DE69817753T2

DE69817753T2 - Ton-Deckschicht

Info

Publication number: DE69817753T2
Application number: DE69817753T
Authority: DE
Inventors: Francis Ryan Winnetka McKendrick
Original assignee: Amcol International Corp
Current assignee: Amcol International Corp
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2018-09-11
Also published as: SG74655A1; DK0936315T3; JP2000110140A; EP0936315B1; DE69817753D1; KR19990071415A; EP0936315A1; ATE248955T1; ES2206849T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte, flexible geosynthetische Tondichtungsbahn, bei der es sich um eine wirksame Wasserbarriere für Teiche, Klärteiche, Abwassereinschließungsbereiche und zur Verkleidung von Betonoberflächen, wie zum Beispiel Plaza-Decks aus Beton, Fundamentmauern aus Beton und dergleichen handelt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine geosynthetische Tondichtungshahn, die zwei Gewebelagen und eine Zwischenschicht aus wasserquellbarem Ton, wie zum Beispiel einem Natriummontmorillonitton umfasst; worin die beiden Gewebelagen strukturell befestigt sind, um eine Zwischenschicht aus Ton auf jedwede Weise zu umgeben, wie zum Beispiel durch Kleben, Kompression ( US 5,584,600 ) oder durch Zusammennähen oder Vernadeln der Gewebelagen, um den Ton dort dazwischen einzuschließen. Erfindungsgemäß schließt eine der Gewebelagen, die sich in Kontakt mit dem Bett des Teiches oder Klärteiches, der Erdoberfläche oder der Fundamentmauer befindet, eine offene Struktur ein, die ausreichend offen ist, um die Extrusion des Tons dort hindurch zu erlauben, wenn der Ton hydratisiert wird und quillt. Der hydratisierte Ton und etwas Wasser extrudieren durch die offene Gewebestruktur und kontaktieren eine angrenzende Oberfläche, die zum Beispiel gegen das Bett eines Teiches oder Klärteiches, eine Erdoberfläche oder Fundamentmauer aus Beton angebracht ist, um auf diese Weise die laterale Migration von Wasser zwischen die angrenzende Oberfläche, zum Beispiel eine Fundamentwand aus Beton, und die Dichtungsbahn zu blockieren, zum Verhindern, dass Wasser einen Weg durch die zu schützende Oberfläche findet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind geosynthetische Tondichtungsbahnen, die zur Bildung von Wasserbarrieren verwendet werden. Die geosynthetischen Tondichtungsbahnen sind zur Verkleidung einer Oberfläche zum Schutz dieser Oberfläche gegen die Penetration von Wasser dort hindurch, insbesondere zum Schutz wasserhaltender Bereiche, abfallwasserhaltender Bereiche, Betonoberflächen und dergleichen, wie zum Beispiel horizontalen Plaza-Decks und vertikalen Fundamentwänden aus Beton nützlich.
Die Verwendung von wasserquellbarem Smektit-Ton, wie zum Beispiel Natriumbentonit, zur Schaffung einer Barriere von geringer Permeabilität in Deponien und Teichen ist weithin bekannt. Bentonit ist ein Tonmaterial, das natürlich vorkommt, und es expandiert, wenn es nach Absorption von Wasser hydratisiert. Wenn der Bentonit Wasser absorbiert und expandiert, ist er dazu in der Lage, eine Barriere mit geringer Permeabilität für Wassermigration zu bilden, wenn der Bentonit vorschriftsmäßig eingeschlossen ist. Die erfindungsgemäßen geosynthetischen Tondichtungsbahnen verlassen sich auf die unvollständige Toneinschließung über die Extrusion von wasserenthaltendem, wasserquellbarem Ton nach der Hydratation dort hindurch, um die laterale Migration von Wasser unter die Dichtungsbahnen zu verhindern.
Geosynthetische Tondichtungsbahnen werden primär aus zwei Bahnen, wie zum Beispiel einer Trägerbahn und einer Deckbahn, die eine Schicht aus wasserquellbarem Ton umgeben, gefertigt. Die primäre Unterlagen- oder Trägerbahn stellt in der Regel das dauerhaftere Material dar, und die Dichtungsbahn wird häufig dergestalt angeordnet, dass die Trägerbahn an der vor Wasserpenetration zu schützenden Oberfläche liegt. Die Deckbahn, auf die auch als Scrim verwiesen wird, ist in der Regel weniger dauerhaft als die Trägerbahn. Auf das Produkt, einschließlich einer zwischen den beiden Bahnen (Deckbahn und Trägerbahn) angeordneten Schicht aus wasserquellbarem Bentonitton, wird häufig als eine geosynthetische Tondichtungsbahn oder GTD verwiesen.
