DE4125921B4 - Sealant and use of effusion rock therefor - Google Patents

Abstract

Dichtmasse für die Abdichtung von Boden und Wänden von Müll- und Abfalldeponien mit verstärkt aggressiver Sickerflüssigkeit oder als Auskleidung von Auffang-Wannen oder -Behältern für hochaggressive Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Gemischkombination aus einem Tonmehlanteil in der Größenordnung von etwa 15 Gew.-%, einem Gesteinsanteil in der Größenordnung von etwa 85 Gew.-% sowie einem porendichtenden Hydrogel in wenigen Gew.-% unter Auswahl des Gesteinsanteils als nicht karbonathaltiges Ergussgestein.sealant for the Sealing of floor and walls of garbage and landfills with reinforced aggressive seepage liquid or as a lining of collecting trays or containers for highly aggressive liquids, characterized by the use of a mixture combination a Tonmehlanteil in the order of about 15% by weight, a proportion of rock of the order of magnitude of about 85 wt .-% and a pore-sealing hydrogel in a few Wt .-% with selection of the rock content as noncarbonated Volcanic rock.

Description

Für die Auswahl der Materialien und deren Anwendung z. B. für Deponie-Basis-Dichtungen, d. h. z. B. der Abdichtung des Deponieuntergrunds gegen Sickerwasser- bzw. Sickerflüssigkeits-Durchlässe in den Untergrund spielt einerseits die dauerhafte Beständigkeit gegen aus der Deponie heraustretende bzw. -sickernde chemisch aggressive Stoffe, andererseits die Beständigkeit auch gegen hochaggressive Sickerflüssigkeit eine entscheidende Rolle.For the selection the materials and their application z. For landfill-based seals, d. H. z. B. the sealing of the landfill underground against leachate or seepage liquid passages in the On the one hand, underground plays a permanent resistance against landfill leaking or seeping chemically aggressive substances, on the other hand the durability even against highly aggressive seep liquid a crucial Role.

Bekannt sind für mineralische Dichtungen bzw. Abdichtungen Mischungen aus nicht quellenden chemisch inaktiven Tonnmineralien wie Kaolinit oder Illit sowie Schluff, Sand und Kies.Known are for mineral seals or seals mixtures of non-swelling chemical inactive clay minerals such as kaolinite or illite as well as silt, Sand and gravel.

Deren physikalische Abdichtleistung kann dadurch optimiert werden, dass ein verbleibender Restporenraum durch ein chemisch inertes, anfangs flüssiges Hydrogel ausgefüllt wird. Damit wird die Kappilaraktivität des Dichtungsmaterials und auch die Adsorptionsfähigkeit der Oberflächen der silikatischen mineralischen Materialkomponente der Mineral-Mischung erhöht. Derartige Hydrogele verhindern auch eine evt. hydraulische Verfestigung, so daß das natürliche plastische Verhalten der tonigen Materialien ohne Schrumpfen erhalten bleibt.their Physical sealing performance can be optimized by: a remaining residual pore space through a chemically inert, initially liquid hydrogel filled out becomes. Thus, the capillary activity of the sealing material and also the adsorption capacity the surfaces the silicate mineral material component of the mineral mixture elevated. Such hydrogels also prevent any hydraulic consolidation, so that the natural plastic Behavior of the clay materials is maintained without shrinking.

Damit beruht jedoch die Zuverlässigkeit der chemischen Resistenz vorwiegend auf der Dichtungswirkung des Hydrogels und läßt die Kriterien der damit vermischten Mineralstoffe außer acht.In order to However, the reliability is based the chemical resistance mainly on the sealing effect of Hydrogels and leaves the criteria of Minerals were ignored.

Aus der EP-0239740 A2 und der DE 31 28 337 C2 ist bereits eine Dichtungsmasse mit Tonmehl bekannt.From EP-0239740 A2 and the DE 31 28 337 C2 is already known a sealant with clay.

