Funktionsweise des Bauwerks Die geplanten Bauwerke sollten zum einen Widerlagerfunktionen und zum anderen Dichtfunktionen übernehmen. Das Widerlager wurde aus unbewehrtem Beton bzw. Bergbaubeton mit vergleichbaren Eigenschaften eines Baubetons Klasse B 25 geplant. Zum Einsatz kam ein Bergbaubeton mit Verzögerer auf Basis CEM II/A_S 42,5 N (Elskes, 0847IB). Er erreicht nach sieben Tagen eine Druckfestigkeit von 25 N/mm2, nach 28 Tagen von 40 N/mm2. Gleichzeitig hält er auch der hohen Aggressivität der Schachtwässer stand. Die Anforderungen an das Dichtelement lauteten: • Inklusive der Fuge zum Gebirge sollte das Dichtelement eine geringe Durchlässigkeit haben. • Um Gebirgsverformungen bruchfrei ertragen zu können, musste es ausgeprägte plastische Eigenschaften sozusagen zur Selbstheilung aufweisen. • Für eine ausgewogene Quelldruckentwicklung sollte eine gleichmäßige Verteilung der Wasserfront im Dichtelement erreicht werden. • Um Beschädigungen an dem umgebenden Gebirge zu vermeiden, sollte der Quelldruck max. 3 MPa betragen. • Zur Kompensation der zu erwartenden Gebirgsverformungen sollte ein Dehnungspotential von > 1 % nach dem vollständigen Quellen erreicht werden. Das Dichtelement basiert auf einem Patent des Forschungszentrums Karlsruhe GmbH (Bild 4) und besteht aus zwei Teilen: 1. Das Äquipotentialsegment Hier wird ein am Karlsruher Institut für Technologie (Patentschrift DE 101 49 972 C1) entwickeltes zähfließendes Sandmaterial eingesetzt, welches bei Wasserzutritt für eine gleichmäßige Verteilung des Zuflusses sorgt. Der Wasserzutritt aus einem kleinen Riss soll so auf die gesamte Dammfläche verteilt werden, was auch als „Brechen von Fingern“ bezeichnet wird. 2. Das eigentliche Dichtsegment Auf Grund der beschriebenen Eigenschaften und aus technologischen Erwägungen, wie der Staubentwicklung bei Transport und Verarbeitung, den Klebeeigenschaften während des Transports in den Rohrleitungen und den Ergebnissen von durchgeführten Förderversuchen wurde ein Betonit-Sandgemisch (Binärgemisch) ausgewählt. Dieses besteht aus 70 MA-% Bentonitpellets bzw. Bentonitgranulat und 30 MA-% Quarzsand S 35 H. Bentonit besteht aus verschiedenen Tonmineralien und weist als besondere Eigenschaft eine starke Wasseraufnahmefähigkeit bei gleichzeitig starker Quellfähigkeit auf. Bei Wasserzutritt quillt Bentonit auf und verdichtet sich stark. Auf diese Weise verschließt sich das Bauwerk bei Wasserzutritt quasi selbst. Zur Charakterisierung der konstruktiven Eigenschaften dieser Binärmischung wurden Versuche auf einem Prüfstand an der Ruhr Universität Bochum durchgeführt. Aus den Ergebnissen konnte die erforderliche Dichte der Bentonitmischung (1,67 g/cm2) bestimmt werden, um für die entsprechenden Hohlräume die Mindest- bzw. die Normalmengen errechnen und entsprechend nachweisen zu können.