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EP1428952A1 - Method of sealing cracks and fissures in rock, soil, or buildings - Google Patents

Method of sealing cracks and fissures in rock, soil, or buildings Download PDF

Info

Publication number
EP1428952A1
EP1428952A1 EP03027606A EP03027606A EP1428952A1 EP 1428952 A1 EP1428952 A1 EP 1428952A1 EP 03027606 A EP03027606 A EP 03027606A EP 03027606 A EP03027606 A EP 03027606A EP 1428952 A1 EP1428952 A1 EP 1428952A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
melt
substances
temperature
process temperature
maximum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03027606A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Dr. Brosig
Klaus Dr. Weber
Wolfgang Preinfalk
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.)
Ed Zueblin AG
Original Assignee
Ed Zueblin AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10326205A external-priority patent/DE10326205A1/en
Application filed by Ed Zueblin AG filed Critical Ed Zueblin AG
Publication of EP1428952A1 publication Critical patent/EP1428952A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0203—Arrangements for filling cracks or cavities in building constructions

Definitions

  • the invention relates to soil consolidation and sealing of columns or the filling of cavities in rock or building material by means of a at temperatures above 100 ° C liquid or low viscosity mass.
  • the object of the invention is to provide a cost-effective and simple method for soil consolidation or sealing of gaps or for filling cavities in rock or structures, which allows a better penetration of the molten masses into the soil or in the gaps and joints.
  • the object of the invention is also a suitable device for carrying out the method.
  • An essential feature of the invention is the removal of a large part of the oxygen and preferably also other active molecules (eg water) from the liquid mass to be injected before it reaches its highest temperature and thus is also the most vulnerable to decomposition.
  • active molecules eg water
  • the melt preferably flows down an inclined plane, while (preferably) countercurrent protective gas replaces the harmful molecules in the melt.
  • Removal of damaging molecules from the melt before reaching their highest temperature is also possible by melting under vacuum (or underpressure, preferably with replacement of the residual gas by inert gas).
  • Preference is given here when the vacuum is already present, when the meltable mass is still in solid form, because a degassing of a substance is found to take place most effectively then, when the intermolecular composite is just breaking up during melting and trapped molecules gain mobility.
  • a particularly effective degassing takes place in multiple successive melting and solidification under vacuum (or negative pressure). Even when melting under vacuum, a large relative surface of the melt to the vacuum of advantage.
  • a less effective but less expensive method of degassing the melt is to heat this mass in a preliminary stage (preferably close to the stability limit) and to allow degassing (because at the high temperature is the solubility of gases, compared with the lower Temperatures, greatly reduced) and then in a vessel under absence of air (eg completely filled chamber) to further heat up to the maximum temperature, with only the few remaining remnants of oxygen and harmful substances can react with the polymers of the melt, but from the outside no further harmful gases can diffuse into the melt.
  • a preliminary stage preferably close to the stability limit
  • degassing because at the high temperature is the solubility of gases, compared with the lower Temperatures, greatly reduced
  • a vessel under absence of air eg completely filled chamber
  • It may be, for example, linear or slightly branched organic Polymers such as polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester, polyether, Polyurethane, polysulfone and mixtures or block polymers thereof act; also mixtures of such substances with at the process temperature infusible aggregates. It can also be around meltable polymers with polysiloxane backbone act.
  • organic Polymers such as polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester, polyether, Polyurethane, polysulfone and mixtures or block polymers thereof act; also mixtures of such substances with at the process temperature infusible aggregates. It can also be around meltable polymers with polysiloxane backbone act.
  • the temperature used in the process is of the substance used dependent. It must be determined in a preliminary test and moves between 100 degrees Celsius and 300 degrees Celsius, preferably between 150 Degrees Celsius and 270 degrees Celsius. For example, too high a temperature can be detectable by a browning in bright substances. It should but in addition to be checked whether the manifested by the tanning Removal of the substance also their availability at this temperature restricts or whether the color change for the intended purpose is harmless.
  • suitable mixtures of substances can sometimes be the softening point decrease ("melting point depression") or the temperature dependence positively influence the viscosity, so that when using the process of the invention achieved higher process temperature the molten mass is still thinner and therefore even better in finest cracks and crevices can penetrate.
  • the substance to be melted as already mentioned, Stabilizers against decomposition at high temperatures (antioxidants) or against hydrolysis.
  • baroplastic systems which are substances that reduce their viscosity greatly under pressure and do so even at relatively low temperatures.
  • block copolymer polystyrene-block-poly (n-butyl methacrylate) As baroplastic systems with low softening point under pressure, but high end stiffness, mixtures are also advantageously usable:
  • These useful baroplastic systems contain nanophase domains of at least one polymer with high glass transition temperature T g and at least one polymer with low glass transition temperature T g .
  • T g glass transition temperature
  • T g glass transition temperature
  • T g glass transition temperature
  • T g glass transition temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Process for tamping the ground and for sealing gaps in rock or buildings comprises injecting under pressure a material melting above about 100degreesC at a temperature at which it is a liquid into cold or pre-heated ground, rock or building material via one or more sealed bore holes. The material is a pure meltable substance, a mixture of meltable substances, or a mixture of meltable substances and substances not melting at the process temperature. Before the maximum process temperature is reached the meltable solid is liberated from oxygen and/or other damaging substances which attack or split the polymer molecules of the melt at the maximum process temperature. Or these substances are prevented from entering the melt. An Independent claim is also included for a sealing composition used in the above process and consisting of at least one meltable polymer.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft die Bodenverfestigung sowie Abdichtung von Spalten oder das Auffüllen von Hohlräumen in Gestein oder Baumaterial mittels einer bei Temperaturen über 100°C flüssigen bzw. niederviskosen Masse.The invention relates to soil consolidation and sealing of columns or the filling of cavities in rock or building material by means of a at temperatures above 100 ° C liquid or low viscosity mass.