Damit der wasserquellbare Ton, wie zum Beispiel Natriumbentonit, eine wirksame Wasserbarriere schaffen kann, muss er vorschriftsmäßig eingeschlossen werden, wie zum Beispiel zwischen zwei Bahnen – einer Trägerbahn und einer Deckbahn – eingeschlossen werden. Der Bentonit kann durch Aufbringen von Klebstoff auf die Trägerbahn; durch Kompression von zwei eine nasse Bentonitschicht umgebenden Bahnen, wie zum Beispiel nach dem US-Patent Nr. 5,584,609 dieses Rechtsnachfolgers, durch Vernadelung der Deckbahn an die Trägerbahn oder durch Steppen der Trägerbahn an die Deckbahn oder eine Kombination davon an Ort und Stelle gehalten werden. Die Bahnen können aus dauerhaften gewebten oder ungewebten Materialien oder Bahnen hergestellt werden, die nicht zulassen, dass der Bentonit durch das Material migriert.
Gemäß dem vorherigen US-Patent Nr. 5,350,255 dieses Rechtsnachfolgers, ist die Herstellung einer geosynthetischen Tondichtungsbahn zur Verwendung in Deponien bekannt, die eine offene Struktur in den Gewebekanten zur Migration von Bentonitton einschließt, wobei zwei geosynthetische Tondichtungsbahnen überlappen. Wie in dem Patent '255 angedeutet wird, ist das offene Gewebe auf die Überlappungsanteile der GTD beschränkt, um Wasserpenetration in die Bereiche der GTD-Überlappung zu verhindern, und die meisten der GTD besitzen ein geschlosseneres Gewebe für die vorschriftsmäßige Toneinschließung, um die in einer Deponieumgebung benötigte geringe Permeabilität aufrechtzuerhalten.
US 5187915 beschreibt eine Platte und ein Verfahren zur Herstellung der Platte, die als eine Wasserbarriere, einschließlich einer Zwischenschicht aus einem wasserquellbaren kolloidalen Ton, wie zum Beispiel Bentonit nützlich ist, die zwischen zwei Bahnenmateriallagen, wie zum Beispiel Pappe, in Sandwichform eingelagert sind, worin mindestens eine der Bahnenmateriallagen eine Vielzahl von Öffnungen mit Zwischenräumen dazwischen angeordnet oder Wasserkanäle besitzt, die von dem Äußeren der Platte zu der dazwischenliegenden wasserquellbaren Tonschicht verlaufen. Die Wasserkanäle enthaltende Bahnenmateriallage schließt eine Beschichtung aus einem entfernbaren Material ein, das sich vollkommen über die Wasserkanäle in der Deckbahn mit kontrollierter, prädeterminierter Wasserlöslichkeit dergestalt befindet, dass die dazwischenliegende wasserquellbare Tonschicht nach der Solubilisierung und Entfernung des Beschichtungsmaterials schnell hydratisiert wird und um die Hydratation des Tons während der Installation vor der Entfernung des Beschichtungsmaterials zu verhindern.
US 5360294 offenbart eine geosynthetische Tondichtungsbahn, die zur Installation in Deponieanlagen, die mit niedrigeren Drainagesystemen ausgerüstet sind, vorgesehen sind. An den Außenkanten der Dichtungsbahnen angeordnete Überlappungsverlängerungen enthalten auf wirksame Weise den aktivierten Bentonit.
US 3561177 offenbart eine laminierte Bauplatte zur Aufrechterhaltung einer Wasserbarriere-Verbundmasse positioniert gegen eine Struktur, die wasserdicht gemacht werden soll, einschließlich eines Gliedes, das eine Vielzahl angrenzender Kompartimente vorsieht, die in einer Vielzahl van Richtungen verlaufen, einer Wasserbarrie-Verbundmasse in jedem der Kompartimente, einer flexiblen Unterlage, welche die Rückseite von genannten Kompartimenten bedeckt und wasserundurchlässig und abriebfest ist, und einer flexiblen Decklage zur Platzierung in sich berührender Beziehung mit einer wasserdicht zu machenden Struktur, wobei die Decklage porös ist, um Wasserpenetration in die Kornpartimente zur Aktivierung der Wasserbarriere-Verbundmasse zu erlauben.
