DE19540387A1 - Bentonitgebundene Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaus sowie Absicherung von Altlastenstandorten und Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau dieser - Google Patents

Bentonitgebundene Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaus sowie Absicherung von Altlastenstandorten und Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau dieser

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Description

Die Erfindung betrifft bentonitgebundene Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiesystems sowie Absicherung von Altlastenstandorten und Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau dieser, wobei die bentonitgebundenen Gießereialtsande als Komponente im Trägergerüst in gemischtkörnigen mineralischen Dichtungen eingesetzt werden, vorzugsweise unter zusätzlicher Verwendung von granulierter Schlacke und/oder Stückschlacke, die vor ihrem Einsatz mechanisch behandelt werden.
Nach der Druckschrift DE-OS 38 02 013 ist ein Verfahren zur Anlage einer geordneten Mülldeponie in Kavernen bekannt, nach dem die Kavernen auch als Doppelkavernen terrassenförmig an einer Grubenwand angeordnet werden, dem Schlackenbeton Bentonite zugemischt werden, bei hohen Dichtigkeitsansprüchen zusätzlich eine Wanne mit hohen Zugaben von Bentoniten zum Schlackenbeton in die Kavernen betoniert werden, der Hausmüll zu Ballen verpreßt, eingebaut wird, Klarschlämme mit gebranntem Kalk (CaO) behandelt und anschließend pelliert als Zuschlagstoff einem Gemisch: Filterstäube-Gips oder Zement und Wasser zugegeben werden, das dann in eine Kaverne eingebracht wird, in einer Kaverne auch ein Kern mit Müllballen und dann mit dem Filterstäube-Gips- oder Zement-Wasser-Gemisch ausgefüllt wird.
Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß diese Anlage nur mit einem hohen technischen und finanziellen Aufwand angelegt werden kann, daß zusätzlich der einzulagernde Hausmüll verpreßt werden muß bzw. Klarschlämme mit gebranntem Kalk behandelt und anschließend pelliert als Zuschlagstoff einem Gemisch zugegeben werden muß, das dann in die Kaverne eingebracht wird.
Nach der Druckschrift DE-OS 35 19 225 ist ein Verfahren zur Errichtung von hydraulischen Bergehalden für die benötigten Böschungsstützkörper, sowie Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens bekannt, nach dem auf den Anfangsdämmen ein Geotextilstoff ausgebreitet, auf dieser ein steifes Traggestell ausgestaltet wird, das in seiner ganzen Höhe auf der dem Absetzraum zugekehrten Seite von einem, zweckmäßig mit dem schon ausgebreiteten Geotextilstoff verbundenen Geotextilstoff bedeckt wird, der am Traggestell befestigt wird, danach an die gegenüber dem Absetzraum liegende, mit dem Geotextilstoff bedeckte Seite des Traggestells aus gekörntem, schüttbaren Feststoff vorzugsweise aus Schlackenflugasche in gleicher Höhe wie das Traggestell durch Aufschüttung eine Stufe ausgestaltet wird, und hinter der Stufe in den Absetzraum die zu deponierende Arbeitsgrube eingelassen wird, und der Absetzraum mit der Arbeitsgrube bis in den Bereich der Kronenhöhe der Stufe aufgefüllt wird, und nach der wenigstens teilweisen Entwässerung der Arbeitsgrube auf der Oberfläche des erhaltenen Stützkörperteils ein weiterer, auch das Traggestell bedeckender­ vorzugsweise mit dem Geotextilstoff auf der Außenseite des Traggestells verbundener-Geotextilstoff ausgebreitet wird, und die oben beschriebenen, mit der Ausgestaltung des Traggestells auf der Geotextilie beginnenden Operationsreihe in der erforderlichen Anzahl wiederholt wird, bis der Stützkörper errichtet ist.
Der Nachteil ist auch hier in einer zu aufwendigen technischen Lösung zu sehen, wobei die Dichtheit des vorgesehenen schüttbaren Feststoffe trotz der Verwendung eines Geotextilstoffes nicht ewig gegeben ist.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, wie auch bei den o. g. Lösungen ausgewiesen, daß derzeit die körnigen Komponenten und Traggerüste in gemischt­ körnigen, mineralischen Dichtungssystemen für den Deponiebau ausschließlich aus natürlichen sandigen oder kiesigen Erdbaumaterialien hergestellt werden und mit Bentoniten, Tonmehlen, grubenfeuchten Tonen bzw. Wasserglas vergütet sind, um die Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte zu erreichen.