Stand der TechnikState of the art

Spalten oder Hohlräume in Gestein oder Baumaterial werden gemeinhin mit Zement, Beton, oder Epoxidharz ausgegossen.
Aus der WO 00/12863 ist weiterhin ein Verfahren bekannt, Spalten und Hohlräume in Gestein oder Bauwerkskonstruktionen durch Einpressen reiner, durch Hitze verflüssigter Schmelzstoffe geringer Viskosität und schneller Anfangsfestigkeit, speziell Polyamiden oder polyamidähnlicher Gele, abzudichten. Die in dieser Anmeldung angeführten sogenannten Schmelzstoffe sind Stoffe, die im geschmolzenen Zustand reine Phasen bilden. Speziell sind dies Polyamide oder polyamidähnliche Gele.
In der DE 101 48 533 A1 wird weiterhin ein Verfahren beschrieben, bei dem keine reinen aufgeschmolzenen Polymere verpreßt werden, sondern geschmolzene Polymere, die einen ungeschmolzenen Zuschlagstoff enthalten. Für ein tieferes Eindringen der geschmolzenen Massen in Spalte und Klüfte müssen der Spalt bzw. die Kluft bisweilen vorgeheizt werden.Columns or cavities in rock or building material are commonly poured with cement, concrete, or epoxy resin.
From WO 00/12863 a method is further known to seal gaps and cavities in rock or building structures by pressing pure, liquefied by heat melts low viscosity and fast initial strength, especially polyamides or polyamide-like gels. The so-called melts mentioned in this application are substances which form pure phases in the molten state. Specifically, these are polyamides or polyamide-like gels.
DE 101 48 533 A1 also describes a process in which no pure molten polymers are pressed, but molten polymers which contain an unmelted additive. For a deeper penetration of the molten masses in gaps and joints, the gap or the gap must sometimes be preheated.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges und einfaches Verfahren zur Bodenverfestigung oder Abdichtung von Spalten oder zur Verfüllung von Hohlräumen in Gestein oder Bauwerken anzugeben, welches ein besseres Eindringen der geschmolzenen Massen in den Boden beziehungsweise in die Spalten und Klüfte ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist auch eine geeignete Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.The object of the invention is to provide a cost-effective and simple method for soil consolidation or sealing of gaps or for filling cavities in rock or structures, which allows a better penetration of the molten masses into the soil or in the gaps and joints.
The object of the invention is also a suitable device for carrying out the method.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Wesentliches Kennzeichen der Erfindung ist dabei die Entfernung eines Großteils des Sauerstoffs und bevorzugt auch von anderen spaltend wirksamen Molekülen (z.B. Wasser) aus der zu injizierenden flüssigen Masse bevor diese ihre höchste Temperatur erreicht und damit auch am stärksten zersetzungsgefährdet ist. Die große schädigende Wirkung schon geringer Mengen spaltend wirkender Moleküle ist darauf zurückzuführen, daß ein einziges kleines spaltendes Molekül ein vieltausendmal größeres Polymermolekül in zwei kleinere Teile aufbrechen kann.
Durch die Entfernung eines Großteils des Sauerstoffs und bevorzugt auch von anderen spaltend wirksamen Molekülen ist es möglich, die verflüssigte zu injizierende Masse bei gleicher Qualität des später wieder erstarrten Materials ohne Zersetzung auf eine höhere Temperatur zu erhitzen, als es bei Anwesenheit der spaltend wirkenden Moleküle möglich wäre. Dadurch nimmt die Viskosität der Schmelze weiter ab und sie kann tiefer auch in feinste Ritzen hineingepreßt werden. Je nach verwendetem Material sind Temperaturerhöhungen von fünf bis 50 Grad Celsius möglich, meistens sind es 10 bis 20 Grad Celsius.
Die Entfernung des Sauerstoffs und anderer schädigender Moleküle ist z.B. durch Aufschmelzen unter Schutzgas (bevorzugt billiger Stickstoff oder Argon) möglich, wobei dieses bevorzugt durch die Schmelze geleitet wird oder auf einer großen Fläche bei geringer Schichtdicke der Schmelze Kontakt zu dieser hat. Bevorzugt strömt die Schmelze in letzterem Falle eine schiefe Ebene hinunter, während (bevorzugt) entgegenströmendes Schutzgas die schädlichen Moleküle in der Schmelze ersetzt.
Eine Entfernung schädigender Moleküle aus der Schmelze vor Erreichen ihrer höchsten Temperatur ist auch durch Aufschmelzen unter Vakuum (bzw. Unterdruck, bevorzugt unter Ersatz des Restgases durch Schutzgas) möglich. Bevorzugt ist hierbei, wenn das Vakuum schon anliegt, wenn die aufzuschmelzende Masse noch in fester Form vorliegt, denn eine Entgasung einer Substanz findet erfahrungsgemäß dann am effektivsten statt, wenn der intermolekulare Verbund während des Schmelzens gerade am Aufbrechen ist und eingeschlossene Moleküle Beweglichkeit erlangen.
Eine besonders effektive Entgasung findet bei mehrmalig hintereinander ausgeführtem Aufschmelzen und Erstarren unter Vakuum (bzw. Unterdruck) statt. Auch beim Aufschmelzen unter Vakuum ist eine große relative Oberfläche der Schmelze zum Vakuum von Vorteil.
