CH693898A5 - Verfahren zur Herstellung eines Baubelags aus schadstoffbelasteten Siedlungsabfaellen, Baubelag sowie Oberflaechendichtung unter Verwendung des Baubelags. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Baubelags gemäss Oberbegriff von Anspruch 1, einen damit hergestellten Baubelag gemäss Oberbegriff von Anspruch 4, die Verwandung dieses Baubelags gemäss Oberbegriff von Anspruch 5 sowie eine Oberflächendichtung gemäss Oberbegriff von Anspruch 7.

Um zu verhindern, dass in einen Abfall- oder Deponiekörper Wasser beispielsweise infolge von Niederschlägen eindringt, muss der Deponiekörper mit einer Oberflächendichtung versehen sein, die das Wasser ableitet. Dabei umfasst die Oberflächendichtung in der Regel eine auf den Deponiekörper aufgebrachte Ausgleichsschicht, die die Oberflächenstruktur des Deponiekörpers vergleichmässigen soll. Auf die Ausgleichsschicht wird eine relativ dicke mineralische Dichtungsschicht beispielsweise aus Ton aufgebracht, die ihrerseits von einer wasserdichten Kunststofffolie abgedeckt wird, die aus miteinander verschweissten Kunststoffbahnen gebildet wird. Auf die Kunststofffolie wird eine Entwässerungs- oder Drainageschicht aufgebracht, auf der eine Rekultivierungsschicht aus kulturfähigem Boden angeordnet wird, in der sich der Oberflächenbewuchs der Deponieabdeckung bilden kann und die gleichzeitig als Frostschutzschicht für die Oberflächendichtung wirkt.

Insbesondere die Ausbildung der mineralischen Dichtungsschicht und die Herstellung der Kunststofffolie durch Verschweissen einzelner Kunststoffbahnen haben sich als sehr arbeitsaufwändig und somit sehr teuer erwiesen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, kontaminiertes Aushubmaterial resp. schadstoffbelastete Siedlungsabfälle, wie insbesondere kontaminiertes Bodenmaterial, Bauschutt, Altschotter, Strassenaufbruch, Klär schlämm, Deponiematerial, etc., wieder zu verwerten und die kostspielige Entsorgung derartiger Materialien oder Abfälle zu vermeiden.

Der Erfindung liegt ausserdem die Aufgabe zu Grunde, eine Oberflächendichtung der genannten Art zu schaffen, bei der in einfacher Weise eine gute Dichtungswirkung erzielbar ist.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss durch ein Verfahren zur Herstellung eines Baubelags mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Baubelag gemäss Anspruch 4, die Verwendung dieses Baubelags gemäss Anspruch 5 und eine Oberflächendichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Insbesondere werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zur Herstellung eines Baubelags aus schadstoffbelasteten Siedlungsabfällen, insbesondere aus kontaminiertem Bodenmaterial, Bauschutt, Altschotter, Strassenaufbruch, Klärschlamm, Deponiematerial etc. unter Verwendung einer mobilen Mischvorrichtung gelöst, in welcher die schadstoffbelasteten Siedlungsabfälle mit zur Bindung, Verfestigung und Immobilisierung geeigneten Zusätzen, vorzugsweise vor Ort, gemischt werden, und das dadurch gebildete Mischgut für die Herstellung des Baubelags unmittelbar verwendet wird.

Das Schadstoffpotenzial der schadstoffbelasteten Siedlungsabfälle kann sowohl organischer Natur, wie bspw. Teer, Öl, polyaromatische Kohlenwasserstoffe, Phenole, oder anorganischer Natur, wie bspw. Schwermetalle sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die schadstoffbelasteten Siedlungsabfälle vor dem Mischen fraktioniert und/oder gesiebt und/oder gebrochen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden zur Ermittlung der geeigneten Zusätze vorgängig Bodenproben analysiert.

Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden darüber hinaus durch einen Baubelag gelöst, welcher nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt ist und welcher Baubelag schadstoffbelastete Siedlungsabfälle, insbesondere kontaminiertes Bodenmaterial, Bauschutt, Altschotter, Strassenaufbruch, Klärschlamm, Deponiematerial etc. aufweist, welche schadstoffbelastete Siedlungsabfälle mit geeigneten Zusätzen gebunden, verfestigt und immobilisiert sind.

Des Weiteren werden die Aufgaben der vorliegenden Erfindung durch eine Verwendung eines erfindungsgemässen Baubelags aus schadstoffbelasteten Siedlungsabfällen im Strassen-, Eisenbahn-, Deponie-, Hoch-, Tief- oder Bergbau gelöst.

