DE20209076U1

DE20209076U1 - Kombi-Kapillarsperre

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Publication number: DE20209076U1
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Authority: DE
Original assignee: JASTROW SEHRBROCK ANNEGRET
Current assignee: JASTROW SEHRBROCK ANNEGRET
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2012-06-12

Description

Kombi-Kapillarsperre3.doc # Dr.-Ing. U. Sehrbrock # Gebrauohsrnu'ster^orrfci-Kiiprilafsp^erre &diams; * Seite 2/7

Beschreibung Kombi-Kapi11arsperre

Abdichtungen, insbesondere Dichtungen in Oberflächenabdichtungssystemen von Deponien, werden, wenn sie als dauerhafte Dichtungen angelegt sind, häufig durch Kombination verschiedener Materialien als mehrschichtige Systeme aufgebaut. Im Deponiebau werden in der sogenannten Kombinationsdichtung Dichtungselemente, die als Konvektionssperren bezeichnet werden können (z.B. Kunststoffdichtungsbahnen oder Asphaltdichtungen), mit Dichtungskomponenten aus mineralischen Baustoffen kombiniert. In der TA Abfall und der TA Siedlungsabfall, bzw. der Deponieverordnung (DepV) sowie in der Richtlinie 1999/31/EG des Rates vom 26. April 1999 über Abfalldeponien sind derartige Kombinationsdichtungen beispielhaft beschrieben und damit von der grundsätzlichen Auslegung her als Standard für den Deponiebau in Europa definiert.

In den für den Deponiebau geltenden Regelwerken (unter anderen auch den vorstehend zitierten) wird häufig davon ausgegangen, dass die mineralische Komponente der Kombinationsdichtung aus bindigen, gering durchlässigen Erdstoffen oder Erdstoffmischungen (z.B. Ton, Bentokies o.a.) aufgebaut werden. Es werden jedoch auch ausdrücklich vergleichbare Systeme zugelassen.

Eine in ihrer Funktionsweise abgesicherte und in der Fachwelt inzwischen anerkannte und etablierte Alternative zu der Dichtung aus bindigen Erdstoffen ist die sogenannte Kapillarsperre. Eine Kapillarsperre besteht aus zwei Schichten; dem unteren vergleichsweise grobkörnigen sogenannten Kapillarblock und der oberen, demgegenüber feinkörnigeren sogenannten Kapillarschicht. Wasser, das in die zuoberst angeordnete Kapillarschicht eindringt, tritt aufgrund des an der Grenzfläche zum Kapi11 arblock auftretenden Sprunges in der Porengröße nicht in den Kapillarblock über, sondern strömt - sofern das gesamte System mit einer ausreichenden Neigung angelegt wurde innerhalb der Kapillarschicht hangabwärts.

Kombi-Kapillarsperre3.doc # Dr.-lng. U. Sehrbrock # GelSrauohlmuster (ioniii-Kepillafspeire. * Seite 3/7

Die Komponenten Konvektionssperre und mineralische Dichtung werden üblicherweise dergestalt miteinander kombiniert, dass die Konvektionssperre über der mineralischen Dichtung platziert wird. In einigen Fällen wurde die Abfolge auch umgedreht, so dass die mineralische Dichtung (hier: eine Kapillarsperre) auf der Konvektionssperre aufgebaut wurde. Wesentlich für die Genehmigungsfähigkeit war, dass beide Komponenten in dem Dichtungssystem enthalten waren. Da der Konvektionssperre nur eine begrenzte Lebensdauer zugetraut wird, kommt der mineralischen Dichtungskomponente konzeptionell die Aufgabe zu, nach Ausfall der Konvektionssperre die weitere Abdichtung sicherzustellen.

Neben den Dichtungskomponenten sind in einem Oberflächenabdichtungssystem für eine Deponie üblicherweise noch weitere Schichten vorzusehen. Der Gesamtaufbau kann in der Abfolge von oben nach unten, wie folgend in Figur 1 beispielhaft dargestellt, aussehen.

