Die Wasserdurchlässigkeit von Trisoplast® – Teil 1:

Laborversuche

• Dr. habil. Stefan Melchior
• Dipl.-Ing. Wolfgang Behrens
• Dr. Andreas Claussen

Trisoplast® ist ein polymervergütetes mineralisches Abdichtungsmaterial, das aus den Komponenten Bentonit, Polymer und mineralischer Zuschlagstoff auf dem trockenen Ast der Proctorkurve eingebaut wird. Zur Überprüfung der Wirksamkeit von Trisoplast® und zur Prüfung der Vergleichbarkeit von Versuchsergebnissen wurden in einem Ringversuch in vier unabhängigen Prüfinstituten zeitgleich Laborversuche zur Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit an einem unter externer Aufsicht einheitlich hergestellten Probenmaterial durchgeführt. Die Versuchsdurchführung erfolgte nach DIN 18 130 sowie nach den Richtlinien für die Führung des Konformitätsnachweises für Trisoplast® nach dem Merkblatt „Qualitätssicherung bei Abdichtungen aus Trisoplast®“ an Proben mit verschiedenen definierten Einbauwassergehalten und Verdichtungsgraden. Die Versuchsergebnisse dienten der Beurteilung der Gleichwertigkeit von Trisoplast® im Arbeitskreis Trisoplast® der Landesumweltbehörden. Die Versuchsergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden:

– Die Wasserdurchlässigkeit aller Proben lag im wassergesättigten Zustand zwischen 1 x 10^–12 m/s und 3 x 10^–11 m/s.
– Die Wasserdurchlässigkeit ist im von den Proben erfassten Bereich weder vom Einbauwassergehalt noch vom Verdichtungsgrad der Proben signifikant abhängig.
– Die Versuche sind äußerst langwierig. Aufgrund des trockenen Einbaus des Materials dauert es mehrere Monate bis die Aufsättigung der Proben soweit fortgeschritten ist, dass ein stationärer Fluss mit gleichen Zufluss- in und Abflussraten aus den Proben auftritt
– Der Versuchsverlauf ist durch eine Infiltration von Wasser in die wasserungesättigte Probe geprägt, die bei zunächst extrem hohen hydraulischen Gradienten und sehr geringen ungesättigten Wasserleitfähigkeiten stattfindet. Da die Wasserspannungen in der Probe bei der Versuchsdurchführung nach DIN 18 130 nicht gemessen werden, kann die ungesättigte Wasserleitfähigkeit der Proben bis zum Erreichen stationärer, quasi wassergesättigter Bedingungen nicht aus der Infiltrationsrate in die Probe errechnet werden.
– Im Verlauf der Infiltration von Wasser in die Probe nehmen die im Material enthaltenen Feinbestandteile Bentonit und Polymer Wasser auf und quellen. Die Quellvorgänge beeinflussen die Porengrößen- und die Porenwasserdruckverteilung in der Probe und damit die für den Wassertransport zur Verfügung stehenden Fließquerschnitte.

Im vorliegenden Teil 1 dieser Veröffentlichung werden die Laborversuche und deren Ergebnisse vorgestellt. Da die lange Zeitdauer der Laborversuche zur Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit für die Durchführung von Bauprojekten nachteilig ist, besteht ein erheblicher Bedarf nach Methoden, die eine zuverlässige und möglichst schnelle Ableitung des gesättigten Wasserdurchlässigkeitsbeiwertes aus dem anfänglichen instationären Versuchsverlauf erlauben. Mit diesem Ziel wurden auf der Grundlage der empirischen Versuche statistische Auswertungen und numerische Modellrechnungen vorgenommen, die in der Fortsetzung der Publikation demnächst vorgestellt werden und auf deren Basis Empfehlungen zur Durchführung und zeitraffenden Auswertung der Laborversuche gegeben werden.

Seiten 177 - 182