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.
Die Fliessgrenze wird mit dem Fliessgrenzengerät nach Casagrande bestimmt. Die Ausrollgrenze wird mit dem automatischen Ausrollgrenzengerät ermittelt.
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 Fliessgrenze kann nach Atterberg (mit dem Casagrandegerät) oder dem Fallkegelgerät durchgeführt werden. Die Versuche sind als gleichwertig anzusehen, wobei der Fallkegelversuch in der Durchführung zeitlich aufwendiger ist.
Alternative Verfahren
Beim Fallkegelversuch wird ein Kegel mit einer definierten Masse und Form in die Probe gelassen und die Kraft gemessen, die benötigt wird, um den Kegel zu senken. Die Ausführung erfolgt mit einem automatischen Fallkegelgerät. Die gemessene Kraft wird dann in Bezug auf die Kegelgeometrie und die Bodenbedingungen interpretiert und die Fliessgrenze von Lockergesteinen sowie der undraininerten Scherfestigkeit von Lockergesteinen kann so ermittelt werden.
Qualität durch stete Weiterbildung und professionelle Wartung der Geräte
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