Gemäß dem Stand der Technik wurde der Bentonit durch vorschriftsmäßiges Einschließen zwischen zwei Bahnen, die keine Migration des Bentonits erlauben, vorschriftsmäßig eingeschlossen und nach Hydratation durch Wasser quillt der Bentonit und bildet eine wirksame Wasserbarriere. Die erfindungsgemäßen geosynthetischen Tondichtungsbahnen stellen andererseits eine kontrollierte Migration von wasserquellbarem Ton und in Ton enthaltenem Wasser durch eine "offene" Gewebeseite bereit, um die laterale Migration von Wasser hinter die Dichtungsbahnen zu verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß ist eine Verbundstruktur vorgesehen, die eine vor Wasserpenetration zu schützende Oberfläche mit einer inneren Bahnenmateriallage aus einer geosynthetischen Tondichtungsbahn aufweist, wobei genannte geosynthetische Tondichtungsbahn eine innere Bahnenmateriallage und eine äußere Bahnenmateriallage mit einer Schicht aus wasserquellbarem Smektit-Ton dazwischen angeordnet umfasst, wobei genannte innere Bahnenmateriallage eine offenere Struktur über ihre gesamte Oberfläche als die äußere Bahnenmateriallage einschließt und wobei genannte innere Bahnenmateriallage eine Hohlraumfläche von mindestens 5% dergestalt aufweist, dass nach Hydratation von genanntem Ton der Ton durch die innere Bahnenmateriallage, aber nicht durch die äußere Bahnenmateriallage extrudiert.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zum Schutz einer Oberfläche gegen Wasserpenetration vorgesehen, umfassend das Anordnen einer geosynthetischen Tondichtungsbahn wie hierin definiert gegen genannte Oberfläche, wobei die innere Bahnenmateriallage gegen genannte Oberfläche angeordnet ist.
Die geosynthetische Tondichtungsbahn (GTD) schließt eine Schicht aus wasserquellharem Smektit-Ton, z. B. Natriummontmorillonit, angeordnet zwischen einer Trägerbahn und einer Deckbahn ein. Eine innere Bahn, die gegen die vor Wasserpenetration zu schützende Oberfläche – entweder die Trägerbahn oder die Deckbahn – angeordnet ist, wird aus Material mit einer offeneren Struktur gefertigt, die hydratisiertem Bentonit erlaubt, durch sie hindurch zu migrieren. Die andere, z. B. äußere Bahn, schließt eine geschlossenere Struktur ein und schließt deshalb die Bentonit-Migration durch sie aus. Die GTD kann auf jedwede bekannte Weise, z. B. mittels Befestigen des Tons durch Kleben an die Bahnenmateriallagen, durch Kompression bei hohem Druck (45–85 Pounds pro laufendem Inch) der Gewebe, die zusammen eine nasse Schicht aus wasserquellharem Ton (z. B. 20–50 Gew.-% Wasser bezogen auf das Trockengewicht des Tons) umgeben; oder durch Vernadeln oder Steppen der Bahnenmateriallagen, die zusammen die Zwischentonschicht umgeben, zusammengehalten werden.
Nach der Hydratation quillt der Smektit-Ton zur Bildung der Barriere. Da die äußere Bahn oder das Gewebe eine relativ geschlossenere Struktur als die innere Bahn einschließt, wird der Bentonit weitgehend eingeschlossen und migriert nicht erheblich durch die äußere Bahn. Die äußere Bahnenmateriallage erlaubt bevorzugt keine Migration von nassem Ton von mehr als ca. 0,01 g/cm² dort hindurch, wenn sie einem Druck von 54,6 psi ausgesetzt wird. Bei 54,6 psi extrudiert bevorzugter weniger als 0,006 g/cm² nasser Ton durch die äußere Bahn. Da die innere Bahn jedoch offener oder lockerer gewebt ist, migriert der hydratisierte Bentonit weitgehend bei einer Mindestmenge von mindestens ca. 0,15 g (Nassbasis) pro cm², vorzugsweise mindestens ca. 0,2 g/cm² durch sie hindurch, wenn sie einem Druck von 54,6 Pounds pro Quadratinch (psi) ausgesetzt wird, wie hierin nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Der extrudierte, hydratisierte Ton, der durch die innere Bahn migriert, greift in die angrenzende zu schützende Oberfläche, z. B. in einen Teich oder Abwasserklärteich, eine Erdoberfläche oder eine Fundamentwand aus Beton ein. Die erhebliche Migration des Bentonits durch die innere Bahn gewährleistet, dass eine wirksame Abdichtung geschaffen wird, um gegen laterale Wasserbewegung zwischen der geosynthetischen Tondichtungsbahn und der angrenzenden zu schützenden Oberfläche zu schützen.
