DE19632154C2 - Haldenabdeckung und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Description

Haldenabdeckungen, insbesondere für Halden aus Rückständen von Bergwerken, Hüttenwerken oder anderer Industrie, die in großen Mengen anfallen und zumindest zunächst keiner weiteren Verwendung zugeführt werden können, werden aus mehreren Gründen gefordert:
Derartige Halden verunstalten nämlich nicht nur optisch das Landschaftsbild, sondern stellen darüber hinaus auch eine mehr oder weniger große Gefährdung für die Umwelt dar. Die auf die Halde verbrachten Materialien können beispielsweise durch Regen und Oberflächenwasser ausgelaugt werden, wodurch es zu einer Kontaminierung des Grundwassers oder der abfließenden Oberflächenwässer kommen kann. Austrocknende Halden wiederum können insbesondere durch Wind zu einer Staubbelästigung führen, wobei der abgewehte Staub auch zur Kontaminierung der Umwelt führen kann. Dies gilt in besonderem Maße für Halden aus schwermetall­ haltigem Material. Schließlich gibt es eine Reihe von Halden, die bei Zuführung von zuviel Wasser oder beim Austrocknen ihre innere Stabilität verlieren und daher als Schlammlawine oder Staublawine das angrenzende Gelände gefährden.

Haldenabdeckungen sollen somit nicht nur diese Gefahren beseiti­ gen, sondern nach Möglichkeit auch begrünungsfähig sein, so daß sich die Halde nach einiger Zeit wieder in das Landschaftsbild einfügt und sogar Teil einer grünen Lunge von Industriegebie­ ten werden kann, die sogar der Freizeit und Naherholung dienen können.

Haldenabdeckungen sind bisher in sehr aufwendiger Form herge­ stellt worden aus mehr oder weniger wasserdichten Tonschichten, welche gegebenenfalls außen noch mit Mutterboden abgedeckt wurden, der begrünungsfähig war. Weiterhin sind auch derartige Haldenabdeckungen schon mit einer wäßrigen Suspension von Begrünungssamen und Nährstoffsubstraten besprüht worden. Auf reinen Tonschichten verläuft diese Begrünung aber sehr langsam und nicht immer sehr erfolgreich.

Die Druckschrift DE 43 37 730 A1 beschreibt ein Verfahren zum Abdecken und rekultivieren von Salzhalden unter Verwendung von Bodenaushub und Bauschutt, wobei der Rauschutt in verschiedene Fraktionen aufgeteilt wird.

Die Zeitschrift "Müll und Abfall", Beiheft 3, (1994), Seiten 16 bis 29 und 30 bis 37, gibt einen Überblick über Menge, Beschaf­ fenheit, Verwertung und Entsorgung von Schlacken aus Eisenhüt­ ten, Gießereien, Kraftwerken und Müllverbrennungen. Danach kann die Verwertung als untergeordnetes oder hochwertiges Baumaterial im Landschafts- oder Straßenbau verwendet werden.

Die Veröffentlichung "Fragen zur Bergewirtschaft", Ruhrkohle AG, Essen (1981), Seiten 39 bis 43, beschreibt die Abdeckung von Bergehalden mit keimfähigem Unter- oder Mutterboden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Haldenabdeckungen zur Verfügung zu stellen, die rasch zu einer begrünungsfähigen Abdeckung führen, wobei die Abdeckung einfach und preiswert hergestellt werden kann und dabei nach Möglichkeit stabiler ist als Tonabdeckungen und eine geringe Auslaugbarkeit besitzt. Für die Herstellung der Haldenabdeckung sollen nach Möglichkeit Materialien verwendet werden, die aus anderen Industriezweigen stammen und teilweise ebenfalls noch keiner weiteren Verwendung zugeführt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Haldenabdeckung, bestehend aus hydraulisch und/oder puzzolanisch abgebundenen Gemischen mineralischer Reststoffe, insbesondere aus einem oder mehreren Kraftwerksreststoffen, Aschen aus der Verbrennung von Klarschlamm, Biomassen, Holz, Papierschlamm und/oder gipshal­ tigen Reststoffen, welche zur Haldeninnenseite hin verdichtet sind und zur Haldenaußenseite hin lockerer strukturiert sind.

