DE4122992C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wasserdichten und kraftschlüssigen Verbunds im Überlappungsbereich von vernadelten Bentonit- Dichtungsmatten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige, aus der DE-OS 37 04 503 bekannte wasser- und/oder ölundurchlässige Dichtungsmatten bestehen im wesent­ lichen aus einer Trägerschicht, einer Zwischenschicht aus quellfähigem Bentonit und einer Deckschicht. Im vorliegenden Fall bestehen sowohl die Trägerschicht als auch die Deckschicht aus einem Vliesstoff.

Die verwendeten Vliesstoffe bestehen vorzugsweise aus Quali­ täts-Kunststoff-Fasern, insbesondere aus Polyethylen-, Poly­ propylen-, Polyester-, Polyacryl- und/oder Polyamidfasern. Besonders bevorzugt im Einsatzgebiet der Deponietechnik sind Vliesstoffe aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder Poly­ propylen, die verrottungsfest (resistent) gegen alle im Ge­ wässer und im Boden vorkommenden Substanzen sind und somit nachweislich eine extrem hohe Lebensdauer gewährleisten. Ihre überaus hohe Reißfestigkeit bewirkt eine weitgehende Unempfindlichkeit gegen mechanische Beanspruchungen.

Im Aufbau handelt es sich bei den eingesetzten Vliesstoffen vorzugsweise um durch Vernadelung mechanisch verfestigte Spinnfaservliese. Sie sind so aufgebaut, daß die gekräuselt zusammengefügten Fasern ein Flächengebilde mit unzähligen labyrinthartigen Gängen bilden. Hierbei wird die Bodenstruktur ideal nachgebildet. Das Gefüge der Vliesstoffe läßt sich je nach der Bodenbeschaffenheit gröber oder feiner einstellen, so daß eine optimale Anpassung an die anstehende Bodenart ge­ währleistet ist. Die mechanische Verfestigung garantiert einen hohen Reibungswert zwischen dem anstehenden Boden und dem Vlies­ stoff sowie der Abdeckung. Anstelle der durch Vernadelung me­ chanisch verfestigten Vliesstoffe kann man auch solche Vlies­ stoffe einsetzen, die mittels der Nähwirktechnik oder durch Verwirbelung mechanisch verfestigt wurden, oder solche Vlies­ stoffe, die chemisch verfestigt wurden.

Die als Zwischenschicht verwendeten quellfähigen Bentonite sind Tone mit merklichem bis hohem Gehalt an Smectit (Montmorillonit), der die Eigenschaften (hohe Quellbarkeit, gutes Wasserbindevermögen, hohe Plastizität) maßgebend be­ stimmt. Um aus einem in Wasser wenig quellfähigen Erdalkali- Bentonit einen hochquellfähigen Aktivbentonit zu erhalten, werden die Erdalkaliionen der Bentonite durch Alkaliionen, vorzugsweise Natriumionen, ersetzt. Als "hochquellfähiger" Aktivbentonit wird daher Natrium-Bentonit mit seiner stark erhöhten Plastizität, Viskosität, Thixotropie und Wasserauf­ nahme bevorzugt. Besonders bevorzugt sind die natürlich vorkommenden Natrium-Bentonite, insbesondere solche, die aus dem Abbaugebiet in Wyoming, USA, kommen.

Bei der Herstellung dieser bekannten Dichtungsmatten geht man so vor, daß man auf die Trägerschicht zunächst die Schicht aus trockenem, quellfähigen Bentonit und dann darauf die Deck­ schicht aufbringt und anschließend alle drei Schichten in einem Nadelstuhl vernadelt.

Die auf diese Weise erhaltenen Dichtungsmatten sind überli­ cherweise 4,5 Meter breit und 30 Meter lang und werden auf Rolle zur Baustelle geliefert.

Bei der Verlegung dieser Dichtungsmatten ist so vorzugehen, daß man eine Randüberlappung von 30 bis 50 cm erhält. Dabei ist es bekannt den Überlappungsbereich sorgfältig mit Bento­ nitpulver und/oder Bentonitpaste abzudichten. Zu diesem Zweck wird auf die faltenfrei ausgerollte Bahn in ca. 30 cm Abstand zur Kante ein 10 cm breiter und ca. 1 cm dicker Streifen Ben­ tonitpulver oder Bentonitpaste aufgebracht. Das Bentonitpulver kann zum Beispiel mit einem Streuwagen aufgebracht werden. Die Paste kann man mit Hand aufspachteln oder per Pumpe aus einem entsprechend geformten Mundstück aufpressen. Darauf wird dann überlappend die nächste Bahn verlegt.