In einer weiteren bevorzugten Verwendung des erfindungsgemässen Baubelags aus schadstoffbelasteten Siedlungsabfällen wird dieser zur Fertigung von Dämmen, Frostschutzschichten, Fundationsschichten, Sauberkeitsschichten, Dichtungsschichten, hydraulisch gebundenen Tragschichten, Gründungsschichten, Fundamenten, Planungsschutzschichten, Lärmschutzwällen, Versiegelungsflächen oder Oberflächendichtungen verwendet.

Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden darüber hinaus mit einer Oberflächendichtung für eine Deponie von Siedlungsabfällen mit einer auf einem von den Abfällen gebildeten Deponiekörper aufgebrachten ein- oder mehrschichtige Dichtung gelöst, welche Dichtung eine Schicht aus einem erfindungsgemässen Baubelag aufweist. Diese Oberflächendichtung kann eine zusätzliche Ausgleichsschicht aufweisen. Darüber hinaus kann der Baubelag mittels Kalk und/oder Zement hydraulisch gebunden sein oder mittels Asche und/oder Schlacke und/oder Tonmehl und/oder Wasserglas und/oder Emulsion und/oder Wachs und/oder Harz und/oder Reststoffe aus dem Metallrecycling gebunden sein.

Bei der erfindungsgemässen Oberflächendichtung wird somit beispielsweise auf anderen Baustellen angefallenes Bodenmaterial in an sich bekannter Weise immobilisiert und durch Zugabe von geeigneten Bindemitteln derart gebunden, dass es als Dichtungsschicht in die Oberflächendichtung eingebaut werden kann. Dabei hat sich gezeigt, dass an das Ausgangs-Bodenmaterial keine besonderen Anforderungen gestellt werden müssen und dass selbst kontaminierte Böden wirkungsvoll verwendet werden können. Die Bodenmaterialschicht wird nach dem Aufbringen am Einbauort verdichtet, wodurch sich sehr geringe Durchlässigkeitswerte in der Grössenordnung von kf = 1 x 10<-9> bis 1 x 10<-11><> m/s erreichen lassen.

Die Bodenmaterialschicht lässt sich mit relativ geringen Kosten herstellen und einbauen, wodurch die Gesamtkosten der Oberflächendichtung verringert sind. Darüber hinaus ist der Vorteil gegeben, dass auch an sich unbrauchbare Bodenabfälle als Rohmaterial für die Dichtungsschicht verwendet werden können.

Je nach Anforderungen und Aufbau der Deponie kann die bisher verwendete mineralische Dichtungsschicht und/oder die Kunststofffolie durch die Bodenmaterialschicht ersetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die Dichtung alleine von der Bodenmaterialschicht gebildet ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auch die Ausgleichsschicht von dem Bodenmaterial gebildet ist, sodass die Dichtungsschicht eine relativ grosse Stärke aufweist und gleichzeitig die Ausgleichsfunktion wahrnimmt. Dadurch ist der weitere Vorteil gegeben, dass die bei Setzung des Deponiekörpers sich zwangsläufig einstellenden Setzungen der Ausgleichsschicht durch die relativ dicke Bodenmaterialschicht ausgeglichen werden können, wodurch eine höhere Sicherheit gegen das Auftreten späterer Undichtigkeiten gegeben ist. Darüber hinaus ist der Aufbau der Oberflächendichtung bei Ersatz der Aus gleichsschicht durch die Bodenmaterialschicht nochmals vereinfacht, was sowohl hinsichtlich der Herstellungskosten als auch der Herstellungszeit der Oberflächendichtung vorteilhaft ist.

