Frühjahrstagung FSKB 2006 Gesteinskörnungen Neue Normen, Schnittstellen, Erfahrungen. Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur

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1 Frühjahrstagung FSKB 2006 Gesteinskörnungen Neue Normen, Schnittstellen, Erfahrungen Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 1

2 Gliederung 1. Teil Aktueller Stand SN EN Normen für Gesteinskörnungen Neue Normen (Inkrafttreten 2006) 2. Teil Schnittstellen(probleme): Gleiches Produkt unter verschiedenen Normen ("Kombiprodukt") Erfahrungen in der Anwendung Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 2

3 Übersicht und Strukturierung Produkt GK für Beton GK für Asphalte GK für Mörtel GK für ungebundene und gebundene Gemische Ungebundene Gemische GK für Gleisschotter Leichte GK Wasserbausteine EN 12620: : : : : : : : : : 2002 SN a b pr ( ) ( ) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 3

4 Konformitätssysteme, Gültigkeit Produkt bzw Norm GK für Beton GK für Asphalte GK für Mörtel GK für ungebundene- und gebundene Gemische Ungebundene Gemische GK für Gleisschotter Leichte GK Wasserbausteine KSys Gültigkeit eingeführt 2005 eingeführt 2005 neu in Bearbeitung (2006/2007) eingeführt 2005 neu neu Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 4

5 GK für Mörtel EN SN EN 13139:2002 Geometrische Eigenschaften Eigenschaft Korngrössenverteilung Feinanteil (K1-K3: für alle GK) (K4: für feine / grobe GK) Qualität Feinanteil Plattigkeit Kantigkeit Anteil gebrochener Körner Anforderung 0/1 0/2 0/4 0/8 2/4 2/8 >D: 15 % bzw 10 % <d: 20 % Zulässige Toleranzen Kategorien K1-K4: K1 Spritzmörtel: f 3 K2 Putzmörtel: f 5 K3 Mauermörtel Ø: f 8 K4 Mauermörtel #: f 30 / f 11 3 % sonst Nachweis NR NR Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 5

6 GK für Mörtel EN SN EN 13139:2002 Mechanische und physikalische Eigenschaften Chemische Eigenschaften Eigenschaft Rohdichte Wasseraufnahme Dauerhaftigkeit Organische Anteile (Abbindeverhalten) Leichtgewichtige Anteile (Mörteloberfläche) Chloride Sulfate Schwefel Anforderung angegeben Petrographie (analog GK für Beton) bei Verdacht (analog GK für Beton) bei Verdacht (analog GK für Beton) Cl Klasse SIA 198, SN EN AS 0.8 S 1 Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 6

7 GK für Mörtel EN SN Besonderes Grobheit/Feinheit (analog GK Beton) (informativ) CP 5 bis 45 Siebdurchgang 0.5 mm [M-%] MP 30 bis 70 FP 55 bis 100 Feinheitsmodul (analog GK Beton) (informativ) Summierte Siebrückstände 4, 2, 1, 0.5, 0.25, mm CF 3.6 bis 2.4 Summe Siebrückstände [M%]/100 [--] MF 2.8 bis 1.5 FF 2.1 bis 0.6 Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 7

8 GK für Mörtel EN SN Besonderes (Fortsetzung) Neue Norm ersetzt Regelungen in SIA 251 Schwimmende Unterlagsböden ("Petrographie, Reinheit, Kornform") und SIA V 178 Mörtel für Naturstein-Mauerwerk Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 8

9 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn EN 13242:2002 EN 13285:2003 Eigenschaft Korngrössenverteilung GK G C 80/20 G F 80 Anforderung Gemische 0/22.4 0/45 Geometrische Eigenschaften Feinanteil Qualität Feinanteil (feine GK) Plattigkeit Kantigkeit Anteil gebrochener Körner f angegeben 3 % io (sonst Nachweis) FI 30 / FI 35 NR UF 12 (>UF 3 CBR) dito? Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 9

10 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn EN 13242:2002 EN 13285:2003 Mechanische und physikalische Eigenschaften Eigenschaft Widerstand gegen Zertrümmerung (Los Angeles-Test) Rohdichte Wasseraufnahme (für gebundene Gemische) Dauerhaftigkeit Tragfähigkeitsverhalten CBR-Test Tragfähigkeitsverlust GK LA 40 (11/16) angegeben Petrographie angegeben Anforderung Gemische 0.5 (>UF 3 ) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 10

