DE4417312A1

DE4417312A1 - Schutzschicht für Deponie- und andere Abdichtungen

Info

Publication number: DE4417312A1
Application number: DE4417312A
Authority: DE
Inventors: Bernd Kopp; Hans Prof Dr Ing August
Original assignee: Huels Troisdorf AG
Current assignee: HT Troplast AG
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1994-12-22
Also published as: DE9412555U1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschicht für Deponie- und andere Abdichtungen, insbesondere für solche mit Kunststoffdichtungsbahnen.

Schutzschichten im Deponiebau sind Bestandteil eines mehr schichtigen Aufbaues, der sich im allgemeinen von oben nach un ten aus folgenden Schichten zusammensetzt:

- Feinmüll
- Drainageschicht
- Schutzschicht
- Kunststoffdichtungsbahn
- mineralische Abdichtung.

Die Drainageschicht besteht in der Regel aus Kies. Dieser Kies soll einen möglichst geringen Feinanteil enthalten, wie es z. B. auf gewaschenen Kies mit 16-32′er Körnung zutrifft, um die Funktionsfähigkeit der Drainageschicht auch langfristig sicher zustellen.

Die Schutzschicht soll die Kunststoffdichtungsbahn vor mechani schen Beschädigungen durch den Drainagekies während der gesam ten Lebensdauer der Kunststoffdichtungsbahn schützen. Beschädi gungen können sowohl beim Aufbringen der oberen Schichten als auch durch den Druck der Müll-Auflast verursacht werden, hier besonders unter dem Einfluß der in den Deponien auftretenden Betriebstemperaturen.

Erwünscht ist außerdem eine gute Isolationseigenschaft der Schutzschicht, damit die mineralische Abdichtung während der Deponieverfüllung vor Frost geschützt wird.

Stand der Technik

In der DE-A-40 12 301 wird zum Einsatz bei Deponieabdichtungen eine Schalungshülle mit gewebten Hüllenwänden beschrieben, in die auf der Baustelle Beton als Schutzschicht für die Kunst stoffdichtungsbahn eingefüllt wird. Dieses Verfahren bedingt einen hohen Aufwand zum Herstellen der Schutzschicht durch Ein füllen des Betons in die Schalungshülle auf der Baustelle. Die Schutzschicht kann deshalb naturgemäß nicht fertig auf der Bau stelle angeliefert werden. Darüberhinaus entspricht die Wärme leitfähigkeit dieser Beton-Schutzschicht nur der des Betons.

In der DE-A-30 22 019 wird eine Schutzschicht u. a. für den Tiefbaubereich offenbart, die aus miteinander verbundenem Gum migranulat besteht und mit der Dichtungsbahn verklebt ist. Diese Schutzschicht hat für den Einsatz im Deponiebereich keine ausreichende Chemikalienbeständigkeit.

Es ist außerdem bekannt, dicke Kunststoffvliese aus Poly ethylen-Fäden als Schutzschicht zu benutzen. Diese Vliese haben jedoch ebenfalls nur eine begrenzte chemische Beständigkeit. Gerade die Langzeitbeständigkeit der Schutzschicht gegen den Einfluß chemisch agressiver Elemente ist aber eine immer stär ker beachtete Anforderung im Deponiebau.

Die DE-GM-76 10 269 offenbart eine Erosionsschutzmatte aus Fä den mit in einer Ebene nebeneinanderliegenden, wabenartigen Zellen, welche mit sehr grobkörnigen, mineralischen Partikeln gefüllt werden sollen. Die Zellen sind nach oben in ihrer gan zen Weite geöffnet, so daß die Matte ungefüllt keine nennens werte Wärmedämmung für den jeweiligen Untergrund bieten kann.

Bei der in der DE-A-40 38 962 beschriebenen Schutzmatte mit ei ner eingelagerten Mischung aus mineralischen und/oder Kunst stoff-Partikeln ist die nachträgliche Verfüllung der Matte mit mineralischen Stoffen nicht möglich, so daß auch hier die Wär medämmung für den Untergrund mangelhaft ist.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Abdichtungen und eine Schutzschicht für Deponie- und andere Abdichtungen, insbesondere für solche mit Kunststoffdich tungsbahnen, zur Verfügung zu stellen, wobei die Schutzschicht fabrikmäßig fertiggestellt und leicht verlegt werden kann und außerdem eine für den Deponiebereich ausreichende, langanhal tende Chemikalienbeständigkeit und eine gute Wärmedämmung auf weist.

