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Verfahren zum Undurchlässigmachen oder Verfestigen durchlässiger oder
lockerer Erdschichten und anderer poröser Massen Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zum Undurchlässigmachen oder Verfestigen von Erdmassen und natürlichen
oder künstlichen Gesteinsmassen, wie Sandschichten, Kies, Backsteinmauerwerk oder
Betonbauten, Steinaufschüttungen u. dgl., durch Ausfüllen und Verschließen der in
diesen vorhandenen Zwischenräume, Höhlungen u. dgl. Das Verfahren kommt unter anderem
in Betracht zur Erzeugung von Abdichtungsschichten, welche für Wasser und Gase undurchlässig
oder im wesentlichen undurchlässig sind, in porösen und durchlässigen Böden, zum
Dichten durchlässiger Deiche, lekkender Tunnels und Kellerwandungen, zum Verfestigen
lockerer Bodenschichten, z. B. für Fundamente oder Damenbauten, zum Verfestigen
von Torfmooren, Flußbetten, Sandwehen, zum Schließen von Spalten und Rissen in Gesteinsschichten,
zum Abdichten von Fugen in Mauerwerk und Beton, zur Erzielung eines Zusammenhanges
in Steinaufhäufungen, während oder nach dem Bau, zum Dichten von Bohrlöchern oder
von Bohrlochwandungen.
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Es sind schon verschiedene Verfahren zum Undurchlässigmachen oder
Verfestigen der vorstehend genannten porösen Massen vorgeschlagen worden. Bezüglich
der Anwendung von asphaltigem Bitumen für .diesen Zweck ist es bekannt, wäßrige
Emulsionen bituminöser Stoffe oder auch durch Erhitzen verflüssigtes Bitumen anzuwenden.
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Erfirndungsgemäß können nun mit vorzüglicher Wirkung asphaltische
Bitumina mit einer Penetration von über etwa 50 bei 25o
und
mit einem über etwa -E- 7 liegenden Penetrationsindex verwendet werden, welche in
Lösungsmitteln aufgelöst sind; vorzugsweise in solchen von aliphatischem Charakter,
wie aliphatisches Benzin, Kerosin, Schieferöl u. dgl.
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Die Penetration als Maß für die Konsistenz. bituminöser Stoffe wird
durch das Eindringen einer standartisierten Nadel in eine Probe des Materials gemessen.
Die mit ioo g belastete Nadel wird bei 25° 5 Sekunden lang auf die Probe einwirken
gelassen. Ein Ein.dringen der Nadelspitze um o, i mm entspricht einer Penetration
von i °.
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Unter Penetrationsindex wird eine Zahl verstanden, welche die Temperaturempfindlichkeit
von asphaltischem Bitumen angibt und in der Regel ermittelt wird aus einer Penetrationsbestimmung,
im: allgemeinen bei 25°, und dem Schmelzpunkt nach der Ring-Kugel - Methode (vgl.
Kolloid - Zeitschrift, 1936, Band 76, N r. i, Seite 95 bis i i i). Es werden.so
drei Typen von asphaltischem Bitumen unterschieden, nämlich: i. Solche mit normaler
Temperaturempfindlichkeit, welche einen Penetrationsindex zwischen - i und -E- i
aufweisen. Die meisten der durch Dampfdestillation erhaltenen Bitumina, z. B. mexikanisches
Bitumen, wie sie gewöhnlich im Straßenbau angewendet werden, gehören zu diesem Typ
(N-Typ).
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2. Solche mit hoher Temperaturempfindlichkeit, die einen Penetrationsindex
unter - i aufweisen, welche unter der Bezeichnung Kohlenteerpechtyp zusammengefaßt
werden (Z-Typ).
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3. Solche mit geringer Temperaturempfindlichkeit, welche einen Penetrationsindex
über i aufweisen und als geblasener Typ (R-Typ) bezeichnet werden.