Eine weniger effektive aber auch weniger aufwendige Methode zur Entgasung der Schmelzmasse besteht darin, diese Masse in einer Vorstufe aufzuheizen (bevorzugt bis nahe an die Stabilitätsgrenze) und entgasen zu lassen (denn bei der hohen Temperatur ist die Löslichkeit von Gasen, verglichen mit der bei tieferen Temperaturen, stark herabgesetzt) und anschließend in einem Gefäß unter Luftabwesenheit (z. B. vollständig gefüllte Kammer) auf die maximale Temperatur weiter hochzuheizen, wobei nur noch die wenigen verbliebenen Reste an Sauerstoff und schädigenden anderen Stoffen mit den Polymeren der Schmelze reagieren können, aber von außen keine weiteren schädlichen Gase in die Schmelze eindiffundieren können. Bei diesem einfacheren Verfahren ist natürlich keine so starke Temperaturerhöhung möglich wie bei einem Erhitzen unter Schutzgas oder Vakuum.
Bis die solchermaßen von schädigenden Stoffen befreite Schmelze wieder in Kontakt mit Luft tritt, ist sie entlang der Transportleitungen bereits auf eine Temperatur abgekühlt, bei der die Luft ihr nichts mehr anhaben kann, zumal sie anschließend auch noch in den Spalten und Ritzen sehr schnell heruntergekühlt wird.
Eine weitere Möglichkeit der Entfernung spaltend wirkender Substanzen aus der Schmelze besteht in einem Zusatz von Stoffen, die diese binden, bevor sie schädigend wirken können, oder auch in einem Zusatz von solchen Stoffen (Antioxidantien, Radikalfänger), die in Folgereaktionen entstehende freie Radikale abfangen, bevor sie Ketten schädigen können.The object of the invention is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
An essential feature of the invention is the removal of a large part of the oxygen and preferably also other active molecules (eg water) from the liquid mass to be injected before it reaches its highest temperature and thus is also the most vulnerable to decomposition. The great damaging effect of even small amounts of cleavage-inducing molecules is due to the fact that a single small cleavage molecule can break up a polymer molecule several thousand times larger into two smaller parts.
By removing a large part of the oxygen, and preferably also other cleavage-active molecules, it is possible to heat the liquefied mass to be injected at the same quality of the later re-solidified material without decomposition to a higher temperature than is possible in the presence of the splitting-acting molecules would. As a result, the viscosity of the melt continues to decrease and it can be pressed deeper into the finest cracks. Depending on the material used, temperature increases of five to 50 degrees Celsius are possible, usually 10 to 20 degrees Celsius.
The removal of the oxygen and other damaging molecules is possible, for example, by melting under protective gas (preferably cheap nitrogen or argon), which is preferably passed through the melt or on a large surface with a small layer thickness of the melt has contact with this. In the latter case, the melt preferably flows down an inclined plane, while (preferably) countercurrent protective gas replaces the harmful molecules in the melt.
Removal of damaging molecules from the melt before reaching their highest temperature is also possible by melting under vacuum (or underpressure, preferably with replacement of the residual gas by inert gas). Preference is given here, when the vacuum is already present, when the meltable mass is still in solid form, because a degassing of a substance is found to take place most effectively then, when the intermolecular composite is just breaking up during melting and trapped molecules gain mobility.
A particularly effective degassing takes place in multiple successive melting and solidification under vacuum (or negative pressure). Even when melting under vacuum, a large relative surface of the melt to the vacuum of advantage.
A less effective but less expensive method of degassing the melt is to heat this mass in a preliminary stage (preferably close to the stability limit) and to allow degassing (because at the high temperature is the solubility of gases, compared with the lower Temperatures, greatly reduced) and then in a vessel under absence of air (eg completely filled chamber) to further heat up to the maximum temperature, with only the few remaining remnants of oxygen and harmful substances can react with the polymers of the melt, but from the outside no further harmful gases can diffuse into the melt. In this simpler process, of course, no increase in temperature as high as possible with a heating under inert gas or vacuum.
Until the thus freed from harmful substances melt comes into contact with air again, it is already cooled down along the transport lines to a temperature at which the air can not harm them, especially since it is then also very quickly cooled down in the cracks and crevices ,
Another possibility of removing fission-acting substances from the melt is an addition of substances that bind them before they can be harmful, or in an addition of such substances (antioxidants, radical scavengers), which intercept the resulting free radicals in subsequent reactions, before they can damage chains.

