Mischbindemittel · Holcim Mischbindemittel 3. Herstellung von Mischbindemitteln. DOROSOL ist ein...

Mischbindemittel

Holcim (Süddeutschland) GmbHSpezialbindemittel

gemäß ZTV E-StB und Merkblatt zur Herstellung, Wirkungsweise und Anwendung von Mischbindemitteln

Hol_BroSpezialbindem_Mischbindem_04.indd 1 25.02.2013 09:53:42

2 Holcim Mischbindemittel

Bindemittel gemäß ZTV E-StB

Andere Bindemittel können eingesetzt werden, wenn ihre Eignung nachgewiesen und die Verwendung zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer vereinbart ist (Nebenangebot)

Zur Bodenbehandlung können folgende Bindemittel ohne weitere Vereinbarung eingesetzt werden, wenn sie der jeweiligen Norm entsprechen:

Ohne Eignungsnachweis verwendbar

Nur mit Eignungsnachweis verwendbar! • technische Eignung • Umweltrelevanz

Zement: DIN EN 197-1, DIN 1164-10 Hydraulischer Boden- und Tragschichtbinder: DIN 18506 (zukünftig DIN EN 13282-1:2010)

Baukalk: DIN EN 459-1 : 2010 Mischbindemittel: Kombination aus genormten hydraulischen Bindemitteln oder deren hydraulische Hauptbestandteile und Baukalk

Andere Bindemittel

• Zement nach DIN EN 197 – 1 und nach DIN 1164 – 10• Hydraulischer Boden- und Tragschichtbinder nach DIN 18506• Baukalk nach DIN EN 459 -1 : 2010• Mischbindemittel aus genormten hydraulischen Bindemitteln oder deren

hydraulischen Hauptbestandteile

Zusammensetzung von Mischbindemitteln

Mischbindemittel bestehen aus:

genormten hydraulischen Bindemitteln Zemente nach Norm DIN EN 197-1, DIN 1164-10 oder Hydraulischer Boden- und Tragschichtbinder DIN 18506 (zukünftig DIN EN 13282-1)

oder deren hydraulische Hauptbestandteile Klinker (K) Gebrannter Schiefer (T)

und Baukalk Baukalk DIN EN 459-1 : 2010

Der Eignungsnachweis sollte mindestens enthalten: Eignungsprüfung im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit als vergleichende Prüfung zu einem o.g. Bindemittel gem. ZTV-E-StB.

Offenlegung der AusgangsstoffeNachweis der Unbedenklichkeit gem. Bodenschutzverordnung.


Holcim Mischbindemittel 3

Herstellung von Mischbindemitteln

DOROSOL ist ein Mischbindemittel das nach 3.1.1 des Merkblattes hergestellt wird.

Möglichkeit 1: (Kalk-Zement-Gemisch nach 3.1.1 des Merkblattes)Herstellung aus Zement oder Tragschichtbinder der Festigkeitsklasse 32,5 mit CE-Kennzeichnung oder aus den hydraulischen Hauptbestandteilen

Nenndruckfestigkeit des hydraulischen Bindemittels ≥ 32,5 N / mm²Hydraulische Hauptbestandteile: Portlandzementklinker oder gebrannter Schiefer

Möglichkeit 2: (Gemisch aus Kalk und hydraulischen Bestandteilen nach 3.1.2 des Merkblattes)Herstellung aus hydraulischen Bestandteilen (aus genormten hydraulischen Bindemitteln der Festigkeitsklasse 32,5) und weiteren aufgeführten Hauptbestandteilen (Anteile der Mischung muss den Normen der Bindemittel entsprechen)

Mischbindemittel werden werksseitig in geeigneten Anlagen gemischt. In der Bezeichnung wird immer der Massenanteil des Baukalkes zuerst genannt.

10% Kalk 90% Hydraulisches Bindemittel

30% Kalk 70% Hydraulisches Bindemittel

50% Kalk 50% Hydr. Bindemittel

70% Kalk 30% Hydr. B.

genormte hydraulische Bindemittel 32,5mit CE-Kennzeichen

oder deren hydraulische Hauptbestandteile

NebenbestandteileDIN EN 197-1

Kalk mind.CL 80-Q oder

DL 80-5-Q

60 – 80% < 10%20 – 40%

DOROSOL C30 oder Dorosol C50

NebenbestandteileDIN EN 197-1

Kalk mind.CL 80-Q oder

DL 80-5-Q

> 30%

Klinker KGebrannter Schiefer T

Hydraulische Bestandteile aus genormten hydraulischen Bindemitteln

ohne CE-Kennzeichnung

mit den in den Normen aufgeführten weiteren Bestandteilen sowie den dort

angegebenen Massenanteilen

Kombination aus

< 10%20 – 40%

KalksteinL + LL

HüttensandS

SilikastaubD

PuzzolaneP + Q

FlugaschenV + W

Mischbindemittel nach 3.1.2

0 – 30% entsprechend den Massenanteile nach DIN 197-1

Zement- und Bindemittelmischanlage

DOROSOL C 70

DOROSOL C 50

DOROSOL C 30

DOROSOL C 10



Zusammensetzung der Zemente gemäß DIN EN 197-1 (Beispielhaft markiert: CEM II/B-M)

