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Fachliteratur

Abdichtung von Deponien und zur Altlastensicherung

Mineralische Abdichtungen 2004

| 2005 | 2004 | 2003 2002 2001 | 2000 und davor (1999 | 1998 | 1997 ) |

Tom Schanz, S. S. Agus, Gabriele Tscheschlok
Hydraulisch-mechanische Eigenschaften einer polymerverbesserten Sand-Bentonit-Mischung beim Einsatz im Deponiebau
Geotechnik 27 (2004) Nr. 4
über http://www.trisoplast.de als pdf-Datei verfügbar
wie auch viele weitere Veröffentlichungen zur Eignung von TRISOPLAST® im Deponiebau
siehe auch Austrocknung mineralischer Abdichtungen (2003 und davor)
Auch interessant unter Zusammenfassung und Schlußfolgerungen:

Sowohl bei Austrocknung als auch bei Bewässerung ist visuell keine Rissbildung feststellbar.
Die ermittelten Steifezahlen liegen je nach Porenzahl zwischen 1 und 100 MN/m2.

Für den Deponiebau und die gegenwärtig in diesem Zusammenhang diskutierte Austrocknungsproblematik soll abschließend auf Bild 2 verwiesen werden.
Deutlich wird hierbei für Einbauwassergehalte von Trisoplast zwischen 4 und
10 % ein „Vorspannungseffekt“ (im Sinn einer „Überkonsolidierung“ in Bezug auf die erfahrene Saugspannung) mit totalen Wasserspannungen von 1 500 bis 5 000 kPa. Selbst für den Fall gleicher Wasserspannungscharakteristik würde ein herkömmliches Dichtungsmaterial auf dem nassen Ast der Proctorkurve eine „Vorspannung“ von nur dem halben Wert bis zu einem Zehntel erfahren. Daraus folgt für Trisoplast, dass die Rücktrocknung nach erfolgter Aufsättigung den doppelten bis zum zehnfachen Wert annehmen kann, ohne sich außerhalb der Vorbelastung zu bewegen. Da herkömmliche, natürliche Dichtungsmaterialien wegen unzureichender Plastizität in der Regel nicht auf dem trockenen Ast der Proctorkurve qualitätsgerecht einbaubar sind, folgt hieraus ein erheblicher Vorteil für das Dichtungsmaterial Trisoplast mit Blick auf die Austrocknungsgefährdung.

Aus der Betonung der Vorteile für TRISOPLAST® ergibt sich m. E. ganz klar, daß von den Autoren auch die Austrocknungsgefahr von herkömmlichen, natürlichen Dichtungsmaterialien gesehen wird. Wenn die Autoren gleichzeitig betonen, daß "herkömmliche, natürliche Dichtungsmaterialien wegen unzureichender Plastizität in der Regel nicht auf dem trockenen Ast der Proctorkurve qualitätsgerecht einbaubar sind" bedeutet das doch, daß herkömmliche, natürliche Dichtungsmaterialien für den Bau von Oberflächenabdichtungen für Deponien ungeeignet sind. (?) (Anm.: Stief)

Witt, Karl J., Zeh, Rainer M., Fabian, Falk
Kapillarschutzschichten für mineralische Dichtungskomponenten in Oberflächenabdichtungen
Müll und Abfall 11/2004
Es geht um die Verhinderung der Austrocknung von mineralischen Dichtungsschichten.
Der Beitrag behandelt die Wirkungsweise und die Effekte einer mineralischen Schicht, mit der ... schädliche Wasserspannungen von der Dichtung ferngehalten werden. Eine dünne Kapillarschutzschicht (KSS) aus einem Fein- oder Mittelsand, unmittelbar auf der mineralischen Dichtung in einer Stärke von 10 bis 15 cm aufliegend, dient ergänzend zur Rekultivierungsschicht als saisonaler Wasserspeicher, der in Trockenphasen Wasser an die mineralische Dichtung abgibt. Der wesentliche Effekt liegt aber nicht in dieser begrenzten Speicherfunktion, sonder darin daß die während der Trockenphasen in der Dränschicht und der Rekultivierungsschicht wirkenden extrem hohen Wassersaugspannungen nicht auf die mineralische Dichtungsschicht aufgeprägt werden. Eine Kapillarschutzschicht entkoppelt die mineralische Dichtung von diesen schädlichen Einwirkungen.
Die schützenden Effekte einer KSS werden in diesem Beitrag durch Ergebnisse einfacher Laborversuche qualitativ veranschaulicht, Eine KSS kann aber mehr als nur eine konstruktive Maßnahme gegen eine Austrocknungsgefährdung sein. Mit den verfügbaren numerischen Modellen zur Simulation des Wasserhaushalts in Oberflächenabdichtungen ist eine qualitative Analyse bis hin zu einer standortspezifischen wirtschaftlichen Optimierung der Materialien und Schichtdicken eines Aufbaus möglich.