Bei den in den Druckschriften DE-OS 38 02 013 und DE-OS 35 19 225 ausgewiesenen Dichtungssystemen von Deponien, sowie die derzeitig verwendeten Erdbaumaterialien, werden die erforderlichen Wasserdurchlässigkeitswerte von k< 5×10-10 m/s nicht immer erreicht.
Die Druckschrift DE 36 33 736 beinhaltet die Herstellung und das Verfahren von Trockenmischungen als Dichtwandmasse. Die Erfindungsbeschreibung bezieht sich ausschließlich auf die Herstellung von Dichtwandmassen und deren Verfahren zum Einbau. Die erreichten Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte nach 28 Tagen nach Darcy 10×10-8 m/s entsprechen nicht den Forderungen des Deponiebaus für Basisabdichtungen. Aus diesem Grund ist der Einsatz als mineralisches Dichtungssystem im Deponiebau nicht gegeben.
Ein Mittel und Verfahren zur Herstellung einer Dichtwandmasse wird in der Druckschrift DE 41 21 776 dargestellt. Mit diesem Mittel, welches aus verschiedenen Komponenten als Dichtwandmassen-Suspension mit Schlammcharakter vorliegt, werden Dichtungsschlitzwände erstellt. Eine so hergestellte Suspension eignet sich nicht als Basisabdichtung im Deponiebau, da sie sehr geringe Scherkräfte in der Einbauphase aufweisen. Der Einbau im horizontalen Bereich der Deponien würde sofort zu einem Fließen des Mittels führen.
Der Einsatz als mineralisches Dichtungssystem im Deponiebau für Basis- und Oberflächenabdichtungen ist damit nicht gegeben.
Die in der Druckschrift DE 38 00 776 erfindungsgemaß dargestellte Bindemittelmischung für Dichtwandmassen werden in der Schlitzwandtechnik eingesetzt. Die hier verwendete Suspension kann, wie bereits beschrieben, in Basis- und Oberflächenabdichtungen des Deponiebaus somit auch nicht eingesetzt werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine mineralische Dichtungsmasse für Deponien und Abdeckungen von Altlasten zu schaffen, bei der die natürlichen sandigen und kiesigen Erdbaumaterialien durch einen billigen Ersatzstoff ausgetauscht werden, ohne die Eigenschaften der Dichtungsmassen zu beeinträchtigen und es sind die erforderlichen Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte von k<5×10-10 m/s abzusichern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß bei mineralischen Abdichtungen die natürlichen hochwertigen, tonigen, schluffigen, sandigen und kiesigen Erdbaumaterialien durch Gießereireststoffe, Hochofenschlacke und Recycling­ material ausgetauscht werden können, wobei die Eigenschaften der mineralischen Dichtungsmaterialien verbessert werden und die zugelassenen Wasserdurch­ lässigkeitsbeiwerte dieser Dichtungsmasse unterschritten werden.
Die mit Gießereireststoffen versehenen Dichtungsmassen für Deponien können Deponien kostengünstiger gesichert und das Einkapslungsverfahren für Altlasten rationeller gestaltet werden.
Die eingesetzten Anfallstoffe sind umweltunbedenklich, wobei die Anfallstoffe aus Gießereien und Stahlwerken eine Langzeitbeständigkeit beim Durchströmen mit kontaminierten Wässern aufweisen.
Ausgangspunkt der Untersuchung waren bentonitgebundene Gießereialtsande. Der im Altsand enthaltene Bentonit ist beim Gießprozeß thermisch beeinflußt worden und weist somit besondere Eigenschaften auf.
Die bodenmechanischen Untersuchungen zeigen, daß die bentonit-gebundenen Gießereialtsande hinsichtlich ihrer Dichtungseigenschaften den Anforderungen an mineralische Deponiebasis- und Oberflächenabdichtungen entspricht. Die günstigen Dichtungseigenschaften sind auf die im Gießereialtsand enthaltenen Bentonite, die als Bindemittel zugesetzt wurden, zurückzuführen. Der Bentonitanteil im Gießereialtsand beträgt zwischen 6 und 15 Gewichtsprozentanteile.
Die Mineralanalyse des aktivierten Gießereibentonites weist einen Montmorillonitanteil von über 70 Gewichtsprozentanteile aus. Weitere Begleitmineralien sind: Quarz, Glimmer, Kalzit, Dolomit und Feldspat.
