DE1717203A1 - Abdichtungsverfahren - Google Patents

Abdichtungsverfahren

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DE1717203A1
DE1717203A1 DE19681717203 DE1717203A DE1717203A1 DE 1717203 A1 DE1717203 A1 DE 1717203A1 DE 19681717203 DE19681717203 DE 19681717203 DE 1717203 A DE1717203 A DE 1717203A DE 1717203 A1 DE1717203 A1 DE 1717203A1
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Application number
DE19681717203
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Dillon Horace Timmerman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/14Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
    • C09K17/18Prepolymers; Macromolecular compounds
    • C09K17/20Vinyl polymers
    • C09K17/22Polyacrylates; Polymethacrylates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

  • Abdichtungsverfahren Die Erfindung betrifft ein verfahren zum Abdichten von Erdboden, insbesondere ein Verfahren zur Verringerung der burchlässigkeit von Erdboden fier Wasser.
  • Eire Anzahl von Methoden zur Verringerung der Durchlässigkeit des Erdbodens für Wasser ist bekannt. Hierzu gehören die Einverleibung eines chemischen Mörtels in den Erdboden oder die Aufbringung eines wasserundurchlässigen Überzugs auf der Erdbodenoberfläche. Beispiele für die bekannten Verfahren sind die Anwendung von emulgierteriWachsen gemäß 'USA-Patentschrift 3 094 809, die Reaktion von Stoffen in situ mit dem Erdboden zur Bildung wasserundurchldssiger Schranken gemäß USA-Patentschrift 2 £301 y8¢ und die Anwendung gewisser anorganischer wasserlöslicher Stoffe 1rrie aer gelierbaren Silikate. Bei den Uberzugsmethoden wurue beispielsweise ein wasserundurchlässiger Film oder ein was;:erundurchlässiges Baumaterial auf die abzudichtende Oberf'1@."-ohe gelegt. Jedes der bekannten Verfahren weist jedoch deri schweren Nachteil auf, als es damit unmöglich oder zumindest sehr unbequem ist, eine unter Wasser liegende Erdoberfläche abzudichten.
  • .Ein anderes Verfahren zum Abdichten des Erdboden: wird in der USA-Patentschrift 3 016 713 beschrieben. Bei dem dort geoffenbarten Verfahren wird ein in Nasser quellbarer Ton zusammen mit einem wasserlöslichen Polyelektrolyten verwendet. Eine Aufschlämmung von Ton und rolyelell:trolyt in Wasser wird auf die Oberfläche des Erdbodens angewandt und ergibt einen im wesentlichen kontinuierlichen Überzug, der angeblich infolge der Gegenwart des Polymerisats gegen Rißbildung unter dem Einfluß des Wetters beständig ist.
  • Abgesehen davon, daß die bekannten Verfahren unbrauchbar oder unbequem waren, wenn där zu behandelnde Erdboden mit einer Wassermasse in Berührung steht, wird bei jedem der oben erwähnten bekannten Erdabdichtungsverfahren die gesamte Erdoberfläche behandelt, gleichgültig ob sie einen merklichezi .2'asserdurci-tlaß aufweist oder nicht.
  • Nunmehr wurde ein Verfahren gefunden, welches die Abdici:tune; einer Erdoberfläche, welche mit einer VJassermasse in Berührung steht, in bequemer Weise erlaubt. Außerdem macht dieL;es Verfahren einen Unterschied hinsichtlich der Stellen in Bezug auf die iNotwendigkeit,und daher ist dieses Verfahren besonders wirksam, wenn es auf Erde anvewendet wird, wo die wasserdurchlässigen Kanäle verhältnismäßig wenig häufig sind, oder auf Erdoberflächen angewendet wird, welche mit anderen Artei. von Erdabdichtungsmitteln unbefriedigend oder unvollständig behandelt worden waren.
  • Die Erfindung schafft insbesondere ein Verfahren zur F°ehandlung einer Ausschachtung oder Aushöhlung, die eine Wassermasse enthält, um das Durchsickern von nasser in eine darunterliegende Erdschicht zu verringern. Das Verfahren besteht darin, daß ein stark wasserquellbares Polymerisat in der dassermasse dispergiert wird. Das Polymerisat ist stark quelibar, wenn es eine Gelkapazität von mindestens 100 in entmineralisiertem Wasser aufweist. Unter "Gelkapazität" wird hier die Menge Wasser in Gramm verstanden, die von 1 g Polymerisat absorbiert wird. Dies wird gemessen, indem eine bekannte Idenge des Polymerisats in einer Wassermenge dispergiert wird, die größer ist als zur vollständigen Quellung des Polymerisats erforderlich, das freie Wasser aus der erhaltenen Dispersion abgetrennt und das Verhältnis von Gel/Polymerisatmasse bestimmt wird.