Darstellung der Erfindung

Obige Aufgabe wird gelöst durch eine Schutzschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ihre Verwendung nach Anspruch 14 und durch Verfahren zur Herstellung einer Abdichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 15 bis 18, bevorzugt in Verbindung mit den Merkmalen der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Schutzschicht basiert auf Kunststoff oder Kunststoffmischungen. In besonderen Ausführungsformen kann auch beliebiges unsortiertes und nicht besonders aufbereitetes Recy clingmaterial entweder allein oder in Mischungen auch mit Frischmaterial, für welches bevorzugt Polyethylen oder Polypro pylen eingesetzt wird, verwendet werden.

Zur Herstellung der Schutzschicht gemäß der Erfindung wird eine Vielzahl an Formkörper, Fäden o. dgl. aus den genannten Mate rialien miteinander so zu einem elastischen Flächengebilde ver bunden, daß sich die Schutzschicht durch einen Hohlraumanteil zwischen 20 und 50% auszeichnet und auf mindestens einer Seite für mineralische Stoffe durchlässig ist. Es sind deshalb Form körper, Fäden o. dgl. von solcher Größe und Formgebung ein zusetzen, daß in dem Fachmann an sich bekannter Weise der er findungsgemäße Hohlraumanteil der Schutzschicht und die mindestens einseitige Durchlässigkeit für mineralische Stoffe entsteht.

Die Hohlräume der Schutzschicht dienen im ungefüllten Zustand zur Unterstützung der Wärmedämmung, insbesondere damit die z. B. durch Ton realisierte mineralische Abdichtung in der Bauphase nicht durch Frostschäden zerstört wird. Außerdem muß ein genügend großer Hohlraumanteil zur Aufnahme von mineralischen Stoffen vorhanden sein. Der Hohlraumanteil der Schutzschicht soll deshalb nicht unterhalb von 20% liegen. Da die Schutzschicht zusätzlich die Kunststoffdichtungsbahn vor me chanischen Beschädigungen bewahren soll, ist aber andererseits ein genügender Kunststoffanteil in der Schutzschicht notwendig, so daß der Hohlraumanteil der Schutzschicht 50% nicht überschreiten soll.

Die Hohlräume können entweder bereits während des Deponiebaus mit mineralischen Stoffen, z. B. Sand, Bentonit oder Reststoffen wie Aschen u.ä., ganz oder teilweise gefüllt werden oder ver sanden im Laufe der Zeit beim Betrieb der Deponie. Die minera lischen Stoffe in den Hohlräumen der Schutzschicht sichern den Bestand und die Wirksamkeit der Schutzschicht auch nach dem Ab bau des Kunststoffes.

In einer besonderen Ausführungsform haben die Formkörper, Fäden o. dgl. ein Verhältnis von Volumen zu Oberfläche, das größer als 0,25 mm ist. Weitere mögliche Ausführungsformen der Form körper sind Kunststoffschnipsel, -granulate oder -preßkörper. Alle Ausführungsformen der Formkörper, Fäden o. dgl. sind ent sprechend dem erwünschten Hohlraumanteil der Schutzschicht in bekannter Weise zu gestalten.

Die Verbindung der Formkörper, Fäden o. dgl. zu einem elasti schen Flächengebilde kann auf verschiedene Art und Weise reali siert werden, wobei immer mindestens eine Seite des Flächen gebildes in für mineralische Stoffe durchlässiger Form ausge bildet wird. Folgende Möglichkeiten werden dabei bevorzugt:

Verbindung der Formkörper, Fäden o. dgl. durch

- eine Hülle, die durch zwei aus thermoplastischem Kunststoff gewebten, im wesentlichen parallel zueinander laufenden Hül lenwänden gebildet wird, wobei bekannte Verfahren zur Stabi lisierung der Hülle in Frage kommen, z. B. mit Abstandshaltern zwischen den Hüllenwänden gemäß der DE-A-40 12 301, oder
- eine Hülle aus thermoplastischem Kunststoff, die durch zwei im wesentlichen parallel zueinander laufenden Folien gebildet wird, wobei sich zwischen den Folien entsprechend der DE-A-38 02 085 zur Stabilisierung Trennstege befinden, die Wa ben oder Zellen bilden. Eine der beiden parallel zueinander verlaufenden Folien ist dabei in für die Durchlässigkeit von mineralischen Stoffen geeigneter Weise zu perforieren.
- punktweises Verkleben oder Verschweißen.

