Dipl. Ing (FH) Dieter Thelen sbt-trier.de thelen@sbt-trier.de

1. 12.03.2009

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

3. Inhalt • Begriffsbestimmungen • Bindemittelarten • Wirkungsweisen der Bindemittel • Grundsätze bei der Bindemittelwahl 12.03.2009

4. 1 Begriffsbestimmungen nach dem Merkblatt über Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen Unterschieden wird zwischen: • Bodenverfestigungen • Bodenverbesserungen • Qualifizierten Bodenverbesserungen 12.03.2009

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 1,76 g/cm³ 0 % Trockendichte 1,68 g/cm³ 1 % 1,63 g/cm³ 3 % 15 % 17,3 % 20,1 % Wassergehalt 3 Wirkungsweisen der Bindemittel Kalk - Bodenmechanische Sofortreaktionen Verringerung des Wassergehaltes Strukturänderung Erhöhung Ausrollgrenze  Reduzierung IP Erhöhung IC 12.03.2009

11. 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

12. 3 Wirkungsweisen der Bindemittel Mischbinder (Kalk+Zement) • Weißfeinkalk  Sofortreaktion • Zement  Verfestigung 12.03.2009

13. 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

14. 100 Ausgangsboden Verbesserter Boden  D [ % ] Cabane et al. 2005 0 0,002 0,006 0,02 0,06 0,2 0,6 2 6 20 60 Korndurchmesser d [mm] 3 Wirkungsweisen der Bindemittel Krümelbildung Schluff  Sand/Kies Aggregate 12.03.2009

15. 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 12.03.2009

16. Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit 12.03.2009