DE19746600A1

DE19746600A1 - Surface seal, especially for waste tips

Info

Publication number: DE19746600A1
Application number: DE1997146600
Authority: DE
Inventors: Josef Prof Dr Ing Brauns
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1999-04-29

Abstract

A surface seal, especially for waste tips, etc. comprises a capillary barrier composed of an upper capillary layer (13) made of fine granular material, and a lower capillary blocking layer (14) made of a coarser material which exhibits less capillary action. The blocking layer has a hydrophobic coating.

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberflächendichtung insbeson dere für Deponien und Altlasten, mit einer Kapillarsper re, die eine obere Kapillarschicht aus feinkörnigem Material und eine darunter angeordnete Kapillarblock schicht aufweist, die ebenfalls aus gekörntem Material besteht und eine gegenüber der Kapillarschicht geringere Kapillarwirkung besitzt.The invention relates in particular to a surface seal for landfills and contaminated sites, with a capillary barrier re, which is an upper capillary layer made of fine-grained Material and a capillary block located underneath Has layer, which is also made of granular material exists and a smaller compared to the capillary layer Has capillary action.

Um den Eintritt von Wasser insbesondere aus Niederschlä gen in den Abfall- oder Altlastkörper einer Deponie zu verhindern, muß eine Oberflächendichtung vorgesehen sein, die das Wasser vorzugsweise seitlich ableitet. Nach den derzeit geltenden Bestimmungen werden Oberflächendichtun gen von Deponien in der Regel aus mineralischen Dich tungsschichten bindiger Erdstoffe, beispielsweise aus tonhaltigen Materialien gebildet, deren Porenraum an nähernd vollständig mit Wasser gefüllt ist, wobei dieses Wasser an das Material der mineralisch-bindigen Schicht gebunden ist, so daß diese praktisch nicht durchströmt werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Dich tungsschichten unter den Umwelteinflüssen in relativ kurzer Zeit brüchig werden, so daß die Dichtwirkung nicht mehr gewährleistet ist.To prevent the entry of water, especially from precipitation in the waste or contaminated site of a landfill prevent, a surface seal must be provided, which preferably drains the water laterally. After the currently applicable regulations will seal the surface landfills generally from mineral you layers of cohesive earth materials, for example clay-containing materials formed, the pore space is almost completely filled with water, this Water to the material of the mineral-binding layer is bound so that it practically does not flow through can be. However, it has been shown that this is you layers of environmental impact in relative terms shortly become brittle, so that the sealing effect does not more is guaranteed.

Als alternatives System werden insbesondere in geböschten Deponien sogenannte Kapillarsperren eingesetzt, wie sie in der DE 196 27 092 A1 beschrieben sind. Eine Kapillar sperre umfaßt eine durchgehende, aufgrund der am Einsatz ort vorgegebenen Böschung geneigte Kapillarschicht aus feinkörnigem Material, beispielsweise Sand. Das sich aufgrund von Niederschlägen bildende Sickerwasser wird von dem Sand der Kapillarschicht weitgehend aufgenommen und aufgrund der Kapillarwirkung und des sich aus der Neigung ergebenden Gefälles in der Kapillarschicht seit lich, d. h. in Böschungsrichtung abgeleitet.As an alternative system, especially in embankments Landfills used so-called capillary barriers as they do are described in DE 196 27 092 A1. A capillary lock includes a continuous, due to the use predefined slope inclined capillary layer fine-grained material, such as sand. That I leachate that forms due to precipitation largely absorbed by the sand of the capillary layer and due to the capillary action and the resulting from the Slope in the capillary layer since Lich, d. H. derived in the direction of the slope.

Um die seitliche Ableitung des Wassers innerhalb der Kapillarschicht sicherzustellen und um insbesondere zu verhindern, daß das Wasser in die darunterliegenden Schichten und letztendlich den Abfallkörper eintritt, ist unterhalb der Kapillarschicht eine sogenannte Kapillar blockschicht vorgesehen, die aus einem grobkörnigen Material besteht. Aufgrund des Körnungsunterschiedes bzw. des Porensprunges an der Grenzfläche zwischen der Kapil larschicht und der Kapillarblockschicht tritt in der Kapillarschicht eine wesentlich größere Kapillarwirkung als in der Kapillarblockschicht auf, so daß das Wasser in der Kapillarschicht gehalten wird und allenfalls in nur geringen Mengen in die Kapillarblockschicht eindringen kann.To the lateral drainage of water within the Ensure capillary layer and in particular to prevent the water from getting into the underlying Layers and ultimately the waste body occurs a so-called capillary below the capillary layer block layer provided, which consists of a coarse-grained Material exists. Due to the grain size difference or of the pore jump at the interface between the Kapil lar and the capillary block layer occurs in the Capillary layer a much greater capillary action than in the capillary block layer so that the water in the capillary layer is held and at most in only small amounts penetrate into the capillary block layer can.