Vorzugsweise enthalten diese hydraulisch abbindenden Gemische Beimischungen von Schlackengranulat, Naßaschen, Tonsuspensionen, Tonmehl, gebrauchten Sanden und/oder feinteiligem Bauschutt als Stützkorn oder Füller. Diese Beimischungen bewirken somit teilweise eine mechanische Stabilisierung und teilweise eine bessere Dichtung.

Da die erfindungsgemäß erhaltene Abdeckung zur Haldeninnenseite hin verdichtet ist, sorgt dieser Teil für den Schutz der eigent­ lichen Halde gegen Auslaugung, Austrocknung und damit sogar gegen Abrutschen in Form von Schlamm- oder Staublawinen. Da­ durch, daß die Haldenabdeckung zur Haldenaußenseite hin lockerer strukturiert ist, kann dieser Teil des Materials rascher von Pflanzenwurzeln durchdrungen werden und somit begrünt werden.

Die gute und rasche Begrünung der Haldenabdeckung kann dadurch noch verbessert und beschleunigt werden, daß mindestens die lockere Außenseite der Abdeckung Beimischungen von Mutterböden, begrünungsfähigen Bodensubstraten, Klärschlamm, Kompost und/oder Dünger enthält.

Selbstverständlich kann aber auch die Begrünung dadurch be­ schleunigt werden, daß die lockerere Außenseite nachträglich mit einer wäßrigen Suspension von Begrünungssamen und Nährstoff­ substraten besprüht ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abdeckung von Halden ist dadurch gekennzeichnet, daß hydraulisch und/oder puzzolanisch abbindende Gemische mineralischer Reststoffe, insbesondere aus Kraftwerksreststoffen, Aschen aus der Verbrennung von Klär­ schlamm, Biomassen, Holz, Papierschlamm und/oder gipshaltigen Reststoffen nach Proctor ± 5% Wasser angefeuchtet werden und als erste Schicht in einem mindestens 1 m breiten Steifen am Fuß der Halde ausgebracht und haldenseitig verdichtet werden, woraufhin jeweils weitere Schichten ausgebracht und verdichtet werden. Die Feuchtigkeit nach Proctor wird bestimmt nach der DIN 18127.

Hydraulisch abbindende Gemische von einem oder mehreren Kraft­ werksreststoffen enthalten im allgemeinen Flugaschen, vorzugs­ weise puzzolanisch abbindende Flugaschen. Das hydraulische Abbindevermögen von Flugaschen mit nur geringerem puzzolanischen Abindevermögen kann beispielsweise durch Zumischung von Rauch­ gasgips, Rauchgasgipssuspensionen, den Rückständen von trockenen und/oder quasi-trockenen Rauchgasentschwefelungsanlagen oder anderen gipshaltigen Stoffen gesteigert werden. Sofern die Kraftwerksreststoffe nicht bereits auseichendes freies Calcium­ hydroxid enthalten, kann das hydraulische Abbindevermögen durch Zumischung von Reststoffen mit hohem Freikalkgehalt erhöht werden.

Außer den bereits aufgezählten Kraftwerksreststoffen können auch Aschen aus der Verbrennung von Klärschlamm, Biomassen, Holz oder Papierschlamm zum Einsatz kommen, sofern sie allein oder zusam­ men mit Kraftwerksreststoffen eine ausreichende hydraulische Abbindung gewährleisten. Dabei ist es kein Nachteil, sondern sogar für das Herstellungsverfahren und die Stabilität der Haldenabdeckung ein Vorteil, wenn die hydraulische Abbindung langsam erfolgt, beispielsweise erst im Laufe von mehreren Tagen oder Wochen. Dadurch können nämlich die einzelnen Schichten auch mit zeitlicher Verzögerung aufgebracht und verdichtet werden und dennoch zu einem homogenen monolithischen Block abbinden.