Sollen Fäden zu dem elastischen Flächengebilde verbunden wer den, so können hierfür die zum Verarbeiten von Fäden üblichen Verfahren des Verwebens, Verwirkens, Vernadelns usw. verwen det werden.

Die Oberseite des elastischen Flächengebildes kann bevorzugt so ausgestaltet werden, daß mineralische Stoffe zwar leicht durch Einschlämmen oder trockenes Einbringen in das Flächengebilde eindringen, nicht jedoch wieder herauskommen können. Dies kann beispielsweise durch ein Gitter mit geeigneter Maschenweite - allein oder in Kombination mit einer unterlegten, geeignet ge schlitzten Folie- erreicht werden, so daß mineralische Stoffe die obere Hülle nur in einer Richtung, nämlich in die Schutz schicht hinein, passieren können.

Im Randbereich kann das elastische Flächengebilde so geformt, z. B. abgeschrägt, werden, daß sich die nebeneinander einzubau enden Schutzschichtbahnen überlappen. Eine derartige Maßnahme bewirkt einen durchgängigen Schutz der Kunststoffdichtungsbahn auch an den Berührungsstellen der Schutzschichtbahnen.

Das Flächengewicht der Schutzschicht liegt bevorzugt zwischen 0,3 und 120 kg/m², besonders bevorzugt zwischen 1 und 120 kg/m², ihre Dicke bevorzugt zwischen 5 und 200 mm, besonders bevorzugt zwischen 30 und 200 mm, und ihre Dichte bevorzugt zwischen 200 und 600 kg/m³.

Ganz besonders bevorzugt liegt das Flächengewicht der Schutz schicht zwischen 10 und 120 kg/m² und ihre Dicke zwischen 5 und 20 cm.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird durch die erfindungs gemäße Schutzschicht die Funktion von Dränrohre in der Weise übernommen, daß in beliebigen Abständen die Dicke der Schutz schicht über eine zu wählende Breite verdoppelt bis verdrei facht wird. In diesen Verdickungen der erfindungsgemäßen Schutzschicht findet die Drainage statt, die sonst von den Dränrohren erzielt wird. Die Einsparung der Dränrohre ist ein erheblicher Vorteil in puncto Arbeits- und Kostenaufwand.

Bei dickeren Ausführungen der erfindungsgemäßen Schutzschicht besteht die Möglichkeit des Wegfalls einer gesonderten Draina geschicht, da diese Funktion durch die dicke, mit mineralischen Stoffen gefüllte Schutzschicht übernommen werden kann.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Schutzschicht liegt nun darin, daß statt des besonders teuren gewaschenen und grob körnigen Kies es für die Drainageschicht auch ungewaschener Kies mit hohem Feinanteil und kleinerer Körnung eingesetzt werden kann. Die Feinstoffe können mit den Sickerflüssigkeiten nach unten geschwemmt und von der Schutzschicht aufgenommen werden, was im Falle einer ungefüllt eingebauten Schutzschicht auch er wünscht ist, so daß einem Zusetzen der Drainageschicht entge gengewirkt werden kann.

Vorteilhaft ist außerdem, daß mit zunehmender Dicke der Schutz schicht das Mengenverhältnis von mineralischem Stoff zu Kunst stoff kleiner werden kann, ohne die notwendige Langzeitschutz wirkung zu verlieren, was insbesondere bei der Verwendung von Kunststoffabfällen zur Kostenminimierung führt. Der Kunststoff anteil der Schutzschicht darf jedoch nicht soweit erhöht wer den, daß unerwünschte stark federnden Eigenschaften der Schutz schicht auftreten. Voraussetzung für den Einbau einer Flächen drainage und der Dränrohre ist nämlich eine genügende Stabili tät der Schutzschicht.

