Entwicklung und mechanische Charakterisierung von zeitweise fließfähigen Erdbaustoffen aus mineralischen Restmassen

| Projektlaufzeit: | 01/06/2023 - 31/05/2026 |
| Forschungsziel: | Entwicklung nachhaltiger zeitweise fließfähigen Erdbaustoffe |
| Finanzierung: | Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) |
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| Projektteam: | Melissa Zeni, M.Sc.; Dr.-Ing. Emanuel Birle |
Zeitweise fließfähige Erdbaustoffe (ZFE) bestehen überwiegend aus einem mineralischen Basismaterial, einem Bindemittel (meist Zement), eventuellen Additiven und Wasser. Als Basismaterial können sowohl natürliche als auch rezyklierte Gesteinskörnungen eingesetzt werden. Aufgrund der Fließfähigkeit des frischen ZFE füllt dieser unter Einfluss der Schwerkraft und ohne externe Verdichtung Höhl- und Zwischenräume vollständig aus. Mit der Zeit bindet das Wasser mit dem Bindemittel und Tonmehl und der ZFE gewinnt an Festigkeit.
Das mechanische Verhalten von ZFE wird maßgeblich durch die verwendeten Ausgangsstoffe sowie den Anteil an Bindemittel und Wasser in der Mischung beeinflusst. Bei der Entwicklung geeigneter Rezepturen werden in der Regel relativ geringe Festigkeiten angestrebt, um eine spätere Wiederaushubfähigkeit zu gewährleisten. Aufgrund des hohen Wassergehalts und der vergleichsweise geringen Dichte im eingebauten Zustand bestehen jedoch weiterhin Unsicherheiten hinsichtlich der Scherfestigkeit und der Steifigkeit des Materials.
Zur Schließung dieser Wissenslücke und zur Ermöglichung eines anforderungsgerechten Einsatzes mineralischer Restmassen als ZFE wurden umfangreiche Laboruntersuchungen durchgeführt. Dabei wurden ZFE mit unterschiedlichen Basismaterialien und verschiedenen Bindemitteln untersucht. Als Basismaterialien kamen mineralische Restmassen zum Einsatz, die aufgrund ihrer ungünstigen erdbautechnischen Eigenschaften üblicherweise verfüllt oder deponiert werden. Bei der Auswahl der Bindemittel wurde insbesondere auf einen möglichst geringen herstellungsbedingten CO₂-Ausstoß geachtet, weshalb Bindemittel mit reduziertem Klinkeranteil verwendet wurden.