Als Nachteil bei der bisherigen Fügetechnik hat sich ferner herausgestellt, daß an Böschungen oder auch beim Aufbringen der zur Belastung der Matte notwendigen Erdschichten auf horizontalen Flächen eine gegenseitige Mattenverschiebung mit Faltenbildung im Überlappungsbereich eintreten kann.

Das aufgestreute Bentonitpulver bzw. die aufgebrachte Bentonit­ paste dient nicht nur dazu, den Zwischenraum zwischen den sich überlappenden Bereichen abzudichten, sondern ein Teil des Pulvers bzw. der Paste dringt auch in die sich gegenüberliegenden Vliesstoffe ein. Nach Untersuchungen im Feld und im Labor kann mit dieser Fügetechnik im Überlappungsbereich ein Wasserdurch­ lässigkeitsbeiwert von k= ca. 5×10^-9 m/s erreicht werden.

Da die Dichtungsmatte selbst Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte von kleiner als 10^-10 m/s besitzt, ist es Aufgabe der vor­ liegenden Erfindung eine Fügetechnik zu entwickeln, die im Überlappungsbereich Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte in der Größenordnung der Dichtigkeit der Matte selbst erwarten läßt und die eine kraftschlüssige Einheit bildet, so daß keine Verschiebung der Vliesstoffschichten im Überlappungs­ bereich mehr möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß man den mit Bentonitpulver bzw. Bentonit­ paste, versehenen Überlappungsbereich in situ mit einer mobilen Vernadelungsvorrichtung auf der Baustelle ver­ nadelt, wobei einerseits ein kraftschlüssiger Verbund der im Überlappungsbereich gegenüberliegender Vliesstoff­ schichten erreicht wird und andererseits so viel Bentonit in die Porenräume der sich gegenüberliegenden Vliesstoff­ schichten eingenadelt wird, daß diese Vliesstoffbereiche eine zufriedenstellende, in der Größenordnung der Wasser­ dichtigkeit der Dichtungsmatte selbst liegende Wasserdich­ tigkeit zeigen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vernadelungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. zeigt im Querschnitt den Überlappungsbereich von 2 Bentonitmatten.

Die dargestellten Dichtungsmatten bestehen aus der Deckschicht 1, 1′, der Trägerschicht 2, 2′ und der zwischen Träger und Deckschicht befindlichen Bentonitschicht 3, 3′. Im Über­ lappungsbereich liegen die Vliesstoffschichten 2, 1, 2′ und 1′ übereinander. Wie man an dieser Darstellung erkennt, ist es möglich, daß ohne Behandlung durch die überlappenden Bereiche der Vliesstoffschichten 1 und 2′ Wasser in den Untergrund eindringen kann. Um dies zu verhindern, bringt man im Überlappungsbereich zwischen den Vliesstoffschichten 1 und 2′ Bentonitpulver bzw. Bentonitpaste (in der Fig. nicht dargestellt) ein und vernadelt dann auf der Baustelle in situ den Überlappungsbereich mit einer mobilen Vernadelungsvorrichtung. Diese mobile Vernadelungsvorrich­ tung besteht im wesentlichen aus einer mit Schieber- bzw. Zug­ stange versehene, gleichzeitig als Lochplatte (Abstreiferplatte) fungierende Schiebeplatte, auf der eine Halterungs- und Füh­ rungseinrichtung für das nach oben und unten bewegliche Nadel­ brett montiert ist, das durch eine ebenfalls auf der Schiebe­ platte montierte Antriebsvorrichtung über eine entsprechende Exzenterwelle senkrecht nach oben und unten bewegt werden kann, wobei die üblicherweise bei stationär arbeitenden Nadel­ stühlen vorhandene untere Lochplatte (Stichplatte) in Wegfall gekommen ist. Das Nadelbrett dieser mobilen Vernadelungsvor­ richtung ist gleichzeitig mit zwei verschiedenen Nadelsorten bestückt, wobei die eine Nadelsorte nach unten gerichtete Widerhaken und die andere Nadelsorte nach oben gerichtete Widerhaken aufweist. Anstelle dieser beiden verschiedenen Nadelsorten oder aber auch zusätzlich, kann man das Nadelbrett mit Spezialnadeln, sogenannten Doppelfunktionsnadeln, bestücken, die Widerhaken aufweisen, von denen ein Teil nach unten und ein Teil nach oben gerichtet ist, wobei möglichst viele Widerhaken in Nadelspitzennähe angeordnet sind.

