DE19858004A1 - Nichtalkalisches, gelbildendes Gemisch zum Abdichten und Verfestigen von Böden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gemisch zum Abdichten und Verfestigen von Böden. Das Gemisch besteht aus Wasserglas, Wasser, saurem Reaktiv, anionischem Polyelektrolyten und Zusatzstoffen. DOLLAR A Die Hauptanwendungsgebiete der Erfindung sind die Bodenabdichtung gegen Durchfluß von Wasser in Tiefbauobjekte sowie die Einkapselung von Altlasten und Deponien. DOLLAR A Die Erfindung bewirkt einen weitgehenden Ausschluß von Umweltgefährdungen, insbesondere einen Schutz des Grundwassers.

Description

Die Erfindung betrifft ein nichtalkalisches, gelbildendes Gemisch zum Abdichten und Verfestigen von Böden gegen Durchfluß von Wasser in Bau- und Tiefbauobjekte, zur Abdichtung von in den Boden eingebauten Ingenieursobjekten und zur Einkapselung von Altlasten und Deponien zum Schutz des Grundwassers.

Unter Tiefbauobjekten sind vorzugsweise Baugruben, unter Ingenieursobjekten Schächte, Speicher, Becken und Tunnel zu verstehen. Unter Boden werden fein- bis grobsandige oder diesen bezüglich der Korngrößen vergleichbare Böden oder Aufschüttungen verstanden.

Es ist bekannt, daß für Zwecke der Abdichtung und Verfestigung von Böden Wassergläser, üblicherweise Natronwasserglas, als Gelbildner verwendet werden können. Zur Herstellung für Abdichtungsmaßnahmen gebräuchlicher Weichgele werden den Wasserglaslösungen Wasser und Reaktive, letztere in solchen Dosierungen zugegeben, daß die Gelbildung verzögert eintritt und eine Verpressung (Injektion) der Mischung in den Boden somit ermöglicht wird. Als Reaktive zur Auslösung der Gelbildung können Säuren und Salze, bevorzugt Salze mehrwertiger Metalle, sowie kationische Kolloide verwendet werden (Literatur: Cambefort, H.: Bodeninjektionstechnik, Bauverlag GmbH, 1969). Weichgele werden auch durch Zusatz einer Reaktivkombination, bestehend aus einem Tri- Alkoxi-Alkyl-Silan und Mononatriumdihydrogenmonophosphat, erhalten (Literatur: Hass, H.-J., Allseitige Einkapselung von Schadstoffen im Untergrund mittels schadstoffresistenter Injektionsgele und Dichtmassen, Umweltbundesamt, Materialien 1/85, S. 357-408).

Zur Erzielung ausreichend langer Gelzeiten von mindestens 30, besser 45-60 Minuten, die eine Injektion der Mittel in den Boden ermöglichen, ist es üblich, die genannten Reaktive so zu dosieren, daß der pH-Wert des Wasserglas/Wasser/Reaktiv-Gemisches im alkalischen Bereich verbleibt und eine verzögerte und unvollständige Gelbildung erfolgt. Diese Vorgehensweise hat insbesondere in Böden neben oder unter Deponien und Altlasten mit hohen Gehalten an als Reaktiv zur Gelbildung von Wasserglas wirksamen Säuren und Salzen, aber auch in schadstoffreien Böden mit natürlich vorhandenen erhöhten Salzgehalten und austauschbar gebundenen Anteilen an mehrwertigen metallischen Kationen, den Nachteil, daß starke und mit dem reaktiven Potential der Böden wechselnde Reduzierungen der Gelzeit und der Ausbreitung der Injektionsgemische auftreten können, die die Anwendbarkeit des Injektionsverfahrens infrage stellen. Der zur ständigen Anpassung der Rezepturen der alkalischen Mittel an die gegebene Belastung des Bodens mit reaktiv wirkenden Substanzen erforderliche Aufwand für Probenahmen und analytische Erkundungen ist nicht realisierbar.