Figur 1: Oberflächenabdichtungssystem (beispielhaft)

(1) Oberboden mit Vegetation

(2) Rekultivierungs- oder Wurzelboden

(3) Dränschicht

(4) Kombinationsdichtung

(5) Gasdrän- und/oder oder sowie Trag- und Ausgleichsschicht

(6) Untergrund, bzw. Deponiekörper

Insgesamt ist also der Aufbau mehrerer Schichten erforderlich, um ein als dauerhaft funktionstüchtig angesehenes und genehmigungsfähiges Abdichtungssystem herzustellen. Unterhalb der Kombinationsdichtung ist in der Regel eine Trag- und/oder Dränschicht anzuordnen, über die zum einen ein geregelter Aufbau der Dichtung ermöglicht wird (Trag- und Ausgleichsschicht), zum anderen auch Medien geregelt abgezogen werden können (z.B. Deponiegas). Oberhalb der Kombinationsdichtung ist in der Regel eine Dränschicht erforderlich, durch welche die Ableitung des

Kombi-Kapillarsperre3.doc # Dr.-lng. U. Sehrbrock # GetJrauctismuster Korri>i-Kapi!laispe&e · * Seite 4/7

durch die Rekultivierungsschicht sickernden Niederschlagswassers sichergestellt wird.

Mit der als hier Kombi-Kapillarsperre vorgestellten Erfindung werden einige der sonst in den komplexen, mehrschichtigen Abdichtungssystemen erforderlichen Schichten dadurch überflüssig, dass durch die spezielle Anordnung einer verminderten Anzahl von Schichten mehrere Aufgaben zugeordnet werden kann, wobei das Grundprinzip, eine Kombinationsdichtung einzurichten, bei der die mineralischen Komponenten nach Wegfall der Konvektionssperre die Dichtungsfunktion allein übernehmen, im vollem Umfang erhalten bleibt.

Dadurch, dass die Konvektionssperre zwischen dem Kapillarblock und der Kapillarschicht angeordnet wird, kann der zuunterst aufzubauenden Kapillarblock als Ausgleichs- und Tragschicht fungieren und so lange, wie die Konvektionssperre funktionstüchtig ist, gleichzeitig als Gasdränschicht genutzt werden. Die über der Konvektionssperre platzierte Kapillarschicht funktioniert über die Lebensdauer der Konvektionssperre als Dränschicht. Ab dem Zeitpunkt, zu dem die Konvektionssperre ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen kann - da sie (im Extremfall) zum Beispiel aufgelöst wurde - übernehmen die aus mineralischen Materialien (oder Recycle-Materialien) bestehenden Komponenten Kapillarblock und Kapillarschicht die Abdichtungsfunktion als Kapillarsperre. Sofern eine Dichtungsbahn als Konvektionssperre eingebaut wird und es aufgrund der zu erwartenden Beanspruchung erforderlich sein sollte, kann unterhalb und/oder oberhalb der Konvektionssperre ein geeignetes Vlies als Schutzschicht eingelegt werden, um unzulässige Beanspruchungen der Dichtungsbahn zu vermeiden.

In den Bildern, Figur 2.1 und Figur 2.2, ist in beispielhaften Darstellungen die Funktionsweise einer Kombi-Kapillarsperre in einem Oberflächenabdichtungssystem schematisch dargestellt. Figur 2.1 gibt den Ausgangszustand wieder, in welchem die Konvektionssperre (7) zwischen Kapillarschicht (8) und Kapillarblock (9) platziert ist. Figur 2.2 zeigt den Zustand nach Wegfall (Auflösung) der Konvektionssperre. Kapillarschicht (8) und Kapillarblock (9) liegen nun unmittelbar übereinander und bilden eine Kapillarsperre.

Kombi-Kapillarsperre3.doc # Dr.-Ing. U. Sehrbrock # Geliraucfesmuster fomlii-KSpitlaKpe&e , * Seite 5/7