Zement: Wasserreduktion ca. 0,3% je 1% BindemittelDOROSOL C 30: Wasserreduktion ca. 0,5 – 1,0% je 1% BindemittelDOROSOL C 50: Wasserreduktion ca. 1,0 – 1,5% je 1% BindemittelFeinkalk: Wasserreduktion ca. 2,0 – 2,5% je 1% Bindemittel

Wassergehalt des Bodens

Der Wassergehalt des Bodens sollte dem für den Einbau und Verdichtung optimalen Wassergehalt entsprechen.

Ist der Wassergehalt eines grob- oder gemischtkörnigen Bodens bei einer Bodenbehandlung zu gering, sollte bei

• feinkörnigen Böden der Boden rechtzeitig angefeuchtet werden, so dass bis zur Einmischung des Bindemittels eine gleichmäßige Durchfeuchtung des Bodens eingestellt hat

• gemischt- bzw. grobkörnigen Böden das Wasser kurz nach dem Verteilen des Bindemittels zugegeben werden

Alternativ kann das Wasser auch während des Fräsvorgangs in den Fräskasten eingedüst werden.

Ist der Wassergehalt eines gemischt- oder feinkörnigen Bodens bei einer Bodenbehandlung deutlich über dem optimalen Wassergehalt, kann er durch einen höheren Kalkanteil im Mischbindemittel verringert werden.

Durch den höheren Kalkanteil im Mischbindemittel wird der Wassergehalt reduziert und es ergeben sich optimale Einbau- und Verdichtungsbedingungen. Der natürliche Wassergehalt des Bodens beeinflusst zusammen mit der zu erzielenden Proctordichte die Bindemittelmenge.

Haupt- zement- arten

Bezeichnung der 27 Normalzemente

Zusammensetzung [M.-%]1)

Hauptbestandteile

Neben bestandteile [M.-%]4)

Silica- staub

Puzzolane FlugascheGebrannter Schiefer

KalksteinZement-klinker

Hütten- sand

natürlichnatürlich getempert

kiesel säurereich

kalk reich

K S D2) P Q V W T L LL

CEM I Portlandzement CEM I 95-100 0-5

CEM II

Portlandhütten zement

CEM II/A-S 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-S 65-79 21-35 0-5

Portland- silicastaubzement

CEM II/A-D 90-94 6-10 0-5

Portlandpuzzolan-zement

CEM II/A-P 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-P 65-79 21-35 0-5

CEM II/A-Q 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-Q 65-79 21-35 0-5

Portlandflug-aschezement

CEM II/A-V 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-V 65-79 21-35 0-5

CEM II/A-W 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-W 65-79 21-35 0-5

Portlandschiefer zement

CEM II/A-T 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-T 65-79 21-35 0-5

Portlandkalkstein zement

CEM II/A-L 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-L 65-79 21-35 0-5

CEM II/A-LL 80-94 6-20 0-5

CEM II/B-LL 65-79 21-35 0-5

Portlandkomposit-zement 3)

CEM II/A-M 80-94 ‹ 6-20 › 0-5

CEM II/B-M 65-79 ‹ 21-35 › 0-5

CEM III Hochofenzement

CEM III/A 35-64 36-65 0-5

CEM III/B 20-34 66-80 0-5

CEM III/C 5-19 81-95 0-5

CEM IV Puzzolanzement 3) CEM IV/A 65-89 ‹ 11-35 › 0-5

CEM IV/B 45-64 ‹ 36-55 › 0-5

CEM V Kompositzement 3)CEM V/A 40-64 18-30 ‹ 18-30 › 0-5

CEM V/B 20-38 31-50 ‹ 31-50 › 0-5

1) Die Werte in der Tabelle beziehen sich auf die Summe der Haupt- und Nebenbestandteile.2) Der Anteil von Silicastaub ist auf 10 % begrenzt.3) In den Portlandkompositzementen CEM II/A-M und CEM II/B-M, in den Puzzolanzementen CEM IV/A und CEM IV/B und in den Kompositzementen CEM V/A und

CEM V/B müssen die Hauptbestandteile außer Portlandzementklinker durch die Bezeichnung des Zementes angegegeben werden.4) Stoffe, die als Nebenbestandteil dem Zement zuggeben werden, dürfen nicht gleichzeitig im Zement als Hauptbestandteil sein.

Faustregel für die Reduzierung des Wassergehaltes:



Auswahl des Mischbindemittels

Hauptkriterium bei der Bindemittelauswahl in der geotechnischen Prüfung sind hauptsächlich die Korn größen ver-teilung bzw. die Plastizität und der Wassergehalt des Bodens. Die Anwendungsbereiche der Bindemittelarten sind in dem Kornverteilungsdiagramm dargestellt.

Korndurchmesser d [mm]

Mas

sen

ante

il d

er K

örn

er <

d in

% d

er G

esam

tmen

ge

0,001 0,002 0,006 0,01 0,02 0,06 0,1 0,2 0,6 1 2 6 10 20 60 100

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Fein-Fein-Fein-

Schluffkorn

Schlämmkorn SiebkornSandkorn Kieskorn

Mittel-Mittel-Mittel- Grob-Grob-Grob-Feinstes Steine

Feinkalk

Bodenart: TM, TL, UM

Bodenart: GU, SU

Bodenart: GW, GI

Bodenart: GU*, SU*

Bodenart: TA

Ungeeignet, nicht zerkleinerbar

Ungeeignet, zu grobkörnig

DOROSOL C 50 MischbindemittelTragschichtbinder

DOROPORTDOROSOL C 10

Festlegung der Bindemittelmenge

Die Bindemittelmenge bei Bodenverbesserungen und qualifizierten Bodenverbesserungen wird in einer Eignungsprüfung nach TP BF-StB B 11.3 „Eignungsprüfung bei Bodenverbesserungen mit Bindemitteln“ermittelt. Sie ist abhängig vom gewünschten Verdichtungsgrad und vom Ausgangswassergehalt.

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

0

1

2

3

4

5

0 0

1 1

3 3

5 5

Erforderliche Bindemittelmenge bezogen auf den Ausgangswassergehalt (Beispiel)

Ausgangswassergehalt des Bodens [M.-%]

Bin

dem

itte

lmen

ge [M

.-%

]

DPr = 100%

DPr = 97%



Reaktionszeiten der Bindemittel

Die Reaktionszeit eines Bindemittels bezeichnet die Zeitdauer zwischen Einmischen des Bindemittels und der Verdichtung des Bodens.

Die Reaktionszeiten von Mischbindemitteln sind in Abhängigkeit von dem hydraulischen Anteil zwischen 3 und 5 Stunden festzulegen.

Eine Veränderung der Reaktionszeit hat einen starken Einfluss auf die Proctordichten und die Festigkeiten.

Bei einer Verlängerung der Reaktionszeit wird bei allen Bindemitteln • der optimale Wassergehalt erhöht• die Proctordichte verringert• die Festigkeit des Boden-Bindemittel-Gemisches herabgesetzt

Temperatur

Bei Boden- und Lufttemperaturen unter +5 °C sollten möglichst keine Verfestigungen und qualifizierte Boden ver-besserungen ausgeführt werden.

Sofern Bodenbehandlungen bei Temperaturen unter +5 °C angeordnet werden sollen, sind die erforderlichen Schutz-maßnahmen in die Leistungsbeschreibung aufzunehmen. In diesem Zusammenhang muss berücksichtigt werden, dass die Temperatur des Boden-Bindemittel-Gemisches möglichst lange - mindestens in den ersten drei Tagen - nicht unter +5 °C absinken sollte. Gegebenenfalls kann als

Schutz die nächste Schicht eingebaut werden. Eine Boden-behandlung von gefrorenem Boden ist nicht zulässig.

Ist mit Frosteinwirkung zu rechnen, muss die Entwässerung so wirksam sein, dass ein Gefrieren der Verfestigung im wasser gesättigten Zustand vermieden wird.

Bei Lufttemperaturen über 25 °C oder intensiver Sonnen ein-strahlung ist der Wassergehalt so einzustellen, dass beim Verdichten des Baustoffgemisches der optimale Wasser-gehalt noch vorhanden ist.

Planumsschutz

Gem. ZTV E-StB 09 muss die Querneigung auf dem Planum bei wasserempfindlichen Böden und Baustoffen mit q ≥ 4% betragen. Bei Bodenverfestigungen und quali-fizierte Bodenbehandlungen darf die Querneigung mit ≥ 2,5% hergestellt werden. Dies ergibt eine Einsparung von ca. 0,3 m³/m Oberbaumaterial bei 6,00m Planumsbreite.