Durch Auswaschung und unter dem Einfluß eines als Synärese bezeichneten Schrumpfungsprozesses scheiden diese Gele Wasser und nicht vergelte Alkalisilikate und Kieselsäuren aus, was zu einer Reduzierung der Festigkeit und der Abdichtwirkung der erzeugten Gele in den Poren und Hohlräumen des Bodens führt.

Der Nachteil der unvollständigen Gelbildung kann gemäß US-Patentschrift Nr. 4.226.556 vermieden werden, wenn einem Wasserglas soviel Säure zugegeben wird, daß sich ein pH- Wert von 5 oder weniger einstellt. Um eine solche nichtalkalische Mischung herzustellen ist es gemäß der genannten Patentschrift erforderlich, Wasserglas in eine wässrige Lösung des sauren Reaktivs mit hoher Geschwindigkeit einzudüsen, um eine vorzeitige Ausfällung von Kieselsäuren zu vermeiden. Rühren reicht nicht aus, um eine homogene injektionsfähige Mischung zu erhalten. Zur Feineinstellung des pH-Wertes können dem sauren Gemisch schwache Säuren oder saure Salze, aber auch alkalische Verbindungen zugegeben werden.

Charakteristisch für nichtalkalische, zur Abdichtung injizierbare Wasserglassole ist, daß sie anfangs sehr niedrige Viskositäten aufweisen und sich langsam zu einem Gel umwandeln. Die Kombination von niedriger Viskosität und langer Gelzeit beinhaltet Risiken für die zu Abdichtungszwecken erforderliche Herstellung gleichmäßig strukturierter Injektionskörper.

Injektionsmittel mit den genannten Eigenschaften können unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten in Spalten und Hohlräume abfließen oder durch fließendes Grundwasser vom Injektions- und damit Zielort verfrachtet werden. Die Herstellung einer geschlossenen Abdichtungsschicht ist auf Grund dieses Ausbreitungsverhaltens sehr gefährdet. Das ist deshalb besonders kritisch, weil es keine ausgereiften Verfahren gibt, um die Geschlossenheit von durch Injektion hergestellten Dichtwänden zu überprüfen.

Die mit der Reaktivkombination von Tri-Alkoxi-Alkyl-Silan und Mononatriumdi­ hydrogenmonophosphat hergestellten Weichgele sind durch Einsatz der Silankomponente sehr teuer. Außerdem ist die Silankomponente für die Anwender beim Verarbeitungsprozeß toxisch sowie brand- und explosionsgefährdend während der Lagerung.

Zur Beeinflussung der Eigenschaften von Gelen auf Basis Wasserglas sind eine Vielzahl chemischer Stoffe als Zusätze zu den Basisrezepturen zur Herstellung von Wasserglasgelen, bestehend aus Wasserglas, Wasser und Reaktiv, vorgeschlagen worden. In der ungarischen Patentschrift Nr. 186.586 wird beschrieben, daß Zusatz von organischen Polymeren zu Wasserglaslösungen mit gasförmigen Fluoriden als Reaktiv die Elastizität der entstehenden Gele erhöht. Dieses Verfahren ist wegen der hohen Giftigkeit der als Reaktiv verwendeten Fluoride wie Fluorwasserstoff, Siliciumtetrafluorid und Wasserstoffsilicofluorid kaum anwendbar. In der deutschen Patentschrift DE 44 25 314 wird die Anwendung nichtionischer organischer Polymere zur Viskositätserhöhung von wäßrigen Metallsalzlösungen beschrieben, die als erste Lösung in den Boden injiziert werden und zu denen in einem zweiten Injektionsprozeß zum Zwecke der Gelbildung wäßriges Kieselsäuresol zugegeben wird. Gemäß der britischen Patentschrift GB 2.186.879 wird die schnell ansteigende Viskosität der Injektionsgemische zur Herstellung von Wasserglasgelen bei Zusatz von organischen Polymeren als nachteilig für die Beeinflussung der Geleigenschaften betrachtet, weil diese wegen der Verschlechterung der Injektionsfähigkeit der Gemische eine Optimierung des Polymergehaltes ausschließt. Deshalb wird vorgeschlagen, durch Zusatz von Polycarbonsäuren aus Wasserglaslösungen Gele zu erzeugen und gleichzeitig zur Erhöhung von deren Elastizität Monomere organischer Polymere, zusammen mit diese vernetzenden Substanzen und dafür benötigten Katalysatoren, den Wasserglaslösungen zuzugeben, um auf diese Weise den Gehalt an Polymerem im entstehenden Gel zu erhöhen.

