Isolatie, bovenafdichting met natuurlijke materialen, toepassingsgebied specifiek, levensduur

Levensduur
Onder levensduur wordt verstaan: de tijdsperiode waarbinnen aan een vooraf geformuleerde doelstelling kan worden voldaan (gebruiksduur of functionele levensduur). De primaire functie van de bovenafdichting is de infiltratiebeperkende werking, direct gerelateerd aan de waterdoorlatendheid. De waterdoorlatendheid van een natuurlijk afdichtingsmateriaal is niet constant in de tijd. In het begin treedt meestal een verlaging van de waterdoorlatendheid op als gevolg van de naverdichting door de bovenliggende grondlagen (drainagelaag, afdeklaag) en door interne erosie van kleimineralen. Gelijktijdig spelen ook externe processen een rol die de waterdoorlatendheid in negatieve zin kunnen beïnvloeden. Voor meer informatie zie Alterra rapport 290 (literatuurverwijzing 9).

De functionele levensduur is afhankelijk van:

• de wijze van uitvoering en de invloeden tijdens de aanleg (weersomstandigheden, verdichtingsgraad, materieel, kwaliteitszorg);
• de invloeden na de aanleg (milieu-omstandigheden):
• • chemische belasting (regenwater, verontreinigende stoffen onder de bovenafdichting, gassen, condenswater);
  • mechanische belasting (zettingen, rek, afschuivingen);
  • biologische belasting (worteldoorgroei, graafactiviteiten);
  • thermische belasting (uitdroging, vorst/dooi-cycli).

Door middel van een juist ontwerp en een juiste wijze van uitvoering moet worden getracht om een optimaal duurzame constructie aan te leggen met een zo groot mogelijke bestendigheid tegen invloeden die na de aanleg een rol (kunnen) gaan spelen. De levensduur kan ook worden vergroot door het nemen van effect-beperkende maatregelen, zoals bijvoorbeeld het aanleggen van een anti-worteldoek om de afdichtingslaag te beschermen tegen worteldoorgroei, het aanleggen van een scheidingsdoek of een steunlaag in het geval dat een zand-bentonietlaag op een grofkorrelige ondergrond wordt aangelegd of het regelmatig uitvoeren van inspectie en onderhoud (zie ook tabel "Aandachtspunten").

Minerale materialen hebben in principe een zeer lange levensduur. Door verwering vindt een verandering van de structuur plaats (mineralisatie). De afdichtende werking van een samengedrukt mengsel van zand, kleimineralen (zoals bijvoorbeeld bentoniet) en water zal in stand blijven zolang de onderlinge verhouding, de samenstelling en de samendrukking van deze elementen constant blijven. In werkelijkheid zal dat niet het geval zijn: door processen als uitdroging, vorst/dooi- cycli, contact met regenwater (zouten) en verontreinigingen, zettingen en andere invloeden van buitenaf wordt de afdichtende werking beïnvloed.
Ondanks deze invloeden wordt aan minerale afdichtingslagen een lange levensduur toegekend (50 tot 100 jaar) op grond van de gedachte dat deze materialen, vanwege hun zwelvermogen en plasticiteit, beschikken over een zekere mate van zelfherstellend vermogen. Dit zelfherstellend vermogen berust op de vermoedelijke werking dat kleine scheuren in contact met water weer dichtvloeien. Het vermoeden is echter niet gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek. Onderzoeken uit Duitsland en de VS (zie hieronder) lijken het zelfherstellend vermogen van zand-bentoniet en natuurlijke kleien in twijfel te trekken. De verwachting is dat zand-bentoniet-polymeer ten aanzien van dit aspect gunstiger uitvalt.

Projectevaluaties
De functionele levensduur van bovenafdichtingen met natuurlijke materialen is niet bekend, omdat de techniek met klei of zand-bentoniet nog maar zo’n tien jaar wordt toegepast. Uit de literatuur is bekend dat van een na 7 jaar opgegraven zand-bentonietlaag de waterdoorlatendheid is afgenomen ten opzicht van de ontwerpsituatie (zie literatuurverwijzing 46). Van natuurlijke klei-afdichtingen is uit de literatuur bekend dat aantasting door uitdroging en krimp, zelfs onder een geomembraam, kan optreden [Daniel, 1995; Jessberger en Stone, 1991]; (zie literatuurverwijzing 19).

In ondestaande tabel is voor de vier natuurlijke afdichtsmaterialen het toepassingsgebied ten aanzien van de levensduur aangegeven.

Tabel Toepassingsgebied levensduur van bovenafdichting met natuurlijke materialen (tot 10 jaar: voorlopig vastgesteld; na 10 jaar: hypothese)

Toelichting: