Lagerungsdichte
Die Lagerungsdichte bindiger und nicht bindiger Böden gibt an, wie stark verdichtet ein Boden ist und wie groß sein Porengehalt ist. Die Wichte (feucht oder trocken) hängt von der Lagerungsdichte ab. Die Lagerungsdichte D wird in genormten Versuchen ermittelt.
Definition
Sie ist definiert als:
$ D={\frac {n_{max}-n}{n_{max}-n_{min}}} $
wobei:
- n = Porenanteil der Bodenprobe
- nmax = Porenanteil bei lockerster Lagerung
- nmin = Porenanteil bei dichtester Lagerung
Der Porenanteil lässt sich aus der Porosität des Materials ermitteln.
Ermittlung der Lagerungsdichte nichtbindiger Böden
Die DIN 18126 legt Versuchsdurchführungen zur Ermittlung der Grenzen
- „lockerste“ Lagerung (nmax)
- „dichteste“ Lagerung (nmin)
nicht bindiger Böden fest. Diese kommen den natürlichen Verhältnissen nahe. Bei lockerster Lagerung erreicht der Porenanteil seinen maximalen Wert.
Ermittlung der Lagerungsdichte bindiger Böden
Die Lagerungsdichte bindiger Böden wird durch die Verdichtung bei Belastung erhöht. Der Verdichtungserfolg hängt ab von:
- Kornverteilung (Kornzusammensetzung)
- Wassergehalt
- Verdichtungsleistung
- Verdichtungsarbeit
Beispiele
- trockener, fester, grobstückiger Ton → keine Verdichtung möglich
- nahezu wassergesättigter breiiger Ton → keine Verdichtung möglich
Die Bestimmung des Wassergehalts und der Kornverteilung sind in DIN 18121, DIN 18123-T4 und DIN 18123-T5 genormt.
Proctor-Versuch
Auch die Verdichtungsarbeit im Proctor-Versuch ist in DIN 18127 genormt damit vergleichbare Ergebnisse erzielt werden.
- der Proctor-Versuch besteht aus 5 Einzelversuchen mit jeweils erhöhtem Wassergehalt
- für jeden Einzelversuch werden die Rohdichte und die Trockendichte gemessen
- dann werden Trockendichten in Abhängigkeit vom zugehörigen Wassergehalt aufgetragen
- der Scheitelpunkt der Kurve ergibt die Proctordichte
- daraus folgt der optimale Wassergehalt für die Verdichtung.