Lösungen auf der Basis von Wasserglas

Unter Wasserglas versteht man Natrium- oder Kalisalz der Kieselsäure, wobei das Verhältnis Alkali/Silizium im Wasserglas in weiten Grenzen variiert werden kann.

Ausgangsstoffe für die Injektionstechnik sind flüssige Wassergläser, die sich sehr rasch und in jedem Verhältnis mit Wasser mischen lassen. Den flüssigen Wassergläsern werden Reaktive beigegeben, die eine Silikatgelbildung durch chemische Umsetzung und Polykondensation der Silikatmoleküle unter Wasserabscheidung (Synärese) bewirken. Am gebräuchlichsten sind die Natriumwassergläser. Verfahrensabhängig stellt sich die Gelbildung schlagartig oder langsam ein.

Die Verwendung von Wasserglas zu dauerhaften Verfestigungsarbeiten ist nicht ganz unproblematisch. Die Festigkeit der gebildeten Gele und das rheologische Verhalten auch des injizierten Lockergesteins sind stark von der Zusammensetzung des Wasserglases und vom Geltyp abhängig.

Auf der Basis von Wasserglas sind heute gebräuchlich [Maidl83a] :

• Das Monodur-Verfahren für Verfestigungszwecke. Hierbei handelt es sich um ein schnelles Verfahren unter Verwendung eines anorganischen Härters. Es wird ein Hart-Gel gebildet mit Kurzzeitfestigkeiten von ca. 2 N/mm².
• Das Monosol-Verfahren für Abdichtungszwecke. Hierbei handelt es sich um ein langsames Verfahren unter Verwendung eines organischen Härters. Es wird ein Weich-Gel gebildet mit Festigkeiten von ca. 0,5 N/mm².

Image 5.2.2.1.4.1-1: 

Gelvolumen in Abhängigkeit vom Wassergehalt (Synärese-Verlauf) [Mülle85c]

Mülle85c

Müller-Kirchenbauer, H., Borchert, K.-M., Friedrich, W.: Veränderungen der Grundwasserbeschaffenheit durch Silikatgelinjektion. Die Bautechnik 62 (1985), H. 4, S. 130-142.

Maidl83a

Maidl, B., Stein, D., Kubicki, K.: Mittel zur Herstellung von Injektionen im Lockergestein. In: Taschenbuch für den Tunnelbau 1984, Glückauf-Verlag, Essen 1983, S. 383-407.

Mülle85c

Müller-Kirchenbauer, H., Borchert, K.-M., Friedrich, W.: Veränderungen der Grundwasserbeschaffenheit durch Silikatgelinjektion. Die Bautechnik 62 (1985), H. 4, S. 130-142.

Donel81

Donel, M.: Beeinflussung der Wassergüte durch Umströmung von Injektionskörpern. Tiefbau Ingenieurbau Straßenbau (TIS) 23 (1981), H. 5, S. 318-328.

Hirha85

Hirhager, R., Martak, L.: Injektionen im Untergrund. Der Aufbau (1985), H. 10, S. 635-640.

Allgemeine Eigenschaften:

• Injektionsgrenze liegt im Feinsandbereich,
• mögliche Abgabe der Reaktive (z.B. Alkalide bzw. Natriumsalze) und gelöster Kieselsäure SiO₂ an das Grundwasser [Mülle85c] [Donel81] [Hirha85] ,
• Gefahr der Vermischung und Verdünnung bei anstehendem Grundwasser,
• Schrumpfung des Gels und Freisetzen von Wasser und löslichen Restprodukten während des Erhärtungsvorganges (Synärese) (Image 5.2.2.1.4.1-1) .