Die offene Struktur der inneren Gewebebahn kann durch Einsatz einer lockeren Gewebebindung (d. h. einer geringeren Kettgarnzahl) als die geschlossene Struktur der äußeren Bahn (höhere Kettgarnzahl) erhalten werden. Es wurde insbesondere gefunden, dass die Oberfläche der inneren Bahn mindestens ca. 5%, vorzugsweise mindestens ca. 6% ihrer Oberfläche als Hohlraumfläche oder offene Fläche aufweisen sollte. Wenn ein ungewebtes Geotextilmaterial als das innere Gewebebahnenmaterial verwendet wird, sollte das Gewicht des Geotextilmaterials im Allgemeinen in dem Bereich von ca. 100 g/m² bis. ca. 200 g/m², vorzugsweise ca. 125 g/m² bis ca. 175 g/m² liegen, um mindestens 5% Hohlraumfläche oder offene Fläche in seiner Oberfläche vorzusehen. Das Grundgewicht kann jedoch sowohl über als auch unter dem Bereich von 100 g/m² bis 200 g/m² erheblich variieren, insbesondere, wenn er zur Bereitstellung von mehr Tonmigration perforiert oder geschlitzt ist, so lange der hydratisierte Ton durch die offene Gewebebahn in einer Menge von mindestens 0,15 g/cm², vorzugsweise mindestens ca., 0,2 g/cm² extrudiert, wenn sie einem Druck von 54,6 psi ausgesetzt wird. Die offenere; Struktur von gewebten inneren Bahnmaterialien kann auch durch ein Perforations- oder Schlitzverfahren, das eine Struktur schafft, die eine weitgehend wasserquellbare Tonmigration durch sie erlaubt, erhalten werden.
Das Verfahren zur Verwendung einer lockerer gewebten oder offeneren inneren Bahn (z. B. mit einer geringeren Kettgarnzahl) wird bevorzugt, das lockere Gewebe und die Perforations-/Schlitzverfahren sind jedoch alternative Ausführungsformen, die sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung befinden. Die Vernadelung und Perforations-/Schlitzverfahren sind für geosynthetische Tondichtungsbahnen, die ohne Kleben des Bentonits an eine der Bahnen (z. B. konsolidierte Kompression oder eine vernadelte Dichtungsbahn) hergestellt werden, besonders anpassbar. Die Verfahren des lockeren Webens und Perforierens/Schlitzens sehen die offene Struktur für die innere Bahn vor, und der Begriff "offen" soll eine ausreichend offene Fläche zur Erleichterung der Migration von hydratisiertem Ton durch das Bahnenmaterial in einer Menge von mindestens 0,15 g/cm², vorzugsweise mindestens 0,2 g/cm² erkennen lassen, wenn es einem Druck von 54,6 psi (376,5 kN/m²) ausgesetzt wird. Ungeachtet der prozentualen offenen Fläche sollte die innere Bahnenmateriallage mindestens 0,15 g/cm² der hydratisierten Tonzusammensetzung (Ton und Wasser) extrudieren, wenn sie einem Druck von 54,6 psi, vorzugsweise mindestens 0,2 g/cm² ausgesetzt wird. Im Gegensatz dazu soll der Begriff "geschlossen" eine Struktur erkennen lassen, die eine Migration von Bentonit in einer Menge von mehr als 0,01 g/cm² bei einem Druck von 54,6 psi, z. B. einer eng gewebten Bahnenmateriallage, dort hindurch nicht erlaubt.
Ein erfndungsgemäßer Aspekt bedeutet demgemäß das Vorsehen einer Tondichtungsbahn umfassend eine innere Bahnenmateriallage, eine äußere Bahnenmateriallage und eine Schicht aus wasserquellbarem Smektit-Ton dazwischen, worin genannte innere Bahnenmateriallage eine offenere Struktur als die äußere Bahnenmateriallage dergestalt einschließt, dass nach Hydratation von genanntem Ton der Ton durch die innere Bahnenmateriallage, aber nicht durch die äußere Bahnenmateriallage extrudiert, um gegen laterale Migration von Wasser zwischen die zu schützende Oberfläche und die Außenfläche der inneren Bahnenmateriallage zu schützen.
Ein anderer erfindungsgemäßer Aspekt ist das Vorsehen einer Vielzahl von Tondichtungsbahnen, die gegen eine geneigte, vertikale oder horizontale Oberfläche nebeneinander, ohne Überlappung angeordnet werden können, worin die Tondichtungsbahn ein offenes Gewebe einschließt, das gegen die gegen Wasserpenetration zu schützende Oberfläche dergestalt angeordnet ist, dass nach der Hydratation des in der Dichtungsbahn enthaltenen Tons der Ton durch das offene Gewebe extrudiert, um die laterale Migration von Wasser aufzuhalten, das an die geschützte Oberfläche aus dazwischen angrenzenden Dichtungsbahnen penetriert.
