Bestimmung der Konsistenzgrenze mit Casagrande-Gerät (nach Atterberg)
Diese Grenzen geben wichtige Informationen über die Konsistenz und das Verhalten von Böden unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen.
Versuchsmaterial
Materialprobe, Maschensieb 0.5mm, Spachtel, Glasplatte, Waage sowie Geräte: nach A.Casagrande, zur Wassergehaltsbestimmung, zur Bestimmung der Ausrollgrenze
Versuchsvorbereitung und -durchführung
Die Proben werden mit unterschiedlichem Wassergehalt auf einer Glasplatte verteilt und mindestens 16 Stunden feuchtigkeitsfrei stehen gelassen. Ein Teil der Probe wird für die Ausrollgrenze reserviert. Der Rest kommt in das Casagrande-Gerät, wo eine Furche gezogen wird. Das Gerät hebt und senkt die Schale mit einer Fallhöhe von 10 mm und einer Frequenz von 2 Schlägen pro Sekunde, bis sich die Furche um ca. 1 cm schließt. Der Wassergehalt wird durch Zugabe von deionisiertem Wasser oder Trocknen angepasst. Die Anzahl der Schläge bei verschiedenen Wassergehalten wird aufgezeichnet, um durch Interpolation den Wassergehalt für 25 Schläge (Fliessgrenze wL) zu bestimmen. Die Schlagzahlen sollten zwischen 10 und 35 liegen.
Mit der reservierten Probe wird die Ausrollgrenze bestimmt, indem sie wiederholt ausgerollt und geknetet wird, bis sie bei einem Durchmesser von etwa 3 mm zerbröckelt. Eine exaktere Methode nutzt motorbetriebene, spezialbeschichtete Walzen. Der Wassergehalt der zerbröckelten Probe wird gemessen.
Informationen
Die Fliessgrenze markiert den Übergang von flüssiger zu plastischer Konsistenz, die Ausrollgrenze den Übergang von plastischer zu halbfester Konsistenz. Die Differenz zwischen beiden wird als Plastizitätsindex bezeichnet, ein wichtiger Indikator für die Plastizität des Bodens. Ein höherer Plastizitätsindex bedeutet größere Plastizität.
Fließgrenze, Ausrollgrenze und Plastizitätsindex charakterisieren die Konsistenz und das Verhalten des Bodens bei verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen und sind wesentliche Parameter in der Bodenklassifikation (z.B. USCS). Die Schrumpfgrenze definiert den Übergang von halbfester zu fester Konsistenz. Ein weitere Parameter ist zum Beispiel die Schrumpfgrenze.
Diese Parameter helfen Ingenieuren und Geotechnikern, die Konsistenz und das Verhalten von Böden zu beurteilen. Sie bieten Einblicke in das Verformungsverhalten und die Wasserempfindlichkeit von Böden, beeinflussen somit die Planung und Ausführung von Bauprojekten.