Die exemplarische chemische Analyse kann wie folgt sein:
SiO₂ 57, 1 Gewichtsprozentanteile
Al₂O₃ 18,2 Gewichtsprozentanteile
Fe₂O₃ 5,7 Gewichtsprozentanteile
CaO 4,0 Gewichtsprozentanteile
Na₂O 2,6 Gewichtsprozentanteile
K₂O 1,5 Gewichtsprozentanteile
Σ Spurenelemente 2,9 Gewichtsprozentanteile
Glühverluste 8,0 Gewichtsprozentanteile
Die angegebenen chemischen Analysewerte sind Mittelwerte. Abweichungen von diesen Werten sind möglich, da es sich um ein Naturprodukt handelt. Der Altsand besteht im wesentlichen aus einem feinen Quarzsand mit einem eng abgestuften Kornband und weiterhin aus Graphit als Mineralphase.
Der Einsatz von mineralischen Deponiebasisabdichtungen hat im wesentlichen zwei Hauptaufgaben, welche im ZURÜCKHALTEN VON SCHADSTOFFEN UND DICHTEN (konvektiver Wasserspeicher) besteht. Beide Aufgaben lassen sich in einem einzigen Dichtungselement bzw. -System nicht ohne weiteres realisieren.
Eine hohe Dichtungswirkung wird dann erreicht sein, wenn eine maximale oder optimale Packungsdichte mit geringsten Porenvolumen des Dichtungsmaterials vorliegt. Ist das Dichtungsmaterial außerdem noch gegenüber chemischen Angriffen oder chemischen Sekundäreffekten, wie zum Beispiel Schrumpfen und Quellen, Redoxreaktionen, Ionenaustauschmechanismus stabil, so ist auch eine optimale Dichtwirkung nachweisbar. Aktiviertes Bentonit hat bekanntlich ein hohes Schadstoffrückhaltevermögen.
Die genannten Voraussetzungen erfüllt der bentonitgebundene Gießereialtsand, bei einem homogenen Mischen mit dem optimalen Einbauwassergehalt von 8 bis 20 Gewichtsprozentanteilen. Die Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte "k" des unterschiedlich lange feucht gelagerten Gießereialtsandes würden nach DIN 18130 für die Bandbreite der Einbauparameter bestimmt, die im allgemeinen im Deponiebau zulässig ist. Dies ist der Bereich von 97% der einfachen Proctordichte auf der nassen Seite der Proctorkurve über 100% der Proctordichte bei optimalem Wassergehalt bis hin zu 97% der Proctordichte auf der trockenen Seite. Die ermittelten k-Werte liegen, wie nachstehend dargestellt, mit 1,6×10-11 m/s bis 3,2×10-10 m/s durchweg unterhalb der nach gesetzlichen Vorschriften für mineralische Deponiebasisabdichtungen zulässigen Wert von k=5 ×10-10 m/s.
Die bestimmten k-Werte sind auch über längere Versuchslaufzeiten konstant, abgesehen von der Anfangsphase, bei der in der Regel höhere Werte als in der späteren Beharrung bestimmt werden.
Die sonstigen bodenmechanischen und mineralogischen Kriterien werden vom Gießereialtsand in nahezu allen Punkten erfüllt. Lediglich der geforderte Feinstkornanteil (< 0,002 mm) nach DIN 18123 von mindestens 20% wird bei dem Gießereialtsand nicht erreicht, was jedoch durch die homogene Zumischung geeigneter Tonmehle von durchschnittlich 20% (bezogen auf die Trockenmasse des zu vergütenden Sandes) problemlos kompensiert werden kann ohne die Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte zu verschlechtern.
Eine weitere Zumischung kann auch mit sandigen und kiesigen Schluffen, schluffigen Tonen sowie mit plastischen Tonen erfolgen.
Bei vorliegender Feinkörnigkeit kann Braunkohlenbegleitton eingesetzt werden, der in der Regel einen Feinkornanteil <0,002 mm von 73% hat. Das homogene Vermischen mit bis zu 80 Gewichtsprozentanteilen Gießereialtsand und mindestens 20 Gewichtsprozentanteilen Braunkohlenbegleitton ist hier die Voraussetzung für die erforderlichen Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte.
In der Praxis sind mineralische Abdichtungen mit feinkörnigen Materialien und gemischtkörnigen Böden möglich. Letztere sollen aus gut abgestuften Korngemischen bestehen und nicht weniger als 30% Feinkorn < 0,06 enthalten. Die gestreckte Kornverteilung ermöglicht eine optimale Verbindung und geringe Durchlässigkeit. Mineralische Dichtungen aus gemischtkörnigen Böden bestehen aus, vom Stand der Technik bekannt, dem Grundmaterial Sand und Kies unter Zugabe von Bentonit und Füllerstoff, z. B. Tonmehl, Gesteinsmehl und zum Teil Steinkohlen- bzw. Braunkohlenflugaschen. Diese Dichtungen, auch als Bentokiesdichtungen bekannt, sind ohne Bentonitzugaben nicht herstellbar.
