Hochverformbare Dichtwandmassen

 

In Vorbereitung auf die Auswirkungen von Klimaveränderungen sind insbesondere Betreiber von Stauhaltungsbauwerken in der Pflicht, vorsorgliche Maßnahmen an bestehenden Anlagen in Angriff zu nehmen bzw. auch neue Anlagen nach dem heutigen Stand der Technik zu planen.

In der Wasserwirtschaft werden folglich auch an die vertikalen Damm- (und Deich-) oder Untergrundabdichtungen (im Folgenden: „Dichtwände“) sehr hohe Anforderungen gestellt; prinzipiell und quasi naturgemäß vor allem an deren Dichtigkeit über die gesamte Nutzungsdauer der wasserbaulichen Anlage unter den gegebenen und zukünftig zu erwartenden Einwirkungen auf die Dichtwand.

Im Rahmen der Planung einer Erhaltungs-, Ertüchtigungs- oder Neubaumaßnahme sind unter anderem die baustofftechnischen Eigenschaften der Dichtwandmassen festzulegen. Werden als vertikale Dichtungselemente hydraulisch gebundene Dichtwandmassen eingesetzt, wie sie etwa im Merkblatt DWA-M 512-1 „Dichtungssysteme im Wasserbau – Teil 1: Erdbauwerke“ als selbsterhärtende Suspension beschrieben sind, sind damit auch spezifische technische Abhängigkeiten der Verformungseigenschaften und der hydraulischen Parameter von der baustofflichen Zusammensetzung verbunden. Nach derzeitigen Erfahrungen fließt das viskoelastische und sogar ausgeprägt plastische Verformungsvermögen von hydraulischen Dichtwandmassen niedriger Festigkeit nicht ausreichend in die Bewertung ein, sondern neben der Anforderung an eine maximale Wasserdurchlässigkeit wird oft zusätzlich nur eine Mindestfestigkeit zur Sicherstellung eines ausreichenden Erosionswiderstands gefordert. Die „vertragliche“ Forderung einer Mindestfestigkeit führt in der Konsequenz – nach Zugabe eines Vorhaltemaßes in der Ausführung – aber zu einer für den eigentlichen Zweck zu hohen Festigkeit und damit auch zu einem weniger duktilen Bauteilverhalten. Für die oben genannte prinzipiell erforderliche Dichtigkeit – unter den üblichen Nutzungsbedingungen – muss aber die Dichtwandmasse gerade auch hochverformbar sein.

Die Herausforderung besteht darin, objektive Kriterien für hochverformbare Dichtwandmassen zu etablieren, die schon in der Planungsphase und Ausschreibung definiert werden. Die Lösungsstrategie kann zumindest teilweise anhand von zwei Praxisbeispielen aus Bayern erarbeitet werden. Am Sylvensteinspeicher (Wasserwirtschaftsamt Weilheim) sowie an der Talsperre Roßhaupten waren Ertüchtigungsmaßnahmen erforderlich, für die unter anderem eine tiefe Dichtwand erstellt wurde. In beiden Fällen wurde im Zuge der Ausschreibung und Festlegung der Qualitätskriterien neben anderen Kenngrößen für die einaxiale Druckfestigkeit der Dichtwandmasse ein „Zielwert“ festgelegt. Gleichzeitig wurden für die wesentlichen Eigenschaften Dichtigkeit und Verformbarkeit direkte Prüfkriterien definiert.

Die Relevanz der baustofflichen Parameter auf die Funktion der geplanten Dichtwand muss präzisiert werden. Entsprechend muss eine hohe Verformbarkeit einer Dichtwandmasse in der Bemessung von Dichtwänden berücksichtigt werden. Darüber hinaus sollte im Rahmen einer gesamtgesellschaftlichen Verantwortung auch der Einfluss solcher hochverformbaren Dichtwandmassen auf die bauliche Nachhaltigkeit im Sinne des Klimaschutzes aufgezeigt werden. Konkret sind durch eine Reduzierung des Zementgehalts (bei im Mittel geringerer Festigkeitsanforderung) Einsparungen bei der Emission von Treibhausgasen fast in gleicher Größenordnung zu erwarten.

Die DWA möchte gemeinsam mit der Hafentechnischen Gesellschaft e. V. (HTG) und der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. (DGGT) durch die Einrichtung einer gemeinsamen Arbeitsgruppe der Bedeutung der Baustofftechnologie für die Robustheit bzw. Resilienz von Dichtwänden und damit der effektiven Dauerhaftigkeit von Wasserbauwerken gerecht werden. Im gleichen Rahmen soll die mögliche zu verbessernde Nachhaltigkeit in der Wasserwirtschaft durch einen ressourcenschonenderen Einsatz von hydraulischen Bindemitteln hervorgehoben werden.

Die Arbeitsgruppe soll sich als nationales Fach- und Expertengremium für den „Hochverformbare Dichtwandmassen im Wasserbau“ den folgenden Inhalten widmen:

• Bestandaufnahme
  • Erfassung umgesetzter Best-Practice-Projekte und Kommunikation der Erfahrungen
• Potenzialanalyse
  • Bewertung baustofflicher Varianten (unterschiedlich zusammengesetzte hydraulisch gebundene Dichtwandmassen: EDW, HDI, MIP oder Plastic Concrete vs. Beton (= Ref)
  • Aufzeigen grundsätzlicher Bemessungsvarianten für Dichtwände mit hohen Verformungen
  • Bewertung der Ressourceneinsparung
• Pränormative Formulierung von technischen Anforderungen im Anwendungsbereich
  • Definition wesentlicher Kenngrößen
  • Vorschlag für Prüfverfahren und -Kriterien
• Zusammenstellen von Randbedingungen, Planungskriterien und Ausführungsempfehlungen

 

Hinweise und Anregungen zu diesem Vorhaben nimmt die DWA-Bundesgeschäftsstelle gerne entgegen. Zur Mitarbeit in der Arbeitsgruppe sind Vertreter/-innen von wissenschaftlichen Einrichtungen, Planungsbüros, Betreibern wasserwirtschaftlicher Anlagen, Mitarbeiter/-innen von Gewässerunterhaltungspflichtigen und Behörden sowie sonstige Interessierte eingeladen. Interessenten melden sich bitte mit einer themenbezogenen Beschreibung ihres beruflichen Werdegangs bei:

 

DWA-Bundesgeschäftsstelle, Dipl.-Geogr. Georg Schrenk, Theodor-Heuss-Allee 17, 53773 Hennef; Tel. 0 22 42/872-210, Fax 0 22 42/872-184, E-Mail: schrenk@dwa.de