Durch die beschriebenen Methoden der Befreiung der Schmelze von schädigenden Stoffen ist es möglich, die Temperatur der Schmelze zu erhöhen, ohne daß Qualitätseinbußen beim später wieder erstarrten Material zu beobachten sind. Durch die Erhöhung der Temperatur der Schmelze verringert sich dabei deren Viskosität stark, da die Viskosität von Polymeren exponentiell von der Temperatur abhängt und darüber hinaus auch noch ein stark nichtnetonsches Verhalten unter Scherspannung an den Tag legt. Dies ermöglicht es der heißeren Schmelze, tiefer in Spalten und feine Ritzen einzudringen als bei niedrigerer Temperatur. Es erübrigt sich unter Umständen dann auch ein Vorheizen des Gesteins oder Bodens.
Versuche haben gezeigt, daß es möglich ist, bei Befreiung von schädigenden Substanzen (vor allem Sauerstoff, Wasser, (Lewis-)Säuren oder Laugen, Peroxiden) ohne Qualitätsverlust Polymere mit organischem Rückgrat und/oder organischen Seitengruppen je nach Art um bis zu 50 Grad Celsius, auf jeden Fall 10 bis 20 Grad Celsius höher zu erhitzen als bei Anwesenheit dieser schädigenden Substanzen. Die ausbleibende Schädigung (Abbau der Polymerkette, Oxidation) kann bei hellen Polymeren direkt durch das Ausbleiben einer Braunfärbung beobachtet werden. The described methods of freeing the melt of harmful substances, it is possible to increase the temperature of the melt, without loss of quality in the later re-solidified material are observed. As a result of the increase in the temperature of the melt, its viscosity is greatly reduced, since the viscosity of polymers depends exponentially on the temperature and, in addition, exhibits a strongly non-neon-thin behavior under shear stress. This allows the hotter melt to penetrate deeper into cracks and fine scratches than at lower temperatures. Under certain circumstances, it is then also unnecessary to preheat the rock or soil.
Experiments have shown that it is possible for liberation of harmful substances (especially oxygen, water, (Lewis) acids or alkalis, peroxides) without loss of quality polymers with organic backbone and / or organic side groups depending on the species by up to 50 degrees Celsius, in any case, to heat 10 to 20 degrees Celsius higher than in the presence of these harmful substances. The lack of damage (degradation of the polymer chain, oxidation) can be observed in bright polymers directly by the absence of browning.

