Bestimmung der Konsistenzgrenze mit Fallkegel-Gerät
Diese Grenzen geben wichtige Informationen über die Konsistenz und das Verhalten von Böden unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen.
Versuchsmaterial
Materialprobe, Maschensieb 0.4mm, Palettenmesser, Stahllineal, Mörser, Spritzflasche, Platte, Verdunstungsschalen, luftdichte Behälter, Stoppuhr, Waage, Fallkegelgerät mit Kegeln (80g/30° und 60g/60°) sowie Geräte: zur Wassergehaltsbestimmung, zur Bestimmung der Ausrollgrenze
Versuchsvorbereitung und -durchführung
Die Proben für das Fallkegelverfahren sind nach Norm aufzubereiten. Die vorbereitete Paste gründlich mischen und, falls nötig, destilliertes Wasser zugeben, um die Eindringtiefe gemäß den Anforderungen sicherzustellen. Die Probe in die Schale streichen und mit einem Stahllineal glätten (keine Luftblasen, glatte Oberfläche).
Probenschale und Fallkegel in die Ausgangsposition bringen, den Kegel mit der automatischen Vorrichtung auslösen. Die Eindringtiefe des Fallkegels als Differenz zwischen Anfangs- und Endstellung ermitteln. Schritte wiederholen, bis die Differenz zwischen zwei Messungen den Vorgaben entspricht. Anschließend eine Teilprobe entnehmen und den Wassergehalt bestimmen. Das Verfahren mindestens drei Mal mit dem gleichen Probenmaterial, aber unterschiedlichem Wassergehalt durchführen (Wassergehalt soll entweder immer erhöht oder immer vermindert werden).
Die Ausrollgrenze und deren Wassergehalt sind zu bestimmen. Eine Kugel aus der Probe formen und zwischen den Handflächen rollen, bis dünne Risse entstehen. Die Probe in gleich große Teilproben teilen und zu Walzen ausrollen, durch mehrfaches Hin- und Herrollen der Probe auf z.B. wassersaugendem Papier, bis die Walze ca. 3 mm im Durchmesser ist. Vorgang wiederholen, bis erstes Bröckeln auftritt (Erreichen der Ausrollgrenze). Eine genauere Methode ist die motorbetriebene Probenausrollung mit spezialbeschichteten Walzen, die reproduzierbare Resultate ermöglicht.
Informationen
Die Fliessgrenze ist der Wassergehalt, bei dem der Boden von flüssiger zu plastischer Konsistenz übergeht. Die Ausrollgrenze markiert den Übergang von plastischer zu halbfester Konsistenz. Der Plastizitätsindex, die Differenz zwischen Fliess- und Ausrollgrenze, zeigt die Spanne der Plastizität des Bodens an; ein höherer Index bedeutet größere Plastizität. Diese Parameter sind entscheidend für die Charakterisierung und Klassifizierung von Böden nach internationalen Standards (USCS) und bestimmen das Verhalten und die Eignung von Böden für Bauvorhaben. Das Prinzip der Atterbergschen Grenzen oder auch die sogenannte Schrumpfgrenze, hilft Ingenieuren, die Verformungs- und Wasserempfindlichkeit von Böden zu verstehen, was wichtig ist für die Planung und den Bau von Fundamenten, Straßen, Dämmen und anderen Bauwerken.