Granulometrische Eigenschaften von feinen Gesteinskörnungen

BASt 1100: Granulometrische Eigenschaften von feinen Gesteinskörnungen
Th. Wörner, S. Neidinger, E. Westiner
56 S., 31 Abb., 17 Tab., ISBN 978-3-95606-037-3, 2013, EUR 15,50

Die granulometrischen Eigenschaften (Korngrößenverteilung, Kornform, Oberflächenbeschaffenheit) der feinen Gesteinskörnung beeinflussen sowohl die Eigenschaften von Gesteinskörnungsgemischen als auch die Asphalt- bzw. Betoneigenschaften maßgeblich. Derzeit gibt es keine allgemeinverbindlichen Festlegungen zur Beschreibung von Kornform und Oberflächenbeschaffenheit von feinen Gesteinskörnungen. Insbesondere für den Kornbereich von 2 bis 4 mm gibt es im Regelwerk eine Lücke, die es zu schließen gilt.

Im Rahmen dieses Vorhabens konnte aufgezeigt werden, dass prinzipiell verschiedene Möglichkeiten bestehen, die granulometrischen Eigenschaften von feinen Gesteinskörnungen zu charakterisieren. Einerseits besteht die Möglichkeit, existierende Verfahren für die groben Gesteinskörnungen (Kornformkennzahl, Plattigkeitskennzahl, Anteil gebrochener Körner) auf die feinen Gesteinskörnungen zu übertragen, andererseits ist auch der photooptische Ansatz zielführend.

Die derzeit in einigen Anwendungsbereichen praktizierte Vorgehensweise, den Fließkoeffizienten zur Beurteilung der granulometrischen Eigenschaften heranzuziehen bzw. die Ergebnisse der Kornklasse 4/5 mm im Hinblick auf die Kornform oder die "Bruchflächigkeit" auf feine Gesteinskörnungen zu übertragen, sind als kritisch anzusehen. So muss beim Fließkoeffizienten stets berücksichtigt werden, dass dieser sowohl von der Korngrößenverteilung als auch von der Kornform und der Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst wird und dass differenzierte Rückschlüsse auf Einzelparameter nicht möglich sind. Insgesamt wurde deutlich, dass eine beschreibende Prüfung der granulometrischen Eigenschaften durch den Fließkoeffizienten nicht zwingend notwendig ist und dass eine Charakterisierung einer feinen Gesteinskörnung durch die alten Begriffe "Brechsand" und "Natursand" eine gleichwertige Alternative darstellt.

Bezüglich der Übertragbarkeit der Ergebnisse der Kornformbestimmung und der "Bruchflächigkeitsbestimmung" der Kornklasse 4/5 mm auf die gesamte feine Gesteinskörnung konnte nachgewiesen werden, dass diese Kornklasse nicht repräsentativ für die feine Gesteinskörnung ist und dass folglich eine Aufweitung der Prüfung in den Bereich der feinen Gesteinskörnungen anzustreben ist. Im Hinblick auf die Kornform wird empfohlen die bestehende Regelungslücke (2-4 mm) durch die Plattigkeitskennzahl nach einer neu erstellten Arbeitsanleitung zu schließen. Diese kann derzeit bis zu einer kleinsten Korngröße von 1,25 mm bestimmt werden und umfasst damit auch den größten Teil der Kornklasse 1/3 mm. Von der Idee, auch die Prüfsystematik für das Prüfmerkmal "Bruchflächigkeit" auf den Kornbereich 2-4 mm auszuweiten, sollte hingegen aufgrund der eingeschränkten Aussagekraft und der fehlerbehafteten Durchführung in diesem Kornbereich abgesehen werden.

Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass alternativ zu den konventionellen Messmethoden die Charakterisierung der Kornform und der Oberflächenrauheit von feinen Gesteinskörnungen mit photooptischen Messsystemen möglich ist. Da sich die Ergebnisse verschiedener Gerätehersteller derzeit nicht direkt miteinander vergleichen lassen, bedarf es jedoch entweder einer "Angleichung" der Messparameter oder einer Einigung auf ein einziges Messsystem. Der photooptische Ansatz ist vielversprechend und sollte weiterverfolgt werden. Inwieweit die so ermittelten Kennwerte als Beurteilungskriterium für die Kornform bzw. Oberflächenrauheit von Gesteinskörnungen praxisrelevant sind, kann an dieser Stelle nicht beantwortet werden. Hierfür müssten die Auswirkungen von Gesteinskörnungen mit unterschiedlichen photooptisch bestimmten Kornform-Kennwerten auf Baustoffgemische bzw. Asphalte oder Betone erforscht werden.