Zur Bodenverfestigung und Abdichtung von Spalten durch das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Substanzen bzw. Gemenge weisen das folgende Eigenschaftsprofil auf:

  • bei Umgebungstemperatur fest
  • bei Temperaturen oberhalb 100°C, bevorzugt oberhalb 150°C dünnflüssig und injizierbar
  • eine die spätere Verwendung beeinträchtigende Zersetzung der Schmelze unter Luftzutritt beginnt maximal 50°C, bevorzugt maximal 20°C unterhalb der während des Aufschmelzvorgangs erreichten maximalen durchschnittlichen Temperatur der Schmelze
  • nach dem Abkühlen wieder mechanisch fest
  • Freisetzung keiner nennenswerter Mengen an gefährdenden Substanzen aus der wieder erstarrten Schmelze pro Zeiteinheit am Bestimmungsort
Substances or mixtures suitable for soil consolidation and sealing of columns by the method according to the invention have the following property profile:
  • at ambient temperature
  • at temperatures above 100 ° C, preferably above 150 ° C and liquid injectable
  • decomposition of the melt under the influence of air, which affects subsequent use, starts at a maximum of 50 ° C., preferably at most 20 ° C., below the maximum average temperature of the melt reached during the melting process
  • after cooling again mechanically fixed
  • Release of no appreciable amounts of hazardous substances from the re-solidified melt per unit time at the destination

Es kann sich dabei zum Beispiel um lineare oder geringfügig verzweigte organische Polymere wie Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyester, Polyether, Polyurethan, Polysulfon und Mischungen oder Blockpolymere derselben handeln; außerdem um Mischungen solcher Substanzen mit bei der Verfahrenstemperatur unschmelzbaren Zuschlagstoffen. Es kann sich auch um schmelzbare Polymere mit Polysiloxan-Rückgrat handeln.It may be, for example, linear or slightly branched organic Polymers such as polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester, polyether, Polyurethane, polysulfone and mixtures or block polymers thereof act; also mixtures of such substances with at the process temperature infusible aggregates. It can also be around meltable polymers with polysiloxane backbone act.

Die im Verfahren angewendete Temperatur ist von der verwendeten Substanz abhängig. Sie muß in einem Vorversuch ermittelt werden und bewegt sich zwischen 100 Grad Celsius und 300 Grad Celsius, bevorzugt zwischen 150 Grad Celsius und 270 Grad Celsius. Eine zu hohe Temperatur kann zum Beispiel bei hellen Substanzen durch eine Bräunung feststellbar sein. Es sollte aber dennoch zusätzlich geprüft werden, ob der durch die Bräunung manifestierte Abbau der Substanz auch ihre Verwendbarkeit bei dieser Temperatur einschränkt oder ob die farbliche Veränderung für den angestrebten Zweck unschädlich ist.The temperature used in the process is of the substance used dependent. It must be determined in a preliminary test and moves between 100 degrees Celsius and 300 degrees Celsius, preferably between 150 Degrees Celsius and 270 degrees Celsius. For example, too high a temperature can be detectable by a browning in bright substances. It should but in addition to be checked whether the manifested by the tanning Removal of the substance also their availability at this temperature restricts or whether the color change for the intended purpose is harmless.

