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Eignung von Verpressmaterialien für Erdwärmesonden – Teil 2: Modellversuche

Verpress-Suspensionen ■ Die Austrian Research Centers GmbH (ARC) wurde von der Abteilung Wasserwirtschaft, Grund- und Trinkwasserwirtschaft des Landes Oberösterreich beauftragt, im Rahmen einer Studie die vielfältigen Anforderungen an Verpress-Suspensionen für Erdwärmesonden zu prüfen. In diesem zweiten Teil des Beitrags erfolgt die Darstellung der im Zuge der Studie durchgeführten Modellversuche. Im Gegensatz zu den Laborversuchen an frischen und abgebundenen Verpress-Suspensionen (vgl. Teil 1, bbr 02/2008) wurde in den Modellversuchen das Systemverhalten der gesamten Erdwärmesonde untersucht.

Die Ergebnisse aus den durchgeführten Untersuchungen an fünf Modellverpresskörpern können wie folgt zusammengefasst werden:
- Die Probeverpressungen zeigten sehr homogene Verpresskörper, die Sondenverrohrung wurde von der Suspension vollständig umhüllt. Auch in den Bereichen der Abstandhalter und dem eingebauten Bogen in den Sondenrohren erfolgte eine vollständige und homogene Verfüllung.
- Das vollständige Verdrängen einer simulierten Bohrspülung war unter den gegebenen Randbedingungen nicht zur Gänze möglich. Die höhere Dichte und das Gewicht der frischen Suspension reichten nicht aus, um die Bentonitsuspension über die gesamte Verpresskörperlänge aus dem Außenrohr zu verdrängen. In der Praxis sollte daher zur Sicherstellung der vollkommenen Verdrängung der Bohrspülung die Suspensionsdichte am Bohrlochmund gemessen sowie der  Verpressvorgang beim Beginn des Ausfließens der Suspension am Bohrlochmund auf jeden Fall noch weiter fortgesetzt werden.
- Die gemessene Systemdurchlässigkeit liegt bis zu einer Zehnerpotenz über der eigentlichen Materialdurchlässigkeit. Die dabei auftretenden Wasserwegigkeiten sind an die Grenzflächen zwischen Sondenverrohrung und Verpressmaterial gebunden. Anhand der Einfärbungen durch den abgelagerten Farbtracer konnten diese Wasserwegigkeiten deutlich dargestellt werden. 
- Eine signifikante Zu- bzw. Abnahme der Systemdurchlässigkeit aufgrund von Verformungen der unter Druck (max. 5 bar) stehenden Sondenverrohrung wurde nicht festgestellt.

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