DK158909B - Geldannende blanding paa alkalisilicat-basis - Google Patents
Geldannende blanding paa alkalisilicat-basis Download PDFInfo
- Publication number
- DK158909B DK158909B DK574282A DK574282A DK158909B DK 158909 B DK158909 B DK 158909B DK 574282 A DK574282 A DK 574282A DK 574282 A DK574282 A DK 574282A DK 158909 B DK158909 B DK 158909B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- gel
- water
- gelling
- mixture
- gels
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 claims description 25
- 238000001879 gelation Methods 0.000 claims description 19
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XYJRNCYWTVGEEG-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(2-methylpropyl)silane Chemical group CO[Si](OC)(OC)CC(C)C XYJRNCYWTVGEEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 abstract description 35
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 19
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 27
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 18
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 5
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OC)(OC)OC HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- KMZHZAAOEWVPSE-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydroxypropyl acetate Chemical compound CC(=O)OCC(O)CO KMZHZAAOEWVPSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- -1 alkylene carbonate Chemical compound 0.000 description 2
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 150000008055 alkyl aryl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007903 penetration ability Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003390 teratogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
- C09K17/42—Inorganic compounds mixed with organic active ingredients, e.g. accelerators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S106/00—Compositions: coating or plastic
- Y10S106/90—Soil stabilization
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
i
DK 158909B
Opfindelsen angår flydende blandinger af alkalimetalsilica-ter, vand og et geleringsmiddel, hvilke blandinger i løbet af et tidsrum, der kan bestemmes på forhånd, størkner til kiselsyreholdige geler. Blandingernes vigtigste anvendelses-5 område er jordstabilisering i byggeteknikken.
Det har i lang tid været kendt at anvende vandige alkali-silicatopløsninger og geleringsmidler, hver for sig eller sammen, til jordstabilisering. Herved anvendes i overvejende grad sådanne geleringsmidler, som kan blandes med silicat-10 opløsningen uden øjeblikkelig geldannelse, og som først bevirker en geldannelse efter et tidsrum, der er tilstrækkeligt til fremstilling og anvendelse af blandingen. Ved injektion af disse flydende blandinger, som stivner eller størkner i jorden, i det jordområde, der skal stabiliseres, kan vand-15 gennemtrængelige jordarter gøres tætte og forstærkes.
Gelernes egenskaber og egnethed til formålet afhænger af både alkalisilicatets og geleringsmidlets art og mængde.
Det er en forudsætning for en effektiv tætning af jorden, at gelerne udviser en så lille og så langsom synærese som 20 muligt. Med udtrykket synærese menes gelernes volumensammentrækning under udskillelse af en vandig fase, det såkaldte synæresevand.
Den som "Monosol-metoden" kendte anvendelse af vandglasopløsninger med natriumaluminat som geleringsmidler opfylder dis-25 se forudsætninger i området for lave vandglaskoncentrationer. Ganske vist har disse geler en god tætningsvirkning imod vand, men de har praktisk taget ingen egen styrke. En væsentlig forbedring af gel-styrken ved forøgelse af vandglaskoncentrationen og dermed af indholdet af SiC>2 i geler-30 ne er ikke mulig, da der ved fremstilling af blandinger med et SiC^-indhold på mere end ca. 110 g pr. liter er risiko for, at tilsætningen af natriumaluminatet fører til en øjeblikkelig dannelse af gel eller bundfald. Derfor er det
DK 158909B
2 også kun muligt at fremstille geler med et maksimalt SiC^-indhold på ca. 120 g pr. liter i jorden, og disse gelers forstærkende virkning er meget ringe.
Til jordforstærkning med blandinger på alkalisilicat-basis 5 anvendes andre geleringsmidler, ofte organiske geleringsmidler. De organiske midler, hovedsagelig estere såvel som enkelte amider og aldehyder, kan uden risiko for en øjeblikkelig reaktion tilblandes vandglasopløsninger, selv når disse foreligger i høj koncentration.
