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Dipl. Ing (FH) Dieter Thelen www.sbt-trier.de thelen@sbt-trier.de
Bodenverbesserungen/ -Verfestigungen Anwendungspotentiale verschiedener Bindemittel Dipl. Ing (FH) Dieter Thelen
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Inhalt Begriffsbestimmungen Bindemittelarten
Wirkungsweisen der Bindemittel Grundsätze bei der Bindemittelwahl
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1 Begriffsbestimmungen nach dem Merkblatt über Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen
Unterschieden wird zwischen: Bodenverfestigungen Bodenverbesserungen Qualifizierten Bodenverbesserungen
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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.
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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.
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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.
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2 Bindemittelarten gemäß Merkblatt bzw. ZTV E
- Zemente nach DIN EN bzw. DIN 1164 - Baukalke nach DIN EN bzw. BMVBW ARS 7/2002 - Hydraulische Boden- und Tragschichtbinder nach DIN 18506 - Mischbindemittel
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3 Wirkungsweisen der Bindemittel
Kalk - Chemische Reaktion des Weißfeinkalkes CaO H2O Ca (OH) Wärme Branntkalk + Wasser Kalkhydrat ,3 kcal - Langzeitreaktion des Kalkhydrates = Verkittung Kationenaustausch Brückenbildung Puzzolanische Reaktionen (SiO2+ Ca(OH)2) Karbonat (mit CO2)
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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
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3 Wirkungsweisen der Bindemittel
Zement Wirkungsweise = Fixierung und Strukturbildung - Umhüllen der Körner mit Zementleim Hydratation - Kristallisation starke Verfestigung ! Sonderfall: hydrophobierte Zemente - witterungsunempfindliche Zemente
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3 Wirkungsweisen der Bindemittel
Mischbinder (Kalk+Zement) Weißfeinkalk Sofortreaktion Zement Verfestigung
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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
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3 Wirkungsweisen der Bindemittel
Krümelbildung Schluff Sand/Kies Aggregate 0, , , , , , Korndurchmesser d [mm] 100 D [ % ] Ausgangsboden Verbesserter Boden Cabane et al. 2005
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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): ,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
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Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit
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