Der erfinderische Schritt besteht darin, 30-40 Gewichtsprozentanteile dieser Sand-Kiesmischung im Schluftkorn und Sandkornbereich < 0,001 mm bis 0,6 mm durch einen bentonitgebundenen Gießereialtsand zu ersetzen, der Tonmineralanteile und aktives Bentonit in die Gesamtmischung einbringt.
Die Kornverteilung der einzelnen Fraktionen für die so hergestellte Bentonkiesmischung lehnt sich an die Fullerkurve an. Bei dem im Versuch verwendeten Größtkorn von 20 mm sind folgende Gewichtsprozentanteile in den einzelnen Fraktionen zu verzeichnen.
Gießereialtsand: 0-0,6 mm = 30 Gewichtsprozentanteile
Sand: 0,6-2 mm 8 Gewichtsprozentanteile
Kies: 2-8 mm = 36 Gewichtsprozentanteile
Kies: 8-20 mm = 26 Gewichtsprozentanteile
Der optimale Wassergehalt liegt zwischen 6,5 bis 7,5%. Ein weiterer erfinderischer Schritt hatte das Ziel, die natürlichen Zuschlagstoffe Sand und Kies der Bentokiesmischung durch Aufbereitungsprodukte wie Bauschuttrecyclingmaterial (BSR) aus industriellen Anfallstoffen z. B. Kupolofenschlacken, Hochofenschlacken, Schmelzkammerschlacken zu ersetzen. Diese Ersatzstoffe müssen grundsätzlich Umweltvertäglichkeitsprüfungen unterzogen werden, bevor sie als Baustoff eingesetzt werden.
Das BSR-Material wurde zu diesem Zweck auf einem Backenbrecher bzw. Prallmühle gebrochen und nach der Fullerkurve in den vorgesehenen Sieblinien bis 20 mm zugegeben. Entsprechende Verunreinigungen wie Metall, Kunststoff, Holz usw. sind zu entfernen. Das Material hat hohe Siliziumdioxyd-Anteile und gewährleistet damit gegenüber Deponiesickerwasser chemische Beständigkeit.
Bei Einsatz von BSR-Material sind in jedem Fall Prüfungen vorzunehmen, über den Anteil der organischen Bestandteile, welche in der Summe nicht größer als 5 Gewichtsprozentanteile und den Gehalt an freiem Kalk < 15 Gewichtsprozentanteile liegen muß.
Der Einsatz von technischen Schlacken, wie Kupolofenschlacke, Hochofenschlacke und Schmelzkammerschlacke, als Baustoff im Straßenbau und in der baustoffverarbeitenden Industrie ist vom Stand der Technik bekannt und deren Eignung wurde nachgewiesen.
Der Einsatz von den genannten technischen Schlacken in mineralischen Deponien-Flächenabdichtungen aus gemischtkörnigen Böden ist erstaunlicher Weise von der Fachwelt nicht untersucht worden, obwohl die chemische Beständigkeit dieser Schlacken bekannt ist und somit eine gute Eignung gegeben ist. Die genannten technischen Schlacken werden mit einem Spezialbackenbrecher bzw. Prallmühle gebrochen und nach der Fullerkurve in den vorgesehenen Sieblinien von 0 mm bis 20 mm klassifiziert.
Wichtig ist hierbei, daß das Ausgangsmaterial einen kristallinen Charakter hat. Es besteht somit die Möglichkeit, mineralische Deponie-Flächendichtungen aus gemischtkörnigen Anfallstoffen und Recyclingmaterialien herzustellen, welche den bodenmechanischen und mineralogischen Kriterien entsprechen. Die BSR- Materialien sowie die technischen Schlacken in granulierter bzw. gebrochener Form sind auch Dränagekiese in der Körnung mit dem Durchmesser von 8 mm bis 32 mm als Flächendränage einsetzbar.
Vom Stand der Technik ist bekannt, daß multimineralische Deponiedichtungen von mehrlagigen Dichtungselementen unterschiedlicher Stoffzusammensetzung als das zur Zeit beste Dichtungssystem angesehen wird. Dichtungselemente mit einem hohen Tongehalt sind vorteilhaft gegenüber den chemischen Angriffen der Deponiesickenwasser. Generell steigt mit zunehmendem Tongehalt die Kohäsion, die Plastizität und die Erosionssicherheit, gleichzeitig verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit. Tone sind niederschlags- und frostempfindlich und nur sehr schwer zu trocknen, falls durch unerwarteten Niederschlag der Einbauwassergehalt überschritten wird.