  • Nach Einführung des Polymerisats in die Wassermasse, die mit der zu behandelnden Erdoberfläche in Berührung steht oder mit ihr in Berührung gebracht werden soll, wird eine große Anzahl von diskreten, wassergequollenen Gels in der Dispersion gebildet. Da die Gels annähernd die Dichte des Wassers aufweisen, erhält man rasch eine gleichmäßige Dispersion in der gesamten Wassermasse. Wenn das Wasser durch die benachbarte Erdoberfläche sickert, werden die Gels in den Erdzwischenräumen eingelagert. Schließlich werden die wasserdurchlässigen Kansäle verstopft.
  • Für die meisten' Anwendungszwecke überschreitet die verwendete Polymerisatmenge 1000 Teile pro Million, bezogen auf das Gewicht des Wassersynicht. Gewöhnlich sind nur wenige Teile pro Million, bezogen auf das Gewicht des Polymerisats., erforderlich, um eine brauchbare Abdichtung zu erzielen. Obwohl dies nicht notwendig ist, werden beste Ergebnisse doch erzielt, wenn eine gewisse Bewegung oder ein Rühren angewendet wird, um eine gleichmäßige Dispersion des Polymerisats zu erzielen. In sonst statischen Wasserreservoirs kann eine solche Bewegung durch mechanische Rührer oder hydraulische Druckströme hervorgerufen werden.
  • Um im Rahmen der Erfindung beste Ergebnisse zu erzielen, sollte ein Teil des verwendeten wasserquellbaren-Polymerisats auf eine Teilchengröße von weniger als 0,058 mm (250 mesh US-Standardsieb) gemahlen werden. Die geringere Teilchengröße sichert das Eindringen in kleinere Poren und ein tieferes Eindringen in größere Poren.
  • Geeignete wasserquellbare Polymerisate lassen sich nach mehreren bekannten Verfahren her?tellen. Beispielsweise werden monoäthylenisch ungesättigte Monomere, von denen mindestens der größere Teil wasserlöslich ist, mit einem polyungesättigten Monomeren nach Massen-, Zösungs- oder Emulaionspolymeriaationsverfahren mischpolymerisiert unter Bildung eines schwach vernetzten.Polymerisats. Um eine Gelkapazität wie von der Erfindung gefordert zu erreichen, sollte die `1,ienge an polyungesättigtem Vernetzungsmittel etwa 1 Ir;olgo' der Monomerenmenge nicht überschreiten. Beispiele für eine Anzahl derartiger Polymerisate_ und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in der oben erwähnten USA-Patentschrift 3 016 713 beschrieben.
  • Bevorzugt werden für die Verwendung in der Erfindung wasserquellbare Acrylpolymerisate. Diese stellen Mischpolymerisate von wasserlöslichen TJIonomeren der allgemeinen Formel dar, worin Y eine Äthyl-, oder Methylgruppe oder ein Wasserstoffatom und Z eine Amidgruppe, eine Alkyl- oder Dialkylsubstituierte Amidgruppe, worin die Alkylgruppen unabhängig voneinander 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten können, oder eine -0M-Gruppe, worin M ein Alkalimetall oder eine Ammoniumgruppe daretellt,bedeuten. Beispiele für derartige Monomere sind Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsdure, Natriumacrylat, Kaliummethacrylat und N-Propylacrylamid. Eines oder mehrere derartige Monomere werden mit eirier kleinen Menge eines vernetzenden pölyfunktionellen äthylenisch ungesättigten Monomeren mischpolymerisiert. Die Menge an verwendetem Vernetzungsmittel kann zwischen 0,005 bis zu 1 kol;@ der Ilionomerenbeschickung für das Polymerisationssystem betragen. Vorzugsweise liegt die Menge an chemischem Vernetzungsmittel im .Bereich von 0,05 bis 0,7 Mol% des zugeführten I@onomeren.
  • Beispiele für derartige polyfunktionelle Monomere sind Methylenbisacrylamid, N,N-Diallylacrylamid, Diallylamin, Diallylmaleat, Äthylenglykoldimethacrylat, Divinylbenzol, Divinyläther von Diäthylenglykol, Trivinylbenzol und ähnliche Stoffe mit mehr als einer polymerisierbaren Doppelbindung.
  • Außer durch chemische Vernetzungsmittel können monoäthylenisch ungesättigte, wasserlösliche Monomere oder vorgebildete lineare Polymerisate derartiger Monomerer schwach vernetzt werden unter Bildung wasserquellbarer Polymerisate durch geeignete Bestrahlung des Monomeren oder des Polymeren in wässriger Lösung. Zn einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Erdaushub für die Aufbewahrung von Wasser behandelt. Der Aushub war vorher mit einem asphaltartigen Material ausgekleidet gewesen, welches starke Risse gebildet hatte. Der Aushub besaß eine Kapazität von ungefähr 3200 m3 Wasser.