Für die Abdichtung von Altlasten und Deponien durch Einkapselung mit kieselgelhaltigen, nur gering wasserdurchlässigen Bodenschichten, aber auch für die Einbringung hierfür benötigter Injektionsgemische in Böden mit einem hohen Anteil an natürlich vorkommenden, die Gelbildung von Wasserglas auslösenden Bestandteilen, werden Zubereitungen auf Basis der Komponenten Wasserglas/Wasser/Reaktiv benötigt, die:

• - den Einfluß der im Boden befindlichen Gelbildner wie Säuren, Salze und austauschbare mehrwertige metallische Kationen zum Zeitpunkt der Injektion ausschließen,
• - eine hohe Rate der Umsetzung des Wasserglassols zu Kieselgel bewirken,
• - ein Ausbreitungsverhalten aufweisen, das, durch Einflußnahme auf die Viskosität und der von dieser abhängigen Gelzeit bzw. Kippzeit des Injektionsgemisches, regulierbar gestaltet werden kann,
• - mit einfacher Technologie herstellbar sind,
• - Gele bilden, die geringe Verluste an Silikat durch Auslaugung sowie geringe Schrumpfungen des Volumens durch Synärese und damit eine hohe abdichtende Wirkung aufweisen,
• - gegenüber Schadstoffen aus Altlasten und Deponien resistente Gele erzeugen,
• - preisgünstig in der Anwendung sind,
• - Gefährdungen für Anwender und Umwelt weitgehend ausschließen,
• - auf Grund der Gesamtheit ihrer Eigenschaften günstige Voraussetzungen für die Anwendbarkeit unter Praxisbedingungen aufweisen.

Gegenstand der Erfindung ist die Lösung der genannten Aufgabe.

Es wurde gefunden, daß sich nichtalkalische Wasserglas/Wasser/Säure-Gemische als ge­ eignet erweisen, die Anforderungen bezüglich des Ausschlusses der gelbildenden Wirkung im Boden befindlicher Reaktive zum Zeitpunkt der Injektion zu gewährleisten und eine vollständige Umsetzung des Wasserglases zu Kieselsäuregel zu bewirken. Die Ausbreitung solcher Injektionsgemische im Boden ist nur von dessen geologischer Struktur, insbesondere der Porosität, und den Mengenrelationen der Ausgangsstoffe in dem Injektionsgemisch abhängig.

Weiterhin wurde gefunden, daß die sehr niedrige Viskosität der nichtalkalischen Injektionsmittel vorteilhaft durch Zugabe anionischer Polyelektrolyte dosisabhängig angehoben werden kann, was nicht nur auf die höhere Viskosität dieser Stoffe selbst, sondern auch auf Interaktionen zwischen den Polyelektrolyten und den Kieselsäurepartikeln zurückzuführen ist. Hierdurch kann die Ausbreitung der erfindungsgemäßen Mittel in injizierbaren Böden steuerbar vermindert und ein Abdriften eingeschränkt, aber andererseits auch ein gutes Verschmelzen der Injektionskörper zu einer einheitlichen abdichtenden Schicht durch Einstellung ausreichend langer Gelzeiten erreicht werden. Weiterhin wird durch den Zusatz des anionischen Polyelektrolyten die Abdichtwirkung des aus dem erfindungsgemäßen Gemisch entstehenden Gels verbessert.

