Die Erfindung betrifft eine Geokunststoffmatte, umfassend eine obere Decklage, eine untere Decklage, eine zwischen der oberen Decklage und der unteren Decklage angeordnete Mittelfüllschicht aus einem Füllschichtmaterial, das ein quellfähiges Material umfasst, wobei das Füllschichtmaterial ein Quellverhalten aufweist, und eine Verbindungsstruktur, mittels derer die obere und die untere Decklage an mehreren Positionen durch die Mittelfüllschicht hindurch miteinander mechanisch verbunden sind, wobei die Positionen der Verbindung von einander beabstandet sind, vorzugsweise in einem regelmäßigen Abstand zueinander entlang geraden Linien folgenden Positionen, sodass die obere und untere Decklage durch die Verbindungsstruktur eine Schälfestigkeit zueinander aufweisen.

Das Füllschichtmaterial weist dabei ein Quellverhalten auf, das typischerweise zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Beginn des Quellprozesses durch einen Quellgrad, der durch das Verhältnis des Volumens des Füllschichtmaterials einschließlich des darin aufgenommenen Wassers zu dem vorbestimmten Zeitpunkt zu einem Ausgangsvolumens des Füllschichtmaterials, das das Füllschichtmaterial vor Beginn des Quellprozesses aufweist, charakterisiert ist, wobei der Quellgrad durch vollständiges Eintauchen der Geokunststoffmatte über einen Zeitraum bis zum vorbestimmten Zeitpunkt in ein Wasserbad und Bestimmen des Volumens des Füllschichtmaterials vor dem Eintauchen und zu dem vorbestimmten Zeitpunkt ermittelt wird. Der Quellgrad gibt folglich die Quellfähigkeit eines Materials in ungehinderten Bedingungen an und kann beispielsweise nach ASTM D5890 bestimmt werden. Dabei wird beispielsweise eine definierte Menge (2g) trockenes Füllschichtmaterial in einen, mit 90ml Wasser gefüllten 100ml Messzylinder gegeben. Anschließend wird bis 100ml mit Wasser angefüllt. Das Füllschichtmaterial sinkt zu Boden und es kann unmittelbar nach Einfüllen des Füllschichtmaterials ein Ausgangsvolumen des Füllschichtmaterials an der Skalierung des Messzylinders abgelesen werden. Das Füllschichtmaterial quillt dann für eine vorbestimmte Zeitdauer, beispielsweise mind. 16h. Danach kann anhand der Bestimmung der Höhe des gequollenen Füllschichtmaterials mit Hilfe der Skalierung am Messzylinder das Quellvolumen abgelesen werden und durch Quotientenbildung mit dem Ausgangsvolumen der Quellgrad bestimmt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Verwendung einer solchen Geo kunststoffmatte und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Geokunststoffmatte.

Geokunststoffmatten der vorbezeichneten Art dienen dazu, eine Abdichtung auf einer Bodenschicht oder innerhalb eines Bodens herzustellen, in anderen Anwendungsfällen können solche Geokunststoffmatten auch dazu eingesetzt werden, zusätzlich eine Bodenschicht zu stabilisieren und/oder eine Konstruktion gegen mechanische oder hydraulische Einwirkungen oder Kombinationen daraus zu schützen , beispielsweise im Bereich eines Gewässer- oder Gerinneufers, einer Böschung, eines Absperrdammes oder einer Deichkonstruktion. Sie können auch zum Schutz anderer dünnlagiger Abdichtungskomponenten eingesetzt werden.

Das Funktionsprinzip solcher Geokunststoffmatten besteht darin, dass die Mittelfüllschicht, die typischerweise um ein Vielfaches dicker ist als die obere Decklage und die untere Decklage, im Zustand unmittelbar nach der Produktion nicht aufgequollen und keinesfalls ausgehärtet ist und hierdurch eine mechanische Flexibilität aufweist, die ein Aufrollen der Geokunststoffmatte zu einer Rolle erlaubt. Die Geokunststoffmatte wird dadurch einerseits transportfähig, andererseits ermöglicht diese Flexibilität ein Anschmiegen der Geokunststoffmatte an eine Bodentopologie am Einbauort. Am Einbauort wird die Geokunststoffmatte dann ausgerollt; hierbei kann gegebenenfalls durch paralleles, überlappendes Ausrollen mehrerer Geokunststoffmatten nebeneinander auch ein Bodenbereich abgedeckt werden, der breiter ist als die Breite der Geokunststoffmatte quer zu ihrer Längsrichtung, die der Ausrollrichtung entspricht.

Nach dem Einbau quillt die Mittelfüllschicht durch Wasseraufnahme auf, was durch die Bodenfeuchtigkeit am Einbauort erfolgen kann, gegebenenfalls auch durch künstliche Wasserzufuhr beschleunigt werden kann. Dieses Aufquellen bewirkt eine Homogenisierung und eine Abnahme des Luftporenvolumens der Mittelfüllschicht, wodurch diese einerseits eine angestrebte homogene und weitgehend isotrope sehr geringe Wasserdurchlässigkeit erreicht, charakterisiert durch den Durchlässigkeitskennwert kio, der idealerweise nach Aufquellen der Mittelfüllschicht kleiner als 5x10 ^-10 und vorzugsweise kleiner als 5x10 ^-11 m/s sein kann. Allerdings erfordert diese Homogenisierung und Abnahme des Luftporenvolumens, dass die Mittelfüllschicht sich nicht ungehindert ausdehnen kann, wozu der Einfluss der miteinander verbundenen oberen und unteren Decklage als mechanischer Gegendruck notwendig ist, wodurch eine gewünschte Begrenzung der Volumenzunahme bewirkt wird. In bestimmten Einbausituationen oder -Einbauphasen kann ein solcher Gegendruck auch durch eine Flächenpressung auf der oberen Decklage bewirkt oder verstärkt werden, die durch den Einbau von Bodenschichten oberhalb der Geokunststoffmatte über deren Gewichtskraft erzielt wird. Die erzielte geringe Wasserdurchlässigkeit bewirkt eine ausreichend hohe Abdichtungswirkung, um hierdurch Wasser in stehenden oder fließenden Gewässern halten zu können, Deponieabdichtungen bereitzustellen oder Deichbauten gegen eine Durchfeuchtung abzusichern.

Die obere und untere Decklage und die diese beiden Decklagen miteinander verbindende Verbindungsstruktur erfüllen demzufolge wesentliche Funktionen, die für die Nutzung und die Eigenschaften der Geokunststoffmatte notwendig sind. So wird durch die Decklagen und die Verbindungsstruktur zum einen die Geokunststoffmatte aufrollbar und handhabbar und behält folglich ihre Struktur mit Positionierung der Mittelfüllschicht zwischen den beiden Decklagen in einer gewünschten Dicke auch beim Aufrollen nach der Produktion, während des Transports und bei dem Verlegen am Einbauort bei. Durch die beiden Decklagen und die Verbindungsstruktur wird weiterhin nach dem Einbau der Geokunststoffmatte eine mechanische Stabilisierung und daher ein mechanischer Gegendruck gegen den Quelldruck der Mittelfüllschicht erzeugt und aufrechterhalten, wodurch die Mittelfüllschicht beim Aufquellen eine gewünschte, dichte Struktur entwickelt. Durch dieses Aufquellen unter dem mechanischen Gegendruck, der durch die Einengung der Mittelfüllschicht zwischen den beiden Decklagen und die Verbindungsstruktur erzielt wird, kann nach Erkenntnis der Erfinder erst die gewünschte niedrige Durchlässigkeit der Geokunststoffmatte nach dem Aufquellen der Mittelfüllschicht erreicht werden, und diese niedrige Durchlässigkeit sollte im besten Fall unabhängig davon erreicht werden, ob eine Schichtlage mit einer bestimmten Gewichtskraft oberhalb der Geo kunststoffmatte eingebaut werden kann oder nicht. Schließlich muss in Einbausituationen, bei denen eine Geokunststoffmatte der vorgenannten Art schräg eingebaut wird, beispielsweise an einem Hang, die Geokunststoffmatte eine Scherfestigkeit aufweisen, um zu vermeiden, dass die Geokunststoffmatte selbst eine labile Schicht in dem Hang darstellt oder ausbildet und folglich ein Hangabrutschen mit der Geokunststoffmatte als Trennschicht auftreten könnte. Diese Scherfestigkeit wird durch die Verbindungsstruktur zwischen der oberen und der unteren Decklage erzielt, wodurch eine stabile Verbindung zwischen der unteren Bodenschicht, auf der die untere Decklage aufliegt, und der auf der oberen Decklage aufliegenden oberen Bodenschicht erzielt wird.

Geokunststoffmatten der vorbezeichneten Art mit Eigenschaften, welche eine gute Abdichtung, Scherfestigkeit und mechanische Belastbarkeit aufweisen, sind als Tondichtungsbahnen, wie beispielsweise als Bentonitmatte der Firma Naue GmbH & Co. KG bekannt und sind in EP 0 278 419 B1 beschrieben.

Aus DE19956783A1 ist eine für die Abdeckung von Kadavern ausgebildete Matte vorbekannt, die aus der in EP 0278419 B1 beschriebenen Bentonitmatte entwickelt wurde. Bei dieser veränderten Matte wird durch die Verwendung eines viruziden oder bakteriziden Pulvers anstatt des dichtenden Pulvers (z. B. Bentonit) eine Matte vorgeschlagen, die das Heraustreten aktiver Mikroorganismen aus der Grabstätte wirksam durch eine chemischbiologische Wirkung unterbindet. Die so fortentwickelte Matte schlägt daher einen Weg ein, anstelle der Abdichtung mittels Aufquellen eine chemisch-biologisch wirkende Barriere gegen Mikroorganismen bereitzustellen, indem entsprechende viruzide/bakterizide Füllstoffe eingesetzt werden. Dies stellt eine für den spezifischen Zweck einer Abdeckung von Kadavern und der damit einhergehenden mikrobiellen Gefährdung geeignete Spezialmatte dar, die sich aber für andere Zwecke nicht gut einsetzen lässt.

Aus DE60203517T2 ist eine weitere Bodenmatte bekannt, die auf der aus EP0278419B1 bekannten Technologie basiert. Bei dieser Bodenmatte soll erreicht werden, dass das in der Zwischenlage angeordnete Bentonit in die Hohl- und Zwischenräume im angrenzenden Bodenbereich eindringen kann und erst dort aufquillt. Dadurch sollen diese Hohl- und Zwischenräume ausgefüllt werden. Um dies zu erreichen, soll sich die Decklage der Bodenmatte bei Kontakt mit dem Boden durch Wassereinfluss auflösen. Die Technologie dieser Bodematte wendet sich daher von dem Prinzip der ursprünglich in EP0278419B1 beschriebenen Bodenmatte mit einer Quell- und Verdichtungsfunktion des Bentonit innerhalb der Zwischenlage ab und strebt stattdessen eine rasche Auflösung der Decklage an, damit sich das bentonit noch bevor es zu Quellen beginnt, aus der Zwischenlage in die Hohl- und Zwischenräume im angrenzenden Erdreich bewegen und dann dort aufquellen kann. Diese Bodenmatte ist daher für spezielle Anwendungen, in denen eine prinzipiell aus abdichtenden Erdmaterialien aufgebaute Erdschicht, die jedoch Hohl- und Zwischenräume aufweist, abgedichtet werden soll, indem diese Fehlstellen abgedichtet werden, geeignet. Sie eignet sich aufgrund der dafür notwendigen raschen Auflösung der Decklage nicht für andere allgemeine Abdichtungsanwendungen.

Solche vorbekannten Geokunststoffmatten werden zur temporären oder dauerhaften Abdichtung, weiter z.B. zum Schutz dünnlagiger Kunststofffolien, als Element mit trennender Funktion oder zur Stabilisierung von Bodenschichten oder Oberflächen eingebaut. Jedoch treten hierbei in einigen Anwendungen mit morphologisch veränderlicher Geometrie langfristig unter Umweltschutz-Gesichtspunkten nachteilige Effekte auf. So können einerseits beim dauerhaften Einsatz solcher Geokunststoffmatten durch Erosionsvorgänge Abschnitte der Geokunststoffmatte abgetrennt und durch Windoder Wasserströmung an andere Orte verbracht werden und stellen dann eine Verschmutzung an ungewünschter Stelle dar. Beim temporären Einsatz solcher Geokunststoffmatten kann zwar in einigen Fällen die Geokunststoffmatte wieder isoliert aus dem Boden ausgebaut werden und dann einer Entsorgung zugeführt werden. In vielen Fällen ist aber ein solcher isolierter Ausbau nicht möglich, da Erdschichten an der Geokunststoffmatte anhaften oder die Geokunststoffmatte beim Ausbau beschädigt wird. In solchen Fällen wird dann häufig eine größere Menge Erdreich mit ausgebaut und das gesamte ausgebaute Volumen muss dann entsorgt werden. Aufgrund der synthetischen Bestandteile in diesem ausgebauten Volumen fällt die Entsorgung dabei in hohe Schadstoffklassen und ist entsprechend kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Geokunststoffmatte bereitzustellen, welche diese vorgenannten Nachteile überwindet und hierbei die notwendigen mechanischen Eigenschaften und Dichtungseigenschaften vorbekannter Geokunststoffmatten zumindest einhält, vorzugsweise übertrifft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Geokunststoffmatte der eingangs genannten Art gelöst, bei der die obere Decklage und/oder die untere Decklage aus einem biologisch abbaubaren Material bestehen oder ein biologisch abbaubares Material umfassen, wobei die Schälfestigkeit zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Beginn des biologischen Abbauprozesses durch einen Restschälfestigkeitsgrad charakterisiert ist, der durch die Quadratzahl eines Quotienten aus einer reduzierten Schälfestigkeit, welche die obere und untere Decklage und die Verbindungsstruktur zu dem vorbestimmten Zeitpunkt aufweist, zu einer Ausgangsschälfestigkeit, welche die obere und untere Decklage und die Verbindungsstruktur vor Beginn eines biologischen Abbauprozesses aufweist, gebildet wird, wobei der Restschälfestigkeitsgrad in einem Kompostierungsversuch durch vollständiges Einlegen der Geokunststoffmatte in Kompost und Kompostierung in einem Temperaturbereich, der über 25°C und unter 65°C liegt, bis zu dem vorbestimmten Zeitpunkt und Messung der Schälfestigkeit in einem Schälversuch vor dem Einlegen und zu dem vorbestimmten Zeitpunkt nach Entnahme aus dem Kompost oder in einem marinen Inkubationstest, mit folgenden Umgebungsbedingungen:; Temperatur 30°C +/- 2°C; aerobe Bedingungen in Meerwasser mit einem Salzgehalt von 3,5 Gew.-% +/- 1 Gew.-% und Messung der Schälfestigkeit in einem Schälversuch vor dem Einlegen und zu dem vorbestimmten Zeitpunkt nach Entnahme aus dem Meerwasser ermittelt wird, und wobei das Quellverhalten durch einen Quellhebungsgrad charakterisiert ist, der durch den Quotienten aus dem Volumen des Füllschichtmaterials einschließlich des darin aufgenommenen Wassers an dem vorbestimmten Zeitpunkt zu einem Ausgangsvolumen des Füllschichtmaterials vor Quellbeginn, gebildet wird, wobei der Quellhebungsgrad durch vollständiges Eintauchen einer Füllschichtmateriallage in ein Wasserbad und Belasten der Füllschichtmateriallage mit einem Druck von 4,5 N/m ² ermittelt wird. Erfindungsgemäß weist die Geokunststoffmatte ein Quell-Abbau-Verhältnis auf, das gebildet ist aus dem Quellhebungsgrad dividiert durch den Restschälfestigkeitsgrad, innerhalb der ersten Woche nach dem zeitgleichen Beginn des Quellprozesses und des biologischen Abbauprozesses in einem Bereich zwischen 1 und 5 liegt und innerhalb jedes vorbestimmten Zeitpunkts ab dem Anfang des zweiten bis zum Ende des dritten Monats nach Quell- und Abbaubeginn in einem Bereich zwischen 1 ,5 und 25, vorzugsweise in einem Bereich mit einer Untergrenze von 2 und/oder einer Obergrenze von 15 liegt.

