Konsistenzgrenze (KO)
Fliess-, Ausroll- und Schrumpfgrenze
Die Plastizitätseigenschaften der Böden sind ein Mass für ihr Wasserbindungsvermögen. Die Plastizitätskenngrössen (Konsistenzgrenzen) erlauben, teilweise für sich allein, teilweise in Verbindung mit dem natürlichen Wassergehalt, wichtige Aussagen über die Eigenschaften und den Zustand feinkörniger, bzw. des feinkörnigen Anteils gemischtkörniger Böden (Lang · Huder, Bodenmechanik und Grundbau 4. Auflage).
Die Konsistenz wird mit Versuchen nach Atterberg ermittelt. Dabei werden die Wassergehalte des Bodens an der Fliessgrenze wL , der Ausrollgrenze wP , und der Schrumpfgrenze ws ermittelt. Aus diesen Grössen und dem natürlichen Wassergehalt können weitere verschiedene Indexgrößen abgeleitet werden wie der Plastizitätsindex Ip.
Eigenschaften und Merkmale des Konsistenzgrenzenversuches
Gewinnung der Bodenproben
Wichtig ist die Entnahme der Bodenprobe. Diese stellt nebst den Fotos die einzigen Fakten der Standortverhältnisse dar. Gut eignen sich Mischproben, da für die meisten Laboruntersuchungen das Gefüge nicht bestehen bleiben muss. Bei der Probenentnahme ist darauf zu achten, dass die Proben den Boden repräsentieren und eindeutig beschriftet werden.
Analyse der Proben
Eine hohe Zuverlässigkeit ist zu gewährleisten, um die Reproduzierbarkeit sicherzustellen. Dazu müssen an die Geräte (Casagrande, Fallkegel, Waage etc) hohe Anforderungen gestellt werden, damit die Prüfmittelüberwachung im Rahmen des Qualitätsmanagementsystemen sichergestellt ist.
Die Untersuchung findet in der Regel zusammen mit der Analyse der Kornverteilung (5-10 Arbeitstage) statt und dient u.a. der Klassifizierung von Lockergestein nach USCS (Unified standard classification system).
Anwendungsgebiet
Aus den Versuchen kann die Plastizitätszahl ermittelt werden. Ist diese klein, so ist der Boden sehr wasserempfindlich, d.h. er geht schnell von steifer in weiche bis breiige Konsistenz über.
Die Konsistenz (Verformbarkeit) von bindigen Böden hängt wesentlich vom Wassergehalt ab. Mit abnehmendem Wassergehalt wird die Konsistenz des Bodens flüssig, breiig, weich, steif, halbfest.
Vor- und Nachteile
Die Bestimmung der Konsistenzgrenzen eines Bodens kann auf verschiedene Arten erfolgen. Die Fliessgrenze wird entweder nach Atterberg mit dem Casagrandegerät oder mithilfe des Fallkegelgeräts ermittelt. Versuche mit dem Casagrandegerät ermöglichen eine gute Vergleichbarkeit mit historischen Daten, sind jedoch subjektiver. Die Fallkegel-Methode ist objektiver, aber zeitlich aufwendiger.
Die Ausrollgrenze kann manuell durch das Ausrollen von Bodenwürsten oder mit einem automatischen Ausrollgrenzgerät bestimmt werden. Die manuelle Methode erfordert Geschick und Erfahrung, während das automatische Ausrollgrenzgerät eine standardisierte und reproduzierbare Alternative bietet.
Alternative Verfahren
Neben den klassischen Methoden können je nach Anforderungen und Bodentyp auch Verfahren wie der Cone Penetration Test (CPT) durchgeführt werden. Dieser misst die Eindringkraft eines Kegels in den Boden, wodurch Rückschlüsse auf die Bodenart und bei bindigen Böden auch auf die Konsistenz gezogen werden können. Dieser Test liefert detaillierte Informationen zur Bodenstruktur, ist aber komplex und teuer in der Durchführung.
Qualität durch reglmässige Weiterbildung und professionelle Gerätewartung
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