Eine vereinfachte Herstellung nichtalkalischer Injektionsgemische ist möglich, wenn eine exakte Steuerung des pH-Wertes erfolgt. Diese wird erreicht, wenn die Einsatzmengen an mit Wasser verdünntem Wasserglas und mit Wasser verdünnter Säure zu vorzugsweise gleichen Volumina über Dosierpumpen einer schwach angesäuerten wässrigen Vorlage unter Rühren zugeführt werden. Dieser Mischung wird unter weiterem Rühren der in wässriger Lösung oder Emulsion befindliche anionische Polyelektrolyt zugegeben. Bei Gewährleistung einer ausreichenden mechanischen Vermischung der für die Herstellung von Weichgelen dosierten Einzelkomponenten im pH-Bereich ≦ 4, wird eine vorzeitige Gelbildung ausgeschlossen.

Auf der Basis der erfindungsgemäßen nichtalkalischen Injektionsgemische hergestellte Weichgele zeichnen sich durch extrem niedrige Auslaugung von Silikat sowie durch niedrige Synärese aus. Das ist begründet durch die Zugabe der sauren Reaktive in Dosierungen, die eine hohe Gelbildungsrate des Wasserglases bewirken, sowie durch die die Kieselsäurepartikel vernetzenden Eigenschaften des Polyelektrolyten.

Mit erfindungsgemäßen Gemischen verfestigte fein bis mittelsandige Glimmersande erwiesen sich über einen Prüfzeitraum von 250 Tagen in einem hoch anorganisch und organisch belasteten Grundwasser einer Deponie (pH-Wert 3,8; Leitfähigkeit 14,9 mS/cm; chemischer Sauerstoffbedarf 1077 mg/l) als beständig. Langzeittests mit diesem Grundwasser in einaxialen Durchlässigkeitsmeßzellen zur Penetration solcher Injektionskörper unter Einwirkung eines hydraulischen Gradienten von 10 ergaben, daß Durchlässigkeitsbeiwerte von < 1.10^-9 m/s sicher erreicht werden können.

Alle Rezepturbestandteile der erfindungsgemäßen Gemische werden großtechnisch hergestellt. Die hohe Gelbildungsrate dieser Mischungen ermöglicht die Einsparung von Wasserglas im Vergleich zu alkalischen Injektionsgemischen bzw. die Herstellung hochwertigerer, dichterer und damit undurchlässigerer Gele. Das erforderliche Mischverfahren ist mit einfacher Technologie zu realisieren. Diese Faktoren sind Grundlage für die kostengünstige Lösung der erfinderischen Zielstellung.

Wasserglas ist ein völlig ungiftiges Produkt. Die in den Injektionsgemischen und Gelen enthaltenen Kieselsäuren verhalten sich in Boden und Grundwasser inert. Aus dem Wasserglas durch Ionenaustausch freigesetzte Natriumionen sowie aus den vorzugsweise als Reaktive eingesetzten Mineralsäuren freigesetzte Anionen sind keine Fremdstoffe im Grundwasser, sondern kommen dort natürlich vor. Lediglich der Anteil dieser Ionen wird vorübergehend im Nahbereich der eingebrachten Abdichtungsschichten erhöht. Die eingesetzten Polymeren werden auf Grund ihrer Fähigkeit zur Interaktion mit den Kieselsäuren im Gel festgehalten. Ihre Anwendung in wässrigen Medien, z. B. als Flockungsmittel, ist erlaubt und üblich. Ein biologischer Abbau chemischer Substanzen in Wasserglasgelen kann wegen der engen Porenräume in diesen von maximal 60 Å die ein Eindringen von Bakterien und Pilzen unmöglich machen, ausgeschlossen werden. Es ist außerdem möglich Polymere einzusetzen, die biologisch nicht abbaubar sind, wie das z. B. für die Polyacrylamide zutrifft.

Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mittel dokumen­ tieren das Erreichen der erfinderischen Zielstellung und sind Grundlage für eine Nutzbarkeit des Ergebnisses.