10 Det er således kendt, f.eks. fra FR-PS 1.164.835 og 1.502.645, at anvende alkylestere af lavere fedtsyrer i blanding med alkalisilicatopløsninger til jordstabilisering. Ifølge DE-PS 1.567.776 og DE-PS 2.242.713 er også alkylesterne af dicarboxylsyrer, f.eks. rav-, glutar- og adipinsyre, egnede 15 som geleringsmidler. En ulempe ved de fleste alkylestere, herunder også ethylacetat, er deres ringe opløselighed i vandglasopløsninger, hvad der kan medføre, at ikke-omsatte estere uddrives af blandingen og udskilles. Som følge heraf kan der indtræde uensartet geldannelse og forurening af grund-20 vandet.
Med henblik på at undgå disse ulemper anbefales forskellige vandopløselige estere som geleringsmidler: Således omtaler FR-PS 2.175.481 glycerolacetatblandinger og GB-PS 1.109.140 cycliske estere af lacton- eller alkylencarbonattypen som 25 egnede geleringsmidler for alkalisilicatopløsninger.
Den høje styrke og dermed også den forstærkningsvirkning, som udvises af de geler, der frembringes ved hjælp af organiske geleringsmidler, skyldes i hovedsagen deres høje SiC^-indhold. Denne årsag ligger ikke alene i disse blandingers 30 høje silicatkoncentrationer, men også i gelernes kraftige synærese. Med den sammentrækning eller skrumpning af gelerne, som ved middelhøje silicatkoncentrationer (ca. 45 til 70 rumfangsprocent ved teknisk vandglasopløsning med en spe-
DK 158909 B
3 cifik vægt på omtrent på ca. 1,25 til ca. 1,45 svarende til 30-45°Bé) kan andrage ca. 50-70%, vokser deres SiC>2-indhold med en lignende procentsats. Medens gelernes styrke eller stivhed tiltager med synæresen, falder tæt-5 ningsvirkningen, eftersom den behandlede jords porevolumen kun er delvis fyldt med gel. Med tiltagende vandgennem-trængelighed eller ved en pludselig vandtilstrømning kan indenfor kort tid betydelige mængder af organiske hydrolyseprodukter og en uforandret rest af geleringsmiddel blive 10 tilført grundvandet sammen med synæresevandet og føre til en utilladelig høj forurening.
I praksis er det ofte nødvendigt at gøre en byggegrund tæt og samtidig forstærke den. Dannelsen af en gel, som opfylder begge disse krav, forudsætter en i det mindste delvis 15 undertrykkelse af den utæthed-skabende synærese.
Muligheder til at opnå dette er: 1. Forøgelse af den geldannende blandings silicatindhold, f.eks. til mere end 75 rumfangsprocent teknisk vandglasopløsning, dette medfører en tilbagetrængning af 20 udskillelsen af synæresevand.
2. Binding eller indeslutning af synæresevandet ved tilsætning af skeletdannende midler, f.eks. cementsuspensioner.
Som geleringsmidler har man hidtil i begge tilfælde anvendt de ovennævnte organiske stoffer, i det andet 25 tilfælde især formamid, imidlertid er anvendelsen af formamid ikke uden risiko på grund af dets giftvirkning (teratogene virkning). Til behandling af finkornede jordmasser er imidlertid ingen af de to muligheder anvendelig, da blandingens indtrængningsevne er kraftigt nedsat, 30 i første tilfælde på grund af den høje viskositet, i det andet tilfælde på grund af indholdet af fast stof. Derfor behandles i praksis sådanne finkornede jordmasser først med en tætnende blanding, og derpå injiceres en forstærkende eller afstivende blanding. En sådan måde 35 at gå frem på er yderst tidskrævende og kræver en indsats, der er praktisk taget dobbelt så stor som ved en arbejdsmåde i ét trin.
DK 158909 B
4
Det er derfor opfindelsens formål at udvikle blandinger på alkalisilicatbasis, der er egnet til jordstabilisering, og som både sikrer en pålidelig tætning og en yderligere forstærkning svirkning og endvidere er egnet til behandling 5 af finkornede jordmasser.
