Calciumsulfat-Steinsalz Baustoff für Deponien und Endlager
Ziel des vorliegenden Projekts ist es, einen ausreichend haftfähigen, dichten und handhabbaren Baustoff für Unter-Tage Deponien und Endlagern in Salzgebirgen zu entwickeln. Als Grundstoff dient hierfür eine Mischung aus Halbhydrat, Calciumsulfat und Steinsalz.
Zusammenfassung
- Um radioaktive Abfälle dauerhaft, ökologisch verträglich zu entsorgen, wird bei ihrer Einlagerung ein Multibarrierenkonzept verfolgt: Neben dem Gebirge als geologische Barriere kommt den künstlich erstellten Verschlussbauwerken als geotechnischen Barrieren eine zentrale Bedeutung zu. Das zu entsorgenden Material wird in einen zuvor erstellten Hohlraum eingebaut und die Zugangsstrecke mit einem langzeitstabilen Bauwerk verschlossen. Ziel des Forschungsvorhabens war es, einen handhabbaren und großtechnisch einsetzbaren Baustoff zu entwickeln und ihn in der Sohle des Forschungsbergwerks Asse auf folgende Eigenschaften zu untersuchen: Abbindefähigkeit in einem großvolumigen monolithischen Block auch bei hohen Temperaturen im Salinar, Quellvermögen, Haftfähigkeit an das Salzgebirge sowie pneumatische Einbringbarkeit. Im Verlauf des Versuchs wurden ca. 250 Tonnen des entwickelten Baustoffs (Mischung aus alpha-Halbhydrat (CaSO4 * ½ H2O), Anhydrit (CaSO4) und Steinsalz) eingebaut.
- Ergebnisse:
- Die maximale Temperatur während der Hydratationsphase lag bei 41,75 °C. Die Feuchte betrug nach Abschluss der Hydratation 8 Massenprozent und sank bis zum Ende der Versuchszeit (15 Monate) auf 5%.
- Die aus dem Bauwerk entnommenen Bohrkerne weisen eine mittlere Dichte von 1,98 g/cm3 auf. Sie verfügen über Festigkeiten zwischen 5,23 MPa und 13,74 MPa. Damit ist die Abbindefähigkeit in einem großen monolithischen Block bei den im Salinar herrschenden Umgebungstemperaturen nachgewiesen.
- Ein sicheres Quellvermögen zum Anschluss an die Firste kann nicht festgestellt werden; die Untersuchungen zur Schwindneigung ergaben eine Längsdehnung von lediglich 0,23‰.
- Die Anbindung und die Haftfähigkeit am Salzgebirge konnten im Zuge des Rückbaus des Verschlussbauwerkes bestätigt werden.
- Die pneumatische Einbringbarkeit und Handhabbarkeit im Trockenspritzverfahren kann nachgewiesen werden.
- Aufgrund des fehlenden Quellvermögens und der fehlenden Nachweisführung der Dichtigkeit gegenüber Fluiden ist der untersuchte Baustoff nur eingeschränkt zur Erstellung von flüssigkeitsdichten Streckenverschlussbauwerken geeignet.
- Insgesamt steht ein technologisch einfaches, verschalungsfreies und kostengünstiges Verfahren zur Erstellung von Streckenverschlüssen zur Verfügung, das aber für den industriellen Einsatz noch verbessert werden muss.