Insbesondere wenn die oben beschriebenen hydraulisch abbindenden Gemische ein ausreichendes Abbindevermögen aufweisen, ist es möglich, inerte Beimischungen von Schlackengranulat, Naßaschen, Tonsuspensionen, Tonmehl, gebrauchten Sanden und/oder fein­ teiligem Bauschutt als Stützkorn bzw. zur Erhöhung der Dichtig­ keit zuzumischen, die dadurch ebenfalls einer sinnvollen Verwer­ tung zugeführt werden.

Die gewünschte Begrünung der Haldenabdeckung erfolgt schnell, leicht und gründlich, wenn das zur Außenseite der Abdeckung bin lockerere Material Beimischungen von Mutterböden, begrü­ nungsfähigen Bodensubstraten, Klärschlamm, Kompost und/oder Dünger enthält. Wichtig ist, daß derartige Beimischungen nicht die hydraulische Abbindung völlig blockieren.

Derartige Beimischungen können entweder nur den äußeren und lockereren Teilen der Haldenabdeckung zugesetzt werden, oder sie können aus Vereinfachungsgründen auch dem gesamten Material beigemischt werden, wobei dann die verteilte Beimischung durch die Verdichtung zur Haldeninnenseite hin der Begrünung nicht mehr zur Verfügung steht.

Die einzelnen Schichten der Haldenabdeckung werden je nach Anfall und Anforderung an das Material in Schichtdicken zwischen 0,3 und 2 m pro Schicht ausgebracht, wobei in Abhängigkeit von der Haldenform (Neigung/Höhe) sowie den Anforderungen an die Abdeckschicht (Begrünung, Oberflächenwassersperre, Verhinderung von Erosionen) gut abbindende Materialien bei nicht zu steilen Halden nur in einer Breite von mindestens 1 m ausgebracht werden müssen. Bei steilen und gefährlichen Halden, die auch gege­ benenfalls schon entsprechende Höhen aufweisen, empfiehlt es sich, die Haldenabdeckung breiter auszuführen, d. h. in Dicken von mehreren Metern. Anzustreben sind Schichtdicken von minde­ stens einem Meter, vorzugsweise mehreren Metern.

Die Verdichtung des Materials kann im einfachsten Fall durch Absetzen des Materials aus mehreren Metern Höhe erfolgen. Vorzugsweise wird aber die jeweilige Schicht durch Verdich­ tungsgeräte zusätzlich verdichtet. Wenn die Verdichtungsgeräte so breit sind wie die jeweils aufgetragene einzelne Schicht, verbleibt an der Haldenaußenseite ein lockerer Anteil, der weniger verdichtet ist und deshalb für die Begrünung geeignet ist.

Die Anfeuchtung nach Proctor ± 5% Wasser (DIN 18127) ermöglicht eine gute Handhabung des Materials zur Haldenabdeckung und stellt gleichzeitig die für die hydraulische Abbindung notwen­ dige Wassermenge zur Verfügung. Gegebenenfalls kann das Material zunächst in wasserärmerer Form ausgebracht und verdichtet werden, woraufhin man die einzelnen Schichten nachträglich mit Wasser besprüht und somit weiteres für die hydraulische Abbin­ dung notwendiges Wasser zur Verfügung stellt. Anfeuchtungen mit Wassermengen, die mehr als 5% überschüssiges Wasser gegenüber der Proctor-Menge aufweisen, neigen dazu, schlammig zu werden. Schlammige Materialien sind schwer auszutragen und schwer zu verdichten. Gegebenenfalls ist die Wassermenge dem jeweiligen Material anzupassen, da auch die Korngrößen und Korn­ größenverteilungen der Gemische Einfluß auf das rheologische Verhalten haben.

