PTES erklärt
Granulierter Bentonit im Vergleich zu pulverförmigem Bentonit in GCLs
Hersteller von geosynthetischen Tondichtungsbahnen (GCL) fertigen verschiedene Produkte, bei denen die Abstufung des Bentonits im Inneren der GCL von Pulver bis zu grobkörnigem Bentonit reicht. Es ist nicht ungewöhnlich, unterschiedliche Ansichten oder Behauptungen darüber zu hören, dass bestimmte Arten von Bentonit in spezifischen Anwendungen besser für die Wasserrückhaltung geeignet sind als andere. Solmax verwendet in seinen GCL-Produkten sowohl Pulver- als auch Granulatbentonit – welche Form ist also besser?
Um herauszufinden, was besser ist, haben wir eine Literaturstudie durchgeführt, um einen ersten Einblick in die Debatte zu gewinnen.
Dabei wurden Funktionsunterschiede zwischen verschiedenen GCL-Produkten untersucht1,2, die mit der Art und Menge des Bentonits, der GCL-Struktur und dem Herstellungsverfahren zusammenhängen. Nicht nur das GCL, sondern auch die Eigenschaften des Untergrunds sowie die Temperaturbedingungen können das Verhalten von GCL beeinträchtigen.
Tong et. al.1 haben die Rückhalteeigenschaften von Granulat- und Pulverbentoniten untersucht und sind zu folgenden Ergebnissen gekommen. Sowohl Pulver- als auch Granulatbentonite zeigen ähnliche Wasserrückhaltekurven (WRC), wenn die Saugfähigkeit 1.000 kPa übersteigt. Allerdings ist der Wassergehalt von Pulverbentonit bei Saugkräften unter 1.000 kPa viel höher als jener von Granulatbentonit. Der höhere Wassergehalt von Pulverbentonit bedeutet, dass dieser ein übermäßiges Quell- und Schrumpfverhalten aufweist. Außerdem zeigt dieser bei vergleichbarer Saugleistung für Saugleistungen unter 1.000 kPa eine höhere Durchlässigkeit als Granulatbentonit. Diese Eigenschaften sind z.B. als Barriere in einem Deponieeinhausungssystem unerwünscht.
Der höhere Wassergehalt von Pulverbentonit lässt sich durch seine höhere freie Quellung im Vergleich zu körnigem Bentonit erklären. Allerdings kann die freie Quellung die gesättigten gravimetrischen Wassergehalte von Pulver- und Granulatbentoniten nicht quantitativ erklären.
Barckay et al. haben Temperatureffekte auf die Hydratation von GCL untersucht, das entweder aus Pulver- oder Granulatbentonit hergestellt wurde. Aus deren Studie konnte man schließen, dass die Eigenschaften des Untergrunds einen größeren Einfluss auf die GCL-Hydratation – und damit auf die Leistung – haben, als wenn Bentonit in Pulver- oder Granulatform vorliegt. Bei höheren Temperaturen verlieren beide Arten von Benotoniten einen Teil ihrer Hydratationsfähigkeit, was in beiden Fällen zu höheren Diffusions- und Durchlässigkeitswerten führt. In der Studie schnitt der Pulverbentonit im Vergleich zum maximalen Hydratationsgrad bei allen Temperaturen etwas besser ab. In diesem Fall wurde das Pulver-Bentonit-GCL mit einer gewebeverstärkten Trägerschicht hergestellt, im Vergleich zur normalen gewebten Trägerschicht, die für das Granulat-Bentonit verwendet wurde. Dies könnte die Ergebnisse beeinflusst haben, da es andere Studien gibt, die zeigen, dass eine gute Vernadelung sowie zusätzliche Vliesstoffeigenschaften die Wasserrückhaltekurven und damit die Leistung des GCL positiv beeinflussen.
Nach dieser Literaturübersicht scheint es immer noch keine klare Antwort darauf zu geben, ob Pulver- oder Granulatbentonit besser ist. Es scheint, dass die Natur eines GCL nur teilweise verstanden wird. Es gibt noch mehrere andere Faktoren, die zur Wirksamkeit des GCL als Barriere beitragen.
Gäbe es also wirklich einen Unterschied in der Funktionalität zwischen verschiedenen GCLs, wenn sie ähnlich hergestellt würden, aber die Verwendung von Bentonitpulver oder Bentonitgranulat der einzige Unterschied wäre und alles andere unverändert bleiben würde? Dieses Thema wird in unserem nächsten Blog behandelt, in dem wir Professor Kerry Rowe diese Frage stellen, einem der anerkanntesten Pioniere der Geokunststoffindustrie.