Zur Realisierung einer wirkungsvollen Kapillarsperre müssen die Materialien der Kapillarschicht und der Kapil larblockschicht exakt hinsichtlich ihrer Eigenschaften und insbesondere hinsichtlich der jeweiligen Korngrößen verteilungen aufeinander abgestimmt sein. Das grobkörnige Material der Kapillarblockschicht und das feinkörnige Material der Kapillarschicht sollen dabei eine möglichst in sich homogene, voneinander abweichende Zusammenset zung, d. h. möglichst steile und weit auseinanderliegende Sieblinien aufweisen. Als Material für die Kapillar schicht wird in der Regel feinkörniger Sand verwendet, der relativ kostengünstig und üblicherweise in der Nähe des betreffenden Standortes verfügbar ist. An das Mate rial der Kapillarblockschicht sind jedoch höhere Anforde rungen zu stellen, so daß dieses meist schwieriger zu beschaffen und somit teuer ist. Insbesondere muß sicher gestellt sein, daß das für den Einsatz vorgesehene grob körnige Material sich für den Einbau in der Kapillar blockschicht eignet, wozu langwierige Untersuchungen und Versuchsreihen notwendig sind. Um den Einbau der Kapil larblockschicht zu erleichtern, ist in der DE 196 27 092 A1 vorgeschlagen, das grobkörnige Material vor dem Einbau zu Baueinheiten zu stabilisieren, beispielsweise die groben Körner zu verkleben, oder in Form von vorgefertig ten Matten zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise kann zwar beim Aufbau der Oberflächendichtung auf vorgefertig te Bauelemente zugegriffen werden, diese müssen jedoch ebenfalls den strengen Anforderungen an die Korngröße, die Reinheit und die Homogenität des Materials der Kapil larblockschicht erfüllen, wodurch der Aufbau der Oberflä chendichtung aufwendig und teuer wird.To implement an effective capillary barrier the materials of the capillary layer and the capil Larblock layer exactly in terms of their properties and especially with regard to the respective grain sizes distributions must be coordinated. The coarse-grained Material of the capillary block layer and the fine-grained Material of the capillary layer should be as possible homogeneous, different composition tongue, d. H. as steep and wide apart as possible Have sieve lines. As material for the capillary layer is usually used fine-grained sand, which is relatively inexpensive and usually nearby of the location in question is available. To the mate However, the capillary block layer is more demanding stances, so that this is usually more difficult procure and is therefore expensive. In particular, must be safe be provided that the intended for use roughly granular material suitable for installation in the capillary Block layer is suitable for which lengthy investigations and Test series are necessary. To install the Kapil To facilitate the larblock layer is in DE 196 27 092 A1 suggested the coarse-grained material before installation to stabilize building units, for example the to glue coarse grains, or in the form of prefabricated to provide ten mats. That way prefabricated when building the surface seal te components are accessed, but they must also the strict requirements for grain size, the purity and homogeneity of the Kapil material fulfill larblockschicht, whereby the structure of the surface chendichtung becomes complex and expensive.

Darüber hinaus kann bei einer sehr grobkörnigen Kapillar blockschicht, die für die gewünschte Unterbrechung der Kapillarwirkung vorteilhaft ist, das Problem auftreten, daß das feinkörnige Material der Kapillarschicht in die Zwischenräume der Kapillarblockschicht hineinfällt bzw. vom Sickerwasser hineingespült wird, wodurch eine eindeu tige Schichtentrennung mit den erwünschten Wirkungen nicht mehr gegeben ist.In addition, a very coarse-grained capillary block layer necessary for the desired interruption of the Capillary action is beneficial the problem occur that the fine-grained material of the capillary layer in the Gaps in the capillary block layer is leached in by the leachate, whereby a clear layer separation with the desired effects is no longer given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ober flächendichtung der genannten Art zu schaffen, bei der trotz reduzierter Anforderungen an das Material der Kapillarblockschicht eine gute Dichtungswirkung gewähr leistet ist.The invention has for its object an upper to create a surface seal of the type mentioned in which despite reduced demands on the material of the Capillary block layer ensure a good sealing effect is accomplished.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Oberflächen dichtung dadurch gelöst, daß die Kapillarblockschicht oberflächlich oder vollständig hydrophobiert ist.This object is achieved with a surface seal solved in that the capillary block layer is superficial or completely hydrophobic.