Statt einer einzigen dickeren Schutzschicht können auch mehrere Schichten der erfindungsgemäßen Schutzschicht eingesetzt wer den.

Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß eine even tuelle Drainageschicht nicht unmittelbar nach Einbau der Schutzschicht auf diese aufgebracht werden muß, um den Frost schutz der mineralischen Abdichtung während der allmählichen Müllverfüllung der Deponie zu gewährleisten, da dieses bereits durch die wärmedämmende Schutzschicht selber sichergestellt ist. Der Drainagekies braucht deshalb erst mit dem Fortschrei ten der Müllverfüllung auf die Schutzschicht aufgebracht zu werden, so daß der Bau auch von sehr steilen Deponieböschungen ermöglicht wird. Diese Eigenschaft der Schutzschicht führt also dazu, daß der Deponieraum wesentlich besser ausgenutzt werden kann.

Die für die Schutzschicht benutzten Materialien aus Kunststoff brauchen sich nicht durch gute chemische Beständigkeit aus zu zeichnen. Sollten sich diese Materialien im Laufe der Lebens dauer der Deponie zersetzen, so bewirken die in den Hohlräumen der Schutzschicht enthaltenen mineralischen Stoffe nach wie vor einen Schutz der Kunststoffdichtungsbahn.

Der Vorteil der Erfindung liegt also in der wärmedämmenden Ei genschaft der Schutzschicht, der Chemikalienbeständigkeit der mit mineralischen Stoffen gefüllten Schutzschicht und möglichen Einsparungen bei Drainageschicht und Dränrohren bei gleichzei tig leichter Verlegbarkeit ohne zusätzlichen Baustellenaufwand. Desweiteren erlaubt der Einsatz von Recyclingmaterial und mineralischen Reststoffen eine kostengünstige Herstellung der Schutzschicht ohne Qualitätseinbußen und - auf Grund des Reststoffeinsatzes -, ohne daß zusätzliches Deponievolumen bei dickeren Schutzschichten benötigt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispie les sowie der Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Schutzschicht bestehend aus Hülle und Formkörpern und

Fig. 2 den Schichtaufbau einer Deponieabdichtung.

Wege zur Ausführung der Erfindung Beispiel 1

Die Schutzschicht 1 wird aus einer Hülle 2 von Gitterbahnen, die kissenartig miteinander verbunden sind, und darin einge füllten Kunststoffschnipseln 3 gebildet. Die Hülle 2 besteht aus Polyethylen. Die Kunststoffschnipsel 3 werden auf herkömm liche Weise aus beliebigem Kunststoff-Recycling-Material gewon nen. Die Abmessung der unregelmäßig geformten Kunststoffschnip sel 3 liegt zwischen 3 und 9 mm, im Mittel bei 6 mm. Der Hohl raumanteil der Schutzschicht 1 beträgt dann ca. 33%.

Die Hülle 2 der Schutzschicht 1 wird so gefertigt, daß ihre Breite 5 m und ihre Länge 50 m beträgt. Es werden so viele Kunststoffschnipsel 3 in die Hülle 2 gefüllt, daß die Schutz schicht 1 eine Dicke von 10 cm erreicht. Eine gleichmäßige Fül lung der Hülle 2 mit den Kunststoffschnipseln 3 wird durch Ab standshalter 4 zwischen den Hüllenwänden gewährleistet, wie sie in der DE-A-40 12 301 beschrieben sind.

Die Schutzschicht 1 wird aufgerollt zur Verlegestelle transpor tiert und dort auf der Kunststoffdichtungsbahn 7, die die drei schichtige, mineralische Abdichtung 8 begrenzt, ausgerollt. An schließend wird in die Hohlräume der Schutzschicht 1 Sand ein gebracht. Zur Vollendung des mehrschichtigen Aufbaues der Depo nieabdichtung wird auf die Schutzschicht 1 dann die Drainage schicht 6 und anschließend der Feinmüll 5 gegeben.

