AT397263B - Verfahren zum abdichten von boden und/oder seitenflächen sowie dichtmaterial zur durchführung dieses verfahrens - Google Patents

Description

AT 397 263 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abdichten von Boden- und/oder Seitenflächen durch Aufbringen einer Sperrschichte auf die abzudichtende Boden- und/oder Seitenflächen und mechanisches Verdichten der Sperrschichte mit einem Hochofenschlackengranulat, welchem bis zu 50 Gew.-% Additive zugesetzt sind, sowie auf ein Dichtmaterial zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Abdichtung von Bodenflächen wurde bereits vorgeschlagen, mineralische Dicht- und/oder Dichtwandmassen, wie z. B. lehmig-tonige Böden oder mit Quellmitteln vergütete sandige Böden, zu verwenden. Derartige mineralische Abdichtungen werden im Deponie-, Wasser- und Straßenbau in steigendem Ausmaß benötigt

Die Herstellung von mineralischen Dichtflächen kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß Sperrmittel, wie Bentonit oder Wasserglas, in situ in den Boden eingearbeitet werden. Alternativ hiezu besteht die Möglichkeit, Mischungen in einer Mischanlage herzustellen und diese auf den Boden aufzubringen und in der Folge zu verdichten. Zur Gewährleistung gleichbleibender Mischungsqualität ist ein im wesentlichen homogener Kornaufbau sowie eine exakte Dosierung der notwendigen Komponenten, wie beispielsweise Quellmittel, Wasser und Bindemittel, erforderlich. Bei der Herstellung derartiger Mischungen vorort ist es nicht ohne weiteres möglich, eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.

Aus der GB-A-2 042 025 ist ein Verfestigungsmittel für Böden bekanntgeworden, welches aus wenigstens zwei Bestandteilen besteht, wobei der Bestandteil A Gips enthält und der Bestandteil B aus einer Mischung von 40 bis 55 Gew.-% Portlandzement und 60 bis 45 Gew.-% mit Wasser granulierter Hochofenschlacke besteht Zu dieser Mischung der Komponenten A und B kann gegebenenfalls auch eine Komponente C, welche aus einem wasserlöslichen Eisensalz besteht zur Desodorierung des zu behandelnden Bodens beigesetzt werden.

Der AT-PS 378 389 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von hydraulisch gebundenen Tragschichten bzw. zum Stabilisieren von frostbeständigen Bodenschichten und zu Bottenverfestigungen zu entnehmen, wobei insbesondere verschiedene Additive, welche für die Herstellung von hydraulisch gebundenen Tragschichten Verwendung finden können, beschrieben sind.

Aus der DE-OS 30 41 706 ist es beispielsweise bekanntgeworden, für die Abdichtung von Abfalldeponien das bei Kohlekraftwerken anfallende Abfallcarbonat zu verwenden. Derartiges Abfallcarbonat entspricht in der Korngrößenverteilung im wesentlichen einem sandigen Lehm. Das Abfallprodukt wird über einer Ausgleichsschicht als Sperrschicht aufgetragen, über der eine Deckschicht aufgetragen wird. Zur Herstellung einer derartigen Abdichtung sind somit mindestens drei Schichten erforderlich, wobei das Abfallcarbonat sich im Laufe der Zeit so stark erhärtet, daß es praktisch steinartige Eigenschaften annimmt und daher zum Reißen und damit zum Undichtwerden neigt.