In den erfindungsgemäßen Mitteln werden bevorzugt Wasserglaslösungen mit einem SiO₂/Na₂O-Gewichtsverhältnis von größer als 3, vorzugsweise von 3,2 bis 4,0, eingesetzt, deren Viskosität im unverdünnten Zustand zwischen 10-1000 mPa.s, zweckmäßig zwischen 10-150 mPa.s liegt.

Die Zugabe von Wasser, bezogen auf die Einsatzmenge an Wasserglas in den Gemischen, kann im Volumenverhältnis von 1 : 1 bis 6 : 1, vorzugsweise im Verhältnis von 2 : 1 bis 5 : 1, erfolgen.

Der für die Gelbildung relevante SiO₂-Anteil in 100 ml des Gemisches aus den Komponenten Wasserglas, Wasser, saures Reaktiv und anionischer Polyelektrolyt beträgt 5-18 g, vorzugsweise 6-12,5 g. Bei Einsatz hoher SiO₂-Anteile entstehen in den injizierten Böden sehr feste Injektionskörper, während bei sinkenden SiO₂-Gehalten diese zunehmend weicher werden.

Als Reaktive können starke anorganische und organische Säuren sowie saure Salze starker Säuren, bevorzugt jedoch starke Mineralsäuren wie Schwefel-, Chlorwasserstoff- oder Phosphorsäure, Verwendung finden. Der pH-Wert der Mischung aus Wasserglas, Wasser, saurem Reaktiv und anionischem Polyelektrolyt soll vorzugsweise im Bereich von 2-4 eingestellt werden.

Zur Erhöhung der Viskosität der aus Wasserglas, Wasser und Reaktiv bestehenden Injektionsgemische und Beeinflussung der Eigenschaften der aus diesen entstehenden Gele werden diesen Zubereitungen gesundheitlich und in ihrem Verhalten gegenüber der Umwelt unbedenkliche organische, anionische Polyelektrolyte in solcher Menge zugegeben, daß deren initiale Viskosität auf maximal 10 mPa.s erhöht wird. Als Beispiele hierfür seien Polymere mit Alkalisalzen von Acryl-, Methacryl- und Maleinsäure enthaltenden Copolymeren genannt. Die Molmasse der verwendbaren Polyelektrolyte liegt vorteilhaft zwischen 5.10⁴ und 2.10⁷, insbesondere oberhalb 1.10⁵. Bevorzugt sind solche mit hoher Ladungsdichte einzusetzen.

Den erfindungsgemäßen Injektionsgemischen können erforderlichenfalls weitere Zusatzstoffe, die deren Eigenschaften oder die der daraus entstehenden Gele beeinflussen, wie zum Beispiel diverse anorganische oder organische Salze, Puffer, Alkohole, nichtionische Polymere, Tenside oder Schaumhemmer zugegeben werden.

Beispiel 1

In vergleichenden Labortests sind als Prüfmuster

• - ein alkalisches Gemisch aus Wasserglas, Wasser und saurem Reaktiv,
• - ein nichtalkalisches Gemisch aus Wasserglas, Wässer und saurem Reaktiv,
• - ein nichtalkalisches Gemisch aus Wasserglas, Wasser, saurem Reaktiv und einem anionischen Polyelektrolyten auf Basis Polyacrylamid,

bezüglich der Parameter

• - Viskositätsentwicklung,
• - Kippzeiten,
• - Synärese der Gele,
• - Ausbreitung in unbelastetem Glimmersand sowie im Glimmersand von einer Deponiebasis,
• - Durchlässigkeitsbeiwerte verfestigter Prüfkörper,
• - Beständigkeit verfestigter Prüfkörper aus Glimmersand und Gel in destilliertem und in kontaminiertem Grundwasser einer Deponie,

untersucht worden.

Die Bestimmung der Viskositäten erfolgte mit einem Viskosimeter bei 20°C jeweils 30, 60 und 120 Minuten nach Herstellung der Gemische.