Vorzugsweise wird das Bodenmaterial in bekannter Weise mittels Kalk und/oder Zement hydraulisch gebunden bzw. verfestigt. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es jedoch auch möglich, weitere Zuschlagstoffe vorzusehen, wobei es sich um Aschen, Schlacken, Dünger, Betonit, Tonmehle, Wasserglas, Emulsionen, Wachse, Harze, Reststoffe aus dem Metallrecycling handeln kann, die jeweils allein oder in unterschiedlichen Kombinationen zugegeben werden können.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen: Fig. 1 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Oberflächendichtung gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel und Fig. 2 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Oberflächendichtung gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird der schadstoffbelastete Siedlungsabfall ausgekoffert resp. ausgehoben und danach fraktioniert resp. gesiebt. Vorzugsweise wird auf eine Körnung von 0/80 mm abgesiebt. Bei Bedarf werden die abgesiebten grossen Partikel mit einer herkömmlichen Vorrichtung gebrochen und mit der Fraktion 0/80 mm wiedervereinigt. Der gesiebte und/oder gebrochene schadstoffbelastete Siedlungsabfall wird danach einer mobilen Zwangsmischanlage zugeführt und mit geeigneten Zusätzen, wie hydrauli schen und/oder organischen Bindemitteln, angepassten Additiven gemischt und/ oder Wasser gemischt. Die mobile Zwangsmischanlage kann sich dabei entweder am Ort der Entnahme des schadstoffbelasteten Siedlungsabfalls oder am Ort der unmittelbaren Verwertung des resultierenden Mischguts resp. Baubelags befinden.

Die Ermittlung der geeigneten Zusätze und ihre Zusammensetzung erfolgt in einer vorgängig durchgeführten Eignungsprüfung. Diese Eignungsprüfung wird in der Regel an repräsentativ entnommenem schadstoffbelastetem Siedlungsabfall vorgenommen, welcher mit unterschiedlichen Bindemitteln und Rezepturen behandelt wird. Hierzu werden Prüfkörper erstellt und nach 28 bzw. 14 Tagen in Trogversuchen eluiert. Ziel ist die Einhaltung der geforderten Orientierungswerte gemäss den jeweilig bestehenden Vorschriften bzw. Richtlinien, insbesondere wenn die Verwendung des Baubelags innerhalb von Wasserschutzgebieten stattfindet.

Das Mischen der schadstoffbelasteten Siedlungsabfälle und der zugegebenen Stoffe wird vorzugsweise in einem Hochleistungs-Durchlaufmischer durchgeführt. Die Zugabe der Siedlungsabfälle und Zusätze wird in der Regel mithilfe einer EDV-Anlage gesteuert. Hierdurch wird ein kontinuierliches und ausserordentlich exaktes Dosieren und Vermischen eines oder mehrerer Zuschlagsstoffe resp. Zusätze ermöglicht.

Das fertige Mischgut wird hernach über ein Förderband auf LKWs verladen, um als Baumaterial unmittelbar seiner Bestimmung zugeführt und weiterverarbeitet zu werden. Unter "unmittelbar" soll hierin eine Zeitspanne von nicht länger als drei Stunden verstanden werden. Die Weiterverarbeitung des gebildeten Mischgutes für die Herstellung eines erfindungsgemässen Baubelags erfolgt mit handelsüblichen Baugeräten wie bspw. Raupen oder Walzenzügen. Vorteilhafterweise sind die erfindungsgemäss gefertigten Baubeläge sofort nutzbar, d.h. sie können sofort weiteren Prozessschritten unterzogen werden, wodurch insbesondere kostspielige Totzeiten bei Bauprojekten verhindert werden.

Vorteilhafterweise können die Eigenschaften des Mischgutes resp. des Baubelags dem Verwendungszweck angepasst werden. So können die Eigenschaften denen eines Magerbetons bis hin zu hochwertigem Fundament- oder Deckenbeton gleichen. Es versteht sich, dass insbesondere zum Nachweis des Immobilisierungserfolges Qualitätskontrollen durchgeführt werden. So werden im Allgemeinen parallel zum Mischprozess Prüfkörper des Mischgutes resp. Baubelags erstellt, welche nach 28 Tagen eluiert und analysiert werden.

Der erfindungsgemässe Baubelag weist darüber hinaus eine Vielzahl den Verwendungszwecken dienliche positive Materialeigenschaften auf. So wird die Mobilisierbarkeit durch feste, flüssige und gasförmige Medien und hierbei insbesondere die Staubverwehung, Elution oder die Ausgasung von Schadstoffen wie bspw. Quecksilber ebenso in erheblichem Masse reduziert wie die Erodierbarkeit und die Durchlässigkeit. Darüber hinaus verfügt der erfindungsgemässe Baubelag über eine erhöhte Standfestigkeit und ein verbessertes Setzungsverhalten.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden die Schadstoffe aus den Siedlungsabfällen nicht entfernt, sondern im Gegenteil derart fixiert, dass eine Abgabe an die umgebenden Medien entweder völlig unterbunden oder derart reduziert wird, dass keine Gefahren mehr von ihnen ausgehen. Insbesondere kann die Immobilisierung der Schadstoffe ein Zusammenspiel aus chemischem Einbau in das Kristallgitter oder die Feststoffmatrix, Fällungsreaktionen und Bildung schwer löslicher Hydroxide und Karbonate, Sorption/Chemisorption bzw. Ionenaustauschreaktionen und Einkapselung und Reduzierung der Wasserinfiltration darstellen.