Der Erfindung liegen dabei die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Grundsätzlich verfolgt die Erfindung den Ansatz, die synthetischen Bestandteile der Geokunststoffmatte, die insbesondere bei bisherigen Geokunststoffmatten unvermeidbar zur Bereitstellung der oberen und unteren Decklage und der Verbindungsstruktur eingesetzt wurden, durch biologisch abbaubare Materialien zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig zu ersetzen, indem die obere und die untere Decklage und die Verbindungsstruktur ein biologisch abbaubares Material umfassen oder aus einem solchen biologisch abbaubaren Material bestehen. Unter einem biologisch abbaubaren Material soll im erfindungsgemäßen Sinne ein Material verstanden werden, dass sich unter den typischen Umgebungsbedingungen in einer Bodeneinbaulage, also in einer feuchten Umgebung einer Bodenschicht, die aus den Hauptbestandteilen Erde, Sand, Lehm und Mischungen dieser typischen Bodenschichtbestandteile bestehen kann, in einem kurz- oder mittelfristigen Zeitraum, worunter ein Zeitraum von wenigen Wochen bis wenigen Monaten, bis zu zwei Jahren oder mehrere Jahre z.B. bis zu 10 Jahre verstanden wird, in einem biologischen, chemischen oder biochemischen Prozess zersetzt und hierdurch in für die Umwelt unschädliche Bestandteile wandelt.

Die erfindungsgemäß maßgebliche Herabsetzung der Schälfestigkeit durch diesen biologischen Abbauvorgang wird erfindungsgemäß in einem Kompostierungstest ermittelt, dies kann beispielsweise durch einen Boden-Kompostierungstest mit folgenden Umgebungsbedingungen: Temperatur 50°C +/- 5°C; thermophile Bedingungen gemäß ISO 16929, oder durch einen marinen Inkubationstest, mit folgenden Umgebungsbedingungen:; Temperatur 30°C +/- 2°C; aerobe Bedingungen in Meerwasser mit einem Salzgehalt von 3,5 Gew.-% +/- 1 Gew.-%; charakterisiert sein. Hierbei ist zu verstehen, dass das erfindungsgemäß eingesetzte Material insbesondere eine biologische Abbaubarkeit nach dem vorgenannten Boden- Kompostierungstest aufweist, wenn es für eine Bodenschichtabdichtung jenseits eines fließenden oder stehenden Gewässer bestimmt ist und eine biologische Abbaubarkeit nach dem vorgenannten marinen Inkubationstest aufweist, wenn es für eine Bodenschichtabdichtung in einem Gewässer bzw. an einem Gewässergrund bestimmt ist. Die Schälfestigkeit eines biologisch abbaubaren Materials wird dabei über den biologischen Abbauzeitraum so bestimmt, dass die Geokunststoffmatte unter den vorgenannten Umgebungsbedingungen eines der beiden geeigneten Tests für mehrere unterschiedliche bestimmte Zeitdauern gelagert werden und nach dieser Zeitdauer einem Schälversuch unterzogen werden, beispielsweise einem Trommelschälversuch nach DIN 53295 oder einem Schälversuch nach DIN EN 28510-1 :2014 DE oder nach ASTM D6496, um so einen Verlauf der Schälfestigkeit über die Zeit zu ermitteln.

Dabei kann insbesondere eine Kompostierungsumgebung gemäß Abschnitt 5.1 der DIN EN ISO 16929:2018-04 vorgesehen sein, also eine Umgebung mit folgenden Bedingungen, um den Kompostierungstest durchzuführen: die Geokunststoffmatte wird in frischen Bioabfall mit einer natürlichen, ubiquitär vorkommenden mikrobiellen Population eingelegt, sodass dieser Bioabfall die Geokunststoffmatte beidseitig zumindest mit 30cm. Dicke bedeckt, Temperatur, pH-Wert, Feuchtegehalt und Gaszusammensetzung werden überwacht, der Kompostierungstest wird in einem Behälter durchgeführt, der groß genug ist, damit die natürliche Selbsterwärmung stattfindet, durch ein Luftzuführungssystem wird eine ausreichende und gleichmäßige Begasung durchgeführt, der Behälter kann in einer Klimakammer mit einer konstanten Kammertemperatur durchgeführt werden, wenn der Kompost während der spontanen thermophilen Phase Temperaturen oberhalb von 65°C erreicht, kann die Vielfältigkeit der Mikroorganismen verringert werden.

Um die gesamte Bandbreite von thermophilen Bakterien wiederherzustellen, kann der Kompost erneut mit ausgereiftem Kompost (etwa 1 % der gesamten Ausgangsmasse des Bioabfalls) jüngeren Ursprungs (höchstens 3 Monate alt) beimpft werden.

Dabei werden für den Kompostierungstest ein homogener Bioabfall desselben Alters und Ursprungs verwendet, der durch Schreddern oder Sieben auf eine Teilchengröße von höchstens 50mm verringert wird. Abhängig von der Art des Abfalls werden 10%-60% eines Füllstoffs aus strukturell stabilen Bestandteilen wie Holzhackschnitzel oder Rinde mit einer Teilchengröße von 10mm bis 50mm hinzugefügt. Der Bioabfall muss folgende Kriterien erfüllen: das C/N-Verhältnis des Gemischs aus frischem Bioabfall und Füllstoff beträgt zwischen 20 und 30, es kann bei Bedarf mit Harnstoff ausgeglichen werden, der Feuchtegehalt beträgt mehr als 50% Massenanteil, es liegt jedoch kein freies Wassere vor der Glühverlust des Trockenrückstandes ist größer als 50% Massenanteil, der pH-Wert liegt über 5. Neben der Schälfestigkeit wird erfindungsgemäß weiterhin das Quellverhalten als Eigenschaft der Geokunststoffmatte berücksichtigt und die Eigenschaften in einem Verhältnis zu der Schälfestigkeit eingestellt. Dabei ist nach Erkenntnis der Erfinder der reine Quellgrad für die gewünschten langfristigen Dichtigkeitseigenschaften der Geokunststoffmatte für viele Anwendungen nicht als charakteristische Größe heranziehbar, weil durch den Quellgrad die angestrebten Verdichtungseigenschaften der Mittelfüllschicht nicht ausreichend abgebildet werden. Stattdessen wird die Mittelfüllschicht mit einem Quellhebungsgrad ausgebildet bzw. charakterisiert, der die Volumenzunahme unter einem konstanten Druck beschreibt, der in der Prüfung als Auflagedruck auf die Materialschicht realisiert wird, beispielsweise durch eine Platte oder Scheibe mit entsprechendem Gewicht.

Dabei ist grundsätzlich zu verstehen, dass der Quellhebungsgrad über zumindest den ersten Monat und die darauffolgenden beiden Monate berücksichtigt wird. Grundsätzlich kann der Quellhebungsgrad auch über einen längeren Zeitraum berücksichtigt werden, was insbesondere bei langsam quellenden Mittelfüllschichten eine gute Abstimmung der Eigenschaften ergibt. Bei einigen Materialien ist zu berücksichtigen, dass diese bereits durch Lagerung an Luft eine initiale Quellung durchlaufen, beispielsweise weil diese Materialien sehrtrocken und wasseraufnahmefähig aus dem Produktionsprozess kommen. In solchen Fällen ist zu verstehen, dass die Materialien einer den realistischen Bedingungen einer Zwischenlagerung an Luft und dem dabei auftretenden Aufquellen entsprechend erst in einem sich danach einstellenden Zustand in die erfindungsgemäße Prüfung des Quellhebeverhaltens eingesetzt werden, um eine Verfälschung der Ergebnisse durch nicht repräsentative Anfangseffekte, die in den ersten Stunden oder den ersten Tagen der Quellhebeprüfung sonst auftreten könnten, zu vermeiden.

Maßgeblich für die Erfüllung der Funktionen der Geokunststoffmatte ist hierbei zum einen, dass durch die obere und untere Decklage und die Verbindungsstruktur stets ein ausreichender Gegendruck gegen das Aufquellen der Mittelfüllschicht erhalten bleibt, der zeitlich abgestimmt insbesondere in den ersten Monaten zu einer ausreichenden Verdichtung der Mittelfüllschicht und damit einem Schließen der Poren in der Mittelfüllschicht führt. Hierdurch wird die notwendige Dichtigkeit erreicht und kann dann nachfolgend über einen langen Zeitraum, insbesondere nachdem das Aufquellen sich asymptotisch einem maximalen Quellgrad genähert hat und der biologische Abbau soweit fortgeschritten ist, dass die Schälfestigkeit signifikant reduziert ist oder nahe null liegt, erhalten bleiben. Zum anderen ist es in vielen Anwendungsfällen wichtig, dass die Geokunststoffmatte zu jedem Zeitpunkt nach ihrem Einbau die mechanischen Eigenschaften bereitstellt, die bei einem etwaigen Einbau in einer Hanglage ein Abrutschen verhindern. Hierzu ist nach Erkenntnis der Erfinder eine initial geringe Reduktion der Schälfestigkeit im Verhältnis zu dem Aufquellen maßgeblich, um in einer frühen Phase, in der sich noch keine stabilisierende Funktion der Mittelfüllschicht ausgebildet hat, die Scherfestigkeit durch die biologisch abbaubaren Strukturen zu erhalten.

Der Zeitraum, innerhalb dem hierbei die gewünschten Eigenschaften, charakterisiert durch das Quell-Abbauverhältnis, vorliegen müssen, kann dabei von einigen Wochen bis hin zu einem oder zwei Jahren ab Beginn des Aufquellens und des biologischen Abbaus liegen..

Zwar kann durch die Verwendung solcher biologisch abbaubarer Materialien grundsätzlich die Problematik einer Schadstoffverbringung oder Schadstoffbelastung nach Ausbau bei einer solchen Geokunststoffmatte verringert oder gänzlich vermieden werden, jedoch steht dem Einsatz solcher biologisch abbaubarer Materialien entgegen, dass durch den biologischen Abbau grundsätzlich die Dichtungswirkung der Geokunststoffmatte nicht erreicht wird, weil der notwendige Gegendruck beim Aufquellen der Mittelfüllschicht nicht oder nicht ausreichend erzeugt wird und hierdurch nach dem Aufquellen eine zu hohe Durchlässigkeit der Geokunststoffmatte vorliegt, welche die gewünschte Abdichtungsfunktion nicht erzielt. Zum anderen wird durch den biologischen Abbau der Decklagen und der Verbindungsstruktur die Scherfestigkeit der Geokunststoffmatte so stark reduziert, dass ein Abrutschen von Hangschichten auftritt, wenn die Geokunststoffmatte in einer Hanglage schräg verbaut ist. Der Einsatz biologisch abbaubarer Geotextilien wird daher in vielen Anwendungen als kritisch oder ungeeignet gesehen hinsichtlich der zeitlichen Anforderungen an die mechanische Verbundwirkung und DIN EN 12225 gibt für Geokunststoffe Prüfkriterien an, um eine allgemeine Beständigkeit gegen mikrobiellen Abbau nachzuweisen.

Diese Probleme überwindet die erfindungsgemäße Geokunststoffmatte durch ein zeitlich abgestimmtes Quellverhalten zum Verhalten des biologischen Abbaus. Dazu wird der Verbund aus oberer und unterer Decklage und Verbindungsstruktur, nach einem Restschälfestigkeitsgrad charakterisiert, den dieser Verbund aufgrund einer biologischen Abbaugeschwindigkeit nach einer bestimmten biologischen Abbauzeitdauer, also zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Beginn des biologischen Abbauprozesses über einen darauf folgenden Zeitraum aufweist. Dieser Restschälfestigkeitsgrad charakterisiert folglich den Verbund aus den beiden Decklagen und der Verbindungsstruktur dahingehend, wie rasch sich dessen Schälfestigkeit durch den biologischen Abbauprozess über die Zeit verringert, stellt also eine Kurve dar, welche die Schälfestigkeit des biologisch abbaubaren Materials über die Zeit des biologischen Abbaus wiedergibt. Die Steigung der Kurve an jeder Stelle eines beliebigen Zeitpunkts kann als Schälfestigkeitsreduktionsgrad definiert werden. Je weiter der biologische Abbau vorangeschritten ist, desto geringer ist der Schälfestigkeitsreduktionsgrad.Je schneller der biologische Abbau stattfindet, desto steiler fällt die Kurve des Schälfestigkeitsreduktionsgrad über die Zeit ab und desto schneller verringert sich folglich die Schälfestigkeit des Verbunds. Dabei kann die Reduktion des Schälfestigkeitsreduktionsgrads durch einen biologischen Abbau der oberen Decklage, der unteren Decklage und/oder der Verbindungsstruktur erfolgen oder durch eine Reduktion der Befestigungsfestigkeit der Verbindungsstruktur in der oberen oder der unteren Decklage.