Die Kippzeiten sind bei gleichen Temperaturbedingungen in geschlossenen Flaschen durch visuelle Beurteilung des Fließverhaltens ermittelt worden. Es wurde der Zeitraum notiert, nach dem das Gemisch bei einer Neigung der Flasche um 45° nicht mehr fließfähig war.

Zur Ermittlung der Synärese sind jeweils 125 ml eines gelbildenden Gemisches in verschließbare Glasflaschen gefüllt worden. Diese Ansätze erfolgten in dreifacher Wiederholung. Der entstehende zylinderförmige Gelkörper hatte einen Durchmesser von 5 cm. 20 Tage nach dem Versuchsansatz ist das Volumen der aus dem Gel ausgeschiedenen Flüssigkeitsmenge ermittelt worden.

Das Ausbreitungsverhalten der Injektionsgemische in durch anthropogenen Chemikalieneintrag unbelastetem und belastetem Glimmersand, letzterer stammt aus dem Boden unter einer ehemaligen Deponie eines Chemieunternehmens, ist in Glasröhren von 30 cm Höhe und einem Innendurchmesser von 2,8 cm untersucht worden. Die Röhren wurden 25 cm hoch mit Sand, dessen Feuchte auf 15 Masse-% eingestellt wurde, aufgefüllt. Der Durchlässigkeitsbeiwert des unbelasteten, verdichteten Sandes lag in der Größenordnung von ca. 10^-4 m/s, der des belasteten bei ca. 10^-5 m/s. Das Injektionsgemisch wurde von oben in die Säulen eingefüllt. Unterhalb der Sandsäule befand sich eine Schicht Glaswolle in geringer Stärke. Die sandgefüllten Glasröhren sind auf Saugflaschen aufgesetzt worden, die einen Unterdruck von 40 mm Hg-Säule aufwiesen, wodurch das Injektionsgemisch in die Sande eingesaugt wurde. Die Versuche erfolgten in dreifacher Wiederholung. Es wurde die benötigte Zeit für die Penetration der Sandsäule bzw. die Stärke der penetrierten Schicht bei vorzeitigem Stillstand der Ausbreitung ermittelt.

Die Versuche zur Bestimmung der Durchlässigkeit mit den Injektionsgemischen verfestigter Sande sind in einaxialen Durchlässigkeitsmeßzellen durchgeführt worden. Die Sandproben wurden mehrlagig verdichtet in diese eingebaut. Der Durchmesser je verfestigtem Körper betrug 5,3 cm. Je Prüfmuster sind 327 g Glimmersand auf eine Höhe von 8,3 bis 8,8 cm verdichtet worden. Vor Einbringung des Injektionsgemisches wurden Ausgangswerte der Durchlässigkeit ermittelt, um Hohlraumbildungen im äußeren Randbereich erkennen und ausschließen zu können. Hierfür ist kontaminiertes Grundwasser aus dem Bereich einer Deponie mit Chemieabfällen verwendet worden, um bei der späteren Einbringung des Injektionsgemisches einen gesättigten Probekörper mit reaktiven Bestandteilen vorliegen zu haben. Nach Beendigung der Durchlässigkeitsbestimmung an dem eingebauten Probekörper wurde dieses Grundwasser bis auf das Niveau der Oberfläche des Sandes abgelassen und das Injektionsgemisch über dem Sand eingebracht. Diese Mischung ist dann mittels konstantem Unterdruck von 40 mm Hg-Säule in den Sand eingesaugt worden. Sobald die Front des Gemisches die untere Grenzschicht des Sandes erreicht hatte, wurde das Einsaugen beendet. Ein Überschuß an Injektionsgemisch wurde nach spätestens 24 Stunden über der Oberfläche des Sandes entfernt und der penetrierte Körper anschließend mit kontaminiertem Grundwasser überschichtet. Die Zelle ist zur Vermeidung von Wasserverlusten durch Verdunstung abgedeckt worden. Das kontaminierte Grundwasser wies folgende Meßwerte und Inhaltsstoffe auf.