Durch starke Sonneneinwirkung kommt es zu Austrocknungsrissen in den Dichtungslagen. Die Forderungen, daß Dichtungen die zu erwartenden Verformungen plastisch folgen muß, kann auch beim Einsatz von Ton als mineralisches Dichtungsmaterial nicht immer erfüllt werden, wenn eine Austrocknung nach dem Einbau stattfindet. Der Gießereialtsand kann aufgrund seiner geringen Plastizität keine größeren plastischen Verformungen verkraften.
Andererseits führt seine geringe Plastizität und die damit verbundene Erosionsempfindlichkeit dazu, daß auftretende Risse im tonhaltigen Dichtungslagen sehr schnell zusedimentieren. Durch das enthaltene Bentonit im Gießereialtsand werden diese Risse wieder abgedichtet und dient somit als Opferschicht für die Selbstheilung.
Diese üblicherweise als "Selbstheilungsvermögen" bezeichnete Materialeigenschaft ist bei Gießereialtsand sehr ausgeprägt und kann gegebenenfalls durch Verlegen eines leichten Geotextils mit sehr geringen Öffnungsweiten noch unterstützt werden. Hinzu kommt noch, daß mit der geringen Plastizität auch ein sehr niedriges Schrumpfmaß einhergeht, was die Bildung von größeren Austrocknungsrissen in der tonhaltigen Dichtungslage nahezu ausschließt. In Anbetracht dieser gegenläufigen Materialanforderungen ist eine Kombination aus verschiedenen Dichtungslagen in unterschiedlichen Einbaulagen die optimale Lösung, z. B. Gießereialtsand als obere Schicht mit hohem Selbstheilungsvermögen und geringer Schrumpfempfindlichkeit und darunter ein plastisches Material wie Ton oder toniger Schluff. Bei Rißbildung in der unteren Lage wird dann der Gießereialtsand - bei entsprechendem Wasserangebot - in die Risse einfließen und dies wieder weitgehend abdichten, wobei der Einsatz von Gießereialtsanden als Opferschicht ohne Beimischungen erfolgt. Die Verlegung eines Filtervlieses unter dem plastischen tonmineralischen Baustoff ist hierbei zu empfehlen.
Beim Einsatz von Industriereststoffen und Recyclingmaterial, welche eluieren können, muß neben der Beurteilung der Dichtheit und des Zurückhalten der Überprüfung auf Umweltverträglichkeit besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Bei Verwendung von natürlichen Einbaumaterialien für mineralische Dichtungen sind umfangreiche labortechnische Eignungsuntersuchungen und Feldtests unter Baustellenbedingungen erforderlich, um Aussagen über
  • - geeignete Zusammensetzung des mineralischen Abdichtungsmaterials,
  • - die Eignung der Erdbaugeräte,
  • - den Aufwand an Verdichtungsenergie,
  • - den zulässigen Schichtstärken im lagenweisen Einbau treffen zu können.
Gleiche Untersuchungskriterien sind auch bei dem Einsatz von Industriereststoffen und Recyclingmaterialien im Deponiebau erforderlich.
Die Erfindung wird
  • - mit Fig. 1 als Basisabdichtungssystem im Deponiebau,
  • - mit Fig. 2 als Dichtungssystem für Deponieabdeckungen und Altlastenabdichtungen erläutert, indem die Dichtungsschichten
  • - nach Fig. 3 als bentonitgebundener Gießereialtsand zur Selbstheilung von plastischen Tonen,
  • - nach Fig. 4 als bentonitgebundener Gießereialtsand mit Tonmehl vermischt als Dichtungsschicht,
  • - nach Fig. 5 als Veredelung von grubenfeuchten Tonen/Schluffen mit bentonitgebundenen Gießereialtsanden,
  • - nach Fig. 6 als Einsatz von bentonithaltigen Gießereialtsanden in gemischtkörnigen Dichtungsschichten im Deponiebau, auf Altlastenstandorten und
  • - als Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau dieser Dichtungsschichten erläutert.
Nach Fig. 1 besteht das Basisabdichtungssystem aus multimineralischen Dichtungsschichten 1, mindestens aus einer mineralischen Dichtungsschicht 1.1, die auf den natürlich gewachsenen Boden/Planung 2 aufgebracht ist. Über die mineralische Dichtungsschicht 1.1 ist eine Kunststoffdichtungsbahn 3, indem bei Deponieklassen mit geringen Schadstoffaustrag, z. B. Bauschuttdeponien, ggf. auf die Kunststoffdichtungsbahn verzichtet werden kann, ein Schutzvlies 4, eine Flächendränage 5, die aus gebrochener technischer Schlacke/Dränagekies 6 mit einer Korngröße von 8 mm bis 32 mm besteht und das Deponiegut 7 angeordnet.