Det har vist sig, at dette formål kan opnås med en geldannende blanding af alkalimetalsilicat, vand og geleringsmiddel, der ifølge opfindelsen som geleringsmiddel indeholder en trialkoxysilan af formlen R-SItORMg , hvori 10 R er en aliphatisk gruppe med 1-6 carbonatomer, og grupperne R', der kan være ens eller forskellige, betyder alkyl-grupper med 1-4 carbonatomer. Foretrukne trialkoxysilaner er n-propyl-, isopropyl- og isobutyl-trimethoxy-silan henholdsvis -triethoxy-silan. Disse silaners alkoxygrupper kan 15 også delvis foreligge i hydrolyseret form som OH-grupper.
Mængden af den silan, der ifølge opfindelsen skal anvendes som geleringsmiddel, afhænger af silanens molvægt, vandglasindholdet og af den ønskede geleringstid for blandingen.
For blandinger med vandglasopløsninger på fra 10-90 rum-20 fangsprocent af fra 30-43° Bé (d^® = 1,25 til 1,4) og geleringstider på fra 30-300 minutter andrager denne mængde fra 20 til 140 g pr. liter blanding svarende til et molforhold silan:SiC>2 på (0,05 til 0,28) :1.
Ved ændring af mængdeforholdet mellem geleringsmiddel og 25 alkalisilicat er det muligt at variere geleringstiderne for blandingerne ifølge opfindelsen indenfor vide grænser. Desuden er det muligt at indstille både geleringstiderne og gelens styrke ved tilsætning af yderligere midler til blandingen af alkalimetalsilicat, vand og trialkoxysilan. Så-30 danne ekstra midler til geleringstidindstilling er f.eks. hydroxider og alkalisk reagerende salte af alkalimetallerne og ammonium, af hvilke især natriumforbindelser, såsom NaOH, Na2C03, NaOOCCH^ eller Na3P04 er egnet til afkortning af geleringstiden. Som sådanne ekstra tilsætningsmidler egner sig
DK 158909B
5 imidlertid også andre, i sig selv kendte geleringsmidler for vandige alkalisilicatopløsninger, som f.eks. alkylen-carbonaterne (f.eks. ethylen- eller 1,2-propylencarbonat), som foruden en afkortning af geleringstiden også bevirker 5 en hurtigere vækst i gelens styrke. Disse stoffer kan tilsættes til blandingen af alkalisilicat, vand og silan i mængder på op til omtrent 3 vægtprocent, regnet på blandin gen.
Ved hjælp af de ekstra tilsætningsmidler kan egenskaberne 10 ved blandingerne ifølge opfindelsen med kort varsel tilpasses til uforudsete afvigelser i lokale jordbundsforhold, tiisse undtagelsestilfælde kræver hovedsagelig blandinger med kortere geleringstider og en hurtigere tætnings- eller forstærknings-virkning. I alle andre tilfælde er tilsætnings-15 midler hverken nødvendige eller fordelagtige.
Som alkalisilicater skal ifølge opfindelsen forstås de som vandglas kendte kalium- og især natriumsilicater. På grund af deres fremstillingsmåde foreligger de som vandige opløsninger med forskellige indhold af alkalioxid og SiC^. De an-20 vender derfor som sådanne vandige opløsninger, idet der fortrinsvis anvendes koncentrerede opløsninger med en vægtfylde d^ på ca. 1,25-1,40 (svarende til 30-43° Bé) . Alt efter anvendelsesformålet fortyndes opløsningerne med vand til den ønskede koncentration.
25 I almindelighed er det ved sammensætning af de til jordstabilisering anvendte blandinger af alkalisilicatopløsning og geleringsmidler nødvendigt, foruden til jordens beskaffenhed og den tilsigtede virkning, også at tage hensyn til komponenternes indbyrdes forenelighed og den geleringstid, der 30 skal opnås. Blandingerne ifølge opfindelsen kan fremstilles uden risiko for en øjeblikkelig geldannelse eller fældning, selv ved anvendelse af ufortyndede tekniske vandglasopløsninger med en vægtfylde fra ca. 1,25 til ca. 1,40 (ca. 30-43° Bé) . Indenfor det samlede område af sædvanlige vandglaskoncentra-
DK 158909B
6 tioner kan geleringstiderne indstilles mellem 30 og 300 minutter ved at variere mængden af trialkoxysilan. I alle tilfælde fremkommer der primært meget tætte geler, som i deres yderligere egenskaber adskiller sig tydeligt fra de 5 geler, der er fremstillet af kendte blandinger af alkali-silicat og geleringsmiddel. Synæresen begynder på et senere tidspunkt og forløber meget langsommere end med geler ud fra blandinger med kendte organiske geleringsmidler. Ved de forhold mellem silicat og trialkoxysilan svarende til 0,04 3 10 ti.l 0,11 mol silan pr. 100 cm vandglasopløsning med en vægtfylde d^ på ca. 1,38 (svarende til 38-40° Bé), som det foretrækkes at anvende, udgør synæresen efter 4 uger mindre end 10% og sikrer en høj tætningsvirkning i dette tidsrum, der er tilstrækkeligt til mange byggeformål. Den langsomt til-15 tagende gelstyrke forhindrer de blødgørings- og opløsnings-fænomener, der iagttages ved andre tætningsgeler i betøring med vand, og bevirker en ønsket forøgelse af forstærknings-væsken.