Aus der DE-PS 27 02 787 ist es bekanntgeworden, feinstkömige oder schluffige, erdfeuchte Böden durch Einarbeiten von pulverförmigem Alkalisilikat (Wasserglas) und anschließendes mechanisches Verdichten abzudichten. Bei einem derartigen Verfahren wird ein Boden vorausgesetzt, der von Haus aus eine besondere Feinporigkeit aufweist. Für großporige Böden sind derartige Verfahren nicht ohne weiteres geeignet.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem ohne Rücksicht auf die besonderen Eigenschaften des Bodens eine gleichbleibende Qualität des Dichtmaterials gewährleistet werden kann, wobei ein Rohstoff vorgeschlagen wird, welcher mit gleichbleibender Qualität in großen Mengen verfügbar ist Weiters zielt die Erfindung darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem ein mineralisches Dichtmittel als Produkt mit minimalen Qualitätsschwankungen kostengünstig hergestellt und auf Lager gehalten werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß das Hochofenschlackengranulat mechanisch durch Zerkleinerung und/oder Klassierung in eine Korngrößenverteilung gebracht wird, bei welcher die Fraktion einer Körnung von 200 -1000 μτη einen Massenanteil von 30 bis 50 Gew.-% aufweist. Dadurch, daß als Sperrschicht ein Hochofenschlackengranulat eingesetzt wird, wird auf einen Rohstoff zurückgegriffen, welcher mit gleichbleibender Qualität in großen Mengen verfügbar ist. Durch die günstigen Materialeigenschaften des Hochofenschlackengranulates lassen sich mineralische Dichtmittel als Produkte mit minimalen Qualitätsschwankungen kostengünstig hersteilen. Weiters besteht in einfacher Weise die Möglichkeit, das Dichtmaterial als Trockenmischung auf Vorrat herzustellen, um es bei Bedarf vorort mit der notwendigen Wassermenge zu versetzen. Dadurch, daß eine bestimmte Körnung durch übliche mechanische Aufbereitungsanlagen, nämlich durch Zerkleinerung und Klassierung, gewählt wird, wird ein Material mit einem Komband zur Verfügung gestellt, welches eine Verdichtung zu einem Komgerüst mit minimalem Lückengrad und damit mit hoher Dichtheit ermöglicht. Zusätzlich zu der erfindungsgemäß geforderten Körnung, bei welcher die mengenmäßig größte Fraktion eine Körnung von 200 - 1000 pm aufweisen muß, läßt sich durch geeignete Additive der Komaufbau noch in einfacher Weise optimieren.

Mit Vorteil wird daher das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß die Additive in einer Korngröße oder Korngrößenverteilung eingesetzt werden, deren mittlere Korngröße geringer ist als die mittlere Korngröße des Hochofenschlackengranulates. Auf diese Weise wird es durch Zugabe der Additive möglich, den Lückengrad bei vorgegebener Korngrößenverteilung des auf Vorrat produzierten Hochofenschlackengranulates spezifisch zu minimieren und dadurch eine den örtlichen Bedingungen angepaßte optimale Dichtheit zu gewährleisten. Als Additive können hiebei in einfacher Weise z. B. Flugasche, Tone, Stäube, Abwasserschlämme, Entschwefelungsschlacken und Tallöle oder Mischungen davon eingesetzt -2-

AT397263B werden. Insbesondere der Zusatz von Tallölen bzw. tallölhaltigen Aufbereitungsabgängen führt zu einer Extraktion von Metallverbindungen, so daß selbst bei Eindringen von allfälligen Sickerwasser eine weitgehende Befreiung dieses Sickerwassers von Metallen, insbesondere Schwermetallen, erfolgt. Wenn im Rahmen der Additive Entschwefelungsschlacken, insbesondere sulfidische Entschwefelungsschlacken, eingesetzt werden, hat dies den Vorteil, daß allfällig die Dichtschicht durchdringendes Sickerwasser in der Dichtschicht von gegebenenfalls mitgeführten Metallen, insbesondere Schwermetallen, befreit wird, da diese in der Dichtschicht ausgefällt werden.

Als feinkörniger Zuschlag bzw. feinkörniges Additiv wird bevorzugt Flugasche eingesetzt, welche gleichfalls in großen Mengen mit relativ konstanter Körnung und Qualität zur Verfügung steht. Flugasche stellt darüberhinaus ein latent hydraulisches Bindemittel dar, welches mit gegebenenfalls in die Dichtschicht eindringendem Sickerwasser unter gleichzeitig alkalischen Bedingungen ein Abbinden bewirken kann. Mit Vorteil werden erfindungsgemäß 5-25 Gew.-%, insbesondere 10 -15 Gew.-%, Flugasche eingesetzt.

In bezug auf die bevorzugte Verwendung von Tallöl zum Zwecke der Extraktion von Metallen und Metallverbindungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn 0,5 bis 5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 3 Gew.-%, Tallöl eingesetzt werden.