Nach Fig. 2 besteht das Dichtungssystem für Deponieabdeckungen und Altlastenstandorten aus multimineralischen Dichtungsschichten 1, mindestens aus einer mineralischen Dichtungsschicht 1.1, indem die Dichtungsschicht 1.1 auf den Altlasten 7.1 bzw. auf dem Deponiegut 7 aufgebracht ist, wobei auf die mineralische Dichtungsschicht 1.1 nacheinander die Kunststoffdichtungsbahn 3, das Schutzvlies 4, die Flächendränage 5, die aus gebrochener technischer Schlacke/Dränagekies 6 mit einer Korngröße von 8 mm bis 32 mm gebildet wird und ein Mutterboden 8 angeordnet ist, indem zwischen dem Mutterboden 8 und der Flächendränage 5 stets ein Trennvlies 5.1 und zwischen dem Deponiegut 7 bzw. zwischen Altlast 7.1, je nach Erfordernis, eine Gasdränage 7.2 angeordnet ist.
Der Einsatz bentonitgebundener Gießereialtsande zur Selbstheilung von schluffigen, plastischen Materialien als mineralische Dichtungsschicht 1.1 nach Fig. 3 erfolgt in der Weise, daß ein plastischer, tonmineralischer Erdbaustoff 9 für das Basisabdichtungssystem und für die Abdeckungen bentonitgebundener Gießereialtsand 10, einen Einbauwassergehalt von 8% bis 18% und einen k-Wert von 1,6×10-11 m/s bis 3,2×10-10 m/s besitzt, verwendet wird. Somit liegen die notwendigen bodenmechanischen und mineralogischen Kriterien vor, welche an mineralische Deponiebasis- und Oberflächenabdichtungen gestellt werden, wobei der bentonitgebundene Gießereialtsand 10 als tonmineralische Erdbaustoffe 9 als Opferschicht für die Selbstheilung von Rissen in der tonigen/schluffigen Dichtungsschicht dient, wobei dieser Schicht ein Geotextil 9.0 mit geringen Öffnungsweiten unterhalb des tonmineralischen Erdbaustoffes 9 zugeordnet ist.
Nach Fig. 4 besteht die Dichtungsschicht 1.1 aus bentonitgebundenen Gießereialtsand 10, aus Tonmehl 9.1, wobei die Gewichtsanteile bezogen auf die Gesamttrockenmasse bei dem bentonitgebundenen Gießereialtsand zwischen 70% und 90% und bei Tonmehl zwischen 10% und 30% liegen, indem der Einbauwassergehalt von 10% bis 25% und der k-Wert von mindestens 3×10-10 m/s bis 3×10-11 m/s vorliegt.
Nach Fig. 5 ist der tonmineralische Erdbaustoff 9 mit bentonitgebundenen Gießereialtsand 10 in der Weise veredelt, daß die Gewichtsanteile an der Gesamtmischung des Feststoffanteils bei bentonitgebundenem Gießereialtsand 10% bis 85% und von tonmineralischem Erdbaustoff 9 15% bis 90% beträgt, wobei der Einbauwassergehalt von 8% bis 20% anliegt und der k-Wert von < 5×10-10m/s bis 1×10-11 m/s gegeben ist.
Der Einsatz von bentonitgebundenem Gießereialtsand 10 in einer gemischtkörnigen Dichtungsschicht 1.1 nach Fig. 6 erfolgt in der Weise, daß
  • - entweder Sand/Kies 12 mit einer Körnung ab 0,6 mm bis 32 mm verwendet wird, indem die Korngröße 0 mm bis 0,6 mm durch bentonitgebundene Gießereialtsande 10 ersetzt sind, die Gewichtsanteile an der Gesamtmischung des Feststoffanteils beim Sand/Kies 12 von 50% bis 70% und bei den bentonitgebundenen Gießereialtsanden 10 von 30% bis 50% betragen, ein Einbauwassergehalt von 5% bis 20% vorliegt und ein k-Wert von < 5×10-10 m/s bis 3×10-11 m/s gegeben ist,
  • - oder gebrochene technische Schlacke/Dränagekies 6 mit der Körnung ab 0,6 mm bis 32 mm eingesetzt wird, indem die Korngröße 0 mm bis 0,6 mm durch bentonitgebundene Gießereialtsande 10 ersetzt sind, die Gewichtsanteile an der Gesamtmischung des Feststoffanteils bei der gebrochenen technischen Schlacke/Dränagekies 6 von 50% bis 70% und bei dem bentonitgebundenen Gießereisand 10 von 30% bis 50% liegt, ein Einbauwassergehalt von 5% bis 20% vorliegt und ein k-Wert von < 5×10-10 m/s bis 3×10-11 m/s gegeben ist.