Bei der erfindungsgemäßen Oberflächendichtung wird somit der Porensprung bzw. die Unterbrechung der Kapillarwir kung nicht alleine durch die Korngrößenunterschiede zwischen dem für die Kapillarschicht verwendeten Material und dem für die Kapillarblockschicht verwendeten Material erreicht, sondern aufgrund der Hydrophobierung der Kapil larblockschicht wird die Kapillarwirkung an der Grenz fläche chemisch unterbunden.With the surface seal according to the invention the pore jump or the interruption of the capillary not only due to the grain size differences between the material used for the capillary layer and the material used for the capillary block layer reached, but due to the hydrophobization of the Kapil The capillary action at the border becomes lar block layer surface chemically prevented.

Die Hydrophobierung der Kapillarblockschicht kann einer seits dadurch erreicht werden, daß auf der der Kapillar schicht zugewandten Oberfläche der Kapillarblockschicht, d. h. der Grenzfläche zwischen den Schichten, ein Hydro phobierungsmittel aufgetragen und insbesondere aufge sprüht wird.The hydrophobicization of the capillary block layer can be one can be achieved on the one hand that on the capillary layer-facing surface of the capillary block layer, d. H. the interface between the layers, a hydro Phobierungsmittel applied and in particular applied is sprayed.

Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, die einzelnen Körner des die Kapillarblockschicht bildenden Materials vor dem Einbau mit einem Hydrophobierungsmittel zu überziehen bzw. zu coaten. Dabei kann ein Hydrophobie rungsmittel eingesetzt werden, das beispielsweise ein Al kylalkoxysilan ist oder ein solches enthält und das auf den Oberflächen der Körner einen sehr dünnen Überzug bil det.Alternatively or in addition, it is possible to use the individual grains of the capillary block layer Material before installation with a water repellent to coat or to coat. This can cause hydrophobicity be used, for example, an Al is kylalkoxysilan or contains one and that on the surfaces of the grains a very thin coating bil det.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Hydrophobierung der Kapillarblockschicht die Anforderungen an die Korngröße, die Reinheit und die Homogenität des für die Kapillar blockschicht notwendigen gekörnten Materials deutlich herabgesetzt werden können, ohne die Dichtungswirkung zu beeinflussen. Auf diese Weise läßt sich die Ausbildung einer Oberflächendichtung mit einem Kapillarblock in we sentlich vereinfachter und insbesondere kostengünstiger Weise herstellen. Dies ist insbesondere gegeben, wenn die Kapillarblockschicht und die Kapillarschicht aus dem gleichen gekörnten Material bestehen, wobei das Material der Kapillarblockschicht in genannt er Weise hydrophobiert ist.It has been shown that the water repellency Capillary block layer the requirements for grain size, the purity and homogeneity of that for the capillary block layer necessary granular material clearly can be reduced without the sealing effect influence. In this way, the training a surface seal with a capillary block in white considerably simplified and, in particular, cheaper Create way. This is particularly the case when the Capillary block layer and the capillary layer from the same grained material, the material the capillary block layer in what he called hydrophobic is.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich, wobei die einzige Figur einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine oberflächlich abgedichtete Deponie zeigt.Further details and features of the invention are from the following description of an embodiment with reference to the drawing, the single figure is a partial cross section shows a superficially sealed landfill.

