Concept: Horizontale bovenafdichting, horizontale bovenafdichting ten behoeve van civiel-technische isolatie
Techniekbeschrijving
De belangrijkste functie van een bovenafdichting is het voorkomen van contact met de verontreinigingen en het beperken van de infiltratie van neerslag. Tevens wordt uitdamping van de verontreinigingen voorkomen. Onder een bovenafdichting van natuurlijke materialen worden verstaan de afdichtingen bestaande uit (mengsels van zand met) klei, leem en bentoniet. De werking van deze materialen berust voor een groot deel op de zwelbaarheid van de kleimineralen bij contact met water, waardoor de doorlatendheid sterk wordt verkleind. Klei en leem zijn van nature in de bodem voorkomend materialen. De zwelbaarheid van klei en leem is relatief laag omdat het gehalte zwelbare bestanddelen in de natte klei gering is (enkele procenten) en omdat de zwelling al bij de depositie heeft plaatsgevonden. De zwelbaarheid kan worden verbeterd door aan de klei of leem bentoniet toe te voegen. Bentoniet is een kleisoort die hoofdzakelijk uit het sterk zwelbare montmorrilloniet bestaat. Dit mineraal kan tot 350 tot 800 % van het oorspronkelijk volume zwellen. Afdichtingen met bentoniet hebben een zelfherstellend vermogen doordat de zwellende klei scheuren en onregelmatigheden vanzelf weer afdicht. Bentoniet wordt vaak in combinatie met zand toegepast, waarbij het zand het skelet vormt en het bentoniet de poriën opvult (5 tot 10 % bentoniet). Door op het bentoniet een kunststoffolie toe te passen, kan de doorlatendheid en dikte van de laag nog verder beperkt worden. Relatief nieuw zijn de klei- en bentonietmatten, waarbij bentoniet en klei in een geotextiel zijn aangebracht. Tevens wordt gewerkt aan combinaties zoals Trisoplast, een mengsel van polymeer,kleimineralen en een vulmiddel, dat bij een dikte van slechte 2,5 cm al een doorlatendheid van 1 tot 5 * 10E -11 m/s kan realiseren.
Toepassingsvoorwaarden
Klei of leem zijn pas geschikt voor toepassing als deze een lutumfractie (deeltjes <2 um) van meer als 35 % bevat. De lutumfractie moet voor meer dan 15 % bestaan uit zwellende mineralen. De kleilaag moet minimaal 0,4 m dik zijn. De klei moet verwerkt worden bij een gelijkmatig vochtgehalte, hoger dan het in het laboratorium vastgestelde optimum, en is dus sterk weersafhankelijk. Zandbentonietmengsels dienen met een laagdikte van ten minste 0,25 m worden aangelegd. Klei- en bentonietmatten hebben een dikte van slechts enkele cm. Bentoniet dient na de toepassing van boven belast te worden om een passende afdichting te realiseren. Op de minerale afdichtingslaag wordt een drainagelaag voor afvoer van regenwater en een beschermingslaag aangelegd om aantasting van de afdichtingslaag door wortelgroei te voorkomen.
Resultaten
Met zand-bentonietmengsels kan een doorlatendheid van ten minste 2 tot 5 x 10-10 m/s behaald worden. De levensduur van klei- en bentonietlagen is naar verwachting meer dan 50 jaren.
Kosten
Aanleggen klei afdichtingslaag 17 tot 22 EUR per m2 Aanleggen zand/bentoniet afdichtingslaag 17 tot 27 EUR per m2 Aanleggen zand/bentoniet/folie afdichting 17 tot 27 EUR per m2 Aanleggen klei/bentonietmatten 10 tot 15 EUR per m2
Milieurendement
Met name tijdens het aanleggen van een (zand)bentoniet afdichtingslaag kan door het verwaaien van de droge bentoniet emissie naar het milieu optreden. In Nederland is een MAC-waarde voor bentoniet opgesteld (10 mg/m3). Energieverbruik + Reststoffen 0 Ruimtegebruik 0 Geurhinder + Geluidshinder +
Ontwikkelingsstadium
Categorie 1 Er is met de techniek veel ervaring opgedaan bij de uitvoering van bodemsaneringsprojecten. Naast het nodige laboratoriumonderzoek is met het plaatsen van bovenafdichtingen bij de aanleg van stortplaatsen veel ervaring opgedaan.