Zur weiteren Beschleunigung der Begrünung kann erfindungsgemäß auch die lockerere Außenseite nachträglich mit einer wäßrigen Suspension von Begrünungssamen und Nährstoffsubstraten besprüht werden. Als Nährstoffsubstrat reicht in einigen Fällen bereits ein phosphathaltiges Material, wobei wiederum Materialien zum Einsatz kommen können, die als landwirtschaftlicher Dünger nicht ohne weiteres geeignet sind.

Halden mit der erfindungsgemäßen Haldenabdeckung erfüllen nicht nur die oben genannten Aufgaben, sondern tragen darüber hinaus zu einem kontrollierten Wasserhaushalt bei. Die erfindungsgemäße Haldenabdeckung, insbesondere in begrünter Form, ist nämlich in der Lage, Regen zunächst aufzusaugen und dann langsam wieder abzugeben. Das abgebundene hydraulische Material verhindert aber einen Durchtritt des Regens bis in das Haldenmaterial. Eine obendrein begrünte Oberfläche der Halde gibt Regenwasser noch langsamer ab durch Verdunsten und gestattet nur sehr langsames Abfließen entlang des Haldenhanges, während glatt versiegelte Haldenabdeckungen nach dem Stand der Technik zu rasch abfließen und dabei zu dem unerwünschten raschen Ansteigen und raschen Absinken der Regenmasseableitungen führen. Rasch abfließendes Wasser kann obendrein Haldenabdeckungen abwaschen und dadurch zerstören.

Die erfindungsgemäßen Haldenabdeckungen und das Verfahren zu ihrer Herstellung sind somit ökonomisch und ökologisch außeror­ dentlich wertvoll.

Claims (8)

1. Haldenabdeckung, bestehend aus hydraulisch und/oder puz­ zolanisch abgebundenen Gemischen mineralischer Reststoffe, insbesondere aus einem oder mehreren Kraftwerksreststoffen, Aschen aus der Verbrennung von Klärschlamm, Biomassen, Holz, Papierschlamm und/oder gipshaltigen Reststoffen, welche zur Haldeninnenseite hin verdichtet sind und zur Haldenaußenseite hin lockerer strukturiert sind.

2. Haldenabdeckung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemische Beimischungen von Schlackengranulat, Naßaschen, Tonsuspensionen, Tonmehl, gebrauchten Sanden und/oder feinteiligem Bauschutt als Stützkorn oder Füller enthalten.

3. Haldenabdeckung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens die lockerere Außenseite der Ab­ deckung Beimischungen von Mutterböden, begrünungsfähigen Bodensubstraten, Klärschlamm, Kompost und/oder Dünger ent­ hält.

4. Haldenabdeckung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lockerere Außenseite nachträglich mit einer wäßrigen Suspension von Begrünungssamen und Nähr­ stoffsubstraten besprüht ist.

5. Verfahren zur Abdeckung von Halden, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulisch und/oder puzzolanisch abbindende Gemische mineralischer Reststoffe, insbesondere aus Kraftwerksrest­ stoffen, Aschen aus der Verbrennung von Klärschlamm, Bio­ massen, Holz, Papierschlamm und/oder gipshaltigen Reststof­ fen nach Proctor ± 5% Wasser angefeuchtet werden und als erste Schicht in einem mindestens 1 m breiten Steifen am Fuß der Halde ausgebracht und haldenseitig verdichtet wer­ den, woraufhin jeweils weitere Schichten ausgebracht und verdichtet werden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den hydraulisch abbindenden Gemischen Schlackengranulate, Naßaschen, Tonsuspensionen, Tonmehl, gebrauchte Sande und/oder feinteiliger Bauschutt als Stützkorn oder Füller zugemischt werden.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in das Material für die Haldenaußenseite der Abdeckung Mutterböden, begrünungsfähige Bodensubstrate, Klärschlamm, Kompost und/oder Dünger zugemischt werden.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nachträglich die Außenseite mit einer wäßrigen Suspension von Begrünungssamen und Nährstoffsub­ straten besprüht wird.