Die obigen und anderen erfindungsgemäßen Aspekte und Vorteile gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen genommen werden, deutlicher hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht von einer Ausführungsform der Tondichtungsbahn, z. B. der erfindungsgemäßen geosynthetischen Tondichtungsbahn (GTD);
2 ist eine teilweise weggebrochene Draufsicht, die eine Vielzahl der erfindungsgemäßen GTD zeigt, die gegen eine Fundamentwand aus Beton oder eine Erdoberfläche angeordnet sind, die durch überlappende, angrenzende GTD aufgebracht sind;
3 ist eine Seitenansicht, die eine Vielzahl der erfindungsgemäßen GTD zeigt, die oben auf einem horizontalen Plaza-Deck aus Beton angeordnet ist, die ohne Überlappung nebeneinander aufgebracht sind;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen GTD mit einer "offenen" Seite, die durch Schlitzen einer inneren Bahnenmateriallage gebildet ist, um mindestens 5% offene Fläche in der Oberfläche der inneren Bahnenmateriallage vorzusehen; und
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Schlitzgerätes, das Schlitze in der GTD von 4 bildet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gleiche Referenzzahlen werden zum Verweis auf gleiche oder ähnliche Teile von Figur zu Figur in der folgenden Beschreibung der Zeichnungen verwendet.
1 ist eine Illustration der geosynthetischen Tondichtungsbahn 10, die eine äußere Deckschicht 11, einen wasserquellbaren Smektit-Ton, z. B. Natriumbentonit, Schicht 12 und eine innere Trägerbahn 13 einschließt. Alle diese Figuren und die nachstehende Beschreibung veranschaulichen die Deckbahn, wenn installiert, als die äußere Bahn und die Trägerbahn als die innere Bahn, die wenn installiert, gegen die zu schützende Oberfläche angeordnet ist.
Die äußere Bahn oder Deckbahn 11 ist dichter gewebt oder besitzt eine geschlossenere Struktur als die innere Bahn oder Trägerbahn 13. Für gewebte Gewebe besitzt die äußere Bahn oder Deckbahn 11 eine höhere Kettzahl als die Kettzahl der inneren Bahn oder Trägerbahn 13, oder die innere Bahn 13 ist perforiert oder geschlitzt, um mindestens 5%, bevorzugt mindestens ca. 6%, bis zu ca. 25% Hohlraumfläche oder offene Fläche in der Oberfläche, bevorzugt ca. 8% bis ca. 20%, bevorzugter ca. 10% bis ca. 15% Hohlraumfläche in ihrer Außenfläche einzuschließen. Die innere Bahn kann eine gewebte; ungewebte, insbesondere eine ungewebte synthetische Faser, wie zum Beispiel Polypropylen; und/oder eine polymere Bahnenmateriallage sein, von denen jede gemäß dem US-Patent Nr. 5,403,126 dieses Rechtsnachfolgers, die hierdurch durch Bezugnahme inkorporiert ist, reibungsfördernd sein kann. Ungewebte Bahnenmaterialien weisen bevorzugt ein Gewicht in dem Bereich von ca. 100 g/m² bis ca. 200 g/m² bei einer Dicke von ca. 1/32 Inch bis ca. 1/8 Inch auf und sehen mindestens 5% offene Fläche, bevorzugt mindestens ca. 6% offene Fläche in ihrer Außenfläche entlang der gesamten Außenfläche, bevorzugter ca. 125 g/m² bis ca. 175 g/m² bei einer Dicke von ca. 1132 Inch bis ca. 1/8 Inch vor, um mindestens 5% offene Fläche entlang der gesamten Außenfläche des inneren Bahnenmaterials vorzusehen.
Ungeachtet des prozentualen Anteils der offenen Fläche für sowohl die gewebten als auch ungewebten inneren Bahnenmateriallagen 13, sollte die innere Bahnenmateriallage 13 dergestalt ausreichend "offen" sein, dass wenn sie einem Druck von 54,6 psi ausgesetzt vird, mindestens ca. 0,15 g/cm² hydratisierten Ton (Ton einschließlich Wasser), bevorzugt mindestens 0,2 g/cm² nassem Ton, am bevorzugtesten ca. 0,3 g/cm² bis 0,5 g/cm² dort hindurch extrudiert. Auf einer Trockengewichtsbasis sollte die durch die offene Bahnenmateriallage extrudierte Tonmenge mindestens ca. 0,03 g/cm², bevorzugt mindestens ca. 0,04 g/cm², am bevorzugtesten ca. 0,05 g/cm² bis ca. 0,1 g/cm² betragen.