Beispiel 2

Eine zweite Möglichkeit die Schutzschicht 1 auszuführen, be steht darin, die Hülle 2 wie in Beispiel 1 aus Polypropylen herzustellen und entsprechend Beispiel 1 mit Kunststoffschnip seln 3 zu füllen.

Die Schutzschicht 1 wird aufgerollt zur Verlegestelle transpor tiert und dort auf der Kunststoffdichtungsbahn 7, die die drei schichtige, mineralische Abdichtung 8 begrenzt, ausgerollt. Zur Vollendung des mehrschichtigen Aufbaues der Deponieabdichtung wird auf die ungefüllte Schutzschicht 1 dann die Drainage schicht 6 aus ungewaschenem Kies mit 0-32′er Körnung und an schließend der Feinmüll 5 gegeben. Im Laufe der Zeit werden die Hohlräume der Schutzschicht 1 mit den eingeschwemmten oder ein gesickerten Feinanteilen des Drainagekieses aufgefüllt.

Claims

1. Schutzschicht (1) für Deponie- oder andere Abdichtungen mit einer Vielzahl von Formkörpern, Fäden o. dgl. (3) aus Kunststoff, wobei die Formkörper, Fäden o. dgl. miteinan der zu einem elastischen Flächengebilde verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumanteil der Schutz schicht (1) 20-50% beträgt und die Schutzschicht (1) auf mindestens einer Seite für mineralische Stoffe durchlässig ist.

2. Schutzschicht (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Formkörpern, Fäden o. dgl. (3) durch eine Hülle (2) miteinander verbunden ist, wobei die Hülle (2) zwei aus thermoplastischem Kunststoff gewebte, im we sentlichen parallel zueinander verlaufende Hüllenwände aufweist.

3. Schutzschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Formkörpern, Fäden o. dgl. punktweise durch Verkleben oder Verschweißen miteinander zu dem ela stischen Flächengebilde verbunden ist.

4. Schutzschicht nach Anspruch 1 mit einer Vielzahl von Fäden aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden durch Verweben, Verwirken, Vernadeln o. dgl. zu dem ela stischen Flächengebilde verbunden sind.

5. Schutzschicht nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Formkörpern, Fäden o. dgl. (3) aus Po lyethylen, Polypropylen oder eine Mischung aus Polyethylen und Polypropylen, wobei die Formkörper, Fäden o. dgl. ein Verhältnis von Volumen zu Oberfläche < 0,25 mm aufweisen.

6. Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ge kennzeichnet durch die Verwendung von Recyclingmaterial für den Kunststoffanteil.

7. Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge kennzeichnet durch ein Flächengewicht von 0,3 bis 120 kg/m².

8. Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ge kennzeichnet durch eine Dichte von 200 bis 600 kg/m³.

9. Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ge kennzeichnet durch eine Dicke von 5 mm bis 20 cm.

10. Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (1) mit mine ralischen Stoffen gefüllt wird.

11. Schutzschicht (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Oberseite der Schutzschicht (1) ein Gitter mit einer derartigen Maschenweite aufweist, so daß die mi neralischen Stoffe die obere Hülle der Schutzschicht (1) nur in einer Richtung, nämlich in die Schutzschicht (1) hinein, passieren können.

12. Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (1) in ihrem Randbereich so geformt ist, daß sich die nebeneinander einzubauenden Schutzschichtbahnen überlappen.

13. Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schutzschicht (1) in beliebigen Abständen über eine zu wählende Breite ver doppelt bis verdreifacht wird.

14. Verwendung der Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 für eine Deponieabdichtung.

15. Verfahren zur Herstellung einer Abdichtung mit Hilfe der Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß auf die Schutzschicht (1) eine Schicht aus mineralischen Stoffen aufgebracht wird.

16. Verfahren zur Herstellung einer Abdichtung mit Hilfe der Schutzschicht (1) nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß auf die Schutzschicht (1) Kies mit Körnungen zwischen 0 und 32 aufgebracht wird.

17. Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdichtung mit Hilfe der Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drainageschicht (6) mit dem Fortschreiten der Müllverfüllung der Deponie auf die Schutzschicht (1) aufgebracht wird.

18. Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdichtung mit Hilfe der Schutzschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf die mit mineralischen Stoffen gefüllte Schutzschicht (1) Feinmüll aufgebracht wird.