Den praktiske fremstilling og anvendelse af blandingerne 20 ifølge opfindelsen kan ske ved hjælp af de i jordbehandlingsteknikken sædvanligt anvendte maskiner. Blandingen af komponenterne kan udføres på to måder: 1. Man blander vandglasopløsning og vand i det ønskede forhold, tilsætter den nødvendige mængde trialkoxysilan og' omrører til dette opløses, hvortil der 25 kræves ca. 30-45 minutter. 2. Man opløser den nødvendige mængde trialkoxysilan i omtrent den samme mængde vand, som med en meget lille mængde mineralsyre er blevet bragt til en pH-værdi på mellem 3,5 og 4, og tilsætter denne opløsning til blandingen af vandglas og det resterende vand. Den før-30 ste metode kan anvendes for praktisk taget alle koncentrationsforhold, og den anden noget hurtigere metode kan anvendes ved blandinger med lavere vandindhold (mindre end 70 rumfangsprocent) .
DK 158909 B
7
Eksempel 1.
20
Teknisk vandglasopløsning (d^ ca. 1,35) og vand blev sammenblandet svarende til de i tabel I angivne rumfangsandele, hvorpå den angivne mængde n-propyltrimethoxysilan blev til-5 sat og blandingen omrørt i 45 minutter. Til karakterisering blev der foretaget bestemmelse af blandingernes geleringstid og gelernes synærese.
Geleringstid = tidsrummet fra tilsætning af silanen til blandingens størkning. Størkningstidspunktet var nået, når 10 en glasstav, der blev trukket på tværs gennem blandingens overflade, efterlod sig et spor, som endnu var synligt efter 5 sekunder (ca. 100 mPa.s.). Til kontrol blev der foretaget bestemmelse af vippetiden, efter hvilken en prøveportion af blandingen ikke længere flød ud af et reagensglas med en 15 hældning på mere end 90°. (De her ikke angivne vippetider lå i gennemsnit 1 minut under geleringstiderne).
Synærese = gelens volumensammentrækning, bestemt ved afhældning og måling af synæresevandet, hvis rumfang blev angivet i procent af det samlede rumfang.
20 Tabel I.
Vandglas Vand S.ilan Gelerings- Synærese (%) efter x dage (ml) (ml) (g) tid (min.) 1 3 7 14 28 20 80 4,5 80 0 1 3 6 10 30 70 5,5 99 0 0 0,5 2 5 50 50 6,0 100 0 0 <0,5 2 5 25 60 40 6,5 104 0 0 < 0,5 0,5 1 70 30 7,5 98 0 0 < 0,5 3 6 80 20 8,0 85 0 0 0 < 0,5 0,5
DK 158909B
8
Eksempel 2.
20 60 ml vandglasopløsning (d^ ca. 1,35), 40 ml vand og 5,9 g isobutyl-trimethoxysilan blev omrørt i 15 minutter under tilsætning af 0,5 ml emulgator (en 40%'s opløsning af Na-5 alkylarylsulfonat). Den fremkomne blandings geleringstid var 33 minutter, målt fra silantilsætningen. Den stive gel udviste praktisk taget ingen synærese (efter 28 dage mindre end 1%).
Eksempel 3.