Zum anderen weist das Füllschichtmaterial der Mittelfüllschicht ein Quellvermögen auf, welches durch Wasseraufnahme und Quellfähigkeit des Füllschichtmaterials charakterisiert ist. Diese Quellfähigkeit wird durch den Quellhebungsgrad charakterisiert, der die Volumenzunahme des Füllschichtmaterials zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Quellbeginn im Verhältnis zum Trockenvolumen des Füllschichtmaterials vor Quellbeginn unter einer Druckbelastung von 4,5N/m ² beschreibt und im zeitlichen Verlauf eine Kurve ergibt, welche die Zunahme des des Volumens des Füllschichtmaterials über die Quellzeit wiedergibt. Je höher der Quellhebungsgrad, desto stärker ist das Vermögen des Füllschichtmaterials, unter Last aufzuquellen. Dabei ist zu verstehen, dass der Quellhebungsgrad des Materials ohne Wegbeschränkung der Quellbewegung bestimmt wird, das Material also bei der Ermittlung des Quellhebungsgrades ungehindert seinen Wassergehalt oder sein Volumen vergrößern kann. In der Praxis kann dies durch einen kraftgesteuerten Versuch erfolgen oder durch Auflegen einer vertikal frei beweglichen Platte mit einem Gewicht von 4,5kg pro Quadratmeter auf das Füllschichtmaterial bei der Bestimmung des Quellhebungsgrades.

Das quellfähige Material der Mittelfüllschicht und das biologisch abbaubare Material der oberen und unteren Deckklage und gegebenenfalls auch der Verbindungsstruktur sind nun solcherart beschaffen, dass das Verhältnis zwischen dem Quellhebungsgrad des quellfähigen Materials zu dem Restschälfestigkeitsgrad des Verbunds aus oberer und unterer Decklage und Verbindungsstruktur über einen Anfangszeitraum von einer Woche in einem Bereich zwischen 1 und 5 und ab Anfang des zweiten bis zum Ende des dritten Monats zwischen 1 ,5 und 25, bevorzugt zwischen 2 und 15 liegt. Durch diese beiden in zeitlicher Hinsicht aufeinander folgenden und abgestimmten Materialeigenschaften der Mittelfüllschicht einerseits und des diese Mittelfüllschicht einfassenden mechanischen Verbunds andererseits wird erreicht, dass in der initialen Phase des Aufquellens der Mittelfüllschicht die obere und untere Decklage und die Verbindungsstruktur zwischen diesen beiden Decklagen einen ausreichend hohen mechanischen Gegendruck gegen den Quelldruck aufbauen und über einen so langen Zeitraum aufrechterhalten können, dass eine ausreichende Verdichtung der Mittelfüllschicht bei diesem Quellvorgang bewirkt wird. Darüber hinaus wird erreicht, dass sich die obere und untere Decklage und gegebenenfalls die Verbindungsstruktur zu einem späteren Zeitpunkt, zu dem diese Quellung weitestgehend oder vollständig abgeschlossen ist, biologisch abgebaut hat und hierdurch eine Schadstoffbelastung bei Ausbau der Geokunststoffmatte oder bei erosionsbedingtem Verbringen von Teilen der Geokunststoffmatte nicht mehr auftreten kann.

Nach Erkenntnis der Erfinder kann bei einer ausreichenden Homogenisierung und Abnahme des Luftporenvolumens die Mittelfüllschicht insgesamt eine Scherfestigkeit entwickeln, die zumindest im Bereich der Scherfestigkeit der Geokunststoffmatte unmittelbar nach Einbau, also bei nicht gequollener Mittelfüllschicht und initialer Schälfestigkeit des Verbunds aus der oberen und unteren Decklage und der Verbindungsstruktur liegt oder diese sogar übertrifft. Hierdurch wird die Gefahr eines Abrutschens des Hangs aufgrund einer labilen Schichtebene in Gestalt der Geokunststoffmatte zuverlässig verhindert.

Die erfindungsgemäße Geokunststoffmatte erzielt durch diese Zusammensetzung und das Verhältnis der Materialeigenschaften hinsichtlich des Quellverhaltens der Mittelfüllschicht und des Abbaus der mechanischen Eigenschaften der oberen und unteren Decklage eine ausreichend hohe Dichtigkeit aufgrund der erzielbaren Verdichtung, zugleich aber eine Vermeidung der Gefahr eines Abrutschens des Hangs und stellt dadurch mittel- und langfristig die angestrebten hydraulischen und mechanischen Eigenschaften ohne damit einhergehende Schadstoffbelastung bereit. Die erfindungsgemäße Geokunststoffmatte kann daher, sofern die Mittelfüllschicht entsprechend umweltverträgliche Materialien aufweist oder aus diesen besteht, ohne die Gefahr einer lokalen Umweltbelastung und einer durch Erosion und Verbringung an anderen Orten entstehende Umweltgefährdung eingebaut werden und bei einem temporären Einsatz kostengünstig ausgebaut und entsorgt werden.

Durch die erfindungsgemäßen Bereiche des Verhältnisses zwischen Quellhebungsgrad und Restschälfestigkeitsgrad, die innerhalb der ersten drei Monate eingehalten werden, wird eine ausgewogene Entwicklung der Dichtigkeit der Geokunststoffmatte durch das Quellen und der mechanischen Festigkeitsbereitstellung für die Bodenschicht auch bei Einbau in Hanglage und Einwirkung entsprechender Scherkräfte erzielt.

Es ist insbesondere bevorzugt, wenn das Quell-Abbau-Verhältnis innerhalb der ersten Woche nach dem zeitgleichen Beginn des Quellprozesses und des biologischen Abbauprozesses ab dem dritten Tag in einem Bereich zwischen 1 ,2 und 5 liegt. Ein besonders bevorzugtes Quell- Abbau-Verhältnis in der ersten Woche liegt für den Einbau der Geokunststoffmatte mit darüberliegender beschwerender Bodenschicht bei 1 ,25 bis 4, bevorzugt bei 1 ,25 bis 3. Ein besonders bevorzugtes Quell- Abbau-Verhältnis in der ersten Woche liegt für den Einbau der Geokunststoffmatte ohne darüberliegende Bodenschicht bei 1 bis 4, bevorzugt bei 1 ,2 bis 3. Grundsätzlich kann die Erfindung für unterschiedliche Einbausituationen bevorzugt so verwirklicht werden, dass das Quell- Abbau-Verhältnis in in der ersten Woche ab dem dritten Tag in einem Bereich liegt, der eine Untergrenze von 1 , oder 1 ,25 oder 1 ,5 oder 2 aufweist und der eine Obergrenze von 1 ,75 oder 2 oder 4 oder 6 aufweist.

Ab dem Anfang des zweiten bis zum Ende des dritten Monats nach Quell- und Abbaubeginn liegt das Quell-Abbau-Verhältnis bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 ,75 und 20, vorzugsweise in einem Bereich mit einer Untergrenze von 1 ,75 oder 2 oder 2,5 oder 3 und/oder einer Obergrenze von 25 oder 20 oder 15 oder 10.

Bevorzugt ist es, wenn das Quell-Abbau-Verhältnis ab dem dritten Monat bis zum Ende des zwölften Monats nach dem Beginn des Quellprozesses und des biologischen Abbauprozesses in einem Bereich zwischen 2 und 50, vorzugsweise in einem Bereich mit einer Untergrenze von 3 und/oder einer Obergrenze von 30 liegt. Bei einer solch längeren Zeitspanne wird ein langfristiger Quell- und Abbauprozess der Geokunststoffmatte erfasst und die Eigenschaften der Geo kunststoffmatte sind solcherart beschaffen, dass über diesen längeren Zeitraum ein optimales Quell- und Abbauverhalten erzielt wird.

Nach Erkenntnis der Erfinder können durch eine solcherart abgestimmte Reduktion der Schälfestigkeit einerseits und Quellung andererseits verschiedene Effekte vorteilhaft umgesetzt werden. So tritt regelmäßig zu Beginn des Quellprozesses eine starke Gewichts- und Volumenzunahme auf und zu diesem Zeitpunkt ist ein hoher Gegendruck gegen den Quelldruck erforderlich, um eine möglichst dichte Struktur in der Mittelfüllschicht zu erzielen. Die Quellung der Mittelfüllschicht bewirkt zudem eine dortige Verdichtung, mechanische Stabilisierung, die sich einerseits durch das Quellen unter Gegendruck selbst ergibt, die sich bei vielen Materialien, die für quellfähige Mittelfüllschichten eingesetzt werden können, aber auch durch einen chemischen Prozess eine stabilisierte Mittelfüllschicht ergibt. So kann sich beispielsweise ein in der Mittelfüllschicht enthaltenes Schichtsilikat während des Quellprozesses zu einem anderen Schichtsilikat umwandeln, beispielsweise kann sich Natriumbentonit in Kalziumbentonit umwandeln, und hierdurch eine höhere Festigkeit und Stabilität gegenüber Scherkräften aus der Mittelfüllschicht selbst heraus bereitstellen. Dieser Umbauprozess in der Mittelfüllschicht erlaubt es daher, mit zunehmendem Quellhebungsgrad die Schälfestigkeit der stabilisierenden Decklage und Verbindungsstruktur zu reduzieren, bis zu einem vollständigen Abbau der Decklage und der Verbindungsstruktur zu einem späteren Zeitpunkt.

Ein typisches Beispiel hierfür sind Mittelfüllschichten, die eine als Bentonit bekannte Mineralienmischung mit dem Hauptbestandteil Montmorillonit in Pulver- oder Granulatform enthalten oder aus dieser Mineralienmischung bestehen. Diese Mineralienmischung kann sich aus dem Ausgangszustand, der Natriumbentonit-Anteile enthält, in einen aufgequollenen Zustand, der daraus gewandelte Kalziumbentonit-Anteile enthält wandeln und nimmt hierbei an Scherfestigkeit zu. Die hierfür benötigten Kalzium-Ionen sind nach Erkenntnis der Erfinder zum lonenaustausch in ausreichenden Mengen oftmals bereits im Bentonit enthalten, in zusätzlichen Mengen auch immer im umgebenden Boden, wodurch der Vorgang beschleunigt werden kann. Mit der Zeit findet der lonenaustausch von Natrium (einwertig) zu Kalzium (zweiwertig) dann statt, Die Umgebungsbedingungen bestimmen, wie schnell dieser Vorgang vonstatten geht.

Es ist besonders bevorzugt, wenn der Quellhebungsgrad eine Woche nach dem Beginn des Quellprozesses größer als 1 ,25 ist, vorzugsweise größer als 1 ,5 oder 2 und/oder der Quellhebungsgrad einen Monat nach dem Beginn des Quellprozesses größer als 1 ,5 vorzugsweise größer als 2 oder 3 ist, und/oder der Restschälfestigkeitsgrad drei Monate nach dem Beginn des Quellprozesses kleiner als 0,95 ist, vorzugsweise kleiner als 0,9 oder 0,8 und/oder der Restschälfestigkeitsgrad zwölf Monate nach dem Beginn des Quellprozesses kleiner als 0,9, vorzugsweise kleiner als 0,75 oder 0,5 ist. Grundsätzlich ist ein Quellverhalten so zu verstehen ist, dass die Mittelfüllschicht über die Zeit in relevantem Maße aufquillt und ein biologisches Abbauverhalten so zu verstehen, dass die Schälfestigkeit über die Zeit in relevantem Maße sinkt. Gemäß dieser Fortbildung ist nicht nur das Verhältnis aus Aufquellen und biologischem Abbau in einem bestimmten Bereich eingestellt, sondern das Quellverhalten und die Reduktion der mechanischen Festigkeit durch den biologischen Abbau sind auch jeweils isoliert in einem vorteilhaften Wertebereich, der ein günstiges Quellen und einen zeitlich zweckmäßigen biologischen Abbau erzielt. So ist für viele Anwendungszwecke ein rasches Aufquellen zwecks Herstellung einer Dichtigkeit initial von Bedeutung, wohingegen der biologische Abbau bevorzugt über einen demgegenüber längeren Zeitraum stattfinden kann und soll.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die Verbindungsstruktur eine Vernadelung zwischen der oberen und der unteren Decklage umfasst oder durch eine solche Vernadelung gebildet wird. Bei einer Vernadelung werden mittels Durchstoßen der Decklage mit einer als Werkzeug dienenden, mit Widerhaken versehenen Nadel mehrere einzelne Fasern aus dieser Decklage durch die Mittelfüllschicht gezogen und in der gegenüberliegenden Decklage verhakt. Bevorzugt kann eine solche Vernadelung ausgeführt werden, wenn die durchstoßene Decklage und/oder die gegenüberliegende Decklage als Vlieslage ausgeführt ist, also als Lage mit einer ungeordneten Faserstruktur, aus der Fasern beim Vernadelungsprozess herausgezogen werden können und in der gegenüberliegenden Schicht verankert werden können, um hierdurch die Verbindungsstruktur zu bilden. Eine Vernadelung ist aber auch möglich, wenn die verankernde Decklage mit geordneten Faserstrukturen ausgebildet sind, also beispielsweise gewirkten, gestrickten oder gewebten Decklagen, wobei hierbei vorzugsweise die Vernadelung immer ausgehend von einer Vlieslage als oberste Decklage ausgeht, da in einer Vlieslage die Fasern eine gute Mobilität senkrecht zur Schichtebene aufweisen. Durch eine Vernadelung kann insbesondere eine Verbindungsstruktur bereitgestellt werden, die die obere und die untere Decklage an einer Vielzahl von über die Fläche der Geokunststoffmatte verteilten und voneinander beabstandeten Punkten miteinander verbindet und hierdurch eine quasi über die gesamte Fläche der oberen und unteren Decklage wirkende Verbindung zwischen den beiden Decklagen erzielt und folglich besonders wirksam gegen Quelldruck und Scherkräfte wirken kann. Umfasst die Verbindungsstruktur, also insbesondere die zur Erstellung der Vernadelung durchstoßene Decklage, Fasern aus einem Thermoplast (z.B. PLA, PBS, PBAT) können die Fasern auf der Rückseite der zweiten Decklage durch Anschmelzen zusätzlich verankert werden und so den initialen inneren Scherverbund der Geokunststoffmatte erhöhen. Dies kann beispielsweise mittels eines Flammbalkens erfolgen, der die aus der zweiten Decklage nach außen vorstehenden Faseranteile anschmilzt, wodurch diese kleine Knötchen bilden, die ein Herausziehen der Fasern aus der zweiten Decklage in Richtung zur ersten Decklage verhindern oder erschweren.

Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die obere und/oder die untere Decklage und/oder die Verbindungsstruktur Fasern aus dem biologisch abbaubaren Material umfasst oder durch solche biologisch abbaubaren Fasern gebildet wird. Durch die Ausgestaltung aus Fasern aus einem biologisch abbaubaren Material kann einerseits eine gute Festigkeit und die Möglichkeit der Vernadelung erzielt werden, andererseits können solche Fasern besonders gut gezielt biologisch abgebaut werden und hierdurch das gewünschte Verhältnis von Quellhebungsgrad und Restschälfestigkeitsgrad bereitstellen.

Noch weiter ist es bevorzugt, wenn das biologisch abbaubare Material der oberen Decklage und der unteren Decklage verschieden voneinander ist, oder das biologisch abbaubare Material der oberen Decklage und der unteren Decklage übereinstimmend ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist bei einer ersten Ausgestaltung das biologisch abbaubare Material von oberer und unterer Decklage verschieden, was in bestimmten Einbausituationen und Bodenstrukturen vorteilhaft sein kann, um die Geo kunststoffmatte an lokale Anforderungen auf der Ober- und der Unterseite anzupassen. In vielen Anwendungen ist demgegenüber die zweite Alternative vorteilhaft, bei der das biologisch abbaubare Material von oberer und unterer Decklage übereinstimmen , die beiden Decklagen also aus dem gleichen Material aufgebaut sind. Diese Ausführungsform ermöglicht ein harmonisches, gleichartiges Abbauverhalten von oberer und unterer Decklage, eine günstige Auswahl an Verbindungsstrukturen zwischen den gleichartigen Materialien und ist somit für viele Anwendungsfälle gut geeignet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das biologisch abbaubare Material der Verbindungsstruktur verschieden von dem biologisch abbaubaren Material der oberen Decklage und/oder der unteren Decklage ist, oder das biologisch abbaubare Material der Verbindungsstruktur übereinstimmend mit der oberen Decklage oder der unteren Decklage ist. Auch bei diesen beiden bevorzugten Ausführungsformen kann wiederum in bestimmten Einbausituationen, beispielsweise dann, wenn eine besonders hohe Scherfestigkeit oder eine über einen langen Zeitraum wirkende Scherfestigkeit gefordert ist, das biologisch abbaubare Material der Verbindungsstruktur verschieden von demjenigen der oberen und/oder unteren Decklage sein, um beispielsweise ein langsameres biologisches Abbauverhalten der Verbindungsstruktur im Vergleich zu den Decklagen oder einer der Decklagen zu erzielen. Wiederum ist es in vielen, üblichen Einbausituationen demgegenüber vorteilhaft, wenn das biologisch abbaubare Material von Verbindungsstruktur übereinstimmend zur oberen oder unteren Decklage oder beiden Decklagen ist und hierdurch wiederum Fertigungsvorteile aufgrund der Gleichheit der Materialien erzielt werden.

Es ist weiter bevorzugt, wenn die obere und/oder die untere Decklage eine Vlieslage aus dem biologisch abbaubaren Material umfasst oder durch eine solche Vlieslage gebildet wird. Wenn die Decklage als solche Vlieslage ausgebildet ist oder eine solche Vlieslage umfasst, erlaubt dies einerseits eine gut anhaftende Auflage und Scherkraftübertragung aus umliegenden Bodenschichten in die Geokunststoffmatte, da eine Vlieslage aufgrund ihrer Oberflächenstruktur eine ausreichende Scherkraftübertragung zu anliegenden Bodenschichten erzielt. Eine Vlieslage eignet sich weiterhin gut zurVernadelung, wie zuvor erläutert, und kann dadurch eine Ausbildung einer effizienten Verbindungsstruktur eröffnen. Dabei ist unter einer Vlieslage eine Faserlage zu verstehen, in der die Fasern ungeordnet vorliegen und die über mittellange bis Endlosfasern im Bereich von ca. 6cm bis mehreren Metern oder mehr verfügt. Die Vlieslage kann bevorzugt aus Fasern bestehen, die zumindest zwei, vorzugsweise mehr unterschiedliche Faserstärken aufweisen, wobei hierbei unter einer unterschiedlichen Faserstärke ein Unterschied von zumindest 100 % zu verstehen, ist, also ein Unterschied, bei dem Fasern mit einem ersten Durchmesser und Fasern mit einem zweiten Durchmesser, der doppelt so groß ist wie der erste Durchmesser, in der Vlieslage umfasst sind. Durch solche Vlieslagen mit inhomogenen Faserdicken kann das biologische Abbauverhalten oftmals gut an das Quellverhalten der Mittelfüllschicht angepasst werden.

Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die obere und/oder die untere Decklage eine geordnete Textillage, insbesondere eine gewirkte, gewebte oder gestrickte Textillage aus dem biologisch abbaubaren Material umfasst oder durch eine solche Textillage gebildet wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist eine obere oder untere Decklage mit einer geordneten Struktur der Fasern vorgesehen, wodurch insbesondere im Vergleich zu Vlieslagen eine höhere Festigkeit der Decklage in Längs- und Querrichtung erzielt wird und weiterhin häufig eine geringere Flüssigkeitsdurchlässigkeit erzielt werden kann, wenn eine engmaschige Anordnung der Fasern in der Textillage verwirklicht wird.

Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die Mittelfüllschicht eine Mischung aus dem quellfähigen Material, wie einem Bentonitpulver, insbesondere Natriumbentonit, und einem nicht quellfähigen Zuschlagstoff, wie einem anorganischen Schüttgut, beispielsweise einem Granulat, insbesondere Sand, Glasgranulat, Kreide oder Kohlegranulat umfasst oder durch eine solche Mischung gebildet wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird in der Mittelfüllschicht eine Mischung aus quellfähigem Material und nicht quellfähigem Zugschlagstoff angeordnet. Beide Materialien liegen dabei in Form eines Schüttgutes vor und sind bevorzugt homogen miteinander vermischt. Durch die Hinzumischung eines solchen Zuschlagstoffes kann die Belastbarkeit der Mittelfüllschicht gegenüber Scherkräften nach Erkenntnis der Erfinder erheblich erhöht werden und hierdurch die mechanischen Eigenschaften der Geokunststoffmatte nach einem weitestgehenden oder vollständigen biologischen Abbau der beiden Decklagen und der Verbindungsstruktur in vorteilhafter Weise so beeinflusst werden, dass auch ein Einbau und Verbleib in steileren Hanglagen möglich wird. Dabei kann die Mischung so ausgebildet sein, dass sie einen Anteil von mindestens 20 Gew.- % quellfähigem Material und mindestens 20 Gew.-% Zuschlagstoff oder aber mindestens 30 Gew.-%, 40 Gew.-% quellfähiges Material aufweist und mindestens 30 Gew.-% oder 40 Gew.-% Zuschlagstoff.

Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die Mittelfüllschicht eine aushärtende oder zur Aushärtung führende Flüssigkeit, insbesondere ein Hartöl wie Leinöl oder Tungöl, umfasst, wobei die Flüssigkeit vorzugsweise nur in einem Teilbereich wie einem Teilquerschnitt der Mittelfüllschicht vorhanden ist. Durch die Zugabe einer solchen aushärtenden oder zur Aushärtung führenden Flüssigkeit kann die mechanische Belastbarkeit, insbesondere gegenüber Scherbelastungen der Mittelfüllschicht oder gegenüber an der Oberfläche wirkenden Erosionseinwirkungen, weiter erhöht werden und hierdurch der biologische Abbau der Decklagen und der Verbindungsstruktur kompensiert werden. Dabei ist unter einer aushärtenden Flüssigkeit eine Flüssigkeit zu verstehen, die aus einem flüssigen in einen festen Zustand übergeht, beispielsweise durch Polymervernetzung oder durch Ausdampfen von Lösungsmittelanteilen. Unter einer zur Aushärtung führenden Flüssigkeit ist hingegen eine Flüssigkeit zu verstehen, die mit anderen Bestandteilen der Mittelfüllschicht reagiert und hierdurch eine Aushärtung der Mittelfüllschicht befördert. Die Flüssigkeit kann über die gesamte Mittelfüllschicht und den gesamten Querschnitt der Mittelfüllschicht verteilt sein, sie kann aber auch nur in Teilbereichen, beispielsweise punktuell, in Gitterbahnen, Längsbahnen oder Querbahnen der Geokunststoffmatte aufgetragen sein. Ebenso kann die Flüssigkeit nur über einen Teilquerschnitt der Mittelfüllschicht vorhanden sein, beispielsweise nur in einem Oberflächen bereich der Mittelfüllschicht oder in einem Mittelbereich des Querschnitts der Mittelfüllschicht.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Geokunststoffmatte fortgebildet ist durch eine benachbart zur oberen Decklage angeordnete obere Sperrlage und/oder eine benachbart zur unteren Decklage angeordnete untere Sperrlage, wobei jede Sperrlage durch eine Folie gebildet wird, insbesondere durch eine Folie aus einem biologisch abbaubaren Material, wobei bevorzugt die obere Sperrlage zwischen der oberen Decklage und der Mittelfüllschicht, die untere Sperrlage zwischen der unteren Decklage und der Mittelfüllschicht, die obere Decklage zwischen der oberen Sperrlage und der Mittelfüllschicht, oder die untere Decklage zwischen der unteren Sperrlage und der Mittelfüllschicht angeordnet ist. Durch eine solche Sperrlage kann verhindert werden, dass aus an der Geokunststoffmatte anliegenden Erdschichten quellbeschleunigende oder quellbehindernde Stoffe in die Mittelfüllschicht eindringen und hierdurch das Quellverhalten der Mittelfüllschicht ungünstig und unvorhersagbar beeinflussen. So wird durch eine solche Sperrschicht erreicht, dass ein geplantes und zum biologischen Abbauverhalten der Verbindungsstruktur und der Decklagen passendes langsames Quellverhalten aus der aufsteigenden Erdfeuchte oder einer gezielten Bewässerung ermöglicht wird. Eine solche Sperrlage kann durch eine Polyethylenfolie bereitgestellt werden, es können aber auch für die Sperrlage Folien aus biologisch abbaubaren Kunststoffen eingesetzt werden, insbesondere können hier biologisch abbaubare Materialien für die Sperrlage eingesetzt werden, die übereinstimmend zur oberen oder unteren Decklage sind. Die Sperrlage kann im Herstellungsprozess der Geokunststoffmatte in Form einer Beschichtung (Inline- Extrusion) aufgebracht oder als fertige Folie durch Laminieren, Kleben o.ä. aufgebracht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das biologisch abbaubare Material der oberen Decklage, der unteren Decklage und/oder der Verbindungsstruktur Fasern umfasst oder aus Fasern besteht, die einen Faserkernstrang aus einem ersten biologisch abbaubaren Material und eine den Faserkernstrang umhüllende Faserkernstrangumhüllung aus einem zweiten biologisch abbaubaren Material aufweisen, wobei das erste biologisch abbaubare Material eine erste biologische Abbaurate aufweist, die höher ist als eine zweite biologische Abbaurate des zweiten biologisch abbaubaren Materials. Gemäß dieser Ausführungsform enthalten die obere und untere Decklage und/oder die Verbindungsstruktur Fasern, die aus einem Faserkernstrang und einer Faserkernstrangumhüllung aufgebaut sind, wobei Faserkernstrang und Faserkernstrangumhüllung aus zwei Materialien aufgebaut sind, die ein unterschiedlich schnelles biologisches Abbauverhalten aufweisen. Diese Ausgestaltung der Fasern erzielt nach Erkenntnis der Erfinder einen wesentlichen Vorteil dahingehend, dass das Abbauverhalten der Faser und damit deren Zugfestigkeitsreduktion durch eine solche Ausgestaltung diskontinuierlich, also mit zwei aneinander anschließenden unterschiedlichen Abbauphasen stattfindet. So wird in einer ersten Phase zunächst die Faserkernstrangumhüllung biologisch abgebaut, wohingegen der Faserkernstrang noch keinem oder einem nur geringen biologischen Abbau unterliegt, weil er durch die Faserkernstrangumhüllung noch vor den Einflüssen, die einen solchen biologischen Abbau bewirken würden, geschützt wird, also beispielsweise der Einwirkung von Strahlung, Flüssigkeit. Der Faserkernstrang behält daher in dieser ersten Phase vollständig oder nahezu vollständig seine mechanischen Eigenschaften, sodass dann, wenn die Faser dominant durch die mechanischen Eigenschaften des Faserkernstrangs in ihren mechanischen Eigenschaften charakterisiert ist, in dieser ersten Phase des biologischen Abbaus der Faserkernstrangumhüllung die Faser nicht oder kaum an mechanischen Eigenschaften einbüßt. Erst nach Abbau der Faserkernstrangumhüllung wird dann der Faserkernstrang biologisch abgebaut und folglich die mechanischen Eigenschaften der Faser maßgeblich reduziert. Die solcherart aufgebaute Faser zeigt also eine zunächst sehr verzögerte Verringerung ihrer mechanischen Eigenschaften, die dann in einem bestimmten Zeitpunkt zunimmt. Dies ist für die erfindungsgemäße Geokunststoffmatte in vielen Anwendungsfällen vorteilhaft, da hierdurch über einen bestimmten Zeitraum, der beispielsweise dem typischen Quellverhalten oder dem typischen Umbauverhalten einer Mittelfüllschicht entsprechen kann, eine ausreichende mechanische Festigkeit durch die Decklagen und die Verbindungsstruktur bereitgestellt werden kann, nach dieser Zeitdauer aber dann ein rascher biologischer und vollständiger Abbau der Decklagen und der Verbindungsstruktur mit entsprechender mechanischer Festigkeitsreduktion erzielt wird.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das erste biologisch abbaubare Material eine Naturfaser wie Kokosfaser, Jutefaser, Hanffaser, Bambusfaser oder Flachsfaser oder eine biologisch abbaubare Kunstfaser aus PBS, PBAT, PLA oder ein Polymerblend aus mindestens zwei dieser Materialien umfasst oder dass das biologisch abbaubare Material eine Mischung aus Faserkernen aus Naturfasern und Kunstfasern umfasst, wobei vorzugsweise der Gewichtsanteil der Kunstfasern größer als 30 %, insbesondere größer als 50 % ist. Die Verwendung dieser Fasermaterialien oder Mischungen aus diesen Fasermaterialien hat sich für viele Anwendungsfälle als besonders geeignet erwiesen, um die mechanischen Festigkeiten und biologischen Abbaugeschwindigkeiten zu erzielen, die für eine Geokunststoffmatte mit einem quellfähigen Material in der Mittelfüllschicht benötigt werden.

