DE10116697A1 - Verwendung von Gesteinen zur Bodenbehandlung - Google Patents

Abstract

Es wird die Verwendung von feinkörnigem, sedimentärem Grauwackegestein und/oder Kalkgestein und/oder metamorphem Gneis-Glimmerschiefergestein zur Behandlung von Böden vorgeschlagen, indem das oder die besagten Gesteine in die zu bearbeitende Bodenschicht oder in Kavitäten der Bodenschicht eingearbeitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Gesteinen zur Behandlung von Böden.

Es ist bekannt, Böden zu verschiedensten Zwecken zu behandeln, bei­ spielsweise zur Verfestigung und zur Erhöhung seiner Widerstandsfähigkeit. Hierzu sind insbesondere zwei Behandlungsarten bekannt, einerseits die insbesondere mechanische Bodenverbesserung und andererseits die Bo­ denverfestigung, s. a. "Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau" sowie "Merkblatt für Bodenverfe­ stigungen und Bodenverbesserung mit Bindemitteln", beide von der For­ schungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau, 1997. Unter Bodenverbesserungen versteht man hiernach Verfahren zur Verbesserung der Einbaufähigkeit und Verdichtbarkeit von Böden oder Baustoffen sowie zur Erleichterung der Ausführung von Bauar­ beiten. Bodenverbesserungen können durch die Zugabe von Bindemitteln, durch die Einbringung anderer geeigneter Baustoffe oder durch andere Maßnahmen erzielt werden. Bodenverfestigungen hingegen sind Verfahren, bei denen die Widerstandsfähigkeit des Bodens oder der Baustoffe gegen Beanspruchung durch Verkehr und Klima durch die Zugabe von Bindemitteln erhöht wird. Es läßt sich hierdurch eine Erhöhung der Tragfähigkeit und Frostsicherheit des Bodens erreichen.

Bekannt ist weiterhin, zur mechanischen Bodenverbesserung feinkörnige, pulverförmige, mineralische Stoffe zu verwenden, wobei diese zur Reduzierung des verbleibenden Porenraumes, des zu verdichtenden Bodens oder Baustoffgemisches dienen. Andererseits werden bei der Bodenverfestigung hydraulisch oder puzzolanisch (Bildung von festigkeitsbildenden Hydratpha­ sen unter Anwesenheit von Wasser) wirkende Bindemittel, z. B. Zement, Kalk und andere, dem zu verdichtenden Boden oder Baustoffgemisch zugesetzt. Jedoch sind die bekannten Verfahren relativ kostenaufwendig.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstigeres Verfahren bzw. eine entsprechende Verwendung mit ähnlich effizienter Behandlungs­ wirkung zur Verfügung zu stellen. Hierbei sollen möglichst Materialien einge­ setzt werden, die als Nebenprodukte bei anderen Prozessen anfallen, so daß eine weitere Nutzung dieser Produkte möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung von feinkörnigem, sedi­ mentärem Grauwackegestein und/oder Kalkgestein und/oder metamorphem Gneis-Glimmerschiefergestein, indem das oder die besagten Gesteine in die zu bearbeitende Bodenschicht oder in Kavitäten der Bodenschicht eingear­ beitet werden.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß - wie sich heraus­ gestellt hat - bei der Verwendung jedes der genannten Gesteine, sei es ein­ zeln oder in Kombination miteinander, eine ähnlich wirkungsvolle Bodenbe­ handlung erzielt werden kann als mit den bekanntermaßen eingesetzten Materialien. Die besagten Gesteine fallen zudem als Nebenprodukte an, z. B. bei der Herstellung von Splitten und Schotter für den Straßenbau. Eine auf­ wendige, zumindest raumgreifende Entsorgung dieser Gesteine ist daher nicht notwendig - im Gegenteil, mittels der Erfindung lassen sich diese Mate­ rialien noch höchst effizient verarbeiten.

Die Verwendung der drei Gesteinsarten ist sowohl bei Bodenverbesserungs- als auch bei Bodenverfestigungsmaßnahmen möglich. Bei letzterer wird im­ mer mindestens ein Bindemittel zugegeben. Eine sehr gute Wirkung hinsichtlich Einbaufähigkeit und Verdichtbarkeit mittels der erfindungsgemäßen Verwendung läßt sich jedoch insbesondere bei der Bodenverbesserung oh­ ne Zugabe von externen Bindemitteln erreichen. Ob eventuell chemische Reaktionen im Boden stattfinden, an welchen die eingebrachten Ge­ steinsarten beteiligt sind und die daher zu dem positiven Verdichtungseffekt beitragen, ist noch nicht bekannt. Es könnte hier der pH-Wert des einge­ setzten Gesamtgemenges von Bedeutung sein.

Der erfindungsgemäß behandelte Boden kann auch durch schwerere Bau­ fahrzeuge befahren werden, so daß die dynamische Belastung relativ hoch sein kann. Zudem läßt sich auf diese Weise unter Umständen eine Be­ schleunigung des Bauablaufs erreichen.

Bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Gesteinsmaterialien weitere Materialien, insbesondere solche mit Silikaten.

Die mechanische Bodenverbesserung kann mittels bekannter Verfahren er­ folgen. Es hat sich herausgestellt, daß insbesondere die Zugabe eines oder mehrerer der besagten Gesteine gemäß der Erfindung auf das Grobplanum mit anschließendem Einfräsen, so daß der Körnungsaufbau im feinen Be­ reich verbessert wird, einen standfesteren Boden liefert. Alternativ wird zu­ erst der Boden aufgerissen und dann das Gesteinsmehl beigemischt. An­ schließend wird der Boden bevorzugt durch mechanische Verdichtungsmittel verdichtet.

Bei der Füllung von Kavitäten bzw. Hohlräumen in der zu behandelnden Bo­ denschicht werden die besagten Gesteinsarten vorzugsweise in diese Kavi­ täten eingebracht und vorteilhafterweise durch Druckapplikation verdichtet.

Wenn im Boden zuviel Wasser enthalten ist, bietet sich die Zugabe von Branntkalk zu der behandelten Bodenschicht an. Auch sind Belüftungsmaß­ nahmen zur Abführung von Bodenfeuchtigkeiten möglich.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Gesteinsarten bzw. Gemenge enthalten vorzugsweise im wesentlichen kein magmatisches Diabas- oder Basaltge­ stein. Vielmehr sind die erfindungswesentlichen Materialien sedimentären und/oder metamorphen Ursprungs.

Claims (5)

1. Verwendung von feinkörnigem, sedimentärem Grauwackegestein und/oder Kalkgestein und/oder metamorphem Gneis-Glimmerschiefer­ gestein zur Behandlung von Böden, indem das oder die besagten Ge­ steine in die zu bearbeitende Bodenschicht oder in Kavitäten der Boden­ schicht eingearbeitet werden.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem bzw. den Gesteinen andere, insbesondere silikathaltige Materialien, beige­ mengt sind.

3. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das bzw. die Gesteine, ggf. im Gemenge nach An­ spruch 2, auf die zu behandelnden Böden aufgebracht, in die Oberfläche eingearbeitet und/oder unter Druck in die Kavitäten eingebracht und ver­ dichtet werden, vorzugsweise unter Druckapplikation.

4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine mechanische Bodenverbesserung ohne Zugabe von speziellen Bindemitteln durchgeführt wird.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem oder den verwendeten Gesteinen, ggf. im Ge­ menge nach Anspruch 2, im wesentlichen kein magmatisches Diabas- oder Basaltgestein enthalten ist.