10 50 ml vand blev ved hjælp af fortyndet saltsyre bragt på en sur pH-værdi på 3,6 og omrørt med 50 g n-propyl-trimethoxy-silan, hvorved der efter 7 minutter fremkom en homogen opløsning.
a) 10 g af den 50%'s silanopløsning blev indrørt i blanding 20 15 af 30 ml vandglasopløsning (d^ = 1,26) og 60 ml vand. Blan dingen størknede efter en geleringstid på 95 minutter. Efter 24 dage var den stive gels synærese 1,5%.
b) 15 g af den 50%'s silanopløsning blev i løbet af 3 minutter inddryppet under kraftig omrøring i en blanding af 60 ml 20 20 vandglasopløsning (d^ = 1,26) og 30 ml vand. Omrøringen blev fortsat i yderligere 10 minutter, hvorved den til at begynde med optrædende uklarhed i stor udstrækning forsvandt. Efter en geleringstid på 92 minutter fremkom en stiv, uigennemsigtig gel med meget ringe synærese (0,5% efter 24 dage).
25 Eksempel 4.
Tre blandinger, hver bestående af 60 ml vandglasopløsning 20 (d4 ca. 1,35) og 40 ml vand, med forskellige geleringstider blev fremstillet ved anvendelse af forskellige mængder af n-propyl-trimethoxysilan. Resultaterne fremgår af tabel II.
30 Fremstillingen af blandingerne blev gentaget under tilsætning af natriumhydroxid til afkortning af geleringstiden. Natrium-
DK 158909B
9 hydroxidet opløstes i blandingens vandandel i en med silanen ækvimolær mængde.
Tabel II.
Forsøg Silan NaOH Gelerings- Synærese af gelen (%) efter (g) (g) tid (min.) 3 dage 14 dage - 417 0 1,0 D a 4,3 1,12 119 <0,5 4,5 , c c - 218 0 0,5 ° 0,0 1,37 62 < 0,5 6,5 - 104 0 0,5 C b,b 1,62 43 <0,5 8,5
Eksempel 5.
Den i eksempel 4b nævnte blanding af 60 ml vandglasopløsning 20 10 (d^ ca. 1,35), 40 ml vand og 5,5 g n-propyl-trimethoxysilan (geleringstid 218 minutter) blev efter omrøring i 30 minutter tilsat 2,5 g 1,2-propylencarbonat. Efter 18 minutter størkede blandingen til en fast gel med højere synærese (efter 3 dage 4,4%, efter 17 dage 21%) .
Claims (5)
1. Geldannende blanding af alkalimetalsilicat, vand og geleringsmiddel, kendetegnet ved, at den som geleringsmiddel indeholder en trialkoxysilan med formlen
5 R-Si(OR*)2 , hvori R betyder en aliphatisk gruppe med 1-6 carbonatomer, og grupperne R', der kan være ens eller forskellige, betyder alkylgrupper med 1-4 carbonatomer.
2. Geldannende blanding ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trialkoxysilanen er n-propyl- eller 10 isobutyl-trimethoxy eller -triethoxysilan.
3. Geldannende blanding ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den som yderligere midler til indstilling af geleringstiden og/eller gelstyrken indeholder hydroxider og/eller alkalisk reagerende salte af alkalimetal- 15 lerne eller af ammonium.
4. Geldannende blanding ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at den yderligere som middel til indstilling af geleringstiden indeholder et i sig selv kendt geleringsmiddel for alkalisilicatopløsninger.
