JP2000109833A - 土壌物質を固化及び疎水性化する方法 - Google Patents

土壌物質を固化及び疎水性化する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 土壌物質を固化及び疎水性化する方法 【解決手段】 粘土質及び砂利質の土壌物質をアルカリ
金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを用いて固化
及び疎水性化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ金属珪酸
塩及びアルカリ金属シリコネートを用いて粘土質又は砂
利質の土壌物質を固化及び疎水性化する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】 土壌固化のために、水硬化するバイン
ダー、例えば高水硬性の石灰及びセメントが疎水性化
剤、例えばパラフィンと組み合わせて使用されることは
公知である。水硬性バインダー上に施与することを可能
にするために、パラフィンを先ず溶融させるべきである
ので、この混合物はコストのかかる方法手段で製造しな
ければならない。更に、使用される物質が限られてのみ
化学的反応性を示すことが欠点として明らかになった。
パラフィンは、例えば、土壌試料の成分と化学的に反応
することができない。ここでは、物理的に混合するだけ
であり、このことは、全く可逆性であり、従って、化学
結合により得られる作用の安定性を有することができな
い。従って、この技術水準の欠点をさけ、土壌物質を簡
単な方法で固化し、かつ疎水性化させることのできる方
法を提供する課題が存在した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、土壌
物質(Bodenmaterial)を水、アルカリ金属珪酸塩及びア
ルカリ金属シリコネートで処理することよりなる、土壌
物質を固化及び疎水性化する方法である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明により処理される
土壌物質は、従来公知の全ての土壌物質、殊に粘土質及
び砂利質の土壌物質であってよい。
【0005】本発明の方法で使用されるアルカリ金属珪
酸塩は、任意のアルカリ金属珪酸塩、例えば珪酸ナトリ
ウム及び珪酸カリウムである。珪酸のナトリウム塩及び
カリウム塩は、水ガラスとも称される。
【0006】本発明により使用されるアルカリ金属珪酸
塩は、SiO対アルカリ金属酸化物、殊にNaO又
はKOの重量比2.3〜3.5、密度1240〜153
5kg/m及び粘度5〜850mPas(20℃)を
有するのが有利である。
【0007】本発明により使用されるアルカリ金属シリ
コネートは、特に、式: R(RO)(MSiO(4−a−b−c)/2 (I) [式中、Rは同一又は異なるものであってよく、1価の
SiC−結合有機基を表し、Rは同一又は異なるもの
であってよく、1価の置換又は非置換の炭化水素基を表
し、Mは同一又は異なるものであってよく、アルカリ
金属イオン又はアンモニウムイオン、殊にNa又はK
を表し、aは0、1、2又は3好ましくは1であり、
bは0、1、2又は3、好ましくは1又は2であり、c
は0、1、2又は3、好ましくは1である(但し、a、
b及びcの合計は3以下であり、分子1個当たり少なく
とも1個の基(M)が存在することを前提とす
る]の単位からのものである。
【0008】Rの例は、アルキル基、例えばメチル−、
エチル−、n−プロピル−、イソ−プロピル−、n−ブ
チル−、イソ−ブチル、t−ブチル−、n−ペンチル
ー、イソ−ペンチル−、ネオ−ペンチル−、t−ペンチ
ル−基、ヘキシル基、例えばn−ヘキシル基、ヘプチル
基、例えばn−ヘプチル基、オクチル基、例えばn−オ
クチル基及びイソ−オクチル基、例えば2,2,4−ト
リメチルペンチル基、ノニル基、例えばn−ノニル基、
デシル基、例えばn−デシル基、ドデシル基、例えばn
−ドデシル基及びオクタデシル基、例えばn−オクタデ
シル基、シクロアルキル基、例えばシクロペンチル−、
シクロヘキシル−、シクロヘプチルー及びメチルシクロ
ヘキシル基、アリール基、例えばフェニル−、ナフチル
−、アンスリル−及びフェナンスリル基、アルカリール
基、例えばo−、m−、p−トリル基、キシリル基及び
エチルフェニル基及びアラルキル基、例えばベンジル
基、α−及びβ−フェニルエチル基である。
【0009】基Rは、炭素原子数1〜12を有する炭化
水素基が有利であり、特にメチル−、エチル−及びプロ
ピル基、殊にメチル基が有利である。
【0010】炭化水素Rの例は、Rに記載の基であ
り、ここで、基Rは水素、炭素原子数1〜6を有する
炭化水素基、特に水素原子、メチル−及びエチル基、殊
に水素原子が有利である。
【0011】本発明により使用されるアルカリ金属シリ
コネートは、室温で水中に少なくとも部分的に溶解する