Noch weiter ist es dabei bevorzugt, wenn das zweite biologisch abbaubare Material einen Kunststoff auf Cellulosebasis, einen Stärkeblend, Lyocell, Bernsteinsäure (PBS), ein biologisch abbaubarer Polyester wie Polybutyratadipat-Terephthalat (PBAT) oder Polylactic acid (PLA) umfasst. Diese Materialien haben sich als Beschichtungsmaterialen besonders bewährt, da sie ein ausreichend langsames biologisches Abbauverhalten zeigen, sich gleichzeitig aber in flüssiger Form gut als Beschichtung auftragen lassen. Dabei ist zu verstehen, dass die Fasern in der Decklage oder der Verbindungsstruktur so ausgestaltet sein können, dass sie bereits vor Verarbeitung des Fasermaterials zur Decklage beschichtet worden sind, also die Decklagen aus beschichteten Fasern hergestellt worden sind. Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Decklagen aus unbeschichteten Fasern herzustellen, also nur aus den Faserkernsträngen, und die Decklage dann insgesamt mit dem zweiten biologisch abbaubaren Material zu beschichten, um hierdurch auch abgeschnittene Faserenden zu umhüllen und eine Verfestigung der Decklage durch Verbindungswirkungen an Kreuzungsstellen von Fasern durch das zweite biologisch abbaubare Material zu erreichen. Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die Mittelfüllschicht eine Durchlässigkeit zwischen 1x10 ^-5 bis 1x10 ^-9 m/s aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Geokunststoffmatte mit einer Mittelfüllschicht versehen, die eine Durchlässigkeit aufweist, die im Produktionszustand vor Einbau zunächst nicht ausreichend ist, um hierdurch eine zuverlässige Abdichtung von Bodenschichten zu erreichen. Nach Erkenntnis der Erfinder kann eine solche Durchlässigkeit initial in vielen Anwendungsfällen toleriert werden oder ist sogar gewünscht, um eine Durchsickerung der Geokunststoffmatte in einer ersten zeitlichen Phase nach dem Einbau zu erreichen. Bei dieser Durchsickerung lagern sich Partikel, die in dem Wasser, das die Geokunststoffmatte durchsickert, enthalten sind, in der Mittelfüllschicht ab und führen nach Art eines sich verstopfenden Filters zu einer Verdichtung und Abdichtung der Mittelfüllschicht, es findet also ein Kolmationsvorgang statt, der dem Aufbau eines Filterkuchens in oder auf der Mittelfüllschicht entspricht. Hierdurch kann eine günstige Abdichtungswirkung auf ein besonders hohes Abdichtungsniveau mit einer besonders niedrigen Durchlässigkeit der Geokunststoffmatte erzielt werden. Die Geokunststoffmatte wirkt hierbei in der ersten Phase nur als Durchsickerungsbremse und erreicht erst nach einer gewissen Durchsickerungsphase ihre endgültige Dichtigkeit, die sie dann beibehält. Diese Struktur der Geokunststoffmatte eignet sich nach Erkenntnis der Erfinder insbesondere gut dafür, um in Bettungen von flüssigkeitsführenden Strömungen, wie Bächen, Flüssen, eine Abdichtung zu bewirken und sich hierbei zunutze zu machen, dass die Flüssigkeit in dem Bach oder Fluss entsprechende Partikel, die zur Abdichtung wirken können, mitführt. Hiervon umfasst ist nach einem Aspekt der Erfindung auch eine Geokunststoffbahn, bei der die Mittelfüllschicht aus einem nur sehr gering quellfähigen Material oder einem nicht-quellfähigen Material - also einem Material mit einem Quellhebungsgrad von 1 über den gesamten Einbauzeitraum - besteht. So kann beispielsweise eine aus Sand oder anderen schüttfähigen Mineralmaterialien aufgebaute Mittelfüllschicht für eine solche Dichtungswirkung durch Kolmation eingesetzt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Geokunststoffbahn, umfassend zumindest eine Schichtlage, die Fasern umfasst oder durch Fasern gebildet wird, bei der die Fasern einen Faserkernstrang aus einem ersten biologisch abbaubaren Material und eine den Faserkernstrang umhüllende Faserkernstrangumhüllung aus einem zweiten biologisch abbaubaren Material aufweisen, wobei das erste biologisch abbaubare Material eine erste biologische Abbaurate aufweist und das zweite biologisch abbaubare Material eine zweite biologische Abbaurate aufweist, die verschieden, insbesondere höher ist als die erste biologische Abbaurate des ersten biologisch abbaubaren Materials. Im Sinne der Erfindung wird unter einer Geokunststoffbahn, ebenso wie unter einer Geokunststoffmatte, eine Struktur verstanden, die in einer Längsrichtung und einer Querrichtung um ein Vielfaches höhere Abmessungen aufweist als ihre Dicke. Eine Geo kunststoffmatte und eine Geokunststoffbahn können insbesondere in der Längsrichtung wiederum Abmessungen aufweisen, die ein Vielfaches ihrer Abmessungen in Querrichtung betragen, also deutlich länger als breiter sein. Typischerweise werden Geokunststoffmatten und Geokunststoffbahnen daher in einem aufgerollten oder gefalteten Zustand transportiert und an einem Einbauort dann ausgerollt oder entfaltet, um sie der Länge nach verlegen zu können. Eine Geokunststoffmatte soll sich im Verständnis der Erfindung von einer Geokunststoffbahn dadurch unterscheiden, dass die Geokunststoffmatte über mehrere Schichtlagen verfügt, wohingegen eine Geokunststoffbahn auch über nur eine einzelne Schichtlage verfügen kann, gegebenenfalls aber auch mehrschichtig aufgebaut sein kann.

Die erfindungsgemäße Geokunststoffbahn zeichnet sich dadurch aus, dass sie aus Fasern, die einen zumindest zweischichtigen Aufbau haben, ausgebildet ist oder solche Fasern aufweist. Die Fasern weisen einen Faserkernstrang und eine diesen Faserkernstrang umhüllende Faserkernstrangumhüllung auf. Faserkernstrang und Faserkernstrangumhüllung bestehen aus zwei unterschiedlichen biologisch abbaubaren Materialien, die eine voneinander unterschiedliche biologische Abbaurate aufweisen, also in solcher Weise biologisch abgebaut werden, dass unter den gleichen biologischen Abbaubedingungen das erste Material entweder schneller oder langsamer biologisch abgebaut wird als das zweite Material. Bevorzugt ist es, dass das zweite Material eine biologische Abbaurate aufweist, die niedriger ist als die biologische Abbaurate des ersten Materials, sich das zweite Material also langsamer biologisch abbaut als das erste Material.

Wie zuvor im Zusammenhang mit der Geokunststoffmatte, die ebenfalls Fasern oder eine Schichtlage aus Fasern aufweisen kann, die in solcher Weise zumindest zweischichtig ausgebildet sind, kann durch eine solche Fasergestaltung ein günstigerer Verlauf der mechanischen Festigkeit während des biologischen Abbaus der Fasern bzw. der Lage, die aus den Fasern hergestellt ist, erzielt werden, insbesondere in solcher Weise, dass die Fasern über einen längeren Zeitraum in einer ersten Phase eine hohe mechanische Festigkeit beibehalten, nämlich während nur die Faserkernstrangumhüllung biologisch abgebaut wird, wohingegen dann, nach erfolgtem Abbau der Faserkernstrangumhüllung, die mechanische Festigkeit der Fasern in einer zweiten Phase rasch abnimmt, wenn dann der Faserkernstrang abgebaut wird. Es ist zu verstehen, dass diese Eigenschaften und auch die weiteren Fortbildungen hierzu, die zuvor in Bezug auf die Geokunststoffmatte erläutert wurden, auch auf die Geokunststoffbahn anwendbar sind und dementsprechend wird hierauf Bezug genommen. Es ist dabei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Fasern in der Schichtlage als ungeordnete Struktur, insbesondere als Vlieslage, vorliegen, oder als geordnete Struktur, insbesondere als gewirkte, gewebte, oder gestrickte Textillage vorliegen. Demnach können die speziellen Fasern dieser Geokunststoffbahn als ungeordnete Struktur, beispielsweise als Vlieslage, vorliegen, woraus die zuvor erläuterten Eigenschaften und Vorteile resultieren, die auch im Zusammenhang mit der zuvor erläuterten Geokunststoffmatte entstehen. Alternativ können die Fasern auch als geordnete Struktur verarbeitet werden, also gewirkt, gewebt oder gestrickt oder in sonstiger Weise gerichtet angeordnet werden, wobei unter einer geordneten Struktur, wie auch zuvor zur Geokunststoffmatte zu verstehen, eine Struktur zu verstehen ist, die ein sich regelmäßig wiederholendes geometrisches Muster des Verlaufs der Fasern, typischerweise entlang einer geradlinigen Richtung oder zwei geradlinigen, sich kreuzenden Richtungen, aufweist. Auch bezüglich der geordneten Struktur wird auf die Eigenschaften und Vorteile Bezug genommen, die zuvor zur Geokunststoffmatte erläutert wurden.

Die Geokunststoffbahn kann dann weiter fortgebildet werden, indem die Fasern umfangs- und stirnseitig mit der Faserkernstrangumhüllung umhüllt sind, insbesondere indem die Schichtlage in einem Prozess hergestellt wird, bei dem in einem ersten Schritt eine Faserkernschichtlage aus Faserkernsträngen hergestellt wird und in einem nachfolgenden zweiten Schritt die Faserkernstränge der Faserkernschichtlage mit einem Umhüllungsmaterial beschichtet werden. Eine solche Ausgestaltung mit einer umfangs- und stirnseitigen Umhüllung des Faserkernstrangs mit der Faserkernstrangumhüllung kann insbesondere erreicht werden, indem die Schichtlage zunächst aus den Faserkernsträngen produziert wird, also beispielsweise zu einem Vlies verarbeitet wird oder gewebt, gewirkt oder gestrickt wird und hierauf folgend die so vorproduzierte Schichtlage aus den Faserkernsträngen mit der Faserkernstrangumhüllung beschichtet wird, beispielsweise durch Eintauchen in eine Flüssigkeit oder Benetzen mit einer Flüssigkeit in einem Sprühoder Beschichtungsverfahren und hierdurch eine allseitige Umhüllung der Fasern erreicht wird. Dies ist, um die biologischen Abbaueigenschaften in der gewünschten Weise zu erzielen, vorteilhaft und daher bevorzugt gegenüber Verfahren, bei denen die Fasern vollständig vorproduziert werden und hiernach verarbeitet werden, weil bei dieser Verarbeitungsweise durch das notwendige Abtrennen der Fasern die stirnseitigen Faserkernstrang-Querschnittsenden freigelegt werden und folglich einem schnellen biologischen Abbau zugänglich wären.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Geokunststoffmatte der zuvor erläuterten Struktur und Funktionalität, bei der die obere und/oder die untere Decklage eine Geokunststoffbahn der zuvor beschriebenen Struktur und Funktionalität aufweist oder durch eine solche Geokunststoffbahn gebildet wird. Wie zuvor erläutert, können die Eigenschaften einer solchen Geokunststoffbahn mit den darin enthaltenen zweischichtigen Fasern besonders vorteilhaft für die erfindungsgemäße Geokunststoffmatte eingesetzt werden.

Ein noch weiterer Aspekt ist die Verwendung einer Geokunststoffmatte der vorangehend beschriebenen Bauweise oder einer Geokunststoffbahn der vorangehend beschriebenen Bauweise zur Herstellung einer Abdichtungsschicht im Boden oder am Grund eines Gewässers. Wie zuvor bereits erläutert, eignet sich die erfindungsgemäße Geokunststoffmatte und die erfindungsgemäße Geokunststoffbahn besonders gut zur Herstellung einer Abdichtungsschicht im Boden und weiterhin gut zur Herstellung einer solchen Abdichtungsschicht am Grund eines Gewässers. Dabei kommen die ausgewogenen Eigenschaften der Bereitstellung einer mechanischen Schälfestigkeit für eine erste Phase eines Aufquellens der Mittelfüllschicht besonders gut zur Wirkung und können eine sichere Abdichtung erzielen, wohingegen durch den biologischen Abbau der Decklagen und der Verbindungsstruktur und einer gegebenenfalls zusätzlich vorgesehenen Sperrlage die Umweltbelastung beim Ausbau der Geokunststoffmatte oder Geokunststoffbahn oder bei einem erosionsbedingten Austrag von Teilen der Geokunststoffmatte oder -bahn signifikant reduziert oder vollständig vermieden werden können.

Dabei kann die Verwendung vorteilhaft fortgebildet werden, indem in einem ersten Schritt die Geokunststoffmatte ausgerollt wird und in einem darauffolgenden zweiten Schritt die Geokunststoffmatte mit einer Flüssigkeit imprägniert wird, insbesondere mit einem Hartöl. Bei dieser Verwendungsweise wird die Geokunststoffmatte oder Geokunststoffbahn zunächst nahezu vollständig vorgefertigt, indem die Schichtlagen herstellt, zueinander angeordnet und miteinander verbunden werden und die solcherart vorgefertigte Geokunststoffmatte oder -bahn dann aufgerollt, um diese transportieren zu können. Nach erfolgtem Transport an den Einbauort wird die Geokunststoffmatte oder -bahn dann ausgerollt, um sie hierdurch zu verlegen und dann am Einbauort mit einer Flüssigkeit benetzt, die auf das weitere mechanische und/oder biologische Verhalten Einfluss nimmt. Durch diese Imprägnierung der Geokunststoffmatte oder -bahn erst zu einem zweiten Zeitpunkt, der dem Zeitpunkt der Produktion der Geokunststoffmatte oder -bahn nachfolgt, wird vermieden, dass sich die Eigenschaften der Geokunststoffmatte oder -bahn während einer etwaigen Lagerung oder einem Transport schon durch eine bereits erfolgte Imprägnierung mit der Flüssigkeit verändern können, sondern es wird erreicht, dass die gewünschten funktionellen und strukturellen Eigenschaftsbeeinflussungen durch die Flüssigkeit erst am Einbauort beginnen, folgend der dort stattfindenden Benetzung mit der Flüssigkeit.