5. Geldannende blanding ifølge krav 4, kendeteg net ved, at den som yderligere kendt geleringsmiddel indeholder ethylen- eller 1,2-propylencarbonat. r
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3151680 | 1981-12-28 | ||
| DE3151680A DE3151680C2 (de) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Gelbildendes Gemisch auf Alkalisilicat-Basis |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK574282A DK574282A (da) | 1983-06-29 |
| DK158909B true DK158909B (da) | 1990-07-30 |
| DK158909C DK158909C (da) | 1990-12-31 |
Family
ID=6149905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK574282A DK158909C (da) | 1981-12-28 | 1982-12-27 | Geldannende blanding paa alkalisilicat-basis |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4609487A (da) |
| EP (1) | EP0082971B1 (da) |
| JP (1) | JPS58117280A (da) |
| AT (1) | ATE12247T1 (da) |
| CA (1) | CA1235837A (da) |
| DE (2) | DE3151680C2 (da) |
| DK (1) | DK158909C (da) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3313034A1 (de) * | 1983-04-12 | 1984-10-18 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Isolierung von schadstoffen in bodenschichten |
| DE3326836C2 (de) * | 1983-07-26 | 1985-12-05 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Schadstoffresistente Dichtmasse |
| DE3329403C1 (de) * | 1983-08-13 | 1985-01-24 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Gelbildendes Gemisch auf Alkalimetallsilicatbasis |
| FR2577205B1 (fr) * | 1985-02-13 | 1990-04-06 | Rhone Poulenc Spec Chim | Compositions de silicates alcalins et leurs emplois |
| DE3606313A1 (de) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Dynamit Nobel Ag | Dichtmasse fuer bodenabdichtungen |
| DE3629768A1 (de) * | 1986-09-02 | 1988-03-31 | Bilfinger Berger Bau | Vorzugsweise wasserhaltiges, abbindbares stoffgemisch zur verwendung als baustoff bei der erstellung von bauelementen |
| DE3631834C1 (en) * | 1986-09-19 | 1987-11-19 | Dynamit Nobel Ag | Aqueous solutions of methyltrialkoxysilanes and alkali metal silicates with a long shelf life |
| DE3703138A1 (de) * | 1987-02-03 | 1988-08-11 | Hoelter Heinz | Verfahren zur sanierung schadstoffbelasteter boeden und vermeidung von grundwasserkontamination durch unerwuenschte schadstoffe |
| DE3717885C3 (de) * | 1987-05-27 | 1994-12-15 | Dyckerhoff & Widmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Dichtungsschicht aus mineralischen Dichtungsmaterialien |
| US5328645A (en) * | 1989-01-04 | 1994-07-12 | Ppg Industries, Inc. | Gel promoters for silica sols |
| DE58903050D1 (de) * | 1989-06-30 | 1993-01-28 | Kuegler Jost Ulrich Dipl Ing | Verfahren zur herstellung einer abdichtung bei deponien oder dergleichen. |
| HU209140B (en) * | 1991-08-17 | 1994-03-28 | Dienstleistungsagentur Fuer In | Environment-sparing process and preparative for solidifying media |
| ZA929373B (en) * | 1991-12-06 | 1993-06-02 | Chem Services | Drilling mud additive. |
| DE4312231C2 (de) * | 1993-04-14 | 2002-01-31 | Bilfinger Berger Bau | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flächigen Bauelementen im Boden |
| EP0641748B1 (de) * | 1993-09-04 | 1999-06-16 | Rudolf Schanze | Masse für die Befestigung von Dübeln u.dgl. in Hohlräumen von Beton, Stein und Ziegelmauerwerk, auf Basis Wasserglas, und Verfahren zur Herstellung der Masse |
| US5415688A (en) * | 1993-09-20 | 1995-05-16 | Ameron, Inc. | Water-borne polysiloxane/polysilicate binder |
| DE4404644C2 (de) * | 1994-02-14 | 1996-02-15 | Kuegler Jost Ulrich Dipl Ing | Verfahren zur Abdichtung von Bodenformationen |
| US6506246B1 (en) * | 1998-09-02 | 2003-01-14 | Fosroc International Limited | Settable composition |