ものが有利である。
【0012】本発明により使用されるアルカリ金属シリ
コネートはカリウムアルキルシリコネートの水溶液が特
に有利である。
【0013】本発明により使用されるアルカリ金属珪酸
塩及びアルカリ金属シリコネートは、市販の製品である
か又は珪素化学で慣用の方法で製造可能である。
【0014】本発明の方法では、アルカリ金属珪酸塩及
びアルカリ金属シリコネートを任意の割合で使用するこ
とができる。アルカリ金属珪酸塩対アルカリ金属シリコ
ネートの重量比は10:1〜1:10が有利であり、特
に1:1が好ましい。
【0015】本発明の方法では、使用される水、アルカ
リ金属珪酸塩及びシリコネートの合計量100リットル
に対して10〜95リットルの量で水が使用され、この
際、特に70〜90リットルの量が好ましい。水の添加
量は処理すべき土壌の水含分によっても決まるので、添
加すべき水量は前記の量範囲の下であっても上であって
もよい。
【0016】本発明の方法では、処理すべき土壌物質の
100重量部に対してそれぞれアルカリ金属珪酸塩、ア
ルカリ金属シリコネート及び水を1〜100重量部、特
に有利に0.1〜10重量部、殊に0.5〜10重量部の
合計量で使用する。
【0017】水、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属
シリコネートは、本発明の方法では任意の方法で処理す
べき土壌物質と混合物ことができる。この場合に、本発
明により使用される成分は、単独で又は任意の混合して
使用することができる。
【0018】水、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属
シリコネート及び場合による添加剤からの混合物を処理
すべき土壌物質に添加するのが有利である。この混合物
は、例えば使用される水、アルカリ金属珪酸塩及びアル
カリ金属シリコネートの合計重量に対して約10重量%
の量の苛性カリの添加により安定化させることができ
る。更に、使用される水、アルカリ金属珪酸塩及びアル
カリ金属シリコネートの合計重量に対して0.5〜1.0
重量%の量のアルコール、例えばイソプロパノールの添
加により、その濡れ特性を改良することもできる。
【0019】本発明の方法のこの変法の特徴は、このよ
うな液体成分が著しく簡単に配量可能であり、かつ混入
可能であることである。更に、水、アルカリ金属珪酸塩
及びアルカリ金属シリコネート及び場合による添加剤か
らの本発明により使用される混合物は、それが水希釈可
能であり、室温及び大気圧で殆ど無限の貯蔵安定性を示
す利点を有する。
【0020】土壌層の掘り出しの後に、これに、本発明
により水、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコ
ネート及び場合による添加剤からの混合物を添加する。
混合の後にこの掘り出しを再び埋め戻し、圧搾し、かつ
圧縮する。短時間後に既に、シリコネート分の疎水性化
作用により、本発明により処理された土壌層の非常に強
い撥水性及びそれに伴う耐水性が生じる。更に、圧搾及
び圧縮及び珪酸塩成分からのシリカゲル形成により、土
壌層の強い固化が起こる。しばらく後に既にこのように
処理された土面は道路又は歩道として通行及び利用する
ことができる。本発明の方法の優れた作用に基づき、他
の場合に予期される走行時には存在しないような損耗に
対する良好かつ高い抵抗をも生じる。
【0021】殊に粘土質の土壌試料は、圧縮及び空気乾
燥の後に、簡単な方法で得られたこの建築材料を用いて
石積み構築を行うことができるような優れた強度及び耐
水性が得られる。このことは、殊に、建築材料、例えば
煉瓦などを製造する工業的及び経済的能力を有しない国
にとっては特に重要性が高い。
【0022】本発明による方法のもう一つの利点は、使
用されるアルカリ成分と土壌試料の成分との化学的反応
性により、安定で不溶性の化合物が生じることである。
【0023】本発明の方法は、土壌物質が固化され、疎
水性化されるべきである全ての場所で使用することがで
きる。殊に、これは、道−及び道路建築で及び簡単な石
積み構築のための相応する強度を有する耐水性の建築材
料の製造のために使用することができる。本発明の方法
による建築材料の製造時に、この建築材料の焼成及び硬
化なしで、比較的高い強度及び耐水性が得られることが
明らかになり、これが、このように製造された建築材料
を、第三世界における様な簡単な建築法のための使用を
可能にする。
【0024】次に記載の実施例中で、全ての「部」及び
「%」は、特に断りのないかぎり、「重量部」及び「重
量%」を意味する。他に記載のない限り、次の実施例
は、大気圧、即ち約1000hPa及び室温、即ち約2
0℃で又は付加的な加熱又は冷却をせずに室温で反応成
分を一緒に添加する際に生じる温度で実施する。
【0025】
【実施例】例1 SiO対アルカリ金属酸化物の重量比が2.46〜2.
