Vergleichende Untersuchungen von Kapillarsperren aus Natur- und Recyclingbaustoffmaterialien als Beitrag zur Deponieoberflächenabdichtung und Ressourcenschonung
Die Kapillarsperre stellt ein alternatives Deponieoberflächenabdichtungssystem dar, das im Laufe des vorangegangenen Jahrzehnts große Anerkennung erlangt hat (BARTH 2003, JELINEK 1997, MELCHIOR 1993, STEINERT 1999, WOHNLICH 1991 u. a.). Im Hinblick auf die drohende Knappheit an Primärbaustoffen und Ressourcenscho-nung im Zusammenhang der durchzuführenden Deponiestilllegungen war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, die Eignung von Bauschutt-Recyclingmaterialien in Kapillarsperrensystemen zu untersuchen.
Zu diesem Zweck wurden 7 Recycling- sowie 4 Naturmaterialien verschiedener Qualitäten und Körnungen auf ihre Tauglichkeit für den Einsatz als Kapillarsperrenmaterialien analysiert. Zur Beurteilung der Umweltverträglichkeit sind die Zuordnungskriterien der DEPVERWV (2005) heranzuziehen.
Basierend auf den umfangreichen laboranalytischen Voruntersuchungen anhand bereits etablierter Gütekriterien wurden drei Materialkombinationen ausgewählt, die in Kipprinnenversuchen weiterführend auf ihre laterale Dränkapazität getestet wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Referenz, eine reine Naturmaterial-kombination, eine potenzielle laterale Dränkapazität von 273 L pro m und Tag besitzt. Bei der reinen Recyclingmaterialkombination kann lediglich eine potenzielle laterale Dränkapazität von 64 L pro m und Tag festgestellt werden. Die Natur-/Recyclingmaterialkombination, mit dem Natursand der ersten Kombination und dem Recyclingkies der zweiten Kombination, erlangte hingegen eine potenzielle laterale Dränkapazität von 306 L pro m und Tag.
Für eine standardisierte Bewertung der hydraulischen Leistungsfähigkeit von Kapillarsperrensystemen wurde ein regressionsanalytischer Ansatz entwickelt. Die Vorteile des Regressionsmodells zu den bestehenden Berechnungsmethoden und Ableitungsempfehlungen werden exemplarisch dargestellt und diskutiert.
Der Kipprinnenversuch mit der Natur-Recyclingmaterialkombination wurde mittels des Modells HYDRUS-2D nachgebildet. Resultierend aus den Simulationsergebnissen können Großkipprinnenversuche derzeit nur begrenzt durch numerische Modellierungen ersetzt werden, um den versuchstechnischen Aufwand zu reduzieren.
Mit Hilfe der physikalischen, mechanischen und chemischen Untersuchungen sowie der Untersuchungen zur hydraulischen Leistungsfähigkeit im Kipprinnenversuch konnte die prinzipielle Eignung von Bauschutt-Recyclingmaterial für den Einsatz als Kapillarblockmaterial in einer Kapillarsperre als alternatives Deponieoberflächenabdichtungssystem nachgewiesen werden. Die Übertragung der Ergebnisse auf andere Bauschutt-Recyclingmaterialien setzt allerdings voraus, dass das Material zuvor qualifiziert untersucht wird.
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