| DE19844654A1 (de) | 1998-09-29 | 2000-03-30 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur Festigung und Hydrophobierung von Bodenmaterialien |
| US7757766B2 (en) * | 2008-11-19 | 2010-07-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Density-matched suspensions and associated methods |
| EP2216371A1 (de) * | 2009-02-07 | 2010-08-11 | Cognis IP Management GmbH | Lösemittelfreie wasserlösliche Silan modifizierte Silikate |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB766419A (en) * | 1954-03-08 | 1957-01-23 | Dow Chemical Co | Improved acid-resistant cements |
| US4120938A (en) * | 1973-08-25 | 1978-10-17 | Dynamit Nobel Aktiengesellschaft | Aqueous solutions of alkali polysilicates |
| FR2389409B1 (da) * | 1977-05-02 | 1980-02-01 | Rhone Poulenc Ind | |
| US4316807A (en) * | 1978-04-03 | 1982-02-23 | W. R. Grace & Co. | Viscosifying agent |
| US4229222A (en) * | 1978-07-28 | 1980-10-21 | Schneider Gordon L | Earthen cement compositions for building materials and process |
| US4293340A (en) * | 1979-11-05 | 1981-10-06 | Diamond Shamrock Corporation | Composition and process for stabilizing soil |
| JPS5697177A (en) * | 1979-12-29 | 1981-08-05 | Fuji Electric Co Ltd | Matching type pattern inspection device using normalization method |
-
1981
- 1981-12-28 DE DE3151680A patent/DE3151680C2/de not_active Expired
-
1982
- 1982-11-30 DE DE8282111058T patent/DE3262713D1/de not_active Expired
- 1982-11-30 AT AT82111058T patent/ATE12247T1/de not_active IP Right Cessation
- 1982-11-30 EP EP82111058A patent/EP0082971B1/de not_active Expired
- 1982-12-22 CA CA000418386A patent/CA1235837A/en not_active Expired
- 1982-12-27 DK DK574282A patent/DK158909C/da not_active IP Right Cessation
- 1982-12-27 JP JP57227186A patent/JPS58117280A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-19 US US06/702,432 patent/US4609487A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0330636B2 (da) | 1991-05-01 |
| EP0082971A1 (de) | 1983-07-06 |
| EP0082971B1 (de) | 1985-03-20 |
| JPS58117280A (ja) | 1983-07-12 |
| CA1235837A (en) | 1988-04-26 |
| US4609487A (en) | 1986-09-02 |
| ATE12247T1 (de) | 1985-04-15 |
| DK158909C (da) | 1990-12-31 |
| DE3262713D1 (en) | 1985-04-25 |
| DE3151680C2 (de) | 1985-09-26 |
| DE3151680A1 (de) | 1983-07-07 |
| DK574282A (da) | 1983-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK158909B (da) | Geldannende blanding paa alkalisilicat-basis | |
| CN105541173B (zh) | 一种渗透型液体硬化剂及其制备方法 | |
| EP0273445B1 (en) | Chemical grout for ground injection and method for accretion | |
| RU2554957C2 (ru) | Способ изоляции притока пластовых вод и крепления призабойной зоны пласта | |
| JPH0428759B2 (da) | ||
| JP6159963B1 (ja) | 地盤注入材および地盤改良工法 | |
| JP2001003047A (ja) | 地盤注入用固結材 | |
| KR102566340B1 (ko) | 친환경 실리케이트 그라우트재 제조방법 및 이를 이용한 차수 그라우팅 시공방법 | |
| JP4701370B2 (ja) | 地盤注入工法 | |
| JP2013136908A (ja) | 地盤改良工法、シリカ系グラウト及びその原料 | |
| US5569323A (en) | Inorganic liquid filler compositions for consolidation/sealing of ground formations and building materials | |
| JPS6040190A (ja) | 土壌固定および土壌封止ないしは土壌中に存在する有害物を不動化するためのゲル形成性混合物 | |
| JPS5911632B2 (ja) | 土質の安定化方法 | |
| JP2004189568A (ja) | エアーグラウト材 | |
| FR2800061A1 (fr) | ACCELERATEUR DE PRISE POUR LIANT HYDRAULIQUE A BASE DE COMPOSEES DE l'ALUMINIUM ET DE POLYOLS | |
| JPH0753960A (ja) | 土壌の凝固又は封止のための液状無機充填材 | |
| JPH0155679B2 (da) | ||
| KR20200031234A (ko) | 실리카계 그라우트 조성물 | |
| JPS59152986A (ja) | 地盤注入工法 | |
| JP3216878B2 (ja) | 地盤注入用グラウト材 | |
| SU1118662A1 (ru) | Реагент дл обработки глинистых буровых растворов и способ его приготовлени | |
| JPS59184283A (ja) | 硬化性組成物 | |
| JP2025092789A (ja) | 地盤注入用薬液、その製造方法及び地盤注入硬化方法 | |
| JPS59131690A (ja) | 地盤注入工法 | |
| JPS629154B2 (da) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |