Vorversuche an Verpressmaterialien für Erdwärmesonden zum mechanisch-hydraulischen Verhalten bei Frost/Tau-Wechseln

Das beim Bau von Erdwärmesonden einzusetzende Verpressmaterial hat im Wesentlichen zwei Aufgaben zu erfüllen: den möglichst unbeeinflussten Wärmeübergang von der Sonde zum umgebenden Erdreich zu sichern sowie die hydraulisch wirksame Sperrfunktion durchteufter, bindiger Horizonte wieder herzustellen. Beschrieben wird ein Versuchsverfahren, mit dem die Durchlässigkeit des Verpressmaterials auch bei mehrfachen Frost/Tau- Wechseln geprüft werden kann und dabei weitestgehend an bereits eingeführte, bodenmechanische Laborversuche angelehnt ist.

Beim Betrieb von Erdwärmesonden in Kombination mit Wärmepumpen kann bei Verwendung von Wasser-Glykol-Mischungen als Wärmeträgermedium dessen Temperatur unter den Gefrierpunkt des Grundwassers absinken, sodass das Verpressmaterial und ggfs. der umgebende Boden gefrieren (Abb. 1). Dabei liegt ein instationärer Wärmetransport vor, bei dem sich die Vorlauftemperatur und damit der Temperaturverlauf im Verpressmaterial und im Nahbereich des umgebenden Bodens zeitlich ändern. Beim chemischen Abbindeprozess zementgebundener Verpressmaterialien spielt auch die zeitlich veränderliche Abbindewärme eine Rolle. Bei Frost/Tau-Wechseln können sich die hydraulischen Eigenschaften des Verpressmaterials ändern. Infolge von Gefrierprozessen können Volumenänderungen im Verpressmaterial und im umgebenden Boden auftreten. Die Ausdehnung und eine eventuell damit einhergehende Risbbildung bzw.Erhöhung der Wasserdurchlässigkeit wird durch die Radialspannung infolge des Erddrucks beeinflusst.



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 05 - 2010 (Mai 2010)
Seiten: 6
Preis inkl. MwSt.: € 4,00
Autor: Dipl.-Geol. Ingrun Albrecht
Dipl.-Ing. Dipl.-Geol. Dr. Jens Frank

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