64(SiO 19.7〜20.7%)、密度1240
〜1250kg/m及び20℃での粘度20〜40m
Pasを有するカリ水ガラス(Fa.Henkel,Deutschland
社からEHST 28なる名称で市販)15リット
ル、水中の42%溶液としての平均式:CH−Si
(OH)のカリウムメチルシリコネート(Wa
cher-ChemieGmbH,Muenchen 社からWACHER BS
(R)15なる名称で市販)15リットル及び水70リッ
トルから混合物を製造した。この混合物から約0.5重
量部を掘り出された土壌物質混合物100重量部に対し
て供給し、相互に混合する。引き続きこうして得られた
土壌物質混合物を再び埋め戻し、圧搾し、圧縮する。こ
のことは慣用の建築器材又は−機械を用いて行うことが
できる。
【0026】数時間の後に既に固化した疎水性の土面が
得られ、これは機械的に負荷可能であり、例えば走行す
ることができる。
【0027】例2 例1に記載のカリ水ガラス10リットル、例1に記載の
カリウムメチルシリコネート10リットル及び水80リ
ットルから混合物を製造する。この混合物2.0重量部
及び水7重量部を、掘り出された土壌物質混合物100
重量部に配量し、相互に混合する。引き続き、こうして
得られた土壌物質混合物を再び埋め戻し、圧搾し、かつ
圧縮する。このことは慣用の建築器材又は−機械を用い
て行うことができる。
【0028】数時間の後に既に固化した疎水性の土面が
得られ、これは機械的に負荷可能であり、例えば走行す
ることができる。
【0029】例3 例2に記載の操作法を繰り返すが、水、珪酸塩及びシリ
コネートからの混合物2.0重量部の代わりに1.0重量
部を使用することで変更する。
【0030】既に数時間後に固化した疎水性土面が得ら
れ、これは機械的に負荷可能であり、例えば走行可能で
ある。
【0031】例4 土壌物質100重量部に撹拌下に、例1に記載の水ガラ
ス1.0重量部、水中の約40%溶液としてのカリウム
メチルプロピルシリコネート(Wacher-chemieGmbH,Muen
chen 社のWACKER BS(R)20なる名称で市販)
0.5重量部及び水7.5重量部を加える。引き続き、こ
うして得られた土壌混合物を再び埋め戻し、圧搾し、か
つ圧縮する。このことは慣用の建築器材又は−機械を用
いて行うことができる。
【0032】既に数時間後に固化した疎水性の土面が得
られ、これは機械的に負荷可能であり、例えば走行する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリケ エガー ドイツ連邦共和国 バルトハム フリュー リングシュトラーセ 38ツェー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土壌物質を水、アルカリ金属珪酸塩及び
    アルカリ金属シリコネートで処理することにより、土壌
    物質を固化及び疎水性化する方法。
  2. 【請求項2】 水、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金
    属シリコネート及び場合により添加剤からなる混合物を
    処理すべき土壌物質に添加する、請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シ
    リコネートを10:1〜1:10の重量比で使用する、
    請求項1又は2に記載の方法。
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