  • Der Boden des Aushubs war etwa 1260 m2 groß. Zur Ausführung der erfindungsgemäßen Behandlung wurde das Wasser in dem Teich zum Zirkulieren gebracht, indem ein Hochdruck-Wasserstrom an einer Seite des Teichs nach unten gerichtet wurde. 6,8 kg eines feinvermahlenen, in Wasser quellbaren Acrylamidpolymerisats, welches ein Sieb mit einer lichten Maschen-weite von 0,053 mm (270 mesh US-Standard) passierte, wurde im Teich dispergiert. Nach etwa 1/2 Stunde wurden 2,36 kg der gleichen Polymerisatmasse mit einem größeren durchschnittlichen Teilchenformat (passiert ein Sieb von 0,215 mm lichter Maschenweite = 70 mesh) in den Teich gegeben. Nachdem alles Polymerisat zugesetzt war, wurde weitere 15 Minuten das Wasser umgewälzt.
  • Das bei der oben beschriebenen Behandlung verwendete Polymerisat war ein schwach vernetztes Nisehpolymerisat von Aerylamid und Methylenbisaerylamid, welches so weit hydrolysiert worden war, daß etwa 25% der anfänglich vorhandenen Carboxamidgruppen durch Natriumcarboxylatgruppen ersetzt waren. Das Polymerisat besaß eine Gelkapazität von mehr als 500.
  • Die anfängliche Kontrolle des Durchsickerns von Wasser war schwierig, da ständig weiteres Wasser aus dem Teich verwendet wurde. Nach einem Monat jedoch konnte festgestellt werden, daß das Auslecken aus dem Teich um 70`% abgenommen hätte. Nach fünf Monaten konnte während eines Zeitraums, in dem kein Wasser aus dem Teich entnommen wurde, kein Aussikkern festgestellt werden. Die Abdichtung wurde daher als 100% wirksam angesehen. Auch nach zehn Monaten konnte kein Zecken gemessen werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wurde ein Waese reservoir behandelt, welches einen sehlammigen.Boden und sphlammige Seitenwände aufwies. Bei diesem Vorratsbehälter trat offenbar ein langsames Aussickern des Wassern durch einen großen Teil der Oberfläche auf statt durch isolierte größere Risse wie im oben beschriebenen Fall. 23,6 kg des gleichen feingemahlenen, wasserquellbaren Aerylamidpolymerieats und 23,6 kg des gröber gemahlenen Polymerisate wurden im ganzen Reservoir, welches eine Kapazität von etwa 132C: .m' Wasser hatte, dispergiert. Nach etwa fünf Jochen wurde geschätzt, daß das Auslecken des Wassers aus dem Reservoir 50% abgenommen hatte.
  • Die Erfindung läßt sich auch auf Jasser aiiweiide:" ches sich in einer unterirdischen Wasserleitung bewegt. eispielsweise wird wasserquellbares Eolymerisat in eiii Nasser eingebracht, welches in eine überladene oder hydraulisch unter Druck gesetzte Abwasserleitung fließt, wie dies w:ihreiid starkem Regen auftritt. Zecke Stellen längs der Abwasserleitung wurden wirksam verringert, nachdem das hineinfließende Wasser 6 Stunden kontinuierlich mit 3 Teilen pro TJillion, bezogen auf das Gewicht an wasserquellbarem Polymerisat, behandelt worden war.
  • Eine andere Anwendungsform der Erfindung ist die Behandlung von offenen Gräben, die als Wasserläufe verwendet werden, beispielsweise von Bewässerungskanälen. Das Polymerisat wird derartigen Leitungen an Stellen zugesetzt, die stromaufwärt3, zu der zu behandelnden Fläche liegen. Die bei dieser Behandlung angewendete Polymerisatmenge kann zwischen 0,1 und 100 Teilen pro tlillion, bezogen auf das Gewicht des einströmenden Wassezs liegen. Nach einer Zeitdauer von mindestens etwa 5 Minuten bis zu mehreren Stunden je nach der Geschwindigkeit und der Menge des Wassers wird das Aussickern des Wasöers in die darunterliegende Erde wirksam verringert.
  • Im wesentlichen vergleichbare Ergebnisse werden erzielt, wenn das oben verwendete quellbare Acrylamid durch irgendeines oder mehrere der schwach vernetzten Formen von Alkali- und Ammoniumpolyacrylaten, Polystyrolsulfonaten und Poly vinyltoluolsulfonaten ersetzt wird. Außerdem können wasserquellbare nichtionische Polymerisate wie schwach vernetzter Bolyvinylalkohol, Polyäthylenoxyd, Poly-N-vinylpyrrolidon und Poly-N-vinyloxazolidinon verwendet werden, vorausgesetzt daß sie eine Gelkapazität von mindestens 100 sufweiaen.

