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0707 105
Kenngrößen zur Risikoabschätzung des Ettringittreibens von sulfathaltigen Böden
5.171
IDN 708896
Forschungsstelle Universität Stuttgart, Institut für Geotechnik (Prof. Dr.-Ing. habil. C. Moormann)
Bearbeiter Moormann, C.
Zweschper, B.
Knopp, J.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Bonn
Stand Abschluss: Dezember 2014

Bei der Behandlung von sulfathaltigen Böden mit calciumbasierten Bindemitteln wurden immer wieder Schadensfälle beobachtet, die durch die Neubildung von Ettringitmineralen hervorgerufen wurden. Das Ziel des Forschungsprojekts war es, die Grundlagen für die Entwicklung einer praxistauglichen Prüfvorschrift zu erarbeiten. Dafür waren Kenngrößen und Richtwerte zur Beurteilung des Risikos von Treiberscheinungen durch Ettringitbildung bei der Bindemittelbehandlung von sulfathaltigen Böden festzulegen. Zunächst wurde eine Literaturstudie durchgeführt. Dabei wurde deutlich, dass der Mineralbestand, das Wasserangebot, das chemische Milieu, die Temperatur, die Porenstruktur und der Überlagerungsdruck im Boden wesentliche Einflussfaktoren sind. Im zweiten Arbeitsschritt wurden an vier verschiedenen Materialien Pulverquellversuche durchgeführt. Dabei wurden jeweils zwei Böden mit und ohne natürlichen Sulfatgehalt verwendet. Dem Versuchsmaterial ohne natürlichen Sulfatgehalt wurde Sulfat künstlich in definierten Mengen zugesetzt. Als Ergebnis der Untersuchung können folgende Zusammenhänge genannt werden: 1) Es besteht ein linearer Zusammenhang zwischen dem Sulfalgehalt und der Dehnung infolge Ettringitneubildung. 2) Kritische Sulfatgehalte sind zum einen stark abhängig vom Boden (Bodenart) und den darin enthaltenen Mineralphasen, zum anderen werden sie durch die Wahl des Bindemittels beeinflusst. Es konnte bestätigt werden, dass eine Behandlung mit Kalk bei gleichen Randbedingungen größere Hebungsbeträge verursacht, als die Verwendung des Bindemittels Zement. 3) Als Ergebnis der Literaturstudie und der Versuche zeigte sich, dass nur eine geringe Gefährdung gegeben ist, wenn Böden mit Sulfatgehalten von weniger als 3 000 ppm mit Zement behandelt werden. Bei einer Behandlung mit Kalk besteht dagegen auch bei geringen Sulfatgehalten im Boden bereits ein Gefährdungspotenzial für Ettringittreiben.

Veröffentlichung