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, dass die Vielzahl der Schichten reduziert werden kann. Dadurch kann sowohl der Materialeinsatz als auch der baubetriebliche Aufwand minimiert werden. Durch die reduzierte Schichtanzahl ergeben sich standsicherheitstechnische Vorteile, da das Gesamtsystem nur noch eine entsprechend reduzierte Anzahl von potentiellen Scherflächen ausweist. Zudem läßt sich die Bauhöhe des gesamten Systems vermindern. Bei gleichbleibender Endhöhe kann so eine größere Menge Abfall eingelagert werden. Ein weiterer Vorteil in baubetrieblicher Hinsicht besteht darin, dass durch Anordnung der Konvektionssperre in der beschriebenen Art und Weise, von vornherein eine klare Trennung zwischen Kapillarblock und Kapillarschicht gegeben ist, so dass kein Trennelement - z.B. Vlies - zur Sicherstellung einer möglichst scharfen Schichtgrenze einzulegen ist. Die durch die Existenz der Konvektionssperre zwangsläufig exakt definierte Schichtgrenze bleibt auch dann erhalten, wenn Setzungen des Untergrundes (Deponiekörpers) eintreten sollten. Solange wie nach Abklingen solcher eventueller Setzungen noch überall ein ausreichendes Gefälle vorhanden ist, bleibt so auch die Funktionsfähigkeit der Kapillarsperren-Schichten erhalten. Daraus resultiert, dass die Kombi-Kapillarsperre ein vergleichsweise setzungsunempfindliches System ist, welches somit früher als übliche Kombinationsdichtungs-Systeme auf einem Deponiekörper aufgebaut werden kann, so dass die Notwendigkeit, erst ein später durch ein endgültiges System zu ersetzendes temporäres System aufzubringen, um Umweltgefährdungen zu unterbinden und/oder Sickerwassermengen zu reduzieren, entfällt.

Gegenüber der bisher gelegentlich durchgeführten Bauweise, bei der die Kapillarsperre unter oder über der Konvektionssperre angeordnet wurde, ist bei der Kombi-Kapillarsperre die Fassung und Ableitung des in der Dränschicht (oder Kapillarschicht) gesammelten Wassers in nur einer Etage für die Zeitspanne während und nach der Funktionsdauer der Konvektionssperre erforderlich, da in beiden Phasen das Wasser in ein und derselben Schicht geführt wird. Bei den bisherigen Bauweisen ist die Fassung zuerst der Dränschicht und später der Kapillarschicht vorzusehen oder durch entsprechend aufwendige Konstruktionen sind beide Entwässerungsetagen auf eine Sammeleinrichtung zusammenzuführen.

Kombi-Kapillarsperre3.doc # Dr.-Ing. U. Sehrbrock # Gety-auctosmuster KpmlhKapiilaispeire * * Seite 6/7

Die Materialien der Kapillarschicht und des Kapillarblocks können - wie bisher - projektbezogen nach den örtlichen Gegebenheiten ausgewählt werden oder nach Erfahrungen aus anderen, bereits ausgeführten Projekten definiert werden. Durch die zuverlässige Trennung des Kapillarblocks von der Kapillarschicht durch die dazwischen eingebaute Konvektionssperre, können die Körnungen jedoch ohne Rücksicht auf die baubetrieblichen Notwendigkeiten (Vermeidung einer Vermischung durch die Vorgänge aus dem Baubetrieb) rein nach den hydraulischen Gesichtspunkten optimiert ausgewählt werden.

Die Bilder, Figur 2.1 und Figur 2.2, zeigen die Kombi-Kapillarsperre als Kombinationsdichtung beispielhaft in einem möglichen Aufbau eines Oberflächenabdichtungssystems für Deponien. Bild 2.1 zeigt dabei den Ausgangszustand mit noch voll funktionstüchtiger Konvektionssperre (7). Die Kapillarschicht (8) dient als Dränageschicht, während der Kapi11 arblock (9) als Trag- und Ausgleichsschicht und/oder auch Gasdränschicht fungiert. Bild 2.2 zeigt die Situation nach Wegfall der Konvektionssperre (7). Kapillarschicht (8) und Kapillarblock (9) funktionieren nun zusammen als Kapillarsperre.

Die Kombi-Kapillarsperre kann sowohl unmittelbar auf dem Untergrund (6), z.B. Müllkörper, aufgebaut werden, als auch auf einer bereits vorhandenen oder zuvor separat aufgebauten Schicht.

Claims

Kombinationsdichtung, bestehend aus einem als Konvektionssperre dienenden Element und einer aus mineralischem(n) Material(ien) - oder aus Recycling-Material(ien) - bestehenden Komponente, dadurch gekennzeichnet, dass die aus mineralischem(n) Material(ien) - oder aus Recycling- Material(ien) - bestehende Komponente als Kapillarsperre ausgebildet ist und die Konvektionssperre (7) zwischen den beiden Schichten der Kapillarsperre, Kapillarblock (9) und Kapillarschicht (8), angeordnet ist.