Die offenere innere Bahn 13 stellt weitgehend die Migration des Bentonits 12 nach innen durch die innere Bahn 13 nach Hydratation des Bentonits 12 mit Wasser bereit.
Eine Illustration der Installation der geosynthetischen Tondichtungsbahn 10, wie die in 1 gezeigte, wird gegen eine vertikale Fundamentwand aus Beton oder Erdoberfläche 20 in 2 veranschaulicht und oben auf einem Plaza-Deck 22 aus Beton in 3 veranschaulicht.
Nach der Hydratation durch Wasser migriert die Bentonitschicht 12 (bevorzugt ca. 1/16 Inch bis ca. 1/4 Inch dick) durch die offenere innere Bahn 13 in einer Menge von mindestens ca. 0,15 g/cm², bevorzugt mindestens ca. 0,2 g/cm² nach innen und greift, wie in 2 und 3 veranschaulicht, in die zu schützende Oberfläche 20 oder 22 ein. Die expandierende und migrierende hydratisierte Bentonit-Zusammensetzung 12 bildet eine Abdichtung entlang der zu schützenden Oberfläche 20 oder 22, welche die laterale Migration von Wasser entlang der Oberfläche 20 oder 22 verhindert.
Das bevorzugte Material zur Fertigung der inneren Bahnen oder Trägerbahnen ist aus Polypropylenfasern gewebtes Gewebe, wie zum Beispiel das von Synthetics Industries, Inc. in Chatanooga, Tennessee, hergestellte 80-VOL Gewebe, das dann geschlitzt oder vernadelt werden kann, das mindestens 0,15 g/cm² hydratisierte Ton-Zusammensetzung extrudiert, wenn es einem Druck von 54,6 psi ausgesetzt wird. Die Träger- und Deckbahnen besitzen eine Dicke von zum Beispiel ca. 1/32 Inch bis ca. 1/4 Inch, bevorzugt ca. 1/16 Inch bis ca. 1/8 Inch und um den erfindungsgemäßen vollständigen Vorteil zu erlangen, besitzt die innere Bahn 13 eine Hohlraumfläche von mindestens ca. 8% der Oberfläche.
Wie in 4 gezeigt, weist die innere Bahnenmateriallage 13 der geosynthetischen Tondichtungsbahn 10 initial bevorzugt mindestens 5% Hohlraumfläche in ihrer Außenfläche auf oder kann mit ihr vorgesehen sein, mittels Schlitzen oder Vernadelung, um Schlitze oder Löcher 24 vollkommen durch die innere Bahnenmateriallage 13 vorzusehen. Die optionalen Schlitze oder Löcher 24 können vor Aufbringen der inneren Bahnenmateriallage über der Tonschicht 12 gebildet werden oder werden, wie in 5 gezeigt, bevorzugt durch die innere Bahnenmateriallage 13 nach Konstruktion der geosynthetischen Tondichtungsbahn 10 aufgebracht. Wie in 5 gezeigt, schließt ein Schlitzgerät 26 eine rotierbare Schlitzschiene 27 ein, die eine Vielzahl von Schlitzmessern 28 trägt, und die Schlitzschiene 27 kann über den Motor 30 zum Ausbringen einer gleichmäßigen Anordnung von Schlitzen 24, die entlang der gesamten Außenfläche des inneren Bahnenmaterials 13 angeordnet sind, rotiert werden. Die Schlitze 24 sehen bevorzugt mindestens 5% Hohlraumfläche oder offene Fläche in der Außenfläche der inneren Bahnenmateriallage 13, bevorzugter ca. 8% bis ca. 15% Hohlraumfläche oder offene Fläche vor.
In der bevorzugten Ausführungsform der geosynthetischen Tondichtungsbahn ist die innere Bahn ein gewebtes Polyproylenmaterial, 80-VOL von Synthetic Industries, Inc., das im Vergleich zu einem früheren Produkt von diesem Rechtsnachfolger (Stand der Technik), das 0,0056 g/cm² bei 54,6 psi extrudierte, im Durchschnitt 0,034 g/cm² bei 54,6 psi extrudiert.
Zum Tester. der Nasstonextrusion oder Migration durch das offene Bahnenmaterial 13 (siehe 1) wurden fünf identische Tondichtungsbahnproben aus Stücken einer geosynthetischen Tondichtungsbahn mit einer gewebten inneren Bahnenmateriallage 13 aus Polypropylen (80-VOL von Synthetic Industries, Inc.) und einer ungewebten vernadelten äußeren Bahnenmateriallage 11 aus Polypropylen (GEOTEX 650 von Synthetic Industries, Inc.) hergestellt, die eine Schicht aus granulärem Natriumbentonitton 12 in Sandwichform dergestalt dort dazwischen bringen, dass die Gesamtdicke der Tondichtungsbahn, wenn hydratisiert, 0,8 cm und 0,6 cm vor dem Anfeuchten (wie nach der Herstellung empfangen) beträgt. Die Proben wurden 72 Stunden in destilliertes Wasser eingetaucht, um die Proben vollkommen zu hydratisieren.