Taubald, Heinrich; Bergmann, Stefan; Savidis, Stavros; Blessing, Micaela
Karbonatlösung in mineralischer Dichtungsschicht unter Auflast
Müll und Abfall 11/2004
In Langzeitlaborversuchen von bis zu 2 Jahren wurden karbonathaltige mineralische Abdichtungsmaterialien unter Auflasten zwischen 10 und 80 kN/m² konsolidiert und mit verschiedenen Prüflösungen belastet. Während der Versuche wurden die Durchlässigkeit und das Setzungsverhalten gemessen. Nach Abschluss der Versuche wurden die Perkolate und die Probekörper bodenmechanisch, geochemisch und mineralogisch untersucht. Die Ergebnisse zeigen, daß der Spannungszustand sowohl das bodenmechanische als auch das mineralogische Verhalten karbonathaltiger Dichtungsmaterialien signifikant beeinflußt. Im Vergleich zu Versuchen ohne Auflast hat sich sowohl das Durchlässigkeitsverhalten als auch das Ausmaß der Karbonatlösung günstiger entwickelt. Insgesamt unterstreichen die Versuche, daß eine Auflast ab ca. 80 kN/m² sich generell positiv auswirkt. Es zeigt sich aber auch, daß Probeninhomogenitäten eine wichtige Rolle spielen und somit dem Einbau einer mineralischen Dichtung hohe Bedeutung zukommt.
Es ist anzustreben, mit einer gleichmäßigen Auffüllung des Deponiekörpers möglichst frühzeitig eine großflächige Vorbelastung der gesamten mineralischen Basisabdichtung herzustellen. Wenn dies sichergestellt ist, kann aus unserer Sicht eine Lockerung der bestehenden Beschränkung des Karbonatgehalts mineralischer Deponieabdichtungen auch für die Deponiebasis angestrebt werden.
(Anmerkung Stief: Man beachte! Die Aussagen gelten für Basisabdichtungen. Eine möglichst frühzeitige großflächige Vorbelastung der gesamten mineralischen Abdichtung soll sichergestellt werden - was in der Praxis bewiesen werden müßte!)

Boris Bauer, Rainer Horn, Heidi Taubner, Rolf Tippkötter
Primäre und sekundäre Grobporen in mineralischen Oberflächenabdichtungen
Müll und Abfall Heft 10/2004Seiten 496-502
Die Versuchsergebnisse resultieren in Proctorflächen und Schrumpfkurven, aus denen Beträge für primäre und sekundäre Grobporen n_plA und n_slA abgeleitet werden. Die beiden Grobporensysteme werden als Porenstrukturen im neu hergestellten Dichtungskörper bzw. im gealterten Dichtungskörper interpretiert. Sie zeigen im Spektrum unterschiedlicher Einbauwassergehalte einen gegensinnigen Verlauf.
Ganz grundsätzlich geht es wieder um die Vermeidung der Austrocknung mineralischer Abdichtungen durch die "richtige" Verdichtung.

Witt, Karl J. und Zeh, Rainer M.
Maßnahmen gegen Trockenrisse in mineralischen Abdichtungen
In: Tagungsband für das Vertieferseminar "Zeitgemäße Deponietechnik 2004 -
Deponietechnik im Jahr der Entscheidungen – Deponiestilllegung und Verwertungsverordnung
Veranstalter: Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Industrie- und Siedlungswasserwirtschaft, sowie Abfallwirtschaft e. V. in Stuttgart (FEI)
in Zusammenarbeit mit dem Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüteund
Abfallwirtschaft der Universität Stuttgart mit dem Ministerium für Umwelt und Verkehr Baden-Württemberg und der Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg
Zusammenfassung
Oberflächenabdichtungen mit einem rein mineralischen Aufbau werden als Regeldichtungen in Deponien der Klasse DK1 und als Alternative bei höherwertigen Deponien hergestellt. Durch klimatisch bedingte Schwankungen der Bodenfeuchte in der Rekultivierungsschicht kann es in Trockenphasen zur Vertiefung der Wurzeln und zu einem potenzialinduzierten Wasserentzug in der mineralischen Dichtung kommen. Wird dabei ein kritischer Wert der Wasserspannung überschritten, treten i. A. irreversiblen Trockenrisse auf. Das Bemessungskonzept sieht vor, den Aufbau eines Dichtungssystems
so zu optimieren, dass auch in Trockenphasen die vorhandene Wasserspannung den bodenspezifischen Grenzwert in der Dichtung nicht übersteigt. Die bodenphysikalischen Zusammenhänge dieses Bemessungskonzeptes werden in dem Beitrag aufgezeigt.
Das vorhandene Potenzial kann durch einen adäquaten Aufbau der Schichten begrenzt werden. Eine auf der Dichtung aufliegende kapillarbrechende Schicht aus Feinsand dämpft die saisonalen Schwankungen der Wasserspannung und schützt effektiv vor Austrocknen. Für die Dichtung sollen Böden mit einer geringen Schrumpfempfindlichkeit verwendet werden. Ein unteroptimaler Einbauwassergehalt erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Wassergehaltsschwankungen.
Mit den vorliegenden Kenntnissen kann der Aufbau einer Oberabdichtung auf der Grundlage von Erfahrungswerten bewertet werden. Der Wasserhaushalt kann mit numerischen Methoden prognostiziert und durch Messfelder verifiziert werden.
Die Grenzzustände für eine ingenieurmäßige Bemessung sind formuliert, es fehlt aber noch an einfachen Versuchen zur Bestimmung der relevanten Parameter.
(März 22, 2004)

Weiß, Kathrin und Zepp, Harald
Wirksamkeit eines alternativen Deponie-Oberflächenabschlusssystems mit mineralischer Dichtungsschicht
Müll und Abfall 2004, Heft 3 Seiten 131-134
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Horn, Rainer
Empfehlungen zur Herstellung nicht schrumpfanfälliger mineralischer Dichtungen mit zusätzlicher Wasserspeicherschicht (nstmin) für Deponieoberflächenabdichtungssysteme
Müll und Abfall Heft 2 2004 Seiten 67-70
(Februar 22, 2004)

siehe auch
Horn, Rainer
Auswirkung von periodischer Austrocknung und Wiederbewässerung auf die Schrumpfrissbildung von künstlich erzeugten Gemischen aus groben starren Körnern und quellfähigem Feinmaterial
Müll und Abfall 2003 Heft 10 Seiten 521-525
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21-Feb-2010