Das Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau der mineralischen Dichtungsschichten 1.1 ist dadurch charakterisiert, daß die jeweilige Dichtungsschicht 1.1
  • - entweder als Einzelkomponenten einzeln dosiert einem stationären Mischer zugeführt und unter Wasserzugabe vermischt zur Verwendung bereit steht,
  • - oder als Einzelkomponenten schichtweise auf Halde gelegt und anschließend mittels Fräse/Grubber durch Wasserzugabe vermischt wiederum auf Halde bevorratet wird,
  • - um anschließend im Einbaufeld als Basisabdichtung des Deponiegutes 7, als Abdeckung des Deponiegutes 7 oder der Altlast 7.1 gleichmäßig verteilt aufzubringen und danach solange zu verdichten bis die erforderliche Dichte erreicht ist,
  • - oder als Einzelkomponenten schichtweise direkt im Einbaufeld als Basisabdichtung des Deponiegutes 7, als Abdeckung des Deponiegutes 7 oder der Altlast 7.1 schichtweise, gleichmäßig verteilt aufgebracht werden, um anschließend mittels Fräse, Grubber unter Zugabe von Wasser vermischt zu werden und danach solange zu verdichten bis die erforderliche Dichte erreicht ist.
Bezugszeichenliste
1 multimineralische Dichtungsschicht
1.1 mineralische Dichtungsschicht
2 natürlich gewachsener Boden/Planung
3 Kunststoffdichtungsbahn
4 Schutzvließ
5 Flächendränage
5.1 Trennvlies
6 gebrochene technische Schlacke/Dränagekies
7 Deponiegut
7.1 Altlast
7.2 Gasdränage
8 Mutterboden
9 tonmineralischer Erdbaustoff
9.0 Geotextil
9.1 Tonmehl
10 bentonitgebundener Gießereialtsand
11 gemischtkörnige Dichtungsschicht (Komponente)
12 Sand/Kies

Claims (8)

1. Bentonitgebundene Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaus, sowie zur Absicherung von Altlastenstandorten, dadurch gekennzeichnet, daß für das Basisabdichtungssystem multimineralischen Dichtungsschichten 1, mindestens eine mineralische Dichtungsschicht (1.1), auf den natürlichen gewachsenen Boden/Planung (2) aufgebracht ist, indem über der mineralischen Dichtungsschicht (1.1) eine Kunststoffdichtungsbahn (3), die je nach Erfordernis eingesetzt bzw. nicht eingesetzt ist, ein Schutzvlies (4), eine Flächendränage (5), die aus einer gebrochenen technischen Schlacke/Dränagekies (6) mit einer Korngröße von 8 mm bis 32 mm besteht und das Deponiegut (7) angeordnet sind.
2. Bentonitgebundene Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaues, sowie Absicherung von Altlastenstandorten, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abdeckung des Deponiegutes (7) multimineralische Dichtungsschichten (1), mindestens eine mineralische Dichtungsschicht (1.1) auf das Deponiegut (7) aufgebracht ist, indem über der mineralischen Dichtungsschicht (1.1) eine Kunststoffdichtungsbahn (3), ein Schutzvlies (4), eine Flächendränage (5), die aus einer gebrochenen technischen Schlacke/Dränagekies (6) mit einer Korngröße von 8 mm bis 32 mm besteht und der Mutterboden (8) angeordnet sind, indem zwischen dem Mutterboden (8) und der Flächendränage (5) ein Trennvlies (5.1) und zwischen dem Deponiegut (7) eine Gasdränage (7.2) zugeordnet sind bzw. zwischen der Altlast (7.1), je nach Erfordernis.
3. Bentonitgebundene Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaues sowie zur Absicherung von Altlastenstandorten nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Dichtungsschicht (1.1) aus einem plastischen, tonmineralischen Erdbaustoff (9) und aus bentonitgebundenen Gießereialtsand (10) besteht, indem der bentonitgebundene Gießereialtsand (10) über den plastischen, tonmineralischen Erdbaustoff (9) als Schicht aufgetragen und verdichtet ist, einen Einbauwasseranteil von 8% bis 18% und einen k-Wert von < 5×10-10 m/s bis 1,6×10-11 m/s besitzt, wobei unterhalb des plastischen tonmineralischen Erdbaustoffes (9) ein Geotextil (9.0) mit geringen Öffnungen zugeordnet ist.