Aus der DE 37 07 267 A1 ist bereits eine Dichtungsmasse mit einem Hydrogel bestehend aus flüssigem Wasserglas und feindispersem vulkanischem saurem wasserhaltigem Glas bekannt.From the DE 37 07 267 A1 is already a sealant with a hydrogel consisting of liquid water glass and finely dispersed volcanic acidic hydrous glass known.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Gemisches für eine Dichtung der Eingangs beschriebenen Art mit darüber hinaus verbesserter und zudem extrem langzeitiger Resistenz gegen chemische Einwirkung auch besonders stark aggressiver Substanzen, und zwar auf wirtschaftlich optimale Weise. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3 gelöst.task The invention is to provide a mixture for a seal the input described type with beyond improved and also extremely long-term resistance to chemical attack also especially strongly aggressive substances, and in an economically optimal way. This object is solved by the features of claims 1 and 3.

Überraschenderweise haben diesbezügliche Forschungsergebnisse gezeigt, daß es entscheidend auf bestimme Verunreinigungen der an sich vom Hydrogel eingehüllten Mineralstoffe ankommt, um die Dichtung auch gegen höchst aggressive Stoffe wirksam zu machen, in die auch synergistische bzw. kombinierte Wirkungen unterschiedlicher aggressiver Stoffe einzubeziehen sind.Surprisingly have related research results shown that it crucial to certain impurities of the hydrogel itself wrapped Minerals arrive to the seal even against highly aggressive To make substances effective, in which also synergistic or combined Effects of different aggressive substances must be included.

Der Mineral- oder Gesteinsanteil der Mischungskombination besteht aus einem karbonatfreien (magmatischen) Ergussgestein z. B. Diabas, Porphyr, Basalt oder bevorzugt einem Tiefengestein wie Granit. Insbesondere von Vorteil ist es, wenn der gesamte Mineralanteil des Abdichtungsmaterials, also auch der Tonmehlanteil, also z. B. kaolinitischer Ton mit mindestens 75% < 2 μm Durchmesser und mindestens 75% Kaolinitgehalt karbonatfrei ist. Das spezielle erfindungsgemäße und überraschende Merkmal der Karbonatfreiheit könnte sich dadurch unerwartet auswirken, dass eine durch Einfluß von Säurebestandteilen auch unter Druck entstehende Bildung von CO₂-Gas sowie ein evtl. entsprechendes Aufbrechen der gegen Aggression geschützten Oberfläche und eine evtl. Gasblasen- sowie Rissbildung nicht eintreten kann. Auch ein Einfluß von in der plastisch verformbaren Dichtmasse evtl. wandernden oder sich sammelnden Gasblasen wird ausgeschaltet.The mineral or rock content of the mixture combination consists of a carbonate-free (magmatic) effusion rock z. As diabase, porphyry, basalt or preferably a plutonic rock such as granite. In particular, it is advantageous if the entire mineral content of the sealing material, including the Tonmehlanteil, ie z. B. kaolinitischer clay with at least 75% <2 microns in diameter and at least 75% kaolinite is free of carbonate. The special inventive and surprising feature of carbonate freedom could thereby unexpectedly affect that a by the influence of acid components under pressure formation of CO ₂ gas as well as a possibly corresponding breaking of the surface protected against aggression and a possible Gasblasen- and cracking not can occur. Also, an influence of in the plastically deformable sealant possibly migrating or collecting gas bubbles is turned off.

Die notwendige Homogenität der Mischung wird durch Verarbeitung in einem üblichen Doppelwellenzwangsmischer erzielt.The necessary homogeneity the mixture is made by processing in a conventional twin-shaft forced mixer achieved.