Eine homogene und relativ gleiche Schichtstärke aufweisende Sperrschicht läßt sich mit Vorteil dadurch erzielen, daß das Hochofenschlackengranulat und die gegebenenfalls vorhandenen Additive mit einem Wassergehalt von bis zu 60 % auf die abzudichtende Bodenfläche aufgebracht wird. Auf diese Weise wird eine weitgehend staubfreie Schicht erzielt, welche unmittelbar anschließend an das Aufbringen erforderlichenfalls verdichtet werden kann.

Eine besonders günstige Korngrößenverteilung für die einzusetzenden Hochofenschlackengranulate wird dadurch erzielt, daß das Hochofenschlackengranulat aus 5 -15 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-%, einer Körnung von 0-63 |im, 15 - 25 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%, einer Körnung von 63 - 200 μτη, 30 - 50 Gew.-%, insbesondere 40 Gew.-%, einer Körnung von 200 - 1000 μητ, 5-15 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-%, einer Körnung von 1000 - 2000 μτη 15 - 25 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%, einer Körnung von 2000 - 4000 μπι besteht.

Das erfindungsgemäße Dichtmaterial zur Durchführung dieses Verfahrens besteht im wesentlichen darin, daß es Hochofenschlacke mit einer Korngrößenverteilung, deren mengenmäßig größte Fraktion eine Körnung von 200 -1000 μτη aufweist, sowie bis zu 50 Gew.-% Additive enthält

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Beispieles näher erläutert

Beispiel:

Als Dichtmasse zur Abdichtung von Bodenflächen wird Hochofenschlacke vermahlen und nach einer Klassierung ein Granulat folgender Korngrößenverteilung erhalten.

Granulat: um Gew.-% 0 - 63 10 63 - 200 20 200 - 1000 40 1000 - 2000 10 2000 - 4000 20

Dieses Granulat wird nun je nach Einsatzgebiet entweder direkt oder nach gezielter Zugabe von Feinmaterial oder Einarbeitung von Sperrmitteln auf die zu vergütende Bodenfläche aufgebracht ln einem ersten Versuch wurde das Hochofengranulat ohne Beimischung von weiteren Zusätzen auf die abzudichtende Bodenfläche aufgebracht und zur Verringerung des Porenanteiles das Material durch Bearbeitung mit Verdichtungsmaschinen, wie beispielsweise Walzen zu einem Komgerüst mit minimalem Lückengrad verpreßt. Bei dieser Arbeitsweise wird eine Trockendichte der mineralischen Dichtmasse von 6]} ist 1,848 g/cm3 erreicht Der Wassergehalt der mineralischen Dichtmasse errechnete sich mit = 0,158. Sowohl der Wassergehalt als auch die Trockendichte wurden mittels dem Proctorversuch nach DIN 18127 bestimmt Der Durchlässigkeitskoeffizient des Bodens Kio betrug 8,9.10*8 m/s. Der Durchlässigkeitskoeffizient des Bodens wurde nach DIN 18130, Teil 1, Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwertes «rechnet

In einer weiteren Versuchsanordnung wurden 90 % des Hochofengranulates, welches die oben gezeigte Porenverteilung aufwies, mit 10 % Flugasche aus kohlebefeuerten Wirbelschichtkesseln vermischt Nach der Vermischung wurde das Material wiederum auf den abzudichtenden Boden aufgebracht und mit Walzen zu einem Material mit einem minimalen Lückengrad verpreßt Es wurden nun wiederum die Trockendichte, der Wassergehalt und der Durchlässigkeitskoeffizient dieses Bodens bestimmt Der Wassergehalt errechnete sich mit ω = 0,185, die Trockendichte D = 1,773 g/cm^ und der Durchlässigkeitskoeffizient Kio betrug 2,3.10‘9 m/s. Im Gegensatz zu unvermischtem Hochofengranulat wird durch Zusatz von 10 % Flugasche aus kohlebefeuerten Wirbelschichtkesseln zwar eine Dichtschicht mit einem etwas höheren Wassergehalt und einer -3-

Claims (7)

