12.03.2009

Dipl. Ing (FH) Dieter Thelen www.sbt-trier.de thelen@sbt-trier.de Bodenverbesserungen/ -Verfestigungen Anwendungspotentiale verschiedener Bindemittel Dipl. Ing (FH) Dieter Thelen www.sbt-trier.de thelen@sbt-trier.de 12.03.2009

Inhalt Begriffsbestimmungen Bindemittelarten Wirkungsweisen der Bindemittel Grundsätze bei der Bindemittelwahl 12.03.2009

1 Begriffsbestimmungen nach dem Merkblatt über Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen Unterschieden wird zwischen: Bodenverfestigungen Bodenverbesserungen Qualifizierten Bodenverbesserungen 12.03.2009

1 Begriffsbestimmungen Bodenverfestigungen Bodenverfestigungen sind Verfahren, bei denen die Widerstandsfähigkeit des Bodens gegen Beanspruchung durch Verkehr und Klima durch die Zugabe von Bindemittel erhöht wird. Dadurch wird der Boden dauerhaft tragfähig und frostbeständig. Gemäß RStO sind bis zu 20 cm auf die Dicke des frostsicheren Oberbaus anrechenbar. 12.03.2009

1 Begriffsbestimmungen Bodenverbesserungen Bodenverbesserungen sind Verfahren Zur Verbesserung der Einbaufähigkeit und Verdichtbarkeit von Böden und zur Erleichterung der Ausführung von Bauarbeiten. Bodenverbesserungen können durch die Zugabe von Bindemitteln, durch die Einbringung anderer geeigneter Baustoffe oder durch andere Maßnahmen erzielt werden. 12.03.2009

1 Begriffsbestimmungen Qualifizierte Bodenverbesserungen Qualifizierte Bodenverbesserungen sind Bodenverbes-serungen mit erhöhten Anforderungen, z. B. hinsichtlich des Frost- und Tragfähigkeitsverhaltens. Gemäß Merkblatt kann bei Einhaltung besonderer Anforderungen CBR-Versuch > 40 % bzw. Druckfestigkeit > 0,5 N/mm² die Frostempfindlichkeitsklasse F3 als F2 eingestuft werden. 12.03.2009

2 Bindemittelarten gemäß Merkblatt bzw. ZTV E - Zemente nach DIN EN 197-1 bzw. DIN 1164 - Baukalke nach DIN EN 459-1 bzw. BMVBW ARS 7/2002 - Hydraulische Boden- und Tragschichtbinder nach DIN 18506 - Mischbindemittel 12.03.2009

3 Wirkungsweisen der Bindemittel Kalk - Chemische Reaktion des Weißfeinkalkes CaO + H2O  Ca (OH)2 + Wärme Branntkalk + Wasser  Kalkhydrat + 15,3 kcal - Langzeitreaktion des Kalkhydrates = Verkittung Kationenaustausch Brückenbildung Puzzolanische Reaktionen (SiO2+ Ca(OH)2) Karbonat (mit CO2) 12.03.2009

3 Wirkungsweisen der Bindemittel Kalk - Bodenmechanische Sofortreaktionen Verringerung des Wassergehaltes Strukturänderung Erhöhung Ausrollgrenze  Reduzierung IP  Erhöhung IC 1,76 g/cm³ 15 % 1,63 g/cm³ 20,1 % 17,3 % 1,68 g/cm³ 0 % 1 % 3 % Wassergehalt Trockendichte 12.03.2009

3 Wirkungsweisen der Bindemittel Zement Wirkungsweise = Fixierung und Strukturbildung - Umhüllen der Körner mit Zementleim Hydratation - Kristallisation  starke Verfestigung ! Sonderfall: hydrophobierte Zemente - witterungsunempfindliche Zemente http://www.uni-weimar.de/cms/uploads/media/Bodenstabilisierung_mit_Bindemitteln_01.pdf 12.03.2009

3 Wirkungsweisen der Bindemittel Mischbinder (Kalk+Zement) Weißfeinkalk  Sofortreaktion Zement  Verfestigung 12.03.2009

3 Wirkungsweisen der Bindemittel Weißfeinkalk - Chemische Reaktion Änderung der plastischen Eigenschaften Reaktionszeit 24 Stunden Zement Verfestigung Reaktionszeit 1 Stunde Mischbinder Kombination aus Kalk und Zement Reaktionszeit bis 4 Stunden 12.03.2009

3 Wirkungsweisen der Bindemittel Krümelbildung Schluff  Sand/Kies Aggregate 0,002 0,006 0,02 0,06 0,2 0,6 2 6 20 60 Korndurchmesser d [mm] 100  D [ % ] Ausgangsboden Verbesserter Boden Cabane et al. 2005 12.03.2009

Kurz- u.Langzeitwirkung 4 Grundsätze bei der Bindemittelwahl - Zement: ca. 0,3 % Wasser / 1 % BM C 30 (30 % Kalk / 70 % Zement): 0,5-1,0 % Wasser / 1 % BM C 50 (50 % Kalk / 50 % Zement): 1,0-1,5 % Wasser / 1 % BM C 70 (70 % Kalk / 30 % Zement): 1,5-2,0 % Wasser / 1 % BM C 90 (Weißfeinkalk): 2,0-2,5 % Wasser / 1 % BM Anforderung Kalk Zement Mischbinder Korngrößenverteilung KGV.JPG  Wassergehalt >> wopt wopt > wopt Verdichtungs-eigenschaften + - +- Verarbeitbarkeit Steifigkeit Tragfähigkeit Langzeiterwartung Kurzzeitwirkung Langzeitwirkung Kurz- u.Langzeitwirkung 12.03.2009

Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit 12.03.2009