Dabei ist zu verstehen, dass diese Imprägnierung auch in der Umhüllung von Faserkernsträngen bestehen kann, die in einer Vorproduktion zu einer Decklage, einer Verbindungsstruktur oder dergleichen in der Geokunststoffmatte oder -bahn verarbeitet wurden und die dann vor Ort mit einer zusätzlichen Beschichtung versehen werden, um das biologische Abbauverhalten und die mechanischen Eigenschaften vorteilhaft zu beeinflussen.

Die Benetzung/Imprägnierung kann insbesondere solcherart erfolgen, dass sie in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen am Einbauort, die zuvor gemessen wurden, ausgewählt wird, beispielsweise indem eine Schichtdicke an solche Umgebungsbedingungen angepasst wird oder indem die Flüssigkeit, mit der die Imprägnierung erfolgt, aus mehreren, unterschiedlichen zur Verfügung stehenden Flüssigkeiten ausgewählt wird oder daraus gemischt wird. Die Umgebungsbedingungen, welche diese Auswahl oder Imprägnierungsintensität beeinflussen können, sind beispielsweise ein Feuchtigkeitsgehalt des Bodens, ein pH-Wert des Bodens, eine Konzentration von dem biologischen Abbauprozess beschleunigenden oder verlangsamenden Stoffen in dem Boden, die Intensität der UV-Strahlung am Einbauort und andere Einflussfaktoren. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass bei diesen Verwendungsarten mit Vorbenetzung der Zeitpunkt, ab dem das Quell-Abbau-Verhältnis bestimmt wird und in den genannten Bereichen liegt, ab Imprägnierung der Geokunststoffmatte zu bestimmen ist, auch wenn die Flüssigkeit, mit derdie Imprägnierung erfolgt, einen biologischen Abbau möglicherweise noch nicht auslöst.

Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Fortbildung der erfindungsgemäßen Verwendung kann vorgesehen werden, dass die Geokunststoffmatte zu einem ersten Zeitpunkt vor der Verlegung mit einer Flüssigkeit imprägniert wird, die ein Vorquellen der Mittelfüllschicht bewirkt und in einem hierauf folgenden zweiten Zeitpunkt an einem Einbauort in eine Einbaulage eingebaut wird und in der Einbaulage durch Flüssigkeitszufuhr, insbesondere aus dem umgebenden Erdreich, nachquillt. Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Geokunststoffmatte oder -bahn bereits vor ihrer Verlegung mit einer Flüssigkeit imprägniert wird, die ein Vorquellen der Mittelfüllschicht bewirkt. Unter einem Vorquellen ist hierbei ein begrenztes Quellen zu verstehen, bei dem das Material der Mittelfüllschicht noch nicht seine maximale Quellfähigkeit ausschöpft, also noch nicht maximal aufquillt, sondern lediglich einen Teil dieser Quellfähigkeit ausschöpft. Ein solches Imprägnieren mit einer Flüssigkeit für dieses Vorquellen kann beispielsweise bereits bei der Produktion der Geokunststoffmatte oder -bahn erfolgen, kann aber auch alternativ in einer solchen Verwendungsweise erfolgen, dass zu einem ersten Zeitpunkt die Geo kunststoffmatte produziert wird, zu einem zweiten Zeitpunkt die Geokunststoffmatte für ein Vorquellen imprägniert wird, beispielsweise kurz vor der Auslieferung bzw. dem Transport der Geokunststoffmatte an den Einbauort, sodass Veränderungseffekte in der Geokunststoffmatte während einer etwaigen Lagerung zwischen Produktionszeitpunkt und Transportzeitpunkt hierdurch vermieden werden. Das Vorquellen kann in günstiger Weise befördern und dazu dienen, das initiale Quellverhalten der Geokunststoffmatte unmittelbar nach Einbau in den ersten Tagen oder Wochen positiv zu beeinflussen und dadurch ungünstige strukturelle Veränderungen oder mechanische Eigenschaftsveränderungen zu vermeiden.

Die Flüssigkeit, mit der die Geokunststoffmatte zu dem ersten Zeitpunkt imprägniert wird, kann dabei der Flüssigkeit entsprechen oder ähneln, die auch am Einbauort das Quellen verursacht, also beispielsweise in einer Imprägnierung mit Wasser bestehen. In anderen Anwendungsfällen kann aber die Flüssigkeit, mit der zu dem ersten Zeitpunkt imprägniert wird, auch verschieden von der Flüssigkeit sein, mit der die Geokunststoffmatte am Einbauort benetzt wird, also insbesondere eine andere Zusammensetzung aufweisen oder die Vorquellung begünstigende Zuschlagstoffe enthalten, die beispielsweise auch so wirken, dass ein Vorquellen gefördert, der biologische Abbau jedoch gehemmt oder verhindert wird, um einen vorzeitigen biologischen Abbau der Decklagen und der Verbindungsstruktur durch die Imprägnierung zum ersten Zeitpunkt zu verhindern.

Dabei ist dann bevorzugt vorgesehen, dass die Geokunststoffmatte nach der Imprägnierung zum ersten Zeitpunkt in einen transportfähigen Zustand gebracht wird, insbesondere hierzu aufgerollt oder gefaltet wird und dann an den Einbauort transportiert werden kann. Grundsätzlich ist es bevorzugt, für eine gleichmäßige Imprägnierung zum ersten Zeitpunkt diese vor dem Herstellen eines transportfähigen Zustands für die Geokunststoffmatte vorzunehmen, um zu vermeiden, dass die Geokunststoffmatte ortsaufgelöst unterschiedlich imprägniert wird.

Die erfindungsgemäße Verwendung kann weiter fortgebildet werden in der Nutzung der Geokunststoffmatte zur Herstellung einer Abdichtungsschicht am Grund eines Gewässers, oder in der Anwendung der Geokunststoffmatte zur Herstellung einer Abdichtung in einer Bodenschicht, indem die Geokunststoffmatte zu einem ersten Zeitpunkt auf dem Gewässergrund aufgelegt wird oder im Bereich des Gewässergrundes eingebaut wird bzw. in eine Bodenschicht eingebaut wird und wobei die obere Decklage der Geokunststoffmatte eine offene Porosität und als weitere Verbesserung die äußere Oberfläche der oberen Decklage eine nach außen weisende Rauigkeitsstruktur aufweist und die Geokunststoffmatte so auf dem Gewässergrund aufgelegt wird, dass die äußere Oberfläche der oberen Decklage nach oben weist, und wobei weiterhin die Mittelfüllschicht eine Durchlässigkeit zwischen 1x10 ^-5 bis 1x10 ^-9 m/s aufweist und dass in dem Gewässer oberhalb des Gewässers mitgeführte Partikel sich in der Porenstruktur, weiter günstig beeinflusst durch eine infolge der Rauigkeitsstruktur verminderte Fliessgeschwindigkeit und verminderte Schleppspannung, verfangen und durch die obere Decklage in die Mittelfüllschicht migrieren, sodass in der Mittelfüllschicht und der oberen Decklage abgelagerte Partikel aus dem Gewässer eine Dichtungsschicht bilden, welche zu einem zweiten Zeitpunkt, der nach dem biologischen Abbau der oberen Decklage liegt, eine ergänzende Abdichtungswirkung innerhalb der aufgequollenen Mittelfüllschicht und eine zusätzliche Abdichtungsschicht an der Stelle der abgebauten oberen Decklage bilden.

Gemäß dieser vorteilhaften Verwendung wird die Geokunststoffmatte solcherart eingesetzt, dass die Mittelfüllschicht zunächst einen gewisse Durchlässigkeitswert in einem definierten Wertebereich aufweist und hierdurch den Durchtritt von Flüssigkeit erlaubt. Diese Durchlässigkeit ist kombiniert mit einer offenen Porosität und folglich Durchlässigkeit der oberen Decklage und vorzugsweise ebenso der unteren Decklage, weiter verbessert durch eine nach außen weisenden Rauigkeitsstruktur der äußeren Oberfläche der oberen Decklage, die beispielsweise durch die typische Rauigkeit einer Vlieslage oder einer durch Weben, Stricken oder Wirken hergestellten geordneten Struktur der Decklage bereitgestellt werden kann. Hierdurch wird erreicht, dass die Mittelfüllschicht in einer ersten Phase nach dem Einbau von Flüssigkeit durchströmt wird und sich hierbei Partikel, die sich in der Flüssigkeit befinden, in der Mittelfüllschicht und der oberen oder unteren Decklage festsetzen können und hierdurch die Durchlässigkeit reduzieren. Diese Durchströmung und die damit verbundene Festsetzung von Partikeln aus der durchströmten Flüssigkeit in der Geokunststoffmatte bewirkt folglich eine allmähliche Abdichtung der Geokunststoffmatte in dieser ersten Phase nach dem Einbau, die kontinuierlich in einen Zustand übergeht, in dem die Durchlässigkeit so weit reduziert wird, dass kaum mehr oder keine Durchströmung mehr stattfindet und die Geokunststoffmatte zu diesem Zeitpunkt abgedichtet ist. Dieser Abdichtungseffekt durch Partikel am Einbauort während einer ersten Phase ist als sogenannte Kolmation bekannt und kann insbesondere durch den Aufbau der Geokunststoffmatte vorteilhaft für die Gesamteigenschaften genutzt werden. So ist es durch den Aufbau der Geokunststoffmatte in dieser Art und die Nutzung der Kolmation nicht erforderlich, dass die Mittelfüllschicht so stark aufquillt und mit einem so hohen Gegendruck gegen das Quellverhalten innerhalb der Geokunststoffmatte gearbeitet werden muss, dass alleine durch dieses Quellverhalten die gewünschte Dichtigkeit bereitstellt. Dies entlastet die Anforderungen an die Schälfestigkeit der oberen und unteren Decklage und der Verbindungsstruktur und ermöglicht es zudem, die Mittelfüllschicht so auszugestalten, dass sie nur ein begrenztes Quellverhalten aufweist, beispielsweise also auch die Mittelfüllschicht mit Zuschlagstoffen zu versehen, welche die Scherfestigkeit der Mittelfüllschicht erhöhen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Verwendung erlaubt es folglich, eine Mittelfüllschicht mit erhöhter Scherfestigkeit bereitzustellen, die mechanischen Anforderungen an die obere und untere Decklage und die Verbindungsstruktur zu reduzieren, auch hinsichtlich deren biologischen Abbauverhaltens und der daraus resultierenden Schälfestigkeit und gleichwohl eine sehr niedrige Durchlässigkeit im dauerhaften Einsatz der Geo kunststoffmatte zu erzielen.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Verwendung in solcher Weise erfolgt, dass vor dem Auflegen der Geokunststoffmatte auf dem Gewässergrund die Menge der in dem Gewässer mitgeführten Partikel pro Gewässervolumen als Partikelmengendichte ermittelt wird und die Geokunststoffmatte so ausgebildet ist, dass das Quell-Abbau-Verhältnis und/oder der Restschälfestigkeitsgrad und/oder die Dicke der oberen Decklage in Abhängigkeit dieser Partikelmengendichte ausgebildet ist, insbesondere so, dass das Quell-Abbau-Verhältnis umso kleiner ausgebildet wird, der Restschälfestigkeitsgrad umso größer ausgebildet ist und/oder die Dicke der oberen Decklage umso kleiner ausgebildet ist, je höher die Partikelmengendichte ist. Gemäß dieser Ausführungsform werden vor dem Einbau der Geokunststoffmatte Eigenschaften des Gewässers ermittelt, insbesondere die Menge der in dem Gewässer mitgeführten Partikel pro Gewässervolumen, also die Partikeldichte in dem Gewässer. Dies kann die Anzahl der Partikel umfassen, kann aber alternativ oder zusätzlich auch die Größe der Partikel umfassen, die in dem Gewässer mitgeführt werden. In Abhängigkeit von dieser ermittelten Kenngröße des Gewässers in Bezug auf die Partikelmenge wird die Geokunststoffmatte dann daran angepasst ausgebildet, wobei diese angepasste Ausbildung darin bestehen kann, dass die Eigenschaften der oberen Decklage und/oder die Eigenschaften der Mittelfüllschicht angepasst werden, um einen idealen Kolmationseffekt zu erzielen und die Geokunststoffmatte hieran ideal anzupassen. So kann in Gewässern, in denen besonders viele Partikel mitgeführt werden, eine Mittelfüllschicht mit geringerem Quellhebungsgrad in der Geo kunststoffmatte eingesetzt werden als bei Gewässern, die nur eine geringe Partikeldichte aufweisen. In gleicherweise können die Eigenschaften der oberen Decklage angepasst werden, also beispielsweise bei Gewässern, die eine hohe Partikeldichte aufweisen, auch ein schneller biologischer Abbau mit entsprechend hohem Schälfestigkeitsreduktionsgrad verwendet werden, da in diesem Fall mit einer schnellen Abdichtungswirkung durch den Kolmationseffekt zu rechnen ist und folglich ein Gegendruck gegen das Aufquellen der Mittelfüllschicht keine so große Rolle spielt wie bei Gewässern mit geringer Partikelkonzentration, die für eine gute Abdichtungswirkung der Geokunststoffmatte ein solches Aufquellverhalten benötigen. Weiter kann die Oberfläche der Decklage hinsichtlich der Rauigkeitsstruktur so angepasst werden, dass in Abhängigkeit der gewässerspezifischen Strömungsverhältnisse und Schleppspannung an der Oberfläche der Matte eine Ablagerung und Einlagerung von Partikeln in die Matte zuverlässig stattfinden kann.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Geokunststoffmatte, mit den Schritten: Bereitstellen einer ersten Geokunststofflage, Aufbringen einer Mittelfüllschicht aus einem Füllschichtmaterial, das ein quellfähiges Material umfasst, auf die erste Geokunststofflage, wobei das Füllschichtmaterial ein Quellverhalten aufweist, Auflegen einerzweiten Geokunststofflage auf die Mittelfüllschicht, Verbinden der ersten mit der zweiten Geokunststofflage durch die Mittelfüllschicht hindurch mittels einer Verbindungsstruktur, insbesondere durch Vernadeln, bei dem als erste Geokunststofflage eine Lage aus einem ersten biologisch abbaubaren Material bereitgestellt wird und als zweite Geokunststofflage eine Lage aus einem zweiten biologisch abbaubaren Material aufgelegt wird, wobei die obere und untere Decklage durch das Verbinden eine durch eine Schälfestigkeit charakterisierte Verbindung zueinander aufweisen, die zu dem vorbestimmten Zeitpunkt nach Beginn des biologischen Abbauprozesses durch einen Restschälfestigkeitsgrad charakterisiert ist, der durch die Quadratzahl eines Quotienten aus einer reduzierten Schälfestigkeit, welche die obere und untere Decklage und die Verbindungsstruktur zu dem vorbestimmten Zeitpunkt aufweist, zu einer Ausgangsschälfestigkeit, welche die obere und untere Decklage und die Verbindungsstruktur vor Beginn eines biologischen Abbauprozesses aufweist, , gebildet wird, wobei der Restschälfestigkeitsgrad in einem Kompostierungsversuch durch vollständiges Einlegen der Geokunststoffmatte in Kompost und Kompostierung in einem Temperaturbereich, der über 25°C und unter 65°C liegt, bis zu dem vorbestimmten Zeitpunkt und Messung der Schälfestigkeit in einem Schälversuch vor dem Einlegen und zu dem vorbestimmten Zeitpunkt nach Entnahme aus dem Kompost ermittelt wird, und wobei das Quellverhalten durch einen Quellhebungsgrad charakterisiert ist, der durch den Quotienten aus dem Volumen des Füllschichtmaterials einschließlich des darin aufgenommenen Wassers an dem vorbestimmten Zeitpunkt zu einem Ausgangsvolumen des Füllschichtmaterials vor Quellbeginn, gebildet wird, wobei der Quellhebungsgrad durch vollständiges Eintauchen einer Füllschichtmateriallage in ein Wasserbad und Belasten der Füllschichtmateriallage mit einem Druck von 4,5 N/m ² ermittelt wird, und bei der ein Quell- Abbau-Verhältnis, das gebildet ist aus dem Quellhebungsgrad dividiert durch den Restschälfestigkeitsgrad innerhalb der ersten Woche nach dem zeitgleichen Beginn des Quellprozesses und des biologischen Abbauprozesses in einem Bereich zwischen 1 und 5 liegt und innerhalb jedes vorbestimmten Zeitpunkts ab dem Anfang des zweiten bis zum Ende des dritten Monats nach Quell- und Abbaubeginn in einem Bereich zwischen 1 ,5 und 25, vorzugsweise in einem Bereich mit einer Untergrenze von 2 und/oder einer Obergrenze von 15 liegt.

