Gegenteil gelingt es dabei im allgemeinen nicht, gleich hohe Druckfestigkeit zu erreichen wie bei Anwendung der normalen Wasserglaslösung für grobe Sande bzw. wie bei Anwendung der hochalkalischen für Feinsande. Unter groben Sanden werden hierbei vorzugsweise solche verstanden, die nur verhältnismäßig geringe Mengen von Teilchen unter o,2 mm Korngröße enthalten. Zum Beispiel enthält eine bestimmte Mischung derartiger Sande 2¢% Teilchen mit Korngröße i bis 3 mm, 7oo/o mit Korngröße 0,2 bis i mm und 61/o, mit Korngröße unter 0,2 mm.
• An Stelle der Ätznatronlauge kann der Wasserglaslösung auch Sodalösung, Kalilauge, Pottaschelösung u. dgl. zugesetzt werden. Auch die Verwendung ammoniakalischer Lösungen ist möglich. Ebenso können Mischungen von normalem Wasserglas mit hochalkalischem Wasserglas zur Anwendung kommen.. An Stelle der Chlorcalciumlösung kann man als Fällungsmittel auch andere geeignete Salzlösungen verwenden. Auch ist es möglich, die beiden Chemikalien gleichzeitig, sei es im Gemisch, sei es nebeneinander, in an sich bekannter Weise einzupressen. Indessen ist das Nacheinandereinpressen vorteilhafter. Das Verfahren ist auch auf andere sehr feinporige Massen, wie z. B. Mörtel, Beton u. dgl., anwendbar.

Claims (2)

1. PATEN TANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Verfestigen und Dichten von lockeren oder porösen Massen, insbesondere ganz oder teilweise feinsandigen Böden, unter Verwendung von Wasserglas und Fällungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasserglaslösung verwendet wird, deren Alkalität durch Zusatzmittel erhöht ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die stark alkalische Wasserglaslösung eine Konzentration von etwa 3o bis 35° Be besitzt.