Durch diese Vernadelung mit der mobilen Vernadelunsvorrich­ tung wird sowohl ein kraftschlüssiger Verbund der Vliesstoff­ schichten 1 und 2′ als auch eine Abdichtung dieser Vliesstoff­ bereiche 1 und 2′ durch in die Porenräume dieser Vliesstoffbe­ reiche eingedrungenen Bentonitteilchen erreicht.

Zur zusätzlichen Abdichtung kann man dann noch an der End­ kante der oben überlappenden Vliesstoffbahn den in der Fig. mit 4 gekennzeichneten Bereich mit einem Silikon und/oder anderem klebefähigem Kunststoff ausfüllen, wobei diese Versiegelung auch so gestaltet werden kann, daß diese Ver­ siegelungsmasse gleichzeitig zusätzlich die untere Vlies­ stoffschicht 1 bis zur Bentonitschicht 3 durchdringt. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn man eine zusätzliche Sicherheit hinsichtlich der Wasserundurchlässigkeit des Überlappungsbereiches haben möchte, der durch Vernadelung und Einbringung einer Zwischenschicht von Bentonitpulver oder Bentonitpaste in den Zwischenraum zwischen den sich überlappenden Vliesstoffbereichen 1 und 2′ verbunden wurde.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines wasserdichten und kraft­ schlüssigen Verbundes im Überlappungsbereich von wasser- und/oder ölundurchlässige vernadelte Dichtungsmatten, die im wesent­ lichen aus zwei Vliesstoffschichten als Deck- und Träger­ schicht und einer dazwischen eingenadelten Bentonitschicht bestehen, wobei im Überlappungsbereich zwischen den Schichten Bentonitpulver bzw. Bentonitpaste eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den mit Bentonit­ pulver bzw. Bentonitpaste versehenen Überlappungsbereich in situ mit einer mobilen Vernadelungsvorrichtung auf der Baustelle vernadelt, wobei einerseits ein kraftschlüssiger Verbund, der im Überlappungsbereich gegenüberliegender Vliesstoffschichten erreicht wird und andererseits so viel Bentonit in die Porenräume der sich gegenüberliegenden Vliesstoffschichten eingenadelt wird, daß diese Vliesstoff­ bereiche eine zufriedenstellende, in der Größenordnung der Wasserdichtigkeit der Dichtungsmatten selbst liegende Wasserdichtigkeit zeigen.

2. Vernadelungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit Schiebe- bzw. Zugstange versehene, gleichzeitig als Lochplatte (Abstreiferplatte) fungierende Schiebeplatte, auf der eine Halterungs- und Führungsein­ richtung für das nach oben und unten bewegliche Nadelbrett montiert ist, das durch eine ebenfalls auf der Schiebe­ platte montierte Antriebsvorrichtung über eine entsprechen­ de Exzenterwelle senkrecht nach oben und unten bewegt wer­ den kann.

3. Vernadelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Durchführung des Verfahrens eingesetzte Verna­ delungsvorrichtung ein Nadelbrett aufweist, das gleichzeitig mit zwei verschiedenen Nadelsorten bestückt ist, wobei die eine Nadelsorte nach unten gerichtete Widerhaken und die an­ dere Nadelsorte nach oben gerichtete Widerhaken aufweist.

4. Vernadelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelbrett zu­ sätzlich zu den beiden verschiedenen Nadelsorten oder anstelle derselben Spezialnadeln soge­ nannte Doppelfunktionsnadeln, aufweist, die Widerhaken ha­ ben, von denen ein Teil nach unten und ein Teil nach oben gerichtet ist, wobei möglichst viele Widerhaken in Nadel­ spitzennähe angeordnet sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Vernadelung des Überlappungsbereiches die obere Kante der überlappenden Dichtungsmatte mit Kunststoff, vorzugsweise mit Silikon, versiegelt.