Durch geeignete Mischungen von Substanzen läßt sich bisweilen der Erweichungspunkt herabsetzen ("Schmelzpunktsdepression") oder die Temperaturabhängigkeit der Viskosität positiv beeinflussen, so daß bei der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielten höheren Verfahrenstemperatur die geschmolzene Masse noch dünnflüssiger ist und daher noch besser in feinste Ritzen und Spalten eindringen kann. By suitable mixtures of substances can sometimes be the softening point decrease ("melting point depression") or the temperature dependence positively influence the viscosity, so that when using the process of the invention achieved higher process temperature the molten mass is still thinner and therefore even better in finest cracks and crevices can penetrate.

Desweiteren kann die zu schmelzende Substanz, wie bereits angesprochen, Stabilisatoren gegen Zersetzung bei hohen Temperaturen (Antioxidantien) oder gegen Hydrolyse enthalten.Furthermore, the substance to be melted, as already mentioned, Stabilizers against decomposition at high temperatures (antioxidants) or against hydrolysis.

Eine andere Möglichkeit, die Zersetzung von verpreßtem Polymer zu verhindern, ist die Verwendung sogenannter baroplastischer Systeme, das sind Stoffe, die bei Druck ihre Viskosität stark verringern und dies auch schon bei relativ niedrigen Temperaturen tun. Ein Beispiel ist das Block-Copolymer Polystyrol-block-poly(n-butylmethacrylat)
Als baroplastische Systeme mit niedrigem Erweichungspunkt unter Druck, aber hoher Endsteifigkeit, sind vorteilhaft auch Mischungen verwendbar: Diese verwendbaren baroplastischen Systeme enthalten Nanophasendomänen von mindestens einem Polymer mit hoher Glasübergangstemperatur Tg und mindestens einem Polymer mit niedriger Glasübergangstemperatur Tg . Ein Beispiel hierfür ist eine Mischung aus der steifen Komponente Polystyrol und der weichen Komponente Polybutylacrylat (Nature, vol.426, S. 424).Another way to prevent the decomposition of compressed polymer, the use of so-called baroplastic systems, which are substances that reduce their viscosity greatly under pressure and do so even at relatively low temperatures. An example is the block copolymer polystyrene-block-poly (n-butyl methacrylate)
As baroplastic systems with low softening point under pressure, but high end stiffness, mixtures are also advantageously usable: These useful baroplastic systems contain nanophase domains of at least one polymer with high glass transition temperature T g and at least one polymer with low glass transition temperature T g . An example of this is a mixture of the rigid component polystyrene and the soft component polybutyl acrylate (Nature, vol. 426, p. 424).

Claims (8)