Bezüglich des Herstellungsverfahrens ist zu verstehen, dass die Eigenschaften der Geokunststoffmatte hinsichtlich des Restschälfestigkeitsgrades und des Quellhebegrades und des daraus gebildeten Quell-Abbau-Verhältnisses über die Zeit und ihrer Höhe nach so ausgebildet sein könne, wie zuvor in Bezug auf die Geokunststoffmatte erläutert.

Weiter kann die Herstellung einer spezifischen Rauigkeitsstruktur der Oberfläche durch das Auflegen eines Strukturmaterials, mit einer dem Abbauverhalten der ersten oder zweiten Decklage oder einer dritten Abbaurate, und das Vernadeln des Strukturmaterials mit den Geokunststofflagen erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere zur Herstellung einer Geokunststoffmatte mit den zuvor beschriebenen Eigenschaften dienen und erlaubt es, eine Geokunststoffmatte bereitzustellen, welche am Einbauort für die zuvor beschriebene Verwendung geeignet ist.

Dabei ist zu verstehen, dass die in dem Verfahren durchgeführten Schritte bevorzugt zu den zuvor erläuterten strukturellen und funktionellen Eigenschaften und Vorteilen der erfindungsgemäßen Geokunststoffmatte führen und die zuvor erläuterte Verwendung ermöglichen. Insoweit wird in Bezug auf diese Verfahrensschritte Bezug genommen auf die vorherige Erläuterung der entsprechenden Eigenschaften und Vorteile.

Dabei kann das zuvor erläuterte Verfahren und die zuvor erläuterte erfindungsgemäße Weiterbildung des Verfahrens bevorzugt so fortgebildet werden, dass das erste und/oder das zweite biologisch abbaubare Material in Faserform ausgebildet ist, insbesondere als Fasern, die einen Faserkernstrang aus einem ersten biologisch abbaubaren Material und eine den Faserkernstrangumhüllung aus einem zweiten biologisch abbaubaren Material aufweisen, wobei das erste biologisch abbaubare Material eine erste biologische Abbaurate aufweist, die höher ist als eine zweite biologische Abbaurate des zweiten biologisch abbaubaren Materials. Gemäß dieser Verfahrensfortbildung wird das erste und/oder das zweite biologisch abbaubare Material aus Fasern ausgebildet, die zweischichtig aufgebaut sind, also einen Faserkernstrang und eine Faserkernstrangumhüllung aufweisen, wobei die Faserkernstrangumhüllung bereits vor Herstellung der jeweiligen Lagen oder der Verbindungsstruktur aus den Fasern vorhanden sein kann oder nachträglich in dem Produktionsverfahren aufgebracht werden kann oder auch erst vor Ort am Einbauort aufgebracht werden kann. Diesbezüglich wird Bezug genommen auf die vorherige Erläuterung von entsprechenden Fasern im Einsatz in der erfindungsgemäßen Geokunststoffmatte oder einer entsprechenden Geokunststoffbahn.

Das Verfahren kann weiter fortgebildet werden, indem aus den Faserkernsträngen in einem ersten Schritt die erste und/oder die zweite Decklage hergestellt wird und in einem darauffolgenden zweiten Schritt die Faserkernstränge in der ersten und/oder zweiten Decklage mit der Faserkernstrangumhüllung umhüllt werden. Gemäß dieser Fortbildung wird die Faserkernstrangumhüllung erst nach Herstellung der Decklage aus den Faserkernsträngen aufgebracht und hierdurch eine umfassende Beschichtung der Faserkernstränge, auch an etwaigen stirnseitigen Schnittkanten, erzielt. Auch diesbezüglich wird auf die vorherige Beschreibung Bezug genommen.

Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die obere und/oder die untere Decklage, die Mittelfüllschicht oder die gesamte Geokunststoffmatte mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit einer aushärtenden Flüssigkeit wie einem Hartöl, imprägniert werden. Dieser Produktionsschritt einer Imprägnierung mit einer Flüssigkeit wie einem Hartöl kann wiederum unmittelbar bei der Produktion der Geokunststoffmatte am Produktionsstandort erfolgen, kann aber auch erst nachfolgend, also beispielsweise unmittelbar vor dem Transport der Geokunststoffmatte zu einem Einbauort oder nach dem Transport der Geokunststoffmatte an den Einbauort, beispielsweise bereits bei ausgelegter Geokunststoffmatte, erfolgen. Die zuvor erläuterten Vorteile einer zeitversetzten Imprägnierung mit der Flüssigkeit gelten diesbezüglich auch für das erfindungsgemäße Verfahren.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn beim Aufbringen der Mittelfüllschicht zusätzlich ein nicht quellfähiger Zuschlagstoff, insbesondere Sand aufgebracht wird. Durch das Aufbringen eines nicht quellfähigen Zugschlagstoffes kann einerseits das Quellverhalten der Mittelfüllschicht beeinflusst werden, beispielsweise, um Kolmationswirkung zu befördern, andererseits wird die Scherfestigkeit der Mittelfüllschicht erhöht und hierdurch die Eignung der Geokunststoffmatte zum Einbau in schubbelasteten Einbausituationen, wie beispielsweise an Hanglagen, verbessert, was insbesondere nach biologischem Abbau der oberen und unteren Decklage und der Verbindungsstruktur sich vorteilhaft auswirkt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug auf die anliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische, perspektivische und teilgeschnittene sowie teilweise nach Schichtlagen aufgefächerte Darstellung einer erfindungsgemäßen Geoku nststoffmatte ,

Figur 2 eine quergeschnittene Längsansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Geokunststoffmatte,

Figur 3 eine perspektivische, geschnittene Ansicht einer Faser zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Geokunststoffmatte,

Figur 4 eine zweite Ausführungsform einer Faser zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Geokunststoffmatte in einer längsgeschnittenen Seitenansicht,

Figur 5 ein schematisches Diagramm des Verlaufs der Schälfestigkeit und der Quellung über die Zeit einer erfindungsgemäßen Geokunststoffmatte.

Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Geokunststoffmatte aus insgesamt fünf Lagen aufgebaut. Die oberste Lage ist eine erste Dichtungslage 10, die aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff als flüssigkeitsdichte Folie hergestellt ist und die obere Fläche der Geokunststoffmatte als Fluidbarriere abdeckt.

Unterhalb und benachbart zu dieser oberen Dichtungslage 10 ist eine obere Decklage in Form einer Vlieslage 20 angeordnet. Diese Vlieslage ist aus ungeordnet verlegten Fasern aufgebaut und weist typischerweise eine Dicke auf, die größer ist als die Dichtungslage 10, insbesondere um das Drei- bis Zehnfache größer als die Dicke der Dichtungslage 10.

Unterhalb und benachbart zur oberen Decklage 20 ist eine Mittelfüllschicht in Gestalt einer Schichtsilikatlage aus Natriumbentonit angeordnet. Die Dicke dieser Mittelfüllschicht 30 ist größer als die Dicke der Vlieslage 20, typischerweise um den Faktor 5 bis 20 größer als die Dicke der Vlieslage 20. Diese Mittelfüllschicht ist zusammengesetzt aus einem Gemisch aus Natriumbentonit-Partikeln und Sandpartikeln und kann anwendungsbedingt imprägniert sein z.B. mit einem Leinöl. Die Mittelfüllschicht ist durch diese Zusammensetzung in der Lage, eine Grundfestigkeit und Grundwasserundurchlässigkeit initial aufzuweisen und diese Festigkeit und Wasserundurchlässigkeit durch Aufquellen des Natriumbentonits in der Zusammensetzung mit umgebender Feuchtigkeit wie beispielsweise Bodenfeuchte weiter zu erhöhen. Das Natriumbentonit wandelt sich durch diesen Quellvorgang in Calciumbentonit um, was eine Verfestigung der Mittelfüllschicht bewirkt. Es ist zu verstehen, dass die Mittelfüllschicht auch in anderer Weise zusammengesetzt sein kann und auch dann eine Ausgangsgrundfestigkeit und Ausgangsgrunddichtigkeit aufweist, die durch Aufquellen aus umgebender Feuchtigkeit sich erhöhen kann. So kann beispielsweise die Mittelfüllschicht ausschließlich aus einem quellfähigen Material wie einem Bentonit oder einem Schichtsilikat zusammengesetzt sein oder es können andere Zuschlagstoffe als Sand eingesetzt werden. Eine Imprägnierung mit Leinöl kann durch andere Flüssigkeiten wie z.B. Hartöle ersetzt oder ergänzt werden öder es kann auf eine solche Imprägnierung verzichtet werden.

Unterhalb der Mittelfüllschicht 30 ist eine zweite Dichtungslage 40 angeordnet, die übereinstimmend zur ersten Dichtungslage 10 ausgebildet ist. Die erste Dichtungslage 10 und die zweite Dichtungslage 40 verhindern, dass aus den umgebenden Bodenschichten quellbeschleunigende oder quellbehindernde Wirkstoffe unmittelbar nach Einbau der Geokunststoffmatte in die Mittelfüllschicht gelangen und hierdurch das Quellverhalten nachteilig beeinflussen.

Schließlich ist unterhalb und benachbart zur zweiten Dichtungslage 40 eine Geotextillage 50 angeordnet, die aus gewebten Fasern zusammengesetzt ist. Die Fasern in der Geotextillage 50 sind folglich in geordneter Weise zueinander ausgerichtet, hier in einem rechtwinkligen Gittermuster, und sorgen für eine gute Längs- und Querbelastbarkeit der Geokunststoffmatte.

Die gesamte Geokunststoffmatte ist durch eine Vernadelung 11 in Dickenrichtung, also senkrecht zu ihrer Längs- und Quererstreckung, zueinander fixiert. Die Vernadelungsfixierung umfasst eine Vielzahl von einzelnen Vernadelungen, die flächig über die gesamte Geokunststoffmatte verteilt sind und beispielsweise in Spalten und Reihen oder pseudozufällig zueinander angeordnet sein können. Durch diese Vernadelung wird die obere mit der unteren Decklage flächig verbunden und der Verbund aus oberer und unterer Decklage und Vernadelung weist daher einen Widerstand gegen Abschälen der oberen Decklage oder der unteren Decklage aus dem Verbund auf, also eine Schälfestigkeit.

Die Vernadelung kann fertigungstechnisch bewirkt werden, indem eine Nadel mit Widerhaken senkrecht durch die Geokunststoffmatte gestochen wird und hierdurch Fasern aus der Vlieslage 20 und/oder der Geotextillage 50 mitnimmt und diese Fasern senkrecht durch die Geokunststoffmatte zieht. Diese Fasern verhaken sich hierbei in der Geotextillage 50 und der Vlieslage und können auch zusätzlich in den Dichtungslagen 10 und 40 verhakt werden. Dieses Verhaken und Umschlingen kann durch eine Verschweißung oder eine Knötchenbildung zusätzlich verstärkt werden, um die Befestigung durch die Vernadelung zu verstärken. Anstelle einer solchen Vernadelung können auch andere Methoden zur Fixierung der Schichtlagen in der Geokunststoffmatte zueinander eingesetzt werden, beispielsweise kann die Geo kunststoffmatte vernäht werden, indem beispielsweise im gleichen Muster wie die Vernadelung ein Vernähen mit einer Faser erfolgt und hierdurch der Nähfaden senkrecht an den mehreren Punkten durch die Geokunststoffmatte geführt wird und die Schichten hierdurch zueinander fixiert und stabilisiert. Für die Anwendung in Gerinnen und Gewässern unter Einbeziehung von Kolmationseffekten kann die Schicht 10 ersetzt werden durch eine oberflächliche Rauigkeitsstruktur und die Schicht 40 kann entfallen, um eine initiale Durchströmung zu erreichen.