Claims (4)

1) A T E N T A h S 1: R C II E 1. Verfahren zur Behundlun-; einer Ausschachtun- oder dergl., die eine Wassertaasse enthält, zur Verringerung des Durchsickerns von `Hasser in die darunterliegende Erde, dadurch gekennzeichnet, däß in der Wassermasse ein stark wasserquelibares Polyrnerisat dispergiert wird.
2. Verfahren nach Anspri.zch 1, dadurch t-;ekerinzeiciizif-t, da? als wasserquellbares Polymerisat ein schwach vernetztes Acrylpclymerisat mit einer Gelkapazität von mindestens 100 verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 29 dadurch gekennzeichnet, daß zur Behandlung unterirdiscrier 'wasserleitungen 1 bis 1C00 Teile pro lviillion, bezogen auf das Gewicht an Fol#-merisat, dem Zeitungszustrom zugesetzt wir d,während der zu behandelnde Zeitungsteil unter hydrostatischem Druck steht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch @;ekerinzeichnet, daß zur Abdichtung bei fließendem Wasser 0,1 bis 100 Teile pro Million an Polymerisat verwendet werden.
DE19681717203 1968-02-09 1968-02-09 Abdichtungsverfahren Pending DE1717203A1 (de)

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DE19681717203 Pending DE1717203A1 (de) 1968-02-09 1968-02-09 Abdichtungsverfahren

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7306406B2 (en) 2005-02-25 2007-12-11 Ciba Specialty Chemicals Corporation Method of using anionic copolymer formulations for seepage control

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7306406B2 (en) 2005-02-25 2007-12-11 Ciba Specialty Chemicals Corporation Method of using anionic copolymer formulations for seepage control

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