Gemäss Fig. 1 ist ein Deponiekörper 11 vorgesehen, der durch Anhäufung von Abfall oder einer Altlast gebildet ist. Auf dem Deponiekörper 11 ist eine Ausgleichsschicht 12 angeordnet, die die ungleichmässige Höhenstrukturierung des Deponiekörpers 11 ausgleicht und eine im Wesentlichen ebene Auflagefläche für eine darüber liegende Dichtungsschicht 13 bildet, die aus Baubelag, d.h. aus einem gebundenen, immobilisierten Bodenmaterial besteht. Das Bodenmaterial wird nach seinem Einbau mechanisch verdichtet, sodass geringe Durchlässigkeitswerte erzielt werden.

Auf der Bodenmaterialschicht 13 ist eine Drainageschicht 14 herkömmlichen Aufbaus angeordnet, die ihrerseits von einer Rekultivierungsschicht 15 überdeckt ist, auf der sich der Deponiebewuchs 16 entwickeln kann.

Die Darstellung in Fig. 1 stellt nur den schematischen Aufbau der Oberflächendichtung und insbesondere nicht die Dickenverhältnisse der einzelnen Schichten dar.

Fig. 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, das sich vom Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Ausgleichsschicht 12 nun mehr ebenfalls aus Baubelag, d.h. aus Bodenmaterial relativ grosser Stärke gebildet ist, die die auftretenden Setzungen des Deponiekörpers 11 ausgleichen kann.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Baubelags aus schadstoffbelasteten Siedlungsabfällen, insbesonde re aus kontaminiertem Bodenmaterial, Bauschutt, Altschotter, Strassenaufbruch, Klärschlamm oder Deponiematerial, dadurch gekennzeichnet, dass eine mobile Mischvorrichtung verwendet wird, in welcher die schadstoffbelasteten Siedlungsabfälle mit zur Bindung, Verfestigung und Immobilisierung geeigneten Zusätzen, vorzugsweise vor Ort, gemischt werden, und das dadurch gebildete Mischgut für die Herstellung des Baubelags unmittelbar verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schadstoffbelasteten Siedlungsabfälle vor dem Mischen fraktioniert und/oder gesiebt und/oder gebrochen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der geeigneten Zusätze vorgängig Bodenproben analysiert werden.

4. Baubelag hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Baubelag schadstoffbelastete Siedlungsabfälle, insbesondere kontaminiertes Bodenmaterial, Bauschutt, Altschotter, Strassenaufbruch, Klärschlämm oder Deponiematerial, aufweist, welche schadstoffbelastete Siedlungsabfälle mit geeigneten Zusätzen gebunden, verfestigt und immobilisiert sind.

5. Verwendung eines Baubelags aus schadstoffbelasteten Siedlungsabfällen gemäss Anspruch 4 im Strassen-, Eisenbahn-, Deponie-, Hoch-, Tief- oder Bergbau.

6. Verwendung eines Baubelags aus schadstoffbelasteten Siedlungsabfällen nach Anspruch 5 zur Fertigung von Dämmen, Frostschutzschichten, Fundationsschichten, Sauberkeitsschichten, Dichtungsschichten, hydraulisch gebundenen Tragschichten, Gründungsschichten, Fundamenten, Planungsschutzschichten, Lärmschutzwällen, Versiegelungsflächen oder Oberflächendichtungen.

7. Oberflächendichtung für eine Deponie von Siedlungsabfällen, mit einer auf einem von den Abfällen gebildeten Deponiekörper (11) aufgebrachten ein- oder mehrschichtige Dichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine Dichtungsschicht (13) aus einem Baubelag gemäss Anspruch 4 aufweist.

8. Oberflächendichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine Ausgleichsschicht (12) aufweist.

9. Oberflächendichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Baubelag mittels Kalk und/oder Zement hydraulisch gebunden ist.

10. Oberflächendichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Baubelag mittels Asche und/oder Schlacke und/oder Tonmehl und/oder Wasserglas und/oder Emulsion und/oder Wachs und/oder Harz und/oder Reststoffen aus dem Metallrecycling gebunden ist.