Eine Geomembran ist eine flächige, praktisch wasserundurchlässige Dichtungsbahn aus Kunststoff oder Elastomer, die im Erd- und Wasserbau als Kunststoffdichtungsbahn (KDB) eingesetzt wird. Sie dichtet Rückhaltebecken, Löschwasserteiche, Kanäle und Deponien gegen Sickerverluste und Stoffeinträge ab und wirkt anders als mineralische Dichtungen nicht über eine geringe Durchlässigkeit, sondern als geschlossene Barriere. Maßgebend für die Auswahl sind Werkstoff, Dicke, chemische Beständigkeit und Fügetechnik; Anforderungen an Bahnen für Stauanlagen und Deponien enthalten unter anderem DIN EN 13361 und DIN EN 13493. Nähte werden geschweißt und lückenlos auf Dichtheit geprüft.
Kunststoffdichtungsbahn: Begriff und Systemaufbau
Der Begriff Geomembran umfasst die im Regelwerk als geosynthetische Dichtungsbahnen bezeichneten Produkte, im deutschen Sprachgebrauch häufig verkürzt auf Kunststoffdichtungsbahn oder KDB. Eine Geomembran ist nie ein Einzelbauteil, sondern Teil eines Dichtungssystems: Es besteht aus tragfähigem, verdichtetem und steinfreiem Planum, einer unteren Schutz- und Trennlage, der Dichtungsbahn selbst, einer oberen Schutzlage sowie einer Auflast oder Verankerung, die die Bahn gegen Wind, Auftrieb und Abrutschen sichert. An den Rändern wird die Bahn in einem Ankergraben eingebunden, Durchdringungen durch Rohre und Einbauteile erhalten Flansch- oder Manschettenkonstruktionen.
Abzugrenzen ist die Geomembran von der geosynthetischen Tondichtungsbahn, der Bentonitmatte. Diese wirkt über quellfähiges Natriumbentonit zwischen zwei Geotextilien, benötigt Hydratation und Auflast und erreicht eine sehr geringe, aber messbare Durchlässigkeit. Die Geomembran dagegen ist bei intakter Bahn und dichten Nähten für praktische Belange undurchlässig, reagiert dafür jedoch empfindlicher auf mechanische Verletzung und erfordert einen sorgfältigen Fügeprozess.
Werkstoffe und Dicken
Die Werkstoffwahl folgt aus Beanspruchung, Untergrundbewegung, chemischer Belastung und geforderter Nutzungsdauer. Übliche Dicken liegen zwischen 1,0 mm und 2,5 mm; für Dichtungen mit hoher Schutzfunktion und starker Beanspruchung werden die oberen Werte des Bereichs verwendet, dünnere Bahnen bleiben untergeordneten Anwendungen vorbehalten.
| Werkstoff | Übliche Dicke | Eigenschaften und Einsatz |
|---|---|---|
| HDPE, Polyethylen hoher Dichte | 1,5 mm bis 2,5 mm | hohe chemische Beständigkeit, steif, gut schweißbar, Standard für Deponien und große Becken |
| LLDPE, lineares Polyethylen niedriger Dichte | 1,0 mm bis 2,0 mm | dehnfähiger als HDPE, verträgt Setzungen und komplexe Geometrien besser |
| PVC-P, weichmacherhaltiges Polyvinylchlorid | 1,0 mm bis 2,0 mm | sehr flexibel, faltbar, einfache Detailausbildung, begrenzte Beständigkeit gegen bestimmte Medien |
| EPDM, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk | 1,0 mm bis 1,5 mm | elastomer, hohe Dehnfähigkeit und Kältebeständigkeit, Fügen überwiegend durch Verkleben |
Fügetechnik und Dichtheitsprüfung
Die Naht ist die kritische Stelle jedes Dichtungssystems. Regelausführung bei thermoplastischen Bahnen ist die Doppelnahtschweißung mit dem Heizkeilautomaten: Zwei parallele Schweißspuren schließen einen durchgehenden Prüfkanal ein, der nach dem Schweißen an den Enden verschlossen und mit Druckluft beaufschlagt wird. Hält der Druck über die festgelegte Prüfzeit, sind beide Spuren dicht. Details wie Anschlüsse, Flicken und Durchdringungen werden mit dem Extrusionsschweißgerät gefügt und weisen keinen Prüfkanal auf; sie werden deshalb mit der Vakuumglocke oder mit Funkenprüfung kontrolliert. Vor Beginn der Arbeiten sind Probeschweißungen anzufertigen und im Schäl- und Scherversuch zu bewerten, ergänzt um eine Protokollierung von Temperatur, Vorschub und Anpressdruck über den gesamten Verlegetag.