PENETROMETER-TESTVERFAHREN
(CL-700A Taschenpenetrometer und ein Tonsammeladapterfuß von einem Inch CL-701 aus dem Unternehmensbereich für Bodentestprodukte von ELE International)

A. Nach der entsprechenden Hydratationsperiode die Probe sorgfäitig aus dem Eintauchbehälter nehmen und auf eine flache, ebene Oberfläche legen.
B. Den Tonsammelaufsatz wiegen und aufzeichnen. Den Tonsammelaufsatz (Adapterfuß) an dem Penetrometer befestigen und das Penetrometer nach den Anleitungen des Herstellers auf 0 psi einstellen.
C. Das Penetrometer und den Tonsammelaufsatz (Adapterfuß) vertikal oben auf die Probe ca. im Zentrum der quadratischen Probe von 0,1 m² (1,0 ft²) platzieren. Das Penetrometer mit dem Tonsammelaufsatz im rechten Winkel zu der Testprobe halten, das gesamte Gerät (Penetrometer und Tonsammelaufsatz) gegebenenfalls durch Aufbringen von Kraft in die Probe forcieren. Das Gerät weiter in das Material forcieren, bis das Penetrometer einen Maximalwert (700 psi) erreicht.
D. Die Ablesung auf der Skala des Penetrometers aufzeichnen.
E. Das Penetrometer und den Tonsammelaufsatz sorgfältig herausziehen, dabei darauf achten, dass kein Ton an oder in dem Tonsammelaufsatz verdrängt wird. Jeglichen Ton von der Oberfläche des Materials in der Querschnittsfläche des Tonsammelaufsatzes, das während des Testverfahrens extrudiert wurde, das aber nicht in den Tonsammelaufsatz gesammelt worden sein könnte, abkratzen. Diesen verdrängten Ton in den Tonsammelaufsatz bringen.
F. Den Tonsammelaufsatz sorgfältig von dem Penetrometer entfernen und sowohl den extrudierten Ton als auch den Tonsammelaufsatz wiegen.
G. Den Tonsammelaufsatz und den gesammelten Ton in einen Trockenofen bringen. Die Proben für die entsprechende Zeit trocknen. Die Proben zur Bestimmung des Feuchtegehaltes der Probe während des Testverfahrens erneut wiegen.
H. Für insgesamt fünf Proben wiederholen.

Die durch die 1 cm² große Öffnung in dem Tonsammeladapter extrudierte Tonmenge geht aus den. Daten der folgenden Tabelle 1 hervor:
Während nur eine Auswahl spezifischer erfindungsgemäßer Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurde, wird dem Durchschnittsfachmann sofort offensichtlich sein, dass Variationen im Rahmen der Ansprüche vorgenommen werden können. Es ist demgemäß beabsichtigt, dass der Rahmen der Erfindung lediglich durch den Rahmen der hierin im Folgenden anhängenden Ansprüche und nicht durch irgendeine spezifische Formulierung und die vorstehende Beschreibung eingeschränkt ist.

Claims

Verbundstruktur, umfassend eine vor Wasserpenetration zu schützende Oberfläche (20, 22) und eine geosynthetische Tondichtungsbahn (10), wobei genannte geosynthetische Tondichtungsbahn (10) eine innere Bahnenmateriallage (13) angeordnet gegen genannte Oberfläche und eine äußere Bahnenmateriallage (11) mit einer Schicht aus wasserquellbarem Smektit-Ton (12) dazwischen angeordnet umfasst, wobei genannte innere Bahnenmateriallage (13} eine offenere Struktur über ihre gesamte Oberfläche als die äußere Eahnenmateriallage (11) einschließt und wobei genannte innere Bahnenmateriallage (13) eine Hohlraumfläche von mindestens 5% dergestalt aufweist, dass nach Hydratation von genanntem Ton (12) der Ton (12) durch die innere Bahnenmateriallage (13), aber nicht durch die äußere Bahnenmateriallage (11) extrudiert.
Verbundstruktur nach Anspruch 1, worin die innere Bahnenmateriallage ein Gewebe ist, das eine gleichmäßig angeordnete offenere Gewebebindung als die äußere Bahnenmateriallage aufweist.
