Stabilization of swelling clays by Mg(OH)2. Factors affecting hydroxy-Mg-interlayering in swelling clays: Fid-Bau Portal

Stabilization of swelling clays by Mg(OH)2. Factors affecting hydroxy-Mg-interlayering in swelling clays

Xeidakis, G.S.

Die verursachten Probleme durch Quellung und Schrumpfung von Tonböden während der Benetzung und Trocknung von Bauwerken stellen eine natürliche Gefährdung dar. Böden, die quellende Tonminerale, wie Montmorillonit, Vermikultit und verbreitet Illit, enthalten, neigen zur Quellung. Verschiedene Verfahren wurden bereits getestet, um die Bodenquellung zu mindern oder zu beseitigen. Bei den meisten angewendeten Verfahren wird der Boden mit Zusätzen, wie Kalk, Flugasche und Zement, gemischt. In Laborversuchen wurde die Zugabe von Mg(OH)2 als Stabilisator für die Quellung von tonreichen Böden untersucht und die Bedingungen für die besten Ergebnisse ermittelt. Die Zugabe erfolgte bei verschiedenen Tonmineralien. Das erzeugte Material nach der Magnesiumhydroxidfällung wurde mittels Methylenblaufärbungsadsorptionstest, XRD-, DTA- und DTGA-Verfahren untersucht. Die Ergebisse wurden mit der Faktorenanalyse aufbereitet. Aus den erzielten Ergebnissen wurde geschlußfolgert, daß die Faktoren, die die Magnesiumhydroxidadsorption bei den Tonen bewirken, sind: 1. die verwendete Base als Fällmittel, 2. die Aufbereitung des Hydroxids unmittelbar in oder außerhalb der Tonsuspension, 3. die Trocknungstemperatur, 4. die Geschwindigkeit der Reagenzientitration. Folglich sind die besten Bedingungen für die Laboraufbereitung der Hydroxy-Magnesium-Zwischenschichten eine verdünnte (1 % bis 2 %) und gut dispersierte Tonsuspension, ein pH-Wert von 10 bis 12, ein meq (milliequivalent) Mg(2+) als Mg-Salz (z. B. MgCl2)/g Ton, zugegeben vor der Base und nachfolgendes tropfenweises Titrieren der 1 N bis 2 N NaOH-Lösung in die Tonsuspension, um ein molares OH/Mg-Verhältnis von 1,5 zu erhalten. Weitere Faktoren sind eine energische Agitation der Suspension während der Titration der Reagenzien, Zentrifugieren und Dekantieren der oben schwimmenden Flüssigkeit und Trocknung des Produktes bei 250 Grad C. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden auch bei schneller Titration der Base und Trocknung bei 105 Grad C bis zur vollständigen Trockenheit erzielt.