10 Tage nach dem Einbringen der Injektionsgemische in die Durchlässigkeitsmeßzellen wurde mit den Untersuchungen zur Durchlässigkeit der penetrierten Sande jeweils bei einem hydraulischen Gradienten von 10 begonnen. Die Untersuchungen erfolgten in dreifacher Wiederholung.

Zur Ermittlung der Beständigkeit der Gele im penetrierten Glimmersand sind zylindrische Probekörper von 7 cm Höhe und 7 cm Durchmesser in jeweils 0,5 l destilliertem bzw. dem vorstehend charakterisierten kontaminierten Grundwasser längere Zeit gelagert worden. In Abständen von mehreren Tagen wurden sie visuell beurteilt. Zerfall des Probekörpers hatte den Abbruch des Tests zur Folge. Die Untersuchungen sind in dreifacher Wiederholung vorgenommen worden.

Versuchsergebnisse

Beispiel 2

Der Nachweis, daß anionische Polyelektrolyte die Ausbreitung der Injektionsgemische keineswegs nur durch ihre Viskosität beeinflussen, konnte in der folgenden Versuchsanordnung erbracht werden:
Ein nichtalkalisches Injektionsgemisch mit und ohne anionischen Polyelektrolyten ist bis zu 260 Minuten nach dem Anmischen in durch Chemikalieneintrag unbelasteten Glimmersand gemäß der in Beispiel 1 für die Untersuchung des Ausbreitungsverhaltens der Injektionsgemische beschriebenen Methode eingesaugt und der Zeitraum für die Penetration der 25 cm hohen Sandsäule ermittelt worden.

In einem zweiten Test wurden die gleichen Injektionsgemische unmittelbar nach dem Mischprozeß in Sandsäulen eingesaugt, die bereits 30 und 120 Minuten zuvor mit dem gleichen, frisch zubereiteten Mittel penetriert worden sind. Auch in dieser Versuchsanordnung wurden die Zeiten für das Einsaugen der Injektionsgemische bis zum Boden der Sandsäule erfaßt.

Versuchsergebnisse

Claims (7)

1. Nichtalkalisches, gelbildendes Gemisch zum Abdichten und Verfestigen von Böden gegen Durchfluß von Wasser in Bau- und Tiefbauobjekte, zur Abdichtung von in den Boden eingebauten Ingenieursobjekten sowie zur Einkapselung von Altlasten und Deponien, bestehend aus Wasserglas, Wasser, saurem Reaktiv, anionischem Polyelektrolyt und Zusatzstoffen.

2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Wasser verdünntes Wasserglas sowie in Wasser gelöstes saures Reaktiv zu vorzugsweise gleichen Volumina über Dosierpumpen einer schwach angesäuerten wässrigen Vorlage unter Rühren zugeführt werden und dieser Mischung unter weiterem Rühren der in wässriger Lösung oder in wässriger Emulsion befindliche Polyelektrolyt zugegeben wird.

3. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserglas mit einer Molverhältniszahl SiO₂/Na₂O < 3 eingesetzt wird.

4. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktive zur Gelbildung des Wasserglases Säuren oder saure Salze starker Säuren dienen, der pH-Wert des injektionsfähigen Gemisches ≦ 4 beträgt und das Gemisch eine verzögerte Gelbildung aufweist.

5. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil des der Mischung zugegebenen Wassers, bezogen auf den Volumenanteil des Wasserglases im Gemisch, mindestens gleich groß und maximal sechsfach größer ist.

6. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zusatz anionischer Polyelektrolyte, deren Molmasse zwischen 5.10⁴ und 2.10⁷ betragen soll, die Viskosität des Injektionsgemisches auf maximal 10 mPa.s erhöht wird.

7. Gemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Zusatzstoffe wie zum Beispiel anorganische und organische Salze, Puffer, Alkohole, nichtionische Polymere, Tenside oder Schaumhemmer zur Beeinflussung der Eigenschaften der Injektionsgemische und der aus diesen resultierenden Gele.