1. AT 397 263 B etwas geringeren Trockendichte erhalten, jedoch mit einem deutlich verringerten Wasserdurchlässigkeitskoeffizienten. In einem weiteren Versuch wurden 85 Gew.-% Hochofenschlackengranulat der oben angeführten Korngrößenverteilung mit 10 Gew.-% Flugasche aus kohlebefeuerten Wirbelschichtkesseln und 5 % Bentonit vermischt Wie in den ersten beiden Versuchen, wurde das Material wieder auf den abzudichtenden Boden aufgebracht und durch Walzen in den Untergrund eingearbeitet. Nach der Verpressung wies dieses Dichtmaterial eine Trockendichte von 1,885 g/cm^ und einen Wassergehalt von 0,192 auf. Der Wasserdurchlässigkeitskoeffizient errechnete sich mit 1,2.10"^ m/s. Gegenüber den ersten beiden Versuchen wurde hiemit wiederum ein geringfügig größerer Wassergehalt des Dichtmaterials festgestellt. Die Trockendichte der so erhaltenen mineralischen Abdichtung war größer als bei Dichtmaterialien, welche aus reinem Hochofenschlackengranulat oder aus Hochofenschlackengranulat und Zusätzen von Flugasche bestanden. Bedeutend verbessert gegenüber den erstgenannten Zusammensetzungen war bei dieser mineralischen Dichtmasse der Wasserdurchlässigkeitskoeffizient, der noch bedeutend geringer ist als jener einer Mischung von Hochofenschlackengranulat mit Flugasche. Um die durch die mineralischen Dichtmassen abgedichteten Boden- und/oder Seitenflächen noch besser gegen Eindringen des Sickerwassers zu schützen, werden in einem weiteren Versuch dem Hochofenschlackengranulat der oben angeführten Zusammensetzung 5 % Tallöl zugesetzt. Die Dichtmasse wurde, wie zuvor beschrieben, auf den Boden aufgebracht und verdichtet. Der Wassergehalt einer derartigen Dichtmasse errechnete sich mit 0,179 und die Trockendichte mit D = 1,856 g/cnA Der Wasserdurchlässigkeits-koeffizient Kjq wurde jedoch durch Zusatz von Tallöl zu dem Hochofenschlackengranulat in bezug auf reine Hochofenschlacke deutlich verbessert und errechnete sich mit Kjq = 8.7.10'^ m/s. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Abdichten von Boden- und/oder Seitenflächen durch Aufbringen einer Sperrschicht auf die abzudichtende Boden- und/oder Seitenfläche und mechanisches Verdichten der Sperrschicht mit einem Hochofenschlackengranulat, welchem bis zu 50 Gew.-% Additive zugesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochofenschlackengranulat mechanisch durch Zerkleinerung und/oder Klassierung in eine Korngrößenverteilung gebracht wird, bei welcher die Fraktion einer Körnung von 200 bis 1000 μιη einen Massenanteil von 30 bis 50 Gew.-% aufweist, und als Additive Flugasche, Tone, Stäube, Abwasserschlämme, Entschwefelungsschlacken und Tallöle oder Mischungen davon eingesetzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Additive in einer Korngröße oder Korngrößenverteilung eingesetzt werden, deren mittlere Korngröße geringer ist als die mittlere des Hochofenschlackengranulates.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 25 Gew.-%, insbesondere 10 bis 15 Gew.-%, Flugasche eingesetzt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 3 Gew.-%, Tallöl eingesetzt werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochofenschlackengranulat und die gegebenenfalls vorhandenen Additive mit einem Wassergehalt von bis zu 60 % auf die abzudichtende Bodenfläche aufgebracht wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochofenschlackengranulat aus 5 bis 15 Gew.%, insbesondere 10 Gew.-%, einer Körnung von 0 bis 63 μιη, 15 bis 25 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%, einer Körnung von 63 bis 200 μιη, 30 bis 50 Gew.-%, insbesondere 40 Gew.-%, einer Körnung von 200 bis 1000 um, 5 bis 15 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-%, einer Körnung von 1000 bis 2000 μιη 15 bis 25 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%, einer Körnung von 2000 bis 4000 μιη besteht
7. 7. Dichtmaterial zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es Hochofenschlacke mit einer Korngrößenverteilung, deren mengenmäßig größte Fraktion eine Körnung von 200 bis 1000 um aufweist, sowie, wie an sich bekannt, bis zu 50 Gew.-% Additive enthält. -4-