Entsprechend ETV-Stb-BW ist bei besonders witterung-sempfindlichen Böden im Planum (insbesondere TL und UL Böden) eine Verbesserung im Planumsbereich vor-zusehen.



Recyclierte Baustoffe für Bodenbehandlungen sind immer auf Sulfate zu prüfen!

Besonderheiten bei Boden behandlungen: Sulfateinfluß

Bedingt durch chemische Reaktionen der Sulfate und Sulfite (Pyrit) mit dem freien Calcium aus dem Kalk oder Zement (oder von beiden Bestandteilen im Misch binde-mittel) kann durch Quellhebungen das Bauwerk zerstört werden. Dabei entstehen Volumendehnungen von 10 – 30% bei Quelldrücken von bis zu 5 MPa durch Ettringit- oder Thaumasitaufwuchs.

Kritisch sind prinzipiell alle sulfathaltigen Böden oder Wässer, Pyrit, Gips und Anhydrit in der Verbindung mit freiem Calcium bei einem pH-Wert >10,5.

Bewertungskriterien für anstehende Bödenkeine Gefährdung: elektrische Leitfähigkeit des Bodensättigungsextraktes

< 200μS/cmgeringe Gefährdung: Sulfatgehalt 3.000 – 5.000 ppmMittlere bis hohe Gefährdung: Sulfatgehalt 5.000 – 8.000 ppmBoden für Bodenbehandlung ungeeignet: Sulfatgehalt > 8.000 ppm

Bei kritischen Bodenarten sollte immer eine mineralogische Untersuchung des Bodens erfolgen, um eine Gefährdung des Bauwerks auszuschließen.

Ferner sind weitere Einflussfaktoren für eine Ettringit- oder Thaumasitreaktion verantwortlich.Diese sind u.a.:• Temperatur (für Reaktion > 15°C notwendig)• Trocken-Naß-Zyklen• Porengröße des Bodengemisches (Verdichtung)• Typ und Löslichkeit der Sulfate• Tongehalt des Bodens (< 10% Tonanteil

unproblematisch)

Veränderung der bodenmechanischen Eigenschaften durch die Wirkanteile im Mischbindemittel

Kennwerte Kalk Zement

Wassergehalt und Temperatur

starke Reduktion des Wassergehaltes, starke Erwärmung des Boden-Bindemittel-Gemisch

geringe Reduktion des Wassergehaltes, keine Temperaturänderungen

Plastizität Verringerung der Plastizität bei Ton Erhö-hung der Fließ- und Ausrollgrenze bei Schluff

geringe Erhöhung der Fließ- und Ausrollgrenze bei bindigen Böden

Proctorkurve und Verdichtbarkeit

Erhöhung des optimalen Wassergehaltes und Verringerung der Trockendichte

geringe Erhöhung des optimalen Wasserge-haltes, geringe Veränderung der Trockendichte

Scherfestigkeit und Tragfähigkeit

Steigerung der Tragfähigkeit durch Verbes-serung der Verdichtbarkeit, puzzolanische Verfestigung und Carbonatisierung als Langzeitreaktion mit einer Erhöhung der Scherfestigkeit (Kohäsion)

Hydratation führt zu einer raschen Verkittung der Bodenkörner mit einer dauerhaften Er-höhung der Tragfähigkeit und der Scherfestig-keit (Kohäsion)

Verformungsmodul geringe bis mittlere Erhöhung des Ver-formungsmoduls

deutliche Erhöhung des Verformungsmoduls

Durchlässigkeit Verringerung der Durchlässigkeit bei grob- und gemischtkörnigen Böden, Erhöhung der Durchlässigkeit bei mittel- und hoch-plastischen, tonigen Böden

Verringerung der Durchlässigkeit bei grob- und gemischtkörnigen Böden, Erhöhung der Durchlässigkeit bei mittel- und hochplas-tischen, tonigen Böden

Witterungs- und Frostempfindlichkeit

Verringerung der Witterungsempfindlich-keit, Erhöhung des Frostwiderstandes bei fein- und gemischtkörnigen Böden und ausreichenden Bindemittelmengen

Verringerung der Witterungsempfindlichkeit, Erhöhung des Frostwiderstandes bei aus-reichenden Bindemittelmengen

Quelle: Merkblatt zur Herstellung, Wirkungsweise und Anwendung von Mischbindemitteln


Holcim (Süddeutschland) GmbH 72359 DotternhausenTelefon +49 (0) 7427 79-0 Telefax +49 (0) 7427 [email protected]/sued

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