4. Bentonitgebundene Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaues sowie zur Absicherung von Altlastenstandorten nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht (1.1) aus bentonitgebundenen Gießereialtsand (10) und aus Tonmehl (9.1) besteht, wobei die Gewichtsanteile bezogen auf die Gesamttrockenmasse bei den bentonitgebundenen Gießereialtsand (10) zwischen 70% und 90% und bei Tonmehl (9.1) zwischen 10% und 30% liegen, wobei der Einbauwassergehalt von 10% bis 25% und der k-Wert von mindestens 3×10-10 m/s bis 3×10-11 m/s vorliegt.
5. Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaues sowie zur Abdichtung von Altlastenstandorten nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bentonitgebundene Gießereialtsand (10) und der tonmineralische Erdbaustoff (9) miteinander vermischt und verdichtet als mineralische Dichtungsschicht (1.1) vorliegt, indem die Gewichtsanteile an der Gesamtmischung der Feststoffanteile bei dem bentonitgebundenen Gießereialtsand (10) zwischen 10% und 85% und bei dem plastischen tonmineralischen Erdbaustoff (9) zwischen 15% und 90% liegt, der Einbauwassergehalt mit 8% bis 20% und der k-Wert von < 5×10-10 m/s bis 1×10-11 m/s gegeben ist.
6. Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaues sowie zur Abdichtung von Altlastenstandorten nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bentonitgebundene Gießereialtsande (10) in einer gemischtkörnigen Komponente (11) eingemischt und verdichtet in der mineralischen Dichtungsschicht (1.1) vorliegt, indem die gemischtkörnige Komponente (11) aus Sand/Kies (12) mit einer Körnung ab 0,6 mm bis 32 mm besteht und die Körnung Kies/Sand (12) von 0 mm bis 0,6 mm durch den bentonitgebundenen Gießereialtsand (10) ersetzt ist und die Gewichtsanteile an der Gesamtmischung der Feststoffanteile für Sand/Kies (12) von 50% bis 70% und für den bentonitgebundenen Gießereialtsand (10) von 30% bis 50% vorhanden ist, der Einbauwassergehalt von 5% bis 20% und der k-Wert mit < 5×10-10 m/s bis 3×10-11 m/s anliegt.
7. Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaues sowie zur Abdichtung von Altlastenstandorten nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bentonitgebundene Gießereialtsande (10) in einer gemischtkörnigen Komponente (11) eingemischt und verdichtet als mineralische Dichtungsschicht (1.1) vorliegt, indem die gemischtkörnigen Komponenten (11) aus einer gebrochenen technischen Schlacke/Dränagekies (6) mit einer Körnung ab 0,6 mm bis 32 mm besteht und die Körnung der gebrochenen technischen Schlacke/Dränagekies (6) von 0 mm bis 0,6 mm durch den bentonitgebundenen Gießereialtsand (10) ersetzt ist und die Gewichtsanteile an der Gesamtmischung der Feststoffanteile für die gebrochene technische Schlacke/Dränagekies (6) mit 50% bis 70% und für den bentonitgebundenen Gießereialtsand (10) mit 30% bis 50% vorhanden ist, der Einbauwassergehalt von 5% bis 20% und der k-Wert mit < 5×10-10 m/s bis 3×10-11 m/s anliegt.
8. Verfahren zur Herstellung, Aufbereitung und Einbau bentonitgebundener Gießereialtsande in Dichtungssystemen des Deponiebaus und Absicherung von Altlastenstandorten nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Dichtungsschicht (1.1)
  • - entweder als Einzelkomponenten einzeln dosiert einem stationären Mischer zugeführt und unter Wasserzugabe vermischt zur Verwendung bereit steht,
  • - oder als Einzelkomponenten schichtweise auf Halde gelegt und anschließend mittels Fräse/Grubber durch Wasserzugabe vermischt wiederum auf Halde bevorratet wird, um anschließend im Einbaufeld als Basisabdichtung des Deponiegutes (7), als Abdeckung des Deponiegutes (7) oder der Altlast (7.1) gleichmäßig verteilt aufzubringen und danach solange zu verdichten bis die erforderliche Dichte erreicht ist,
  • - oder als Einzelkomponenten schichtweise direkt im Einbaufeld als Basisabdichtung des Deponiegutes (7), als Abdeckung des Deponiegutes (7) oder der Altlast (7.1) schichtweise, gleichmäßig verteilt aufgebracht werden, um anschließend mittels Fräse, Grubber unter Zugabe von Wasser vermischt zu werden und danach solange zu verdichten bis die erforderliche Dichte erreicht ist.
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