Für die Gesamtfläche kommen ergänzende Verfahren infrage. Geoelektrische Dichtheitskontrollsysteme lokalisieren Fehlstellen über Potenzialmessung, wenn die Bahn zwischen leitfähigen Schichten liegt; sie werden vor allem bei Deponien und bei hohen Anforderungen an die Nachweisführung eingesetzt. Sinnvoll ist außerdem eine visuelle Abnahme der Fläche vor dem Aufbringen der Schutzschicht sowie eine Dokumentation aller Nahtprotokolle mit Lageplan, da spätere Reparaturen ohne diese Unterlagen aufwendig zu verorten sind.
Schutzschichten, Anwendungen und Abgrenzung zur Bentonitmatte
Über und unter der Bahn sind Schutzlagen erforderlich, weil punktuelle Lasten aus Steinen, Wurzeln oder Bauverkehr die häufigste Schadensursache sind. Bewährt haben sich Schutzvliese mit hoher Flächenmasse, in beanspruchten Bereichen in der Größenordnung ab 1 000 g/m², bei Bedarf ergänzt um eine Sand- oder Feinkornschicht. Typische Einsatzbereiche sind:
- Regenrückhalte- und Retentionsbecken mit gedichteter Sohle und Böschung
- Löschwasserteiche und Löschwasserbehälter, bei denen die Verfügbarkeit des Volumens nach DVGW W 405 sicherzustellen ist
- Deponieabdichtungen und Oberflächenabdichtungssysteme mit erhöhten Anforderungen an Nachweis und Beständigkeit
- Kanäle, Gräben und Speicherbecken zur Vermeidung von Sickerverlusten
- Kapselung kontaminierter Bereiche zur Trennung von Sickerwasser und Grundwasser
Ob Geomembran oder Bentonitmatte die richtige Wahl ist, entscheidet der Anwendungsfall. Für dauerhaft eingestaute Becken mit hohem Dichtheitsanspruch und für chemisch belastete Medien ist die Geomembran vorzuziehen. Bentonitmatten sind vorteilhaft, wenn Selbstheilung bei kleinen Verletzungen erwünscht ist, ausreichende Auflast vorhanden ist und Wechselbeanspruchung durch Austrocknen ausgeschlossen werden kann. Häufig werden beide Systeme kombiniert, um eine zweifache Barriere mit unterschiedlichen Versagensmechanismen zu erhalten.
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Dichtungs- und Bewehrungsprodukte für den Erdbau bündelt der Bereich GeoTechnical Solutions. Werkstoffe, Dicken und Lieferformen finden Sie auf der Seite zu Geomembranen, die mineralische Alternative beschreibt die Seite zu geosynthetischen Tondichtungsbahnen. Die technischen Zusammenhänge vertiefen die Glossareinträge zur Bentonitmatte, zu Geokunststoffen als Oberbegriff, zum Rückhaltebecken als häufigstem Anwendungsfall und zum Erosionsschutz auf Böschungen oberhalb der Dichtung.
Häufige Fragen zur Geomembran
Welche Dicke sollte eine Geomembran haben?
Übliche Dicken liegen zwischen 1,0 mm und 2,5 mm. Ausschlaggebend sind mechanische Beanspruchung, Untergrund, geforderte Nutzungsdauer und die Anforderungen des jeweiligen Anwendungsbereichs; für Dichtungen mit hoher Schutzfunktion werden die oberen Werte gewählt. Die Dicke ersetzt keine Schutzschicht: Ohne Schutzvlies und steinfreies Planum werden auch dicke Bahnen punktuell verletzt.
Wie werden die Nähte einer Geomembran geprüft?
Doppelschweißnähte werden über den eingeschlossenen Prüfkanal mit Druckluft geprüft; ein über die Prüfzeit stabiler Druck belegt die Dichtheit beider Schweißspuren. Extrusionsnähte an Details werden mit Vakuumglocke oder Funkenprüfung kontrolliert. Ergänzend dienen Probeschweißungen mit Schäl- und Scherversuch, Nahtprotokolle sowie bei hohen Anforderungen geoelektrische Dichtheitskontrollen der Gesamtfläche.
Geomembran oder Bentonitmatte – was ist die richtige Wahl?
Für dauerhaft eingestaute Becken mit hohem Dichtheitsanspruch und chemisch belastete Medien ist die Geomembran die robustere Lösung, da sie als geschlossene Barriere wirkt. Bentonitmatten bieten den Vorteil der Selbstheilung kleiner Verletzungen, benötigen aber Auflast, Hydratation und dürfen nicht austrocknen. Bei hohen Schutzanforderungen werden beide Systeme als zweifache Barriere kombiniert.
Braucht eine Geomembran zwingend eine Schutzschicht?
Ja. Punktuelle Lasten aus Steinen, Wurzeln, Bauverkehr oder Unterhaltungsgerät sind die häufigste Schadensursache, deshalb gehören eine untere Trenn- und Schutzlage sowie eine obere Schutzlage zum System. Verwendet werden Schutzvliese mit hoher Flächenmasse, in beanspruchten Bereichen in der Größenordnung ab 1 000 g/m², bei Bedarf ergänzt um eine Sand- oder Feinkornschicht.