Als damit verwendbares inertes Hydrogel kann DYNAGROUT-GEL der FA. Hüls Verwendung finden, welches im Sinne der Erfindung auch mit den Oberflächen des Erguss bzw. Tiefengesteins starke Bindungen ausbildet, die einen Durchbruch von angreifenden Sickerwässern an der Grenzfläche vermeiden, d. h. zugleich Chemikalien-resistent und mechanisch konsistent sind. Auch die Adsorptivität der Gesteins-Oberflächen gegen einzelne Schadstoffe wird dadurch ähnlich erhöht wie bei den kaolinitischen oder illitischen Oberflächen, so dass mit der Karbonatfreiheit des eingekapselten bzw. umhüllten mineralischen Gesteinsanteils eine zusätzliche Sicherheit erzielt wird, was insbesondere auch für die Absicherung gegen hochkonzentrierte höchst-toxische Materialien z. B. Ethylendichlorid (EDC) zusätzliche Sicherheitsvorteile bietet. Mit der erhöhten Durchlässigkeitssicherung und Resistenz auch gegen höchst aggressive Sickerflüssigkeiten geht auch eine stark erwünschte Verbesserung der Langzeitbeständigkeit der Dichtung einher.When inert hydrogel usable therewith may be DYNAGROUT-GEL of FA. Find Hüls use, which in the context of the invention also with the surfaces of Effusion or deep rock forms strong bonds, the one Avoid breakthrough of attacking leachate at the interface d. H. both chemical resistant and mechanically consistent. Also the adsorptivity the rock surfaces against individual pollutants is thereby increased similarly to the kaolinitischen or illitic surfaces, so that with the carbonate freedom of the encapsulated or enveloped mineral Rocks an additional Security is achieved, which is especially for the protection against highly concentrated highly toxic Materials z. As ethylene dichloride (EDC) additional safety benefits offers. With the increased permeability assurance and resistance even against the highest aggressive seepage fluids is also a highly desirable Improvement of long-term stability accompanied by the seal.

Das Hydrogel besteht im Falle des Produkts Dynagrout aus schadstoffbeständigen Silikaten mit anorganischen Co-Härtern und metallisch-organischen Siliziumverbindungen (Silane), wobei diese zwei Komponenten so abgestimmt werden können, dass speziell mit Wasserglaslösungen niedrige Alkalität und Viskosität, aber hohem SiO2/Na2O Verhältnis hochdichte Gele hergestellt werden können. Dabei können z.B. ca. 30 Vol-% Wasserglas und ca. 60 Vol.-% Wasser ein schadstoff-resistenes Silikatgel bilden.The Hydrogel in the case of the product Dynagrout consists of pollutant-resistant silicates with inorganic co-hardeners and organometallic silicon compounds (silanes), wherein These two components can be tuned to be low with water glass solutions alkalinity and viscosity, but high SiO2 / Na2O ratio high density gels can be made. Thereby, e.g. about 30% by volume of water glass and about 60% by volume of water a pollutant-resistant Form silicate gel.

Claims (3)

Dichtmasse für die Abdichtung von Boden und Wänden von Müll- und Abfalldeponien mit verstärkt aggressiver Sickerflüssigkeit oder als Auskleidung von Auffang-Wannen oder -Behältern für hochaggressive Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Gemischkombination aus einem Tonmehlanteil in der Größenordnung von etwa 15 Gew.-%, einem Gesteinsanteil in der Größenordnung von etwa 85 Gew.-% sowie einem porendichtenden Hydrogel in wenigen Gew.-% unter Auswahl des Gesteinsanteils als nicht karbonathaltiges Ergussgestein.Sealant for the sealing of floor and walls of garbage and landfills with increased aggressiveness leachate or as a lining of collecting trays or containers for highly aggressive Liquids, characterized by the use of a mixture combination a Tonmehlanteil in the order of about 15% by weight, a proportion of rock of the order of about 85 wt .-% and a pore-sealing hydrogel in a few wt .-% with selection of rock content as noncarbonated effusion rock. Dichtmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Gemisch karbonatfrei ist.Sealant according to claim 1, characterized that this entire mixture is free of carbonate. Verwendung von Ergussgestein in karbonatfreier Zusammensetzung als Gesteinsanteil für Dichtungsmassen zusammen mit Tonmehl gegen hochaggressive Schadstoffe unter Beimischung von wenigen Gew.-% eines porendichtenden Hydrogels.Use of coagulum in carbonate-free composition as rock content for Sealants together with clay powder against highly aggressive pollutants with admixture of a few wt .-% of a pore-sealing hydrogel.