Geologische Sedimente und ihre bautechnische Verwendung

Sedimente und klastische Gesteine

Sedimente bestehen aus detritischen Körnern unterschiedlicher Größe und Zusammensetzung. Die Lücken zwischen den Körnern werden entweder durch natürliches Material (Matrix) oder durch chemische Bindemittel (Zement) gefüllt.

Klassifizierung der Gesteine

• Klastische Gesteine: Bestehen aus detritischem Material.
• Nicht-klastische Gesteine (kristallin):
  • Ton: Kristalle in einheitlicher, feiner Größe.
  • Pyroklastisch: Sehr große Kristalle in einer kryptokristallinen oder mikrokristallinen Matrix.

Struktur und Schichtung

Die Schichtung ist für Bauvorhaben von entscheidender Bedeutung. Übersteigt der scheinbare Neigungswinkel (Dip) den Reibungswinkel zwischen den Schichten, besteht ein hohes Risiko für Erdrutsche. Bei Ausgrabungen sollte die Achse der Struktur möglichst normal zur Schichtung verlaufen.

Bautechnische Materialien

Kies und Sand

Diese Materialien wurden durch Wasser, Wind und Eis transportiert. Sie bestehen meist aus widerstandsfähigem Quarz. Ihre Eignung für Mörtel oder Beton hängt vom Reinheitsgrad ab. Kies wird häufig für Gabionen verwendet, weist jedoch eine begrenzte Tragfähigkeit auf.

Methoden zur Bodenverbesserung

1. Kompaktierung: Verdichtung durch Fallgewichte.
2. Vibroflotation: Tiefenverdichtung durch Vibration und Injektion von Füllstoffen.
3. Feststoffinjektion: Einpressen von Mörtel in den Boden.

Eigenschaften spezifischer Sedimente

Limos (Schluff)

Kornbereich 1–16 mm, meist aus Quarz. Sie weisen geringe Plastizität, hohe Kapillarität und eine hohe Anfälligkeit für Verflüssigung auf. Sie sind schwer zu verdichten und für Fundamente meist ungeeignet.

Tone

Korngröße unter 4 Mikron. Wichtige Gruppen sind Kaolinit, Illit und Montmorillonit (expansiver Ton). Tone sind oft undurchlässig, können jedoch bei Wasseraufnahme ihre Form stark verändern. Sie erfordern spezielle Fundamenttechniken.

Konglomerate

Gesteine, die durch ein detritisches oder chemisches Bindemittel verbunden sind. Sie eignen sich gut als Dekorationsstein, sind jedoch als Zuschlagstoff für Beton weniger geeignet.

Sandstein und Ortoquarzit

Bestehen primär aus Quarz mit kieselsäurehaltigem Zement. Sie bieten eine gute Haftung für Beton und sind ideal für Schotter oder Wasserbauwerke.

Mergel

Besteht aus Schiefer, Kalkstein oder Dolomit. Mergel neigt bei Luftkontakt zum schnellen Zerfall (Verwitterung) und ist erosionsanfällig.

Kalkstein

Besteht hauptsächlich aus Calcit. Er ist witterungsbeständig, eignet sich hervorragend für Mauerwerk und Beton und ist aufgrund seiner Dichte ideal für Talsperren.

Gips

Calciumsulfat. Aufgrund seiner hohen Löslichkeit und Aggressivität gegenüber Zement ist Gips für den Betonbau und als Schotter ungeeignet.