Verbundstruktur nach Anspruch 2, worin die innere Bahnenmateriallage ein Gewebe mit einer Hohlraumfläche von ca. 8% bis ca. 15% dergestalt ist, dass die innere Bahnenmateriallage bei einem Druck von 54,6 psi mindestens 0,02 g/cm² extrudiert.
Verbundstruktur nach Anspruch 1, worin die innere Bahnenmateriallage ein ungewebtes Gewebe ist und für hydratisierten Ton homogen permeabler als die äußere Bahnenmateriallage ist.
Verbundstruktur nach Anspruch 1, worin die innere Bahnenmateriallage eine polymere Bahnenmateriallage mit Löchern und Schlitzen dergestalt ist, dass mindestens 5% ihrer Außenfläche offensichtlich eine Hohlraumfläche oder offene Fläche dergestalt ist, dass das innere Bahnenmaterial bei einem Druck von 54,6 psi mindestens 0,015 g/cm² angefeuchteten Ton dort hindurch extrudiert.
Verbundstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die äußere Bahnenmateriallage ein ungewebtes Gewebe ist.
Verbundstruktur nach Anspruch 6, worin die äußere Bahnenmateriallage ein ungewebtes Gewebe ist, das bei einem Druck von 54,6 psi weniger als 0,01 g/cm² angefeuchteten Ton dort hindurch extrudiert.
Verbundstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die äußere Bahnenmateriallage eine wasserundurchlässige polymere Bahnenmateriallage ist.
Verbundstruktur nach Anspruch 8, worin die wasserundurchlässige polymere Bahnenmateriallage ein reibungsförderndes Material auf mindestens einen Anteil ihrer Außenfläche beschichtet, appliziert oder texturiert aufweist.
Verbundstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die äußere Bahnenmateriallage ein Gewebe ist, das bei einem Druck von 54,6 psi weniger als 0,01 g/cm² angefeuchteten Ton dort hindurch extrudiert.
Verbundstruktur nach Anspruch 1, worin die innere Bahnenmateriallage eine Hohlraumfläche oder offene Fläche in ihrer Außenfläche von mindestens 6% einschießt und angefeuchteten Ton dort hindurch in einer Menge von mindestens 0,015 g/cm², Gesamtgewicht von Ton und Wasser, bei 54,6 psi extrudiert und das äußere Bahnenmaterial in seiner Außenfläche eine Hohlraumfläche von 0–4% aufweist und angefeuchteten Ton in einer Menge von weniger als 0,01 g/cm², Gesamtgewicht von Ton und Wasser, bei 54,6 psi dort hindurch extrudiert.
Verbundstruktur nach Anspruch 1, worin die innere Bahnenmateriallage eine Hohlraumfläche oder offene Fläche von ca. 8% bis ca. 15% in ihrer Außenfläche dergestalt aufweist, dass die innere Bahnenmateriallage nassen Ton in einer Menge von mindestens 0,015 g/cm², Gesamtgewicht von Ton und Wasser, bei einem Druck von 54,6 psi dort hindurch extrudiert.
Verbundstruktur nach Anspruch 12, worin die innere Bahnenmateriallage ein Gewicht vor. ca. 100 g/m² bis ca. 200 g/m² aufweist.
Verbundstruktur nach Anspruch 13, worin die innere Bahnenmateriallage ein Gewicht vor. ca. 125 g/m² bis ca. 175 g/m² aufweist.
Verbundstruktur nach Anspruch 14, worin die äußere Bahnenmateriallage ein Gewicht von mindestens ca. 220 g/m² dergestalt aufweist, dass die äußere Bahnenmateriallage weniger als 0,01 g/cm² nassen Ton, Gesamtgewicht von Ton und Wasser, bei einem Druck von 54,6 psi extrudiert.
Verbundstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin die gegen Wasserpenetration zu schützende Oberfläche eine Erdoberfläche ist, die unter einer wasserhaltenden Fläche angeordnet ist.
Verbundstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin die gegen Wasserpenetration zu schützende Oberfläche eine Betonoberfläche ist.
Verbundstruktur nach Anspruch 17, worin genannte Oberfläche eine Oberfläche einer Betonwand oder eines Betondecks ist.
Verfahren zum Schutz einer Oberfläche gegen Wasserpenetration, umfassend das Anordnen einer geosynthetischen Tondichtungsbahn, wie nach einem der vorangehenden Ansprüche definiert, gegen genannte Oberfläche, wobei die innere Bahnenmateriallage dort dagegen angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die zu schützende Oberfläche Beton ist.
Verfahren nach Anspruch 20, worin die zu schützende Oberfläche eine Erdoberfläche ist, die unter einer wasserhaltenden Fläche angeordnet ist.