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WBI-Print 2

Theorie und Modellversuch für ein Abdichtungsbauwerk aus hochverdichteten Bentonitformsteinen.

Artikelnummer: WBI-Print 2 Kategorie:

Vorwort des Herausgebers

Das Ingenieurbüro Professor Dr.-Ing. W. Wittke (WBI) ist vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) mit der Erarbeitung von Konzepten für die Stillegung des Endlagers für radioaktive Ab­fälle Morsleben (ERAM) beauftragt.

Im Rahmen dieser Tätigkeiten ist die Dissertation von Herrn Dr.-Ing. Gattermann entstanden. In dieser Arbeit werden Mo­dellversuche und numerische Berechnungen für Querschnittsab­dichtungen (QSA) von Strecken und Schächten vorgestellt. Die derzeitige internationale Forschung, u.a. in der Schweiz und in Kanada, konzentriert sich in diesem Zusammenhang vor allem auf Untersuchungen an Abdichtungselementen aus hochverdichte­tem Bentonit. Die in der vorliegenden Veröffentlichung vorge­stellten Technikumsversuche und numerischen Berechnungen kön­nen als Pilotprojekt auf diesem Gebiet angesehen werden.

Die Wirkungsweise einer solchen Querschnittsabdichtung aus hochverdichtetem Bentonit ist wesentlich vom Quellverhalten des verwendeten Materials abhängig, die Entwicklung des Quell­drucks hängt dabei unter anderem von der Trockendichte und dem Sättigungszustand ab. Die sehr komplexen zusammenhänge sind bislang noch wenig erforscht worden, die vorliegende Arbeit liefert einen wichtigen Beitrag dazu.

Da bei der geplanten Querschnittsabdichtung aus hochverdichte­ten Bentonitformsteinen während der Nutzungsdauer auch teilge­sättigte Zustände im Mauerwerk auftreten, war eine Erweiterung des vorhandenen dreidimensionalen Quellgesetzes, bzw. die Überprüfung der Anwendbarkeit auch bei Teilsättigung erforder­lich. Dafür wurde, basierend auf der Diffusionstheorie, eine Modellvorstellung zur Beschreibung der Wasseraufnahme des Ben­tonits entwickelt. Aus den auf dieser Grundlage berechneten Wassergehalten können die Quellparameter ermittelt werden. So­mit sind Aussagen über die zeitliche Entwicklung und die zu erwartende Größe des Quelldrucks möglich. Durch den Vergleich seiner numerischen Berechnungen mit den Ergebnissen der Tech­nikumsversuche konnte Herr Gattermann die Richtigkeit der Re­chenmodelle nachweisen.

Die Technologie zur Herstellung von hochverdichteten Bentonit­formsteinen ist bislang ebenfalls wenig erforscht. Auch auf diesem Gebiet konnten im Rahmen der hier vorgestellten For­schungen entscheidende Weiterentwicklungen erzielt werden. Die Ergebnisse zeigen, daß eine Querschnittsabdichtung mit Hilfe eines Mauerwerks aus hochverdichteten Bentonitformsteinen machbar, und zumindest im Versuch technologisch zu beherrschen ist.

Wir gehen davon aus, daß sich die Ergebnisse der Technikums­versuche und der Berechnungen an einem in situ-Bauwerk verifi­zieren lassen. Die Ergebnisse dieser Arbeit stellen eine we­sentliche Grundlage für die Umsetzung eines derartigen Bau­werks in die Realität dar. Wir danken Herrn Dr.-Ing. Jens Gat­termann für diese hervorragende Arbeit.

Unseren besonderen Dank möchten wir dem Bundesamt für Strah­lenschutz für die Unterstützung, die zu der vorliegenden Ar­beit geführt hat, aussprechen.

 

W. Wittke               B. Pierau          C. Erichsen

Datum

23.06.2022