Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

Isolatie, materialen voor diepwandconstructies, diepwandmengsels op basis van natuurlijke grondstoffen, algemeen

Algemeen

Diepwanden zijn verticale afdichtingswanden die bestaan uit mengsels van minerale bouwstoffen. Voor de uitvoering van de wand staan verschillende technieken ter beschikking (voor meer informatie zoek ook op technieken en uitvoeringsvormen verticale afdichting). De meest voorkomende bouwstoffen in diepwanden zijn:

  • bentoniet;
  • cement als hydraulisch bindmiddel;
  • minerale vulstoffen als zand, grind, kwartsmeel etc.
  • toeslagmiddelen.

Als diepwanden in het één-fasesysteem (voor meer informatie zoek ook op één-fase en twee-fasen systemen) worden uitgevoerd, worden aan het mengsel eveneens eisen gesteld die verband houden met de verwerkbaarheid en de steunfunctie tijdens het graven. Hieraan kunnen eisen worden toegevoegd die verband houden met de stabiliteit, sterkte en doorlatendheid (zie onderstaande tabel).

Tabel Eisen diepwandmengsels in één-fase-en twee-fasensysteem (zie literatuurverwijzing 1)

Eén-fasesysteem

Twee-fasensysteem

 

Steunvloeistof

Diepwandmengsel

- Verwerkbaarheid

- Stabiliteit (a)

- Doorlatendheid

- (Sterkte)

- Verhardingstijd

-Resistent tegen chem. en mech. erosie

-Eigenschappen volgens DIN 4126 (b)

-Verwerkbaarheid

-Stabiliteit (a)

 

 

-Verhardingstijd

 

 

-Eigenschappen volgens DIN 4126 (b)

-Verwerkbaarheid

-Stabiliteit (a)

-Doorlatendheid

-Sterkte

-Verhardingstijd

 

 

-Resistent tegen chem. en mech. erosie

(a) stabiliteit wil in dit verband zeggen dat de suspensie niet uitzakt (ontmengt);

(b) een cement-bentonietsuspensie dient vergelijkbare eigenschappen te hebben als een bentonietsuspensie die voldoet aan DIN 4126;

-de eigenschappen van een zuivere bentoniet-suspensie mogen door toevoeging van cement niet wezenlijk veranderen;

-de suspensie moet een duidelijke vloeigrens bezitten;

-de suspensie moet op de sleufwanden een filterkoek vormen;

-geringe indringing van de suspensie in de bodem.

Het blijkt dat de verwerkbaarheid en stabiliteit van cement-bentoniet zeer gevoelig zijn voor variaties in de mengselsamenstelling (zie literatuurverwijzing 2). De samenstelling beweegt zich binnen nauwe grenzen. Een typische samenstelling is 30-40 kg Na-bentoniet, 150-250 kg Hoogovencement en 900-950 kg water per m3 mengsel.

De eigenschappen van een cement-bentonietsuspensie worden tevens beïnvloed door de mengintensiteit en het feit dat een deel van de ontgraven grond zich door de suspensie kan mengen en een deel van het water en de suspensie in de omringende bodem dringt (zie literatuurverwijzing 1).

De methoden waarmee de in bovenstaande tabel genoemde eigenschappen kunnen worden vastgesteld zijn in ontwikkeling. Uit onderzoek (zie literatuurverwijzing 2) wordt geconcludeerd dat eigenschappen die aan de verse cement-bentonietsuspensies kunnen worden gemeten, niet zonder meer te vertalen zijn naar het verharde materiaal. Aan het verharde materiaal worden eisen gesteld op het gebied van erosiebestendigheid en duurzaam plastisch gedrag (vervorming zonder scheuren). Dit wordt bereikt door ontwerp-eisen zoals:

  • een minimumwaarde voor de druksterkte;
  • een elasticiteitsmodulus die maximaal 5-10 maal zo groot is als die van de omringende bodem;
  • een lage waterdoorlatendheid die door de bodemgesteldheid of het bodemwater niet negatief beïnvloed wordt; ontwerp-eisen ten aanzien van de doorlatendheid liggen veelal in de buurt van de 10-9 m/s.

Een uitgebreid vooronderzoek naar de meest geschikte mengselsamenstelling kan onderdeel uitmaken van het saneringsontwerp. De CUR- werkgroep C88 ‘Cement-bentonietwanden’ heeft beproevings- en rekenmethoden onderzocht (zie literatuurverwijzing 15).