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Entsandungs- und Alterungsverhalten von Glaskugeln und Filterkiesen - Erkenntnisse für die Brunnenbaupraxis

Klaus, Reinhard / Treskatis, Christoph / Tholen, Lara

Seit ihrer Einführung als Schüttgut im Brunnenbau im Jahr 2007 sind Glaskugeln Gegenstand intensiver Erforschung. Experimentelle Untersuchungen im Labor- und Geländemaßstab zeigten, dass die Bemessung der Kugelgröße auch bei Sedimenten mit geringen Ungleichkörnigkeiten unproblematisch ist, wenn die Bodenverhältnisse schichtspezifisch untersucht und eine mit erweitertem Siebsatz aufgestellte Korngrößenverteilung zur Kennkornbestimmung verwendet wurde. Um eine Sandführung zu vermeiden, ist eine exakte Kugelgrößenbestimmung nach DVGW-W 113 erforderlich. Das gilt auch für Kiesschüttungen, nur wird die Sandführung bei einer Fehlbemessung durch die Einlagerung bzw. Kolmation von mobilisierbarem mineralischem Korn aus dem Grundwasserleiter in die Ringraumschüttung verschleiert. Bei Glaskugelschüttungen ist dieser Prozess oft im Kamerabild direkt optisch erkennbar. Die Verockerung von Glaskugelschüttungen verläuft im Labormaßstab im Vergleich zu gleich großen Filterkiesen zeitlich verzögert. Die daraus ableitbare "Verockerungsgeschwindigkeit" als Maß für die Zunahme des Differenzdrucks im Versuchskörper über die Zeit wird durch die glatten Oberflächen der Glaskugeln und die im Vergleich zum Filterkies relativ gleichmäßige Porenraumgeometrie reduziert. Die weitere Druckaufbaucharakteristik der Glaskugelpackungen verläuft im Laborversuch nach Durchgang eines versuchstechnisch bedingten Wendepunktes parallel zu der Druckaufbaukurve der Filterkiese. Glaskugeln verhindern zwar eine Verockerung der Schüttung in Brunnen nicht, sie verzögern aber den Druckaufbau und den Rückgang der Ergiebigkeit.