Die in der Figur dargestellte Deponie 10 besitzt einen Deponiekörper 11, der durch Anhäufung von Abfall oder einer Altlast gebildet ist und auf einem entsprechend präparierten Untergrund 12 angeordnet ist. Auf dem Depo niekörper 11 ist eine Kapillarsperre ausgebildet, die eine direkt auf dem Deponiekörper 11 aufliegende Kapil larblockschicht 14 und eine darüberliegende Kapillar schicht 13 umfaßt. Die Kapillarblockschicht 14 besteht aus gekörntem Material, das durch Aufbringung eines Hydrophobierungsmittels hydrophobiert ist. Die Kapillar schicht 13 besteht aus einem feinkörnigen Material ins besondere Sand.The landfill 10 shown in the figure has a landfill body 11 which is formed by the accumulation of waste or a contaminated site and is arranged on a correspondingly prepared surface 12 . On the landfill body 11 , a capillary barrier is formed, which comprises a cap block layer 14 lying directly on the landfill body 11 and an overlying capillary layer 13 . The capillary block layer 14 consists of granular material which has been rendered hydrophobic by the application of a hydrophobizing agent. The capillary layer 13 consists of a fine-grained material in particular sand.

Die Kapillarschicht 13 ist von einem Wasserhaushalts- und Kulturaufbau überdeckt, der eine oberhalb der Kapillar schicht 13 angeordnete Wasserhaushaltsschicht 15 auf weist, in deren oberem Bereich eine Wurzelschicht 16 eines Oberflächenbewuchses 17 ausgebildet ist. Die Deponie ist am Fuß der Böschung von einem Randgraben 19 umgeben, der der Ableitung von Oberflächenwasser dient.The capillary layer 13 is covered by a water balance and culture structure, which has a water balance layer 15 arranged above the capillary layer 13 , in the upper region of which a root layer 16 of surface growth 17 is formed. The landfill is surrounded at the foot of the embankment by an edge trench 19 , which is used to drain surface water.

Im Randbereich der Deponie liegt die Kapillarblockschicht 14 abschnittsweise auf einer weiterführenden Dichtungs schicht 18 aus Lehm oder einer Geomembran auf, die in Form eines Sickergrabens 20 ausgebildet ist, in dessen Bodenbereich ein in Dränkies 21 gelagertes Dränagerohr 22 eingebettet ist. Der Sickergraben 20 ist mit dem Material der Kapillarschicht 13 gefüllt.In the edge region of the landfill, the capillary block layer 14 lies in sections on a further sealing layer 18 made of clay or a geomembrane, which is designed in the form of a septic tank 20 , in the bottom region of which a drainage pipe 22 stored in drainage gravel 21 is embedded. The septic tank 20 is filled with the material of the capillary layer 13 .

Wenn auf die Deponie mit dem genannten Aufbau Nieder schläge niedergehen, tritt der infiltrierende Anteil des Wassers durch die Wurzelschicht 16 in die Wasserhaus haltsschicht 15 ein. Diese vergleichmäßigt den zeitlichen Anfall des Infiltrationswassers, das stetig in die Kapil larschicht 13 einsickert. Da an der Grenzschicht 14a zwischen der Kapillarschicht 13 und der Kapillarblock schicht 14 ein deutlicher Abfall der Kapillarkräfte auftritt, wird das Wasser aufgrund der Kapillarwirkung in der Kapillarschicht 13 gehalten und strömt in dieser die Böschung hinab bis in den Sickergraben 20, aus dem es mittels des Dränrohres 22 abfließen kann.When precipitation falls on the landfill with the structure mentioned, the infiltrating portion of the water enters through the root layer 16 into the water balance layer 15 . This evens out the amount of infiltration water that seeps into the capillary layer 13 . Since at the boundary layer 14 a between the capillary layer 13 and the capillary block layer 14 a significant drop in the capillary forces occurs, the water is held due to the capillary action in the capillary layer 13 and flows down the embankment into the septic tank 20 , from which it is by means of of the drainage tube 22 can flow off.

Claims

1.Surface seal, in particular for landfills and contaminated sites, with a capillary barrier which has an upper capillary layer ( 13 ) made of fine-grained material and a capillary block layer ( 14 ) arranged underneath, which consists of granular material and has a smaller capillary action than the capillary layer ( 13 ), characterized in that the capillary block layer ( 14 ) is hydrophobic.

2. Surface seal according to claim 1, characterized in that on the capillary layer ( 13 ) facing surface ( 14 a) of the capillary block layer ( 14 ) a hydrophobizing agent is applied and in particular sprayed on.

3. Surface seal according to claim 1 or 2, characterized in that the granular material forming the capillary block layer ( 14 ) is coated with a hydrophobic treatment agent.

4. Surface seal according to one of claims 1 to 3, characterized in that the capillary layer ( 13 ) and the capillary block layer ( 14 ) consist of the same granular material.

5. Surface seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hydrophobization is an alkylalkoxysilane or such contains.