Zusammenfassung
Um bei der Stilllegung einer Untertagedeponie sicherzustellen, dass Abfälle langfristig und zuverlässig von der Biosphäre isoliert sind, werden diese durch ein Barrierensystem eingeschlossen. Optimierte hydraulische Eigenschaften solcher Barrieren gewährleisten dabei den sicheren Schadstoffeinschluss. Da sich bei Zulauf von Wasser oder Salzlösungen aber Gas entwickeln kann, können sich unzulässig hohe Drücke in den Ablagerungskammern aufbauen. Daher muss ein Druckabbau über die Dichtung erfolgen können. Durch die Auswahl geeigneter Ton-Mineral-Mischungen kann deren Durchlässigkeitsverhalten für Wasser/Lösungen und (im Falle eines Zweiphasenflusssystems) Gas/Flüssigkeiten gezielt eingestellt werden. Bisher ist jedoch noch unklar, welches Material am besten geeignet ist.
Im Vorhaben wurden daher Laboruntersuchungen an Ton-Mineral-Gemischen unter Zweiphasenflussbedingungen mit Gas, Wasser und Lauge zur Charakterisierung der Verschlussmaterialien bzw. zur Bewertung ihrer Dichtwirkung vorgenommen. Weiterhin wurden der Einfluss größerer Kornbestandteile auf das hydraulische Verhalten sowie die Ankopplung des Dichtmaterials an ein Wirtsgestein überprüft.
Ergebnisse:
- Das Zweiphasenflussverhalten ist hinsichtlich der relativen Permeabilität unabhängig vom Tonanteil der Ton-Sand-Mischung.
- Bei den mit Q-Lauge gesättigten Proben zeigt sich nach dem Gasdurchbruch eine Stagnation des Gasflusses. Eine Druckerhöhung führt zum Anstieg der Gasfließrate mit anschließender Stagnation. Diese Beobachtung kann als Ausfällung von Gips im Porenraum gedeutet werden.
- Das hydraulische Verhalten wird hier vorwiegend vom eingebauten Dichtmaterial bestimmt. Ein unkontrolliertes Abfließen von Fluiden über das Salzgestein kann weitgehend ausgeschlossen werden.
- Ein Vergleich der Gaspermeabilitäten zeigt, dass kein gravierender Unterschied zwischen dem als Schüttung eingebrachten Dichtmaterial und der mit vorkompaktierten Probekörpern und Ringraumverfüllung eingebauten Dichtung besteht.