Verfahren zur Bodenverfestigung und zur Abdichtung von Spalten in Gestein oder Bauwerken, bei dem über ein oder mehrere abgedichtete Bohrlöcher ein oberhalb ungefähr 100°C schmelzendes Material bei einer Temperatur, bei der es dünnflüssig vorliegt, unter Druck in kalten oder vorgewärmten Boden oder kaltes oder vorgewärmtes Gestein oder Baumaterial injiziert wird, wobei es sich bei dem schmelzbaren Material um eine reine schmelzbare Substanz, eine Mischung aus schmelzbaren Substanzen oder eine Mischung aus schmelzbaren und bei der Verfahrenstemperatur der Injektion unschmelzbaren Substanzen handelt,
dadurch gekennzeichnet, daß der schmelzbare Feststoff vor Erreichen der maximalen Verfahrenstemperatur von Sauerstoff und/oder anderen schädigenden Substanzen, die die Polymermoleküle der Schmelze bei der maximalen Verfahrenstemperatur sonst angreifen oder spalten würden, weitgehend befreit wird,
oder der Zutritt solcher schädigender Stoffe zu der Schmelze in der Apparatur verwehrt wird,
wodurch es möglich ist, die maximale Verfahrenstemperatur um 5 bis 50° Celsius anzuheben, mit den dadurch bedingten Vorteilen der geringeren Viskosität und längeren Fließbarkeit.A method for soil consolidation and for sealing crevices in rocks or structures, comprising one or more sealed wells of a material melting above about 100 ° C at a temperature of low viscosity, under pressure in cold or preheated soil, or cold or preheated Rock or building material is injected, wherein the fusible material is a pure fusible substance, a mixture of fusible substances or a mixture of fusible and at the process temperature of the injection infusible substances,
characterized in that the fusible solid is substantially freed before reaching the maximum process temperature of oxygen and / or other damaging substances that would otherwise attack or split the polymer molecules of the melt at the maximum process temperature,
or the access of such harmful substances to the melt in the apparatus is denied,
whereby it is possible to raise the maximum process temperature by 5 to 50 ° C, with the consequent advantages of lower viscosity and longer flowability. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschmelzen mindestens in dem Teil der Vorrichtung, in dem die Schmelze die maximale Temperatur erreicht, unter inertem Schutzgas erfolgt.Method according to claim 1,
characterized in that the melting takes place at least in the part of the device in which the melt reaches the maximum temperature, under inert inert gas. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschmelzen mindestens in dem Teil der Vorrichtung, in dem die Schmelze die maximale Temperatur erreicht, unter Vakuum erfolgt, oder unter Unterdruck von Luft von weniger als 1/3 atm, oder unter Unterdruck von Schutzgas.Method according to at least one of claims 1 and 2,
characterized in that the melting takes place at least in the part of the apparatus in which the melt reaches the maximum temperature, under vacuum, or under negative pressure of air of less than 1/3 atm, or under negative pressure of inert gas. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschmelzen in mindestens zwei Stufen erfolgt, einer Vorschmelze unter Luftzutritt und einer Nachschmelze auf Maximaltemperatur unter Luftabschluß.Method according to at least one of claims 1 to 3,
characterized in that the melting takes place in at least two stages, a pre-melt with access of air and an after-melt to maximum temperature with exclusion of air. Dichtmasse zur Verwendung in einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mindestens einem schmelzbaren Polymer besteht.Sealant for use in a method according to at least one of claims 1 to 4,
characterized in that it consists of at least one meltable polymer. Dichtmasse nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß sie Antioxidantien, Radikalfänger oder wasserbindende Mittel als Stabilisatoren gegen thermische Zersetzung enthält.Sealant according to claim 5,
characterized in that it contains antioxidants, radical scavengers or water-binding agents as stabilizers against thermal decomposition. Dichtmasse nach mindestens einem der Ansprüche 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 5 Gewichtsprozent und 80 Gewichtsprozent an feinkörnigem oder noch feinerem, bei maximaler Verfahrenstemperatur unschmelzbaren Feststoff enthält. Sealant according to at least one of claims 5 and 6,
characterized in that it contains between 5% by weight and 80% by weight of fine-grained or even finer solid which is infusible at maximum process temperature. Dichtmasse nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 20 Gewichtsprozent und 70 Gewichtsprozent an feinkörnigem oder noch feinerem, bei maximaler Verfahrenstemperatur unschmelzbaren Feststoff enthält.Sealant according to claim 7,
characterized in that it contains between 20% by weight and 70% by weight of fine-grained or even finer solid which is infusible at maximum process temperature.
EP03027606A 2002-12-11 2003-12-02 Method of sealing cracks and fissures in rock, soil, or buildings Withdrawn EP1428952A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10257725 2002-12-11
DE10257725 2002-12-11
DE10326205 2003-06-11
DE10326205A DE10326205A1 (en) 2002-12-11 2003-06-11 Method and device for soil consolidation and for sealing gaps in rocks or structures

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Publication Number Publication Date
EP1428952A1 true EP1428952A1 (en) 2004-06-16

Family

ID=32327512

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03027606A Withdrawn EP1428952A1 (en) 2002-12-11 2003-12-02 Method of sealing cracks and fissures in rock, soil, or buildings

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EP (1) EP1428952A1 (en)

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