Es ist zu verstehen, dass die Geokunststoffmatte sich in einer Längsrichtung LR und einer Querrichtung QR erstreckt und insbesondere entlang der Längsrichtung LR aufgewickelt werden kann. Die Ränder der Geokunststoffmatte können hierbei solcherart abgedichtet sein, dass die erste Dichtungslage 10 und die Vlieslage 20 sowie die untere Dichtungslage 40 und die Textillage 50 in Querrichtung gesehen seitlich über die Mittelfüllschicht hinausstehen und diese hinausstehenden Bereiche miteinander vernäht sind, um die Mittelfüllschicht auch seitlich einzuschließen.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Geokunststoffmatte in einer quergeschnittenen Längsansicht. Auch hier ist eine Mittelfüllschicht 130 zentral angeordnet. Oberhalb und unterhalb jeweils benachbart zu dieser Mittelfüllschicht ist eine erste Dichtungslage 110 und eine zweite Dichtungslage 140 angeordnet, die folglich abweichend von der ersten Ausführungsform der Fig. 1 unmittelbar benachbart zur Mittelfüllschicht platziert sind. Oberhalb der ersten Dichtungslage ist dann als obere Decklage eine Vlieslage 120 angeordnet und unterhalb der zweiten Dichtungslage 140 ist als untere Decklage einer Textillage 150 angeordnet. Wiederum sind die einzelnen Lagen der Geo kunststoffmatte durch eine Vernadelung 111 zueinander fixiert und befestigt; weiterhin ist zu erkennen, dass in Querrichtung seitlich die obere Decklage, die erste Dichtungslage, die zweite Dichtungslage und die untere Decklage überstehen und entlang eines Seitenrandes miteinander vernäht oder vernadelt sind, um die Mittelfüllschicht auch seitlich abzuschließen.

Fig. 3 zeigt eine Faser, aus der die Verbindungsstruktur, beispielsweise als Vernadelung 11 , die Vlieslage 20, 120 oder die Textillage 50, 150 ausgebildet sein kann oder welche in einer solchen Schicht umfasst sein kann. Die Faser umfasst einen Faserkernstrang 210, welcher aus einem ersten biologisch abbaubaren Material besteht. Um den Faserkernstrang ist als zylindrische Umhüllung eine Faserkernstrangumhüllung 220 angeordnet, die aus einem zweiten biologisch abbaubaren Material besteht. Das erste biologisch abbaubare Material weist eine höhere Festigkeit und eine schnellere biologische Abbaurate auf als das zweite biologisch abbaubare Material. Wird die so zweischichtig aufgebaute Faser einem biologischen Abbauprozess zugeführt und soll hierbei zugleich über einen begrenzten Zeitraum noch mechanische Lasten aufnehmen, so ergibt sich hierbei ein günstiger Verlauf der mechanischen Belastbarkeit dieser Faser. In diesem Verlauf wird die mechanische Belastbarkeit zunächst nur geringfügig oder gar nicht reduziert, weil sich ausschließlich die Faserkernstrangumhüllung biologisch abbaut, die für die mechanischen Eigenschaften keinen maßgeblichen Beitrag leistet. Erst nach Abbau der Faserkernstrangumhüllung 220 wird dann auch der Faserkernstrang 210 abgebaut, was zu einer dann raschen Reduktion der mechanischen Festigkeit dieser Faser führt.

Fig. 4 zeigt eine längsgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen kurz- oder mittellangen Faser. Diese Faser umfasst ebenfalls einen Faserkernstrang 310, der von einer Faserkernstrangumhüllung 320 umhüllt ist. Faserkernstrang und Faserkernstrangumhüllung 310, 320 sind hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften und ihrer biologischen Abbaurate in ähnlicher Weise ausgebildet wie bei der zuvor erläuterten Ausführungsform gemäß Fig. 3. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, umhüllt die Faserkernstrangumhüllung 320 den Faserkernstrang 310 allseitig, das heißt, auch an den Stirnseiten. Dies wird erreicht, indem die Faserkernstrangumhüllung erst nach Verarbeitung und Zuschnitt des Faserkernstrangs 310 aufgetragen wird und hierdurch eine für das biologische und mechanische Abbauverhalten günstige allseitige Umhüllung erzielt wird.

Fig. 5 zeigt schematisch den Verlauf der Schälfestigkeit S(t) eines Verbunds aus zwei miteinander vernadelten Vlieslagen, die aus Fasern gemäß Fig. 3 oder Fig. 4 aufgebaut ist und folglich Fasern umfasst oder aus diesen besteht, die einen Faserkernstrang und eine Faserkernstrangumhüllung aufweisen. Wie man aus dem Verlauf dieser Kurve erkennen kann, fällt die Kurve zunächst über einen ersten Zeitraum nur geringfügig ab, was folglich einer nur geringen Zugfestigkeitsverringerung entspricht. Erst zu einem Zeitpunkt t, zu dem sich die Faserkernstrangumhüllung weitestgehend vollständig biologisch abgebaut hat, fällt die Schälfestigkeit des Verbunds dann steiler ab, weil sich ab diesem Zeitpunkt t der Faserkernstrang biologisch abbaut und hierdurch die durch ihn maßgeblich beeinflusste Schälfestigkeit der Faser reduziert wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Schälfestigkeit des Verbunds insgesamt durch den biologischen Abbau der Fasern in der oberen und unteren Decklage und der Verbindungsstruktur, also der Vernadelung, beeinflusst. Es ist zu verstehen, dass in anderen Verbundsystemen auch isoliertes Abbauverhalten den Abfall der Schälfestigkeit maßgeblich oder alleinig beeinflussen können, beispielsweise dann, wenn eine nicht biologisch abbaubare Verbindungsstruktur zwei Decklagen miteinander verbindet, von denen eine oder beide biologisch abbaubar sind, wie beispielsweise durch Vernähen erreichbar. In diesem Fall wird die Schälfestigkeit nur von der Verankerungsfestigkeit der Verbindungsstruktur in der biologisch abbaubaren Decklage beeinflusst.

In Fig. 5 ist weiterhin das Quellverhalten einer Mittelfüllschicht dargestellt, in Form der Kurve Q(t) als Quellhebungsgrad der Mittelfüllschicht. Wie ersichtlich, nimmt die Mittelfüllschicht nach einer anfänglichen kurzen Verzögerung zunächst schnell an Volumen zu, was einem raschen ersten Aufquellen entspricht, um dann in eine langsamere Volumenzunahme entsprechend einem langsameren Aufquellen überzugehen, das sich dann asymptotisch einem finalen Aufquellzustand annähert.

Aus Fig. 5 ist weiterhin ablesbar, dass eine Geokunststoffmatte, die als obere und untere Decklage eine Schichtlage aufweisen würde, die aus Fasern hergestellt sind, die das Schälfestigkeitsverhalten gemäß S(t) aufweisen würden und die auch mit solchen Fasern vernadelt sind, durch eine Mittelfüllschicht mit einem Quellverhalten gemäß Q(t), während des maßgeblichen Teils des Aufquellens der Mittelfüllschicht noch eine hohe Schälfestigkeit aufweisen würde und folglich dem Quelldruck einen ausreichend hohen Gegendruck entgegensetzen könnte, um eine angestrebte gute Homogenisierung und Entfernung der Luftporen der Mittelfüllschicht durch das Quellen zu erzielen. Erst nachdem die Quellung weitestgehend abgeschlossen ist und nur noch geringfügige Volumen- und Gewichtszunahmen der Mittelfüllschicht durch ein Restaufquellen stattfinden, sind die biologisch abbaubaren Fasern der oberen und unteren Decklage und der Vernadelung dann in der Phase des raschen biologischen Abbaus und folglich der raschen Reduktion der Schälfestigkeit - also einem hohen Schälfestigkeitsreduktionsgrad. Zu diesem Zeitpunkt muss kein maßgeblicher Gegendruck gegen ein Aufquellen mehr aufgebracht werden, sondern die Geokunststoffmatte profitiert dann von einer bereits in günstiger Weise aufgequollenen und dichtenden Mittelfüllschicht.

Die Berechnung des Quell-Abbau-Verhältnisses ist nachfolgend anhand von vier Beispielen näher konkret erläutert:

1.) Volumen der im Quellhebeversuch unter einer Last von 45Pa aufquellenden Mittelfüllschicht nach einer Woche Quellzeit ist 40 Liter, nach drei Monaten 50 Liter. Das Volumen vor Beginn des Quellens war 20 Liter. Dies ergibt eine Verdoppelung des Volumens innerhalb einer Woche, also einen Quellhebungsgrad 2 und einen Quellhebungsgrad von 2,5 nach drei Monaten; Die Schälfestigkeit zu Beginn des Kompostierungsversuchs ist 120N/10cm, diese bleibt quasi unverändert innerhalb der ersten Woche und die Schälfestigkeit nach drei Monaten Kompostierung ist 90N/10cm. Dies ergibt eine 25%ige Reduktion der Schälfestigkeit nach drei Monaten, also eine Restschälfestigkeitsgrad 0,56. Hieraus resultiert ein Quell-Abbau-Verhältnis von 2 nach einer Woche und ein Quell-Abbau-Verhältnis von 4,4 nach drei Monaten.

2.) Volumen der im Quellhebeversuch unter einer Last von 45Pa aufquellenden Mittelfüllschicht nach einer Woche Quellzeit ist 60 Liter, nach drei Monaten 80 Liter und steigt dann nicht mehr relevant an. Das Volumen vor Beginn des Quellens war 20 Liter. Dies ergibt eine Verdreifachung des Volumens innerhalb einer Woche, also einen Quellhebungsgrad 3 und einen Quellhebungsgrad 4 nach drei und mehr Monaten; Die Schälfestigkeit zu Beginn des Kompostierungsversuchs ist 120N/10cm, diese reduziert sich auf 1 15N/10cm innerhalb der ersten Woche, die Schälfestigkeit nach drei Monaten Kompostierung ist 60N/10cm und fällt bis zum zwölften Monat auf 40N/10cm. Dies ergibt eine ca. 4%ige reduktion auf einen Restschälfestigkeitsgrad von 0,96 innerhalb der ersten Woche , eine 50%ige Reduktion der Schälfestigkeit nach drei Monaten, also eine Restschälfestigkeitsgrad 0,25 und einen Restschälfestigkeitsgrad von 0,1 nach zwölf Monaten. Hieraus resultiert ein Quell-Abbau-Verhältnis von 3,1 nach einer Woche, das nach drei Monaten auf 16 und nach zwölf Monaten auf 36 steigt.

3.) Volumen der im Quellhebeversuch unter einer Last von 45Pa aufquellenden Mittelfüllschicht nach einer Woche Quellzeit ist 30 Liter, nach drei Monaten 40 Liter und nach zwölf Monaten ebenfalls 40 Liter. Das Volumen vor Beginn des Quellens war 20 Liter. Dies ergibt einen Quellhebungsgrad 1 ,5 nach einer Woche und einen Quellhebungsgrad von 2 nach drei und nach zwölf Monaten; Die Schälfestigkeit zu Beginn des Kompostierungsversuchs ist 120N/10cm, diese bleibt quasi unverändert innerhalb der ersten Woche und die Schälfestigkeit nach drei Monaten Kompostierung ist 90N/10cm und fällt bis zum zwölften Monat auf 60N/10cm. Dies ergibt nach drei Monaten eine Restschälfestigkeitsgrad von 0,56 und eine Restschälfestigkeit von 0,25 nach zwölf Monaten. Hieraus resultiert ein Quell-Abbau-Verhältnis von 1 ,5 nach einer Woche, das nach drei Monaten auf 3,6 und nach zwölf Monaten auf 8 steigt.

4.) Volumen der im Quellhebeversuch unter einer Last von 45Pa aufquellenden Mittelfüllschicht nach einer Woche Quellzeit ist 40 Liter, nach drei Monaten 60 Liter und nach zwölf Monaten 80 Liter. Das Volumen vor Beginn des Quellens war 20 Liter. Dies ergibt einen Quellhebungsgrad 2 nach einer Woche und einen Quellhebungsgrad von 3 nach drei Monaten und von 4 nach zwölf Monaten; Die Schälfestigkeit zu Beginn des Kompostierungsversuchs ist 120N/1 Ocm, diese reduziert sich auf 110N/10cm innerhalb der ersten Woche, die Schälfestigkeit nach drei Monaten Kompostierung ist 40N/10cm und fällt bis zum zwölften Monat auf 20N/10cm. Dies ergibt nach einer Woche einen Restschälfestigkeitsgrad von 0,84, nach drei Monaten einen Restschälfestigkeitsgrad von 0,1 1 und eine Restschälfestigkeit von 0,03 nach zwölf Monaten. Hieraus resultiert ein Quell-Abbau-Verhältnis von 2,4 nach einer Woche, das nach drei Monaten auf 27 und nach zwölf Monaten auf 133 steigt.

In den vorliegenden Beispielen stellen die Beispiele 1 , 2 und 3 folglich Geokunststoffmatten dar, die erfindungsgemäße besonders bevorzugte Eigenschaften aufweisen und ein gutes Abdichtverhalten erzielen. Die Geokunststoffmatte nach Beispiel 4 weist ein schnelles Aufquellverhalten in Bezug auf einen raschen biologischen Abbau und damit einhergehenden Verlust der Schälfestigkeit auf, diese erfindungsgemäße

Geokunststoffmatte wird zwar möglicherweise noch unter einer starken Belastung durch eine darüberliegende Bodenschicht ein gutes Abdichtverhalten erreichen, eignet sich aber weniger gut, wenn eine solche Gewichtsbelastung zur Kompensation des raschen biologischen Abbaus nicht vorhanden ist, weil dann zu wenig Quellgegendruck vorherrscht, um eine gute Abdichtung zu erzielen.