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Die bekannten asphaltischen Bitumina des letztgenannten Typs haben
im allgemeinen einen Penetrationsindex unter etwa -f- 6, während die Penetration
bei 25° unter etwa So liegt. Dagegen haben die erfindungsgemäß verwendeten asphaltischen
Bitumina, nämlich solche mit einer Penetration von über etwa So bei 25° und einem
über + 7 liegenden Penetrationsindex, besondere Eigenschaften, welche sie im Hinblick
auf die erfindungsgemäße Anwendung von .den anderen asphaltischen Bitumensorten
unterscheiden.
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Es ist für die Ausführung der Erfindung von besonderer Wichtigkeit,
daß die Lösungen der genannten asphaltischen Bitumensorten in Lösungsmitteln von
vorzugsweise aliphatischem Charakter in frisch hergestelltem Zustand ausreichend
flüssig sind, a Uer allmählichineinegelähnlicheMasseübergehen. Diese Eigenschaft
wird beim erfindungsgemäßen Verfahren herangezogen. Die frisch hergestellte Lösung
wird in die zu dichtende oder zu verfestigende poröse Masse eingeführt, worauf eine
allmähliche Versteifung und infolgedessen eine Abdichtung oder Verfestigung eintritt.
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Da beim Verfahren gemäß Erfindung der vor allem wesentliche Punkt
darin liegt, daß ein Gelatinieren eintreten muß, sind die oben angegebenen Grenzen
für Penetration und Penetrationsindex nicht als absolut zu ,betrachten; sie dienen
nur dazu, die asphaltischen Bitumensorten annähernd zu definieren, deren Lösungen
den gewünschten Gelatinierungseffekt ergeben.
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DieGrenzen, zwischenwelchendieLösungsmittelmengen, gerechnet auf ioo
Gewichtsteile Asphalt, schwanken können, liegen vorzugsweise zwischen etwa d.o und
etwa i2oGewichtsteilen. Die obere Grenze wird bestimmt durch einen ausreichenden
Gelatinierungseffekt in den behandelten Böden, während die untere Grenze bestimmt
ist durch die Verarbeitbarkeit. Bei einem Verhältnis von ioo Teilen Asphalt auf
weniger als 4.o Teile Lösungsmittel wird die Fließbarkeit zu gering.
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Das geeignetste Verhältnis - gerechnet auf ioo Gewichtsteile Asphalt
- liegt zwischen So und ioo Gewichtsteilen Lösungsmittel.
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Gewünschtenfalls können Füllstoffe, wie Kalkpulver, Mikroasbest, gemahlene
Mauersteine, Sand o. dgl., zu den erfindungsgemäß zu verwendenden Lösungen zugesetzt
werden. Beispiel 3o Gewichtsteile eines pennsylvanischen Schmieröls (E So = 75)
wurden zugesetzt zu 7o Gewichtsteilen eines geblasenen asphaltischen Bitumens (Pen.
25° = io; Schmelzpunkt Ring-Kugel = i25°, Penetrationsindex = + 51/2). Es wurde
so ein asphaltisches Bitumen mit Pen. 25 = 7q., Schmelzpunkt Ring-Kugel über 16o°
und einen Penetrationsindex von über + 12 erhalten. ioo Gewichtsteile dieses Asphaltes
wurden gemischt mit So Gewichtsteilen Kerosin. Es wurde ein flüssiges und leicht
pumpbares Gemisch erhalten, mit welchem eine poröse Sandschicht durch Einspritzen
in 2,4 Stunden in eine wasserundurchlässige Masse übergeführt werden konnte. Für
die Einspritzung und Durchdringung des behandelten Bodens bzw. der Masse können
bekannte Verfahren, nach welchen Imprägniermittel in den Boden oder andere poröse
Massen eingeführt werden, verwendet werden. Gewünschtenfalls kann die bituminöse
Lösung, welcher auch mineralische oder andere Füllstoffe zugesetzt sein können,
zwecks Erhöhung der Fließbarkeit während des Einspritzens und Durchdringens mäßig
erhitzt werden.