11 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn EN 13242:2002 EN 13285:2003 Eigenschaft GK Anforderung Gemische Sichtbare Verunreinigungen keine zulässig dito Chemische Eigenschaften Stoffliche Zusammensetzung (für rezyklierte GK) Chloride BUWAL SN NR dito NR Sulfate AS 0.8 dito Schwefel (für gebundene Gemische) S 1 dito Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 11

12 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn Besonderes Anforderungen an Korngrössenverteilung (KGV) Allgemeine Bereiche 0/22 und 0/45 Überkornanteil OC 75 Vom Lieferanten anzugebender Wert S (Wertebereich) Vom Lieferanten angegebener Wert (Zielwert) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 12

13 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn Korngrössenverteilung ungebundener Gemische Allgemeiner Bereich Bereich S-Wert 0/22 mm 0/45 mm Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 13

14 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn Besonderes Anforderungen an Korngrössenverteilung (KGV) Allgemeine Bereiche 0/22 und 0/45 Überkornanteil OC 75 Vom Lieferanten anzugebender Wert S (Wertebereich) Vom Lieferanten angegebener Wert (Zielwert) KGV der einzelnen Lose (Toleranz T zum Zielwert) Stetigkeit der Sieblinie (Differenzen der Siebdurchgänge) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 14

15 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn Stetigkeit Korngemisch 0/45 mm, Toleranzbereich und Stetigkeit Toleranzbereich T Toleranzbereich T S-Wert S-Wert Bereich E C B A 7-30 % 7-30 % Allgemeiner Bereich 7-20 % G F 4-15 % 0/45 mm Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 15

16 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn Besonderes Rezyklierte GK zusätzlich nach BUWAL bzw SN prüfen: Stoffliche Zusammensetzung, Fremdstoffe (makroskopisch) Abgrenzung zu SN b GK Asphalte Typ AC F (Fundationsschichten): Korngrössenverteilung, Feinanteile, Kornform, Widerstand gegen Zertrümmerung, etc Interpretation: SN b GK AC F gilt nur für Heissmisch- Fundationsschichten (früher HMF) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 16

17 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn Neuerungen gegenüber SN d (Kiessande Fundationsschichten) Bereiche Korngrössenverteilung Berechnung der Stetigkeit (nicht nur für Kiessand I) Prüfung der Kornform (nicht nur für Kiessand I) Nichtkubischer Anteil 50 Z-% entspricht ca FI 20 (<FI 30 ) Los Angeles-Test an Stelle von Anteil weicher Gesteine (Feinkornzunahme in Folge zweimaliger Verdichtung) Korrelation fehlt noch keine Erfahrung! Prüfung Sulfatgehalt Zusätzliche Anforderungen für GK für gebundene Gemische (Rohdichte, Wasseraufnahme, Schwefel) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 17

18 GK für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische EN Ungebundene Gemische EN prsn Vergleich der Korngrössenverteilungsbereiche 0/22 mm neu 0/45 mm neu KS I 0/63 mm alt KS II 0/90 mm alt Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 18

19 Leichte GK für Mörtel, Beton EN SN EN :2002 Geometrische Eigenschaften Eigenschaft Korngrössenverteilung Feinanteil Anforderung Grundsiebsatz Ergänzungssiebsatz 1 Unterkorn <d: 15 % Überkorn >D: 10 % angegeben Plattigkeit Kantigkeit Anteil gebrochener Körner NR NR Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 19

20 Prüfung von Gesteinskörnungen EN Korngrössenverteilung Siebverfahren Grundsiebsatz 1 Ergänzungssiebsatz 1 Ergänzungssiebsatz 2 Feinanteil <0.063 mm Mehlkorn <0.125 mm Spezial/Analyse Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 20

21 Leichte GK für Mörtel, Beton EN SN EN :2002 Mechanische und physikalische Eigenschaften Chemische Eigenschaften Eigenschaft Schüttdichte Rohdichte Wasseraufnahme Dauerhaftigkeit Wassergehalt Kornfestigkeit Organische Anteile (Abbindeverhalten) Chloride, Sulfate, Schwefel Alkali-Kieselsäure-Reaktivität (AAR) Anforderung angegeben angegeben Petrographie angegeben NR bei Verdacht (analog GK für Beton) angegeben Spezifische Anforderungen Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 21

22 Leichte GK für Mörtel, Beton EN SN Besonderes Siebverfahren EN 933-1: Trockensiebung Verschiedene angepasste Prüfverfahren (kleine Kornrohdichte) Kornfestigkeit (Druck-Zertrümmerungswiderstand), nicht in SN Anteile, die das Abbindeverhalten beeinflussen können, prüfen: Vorprüfung EN (NaOH-Test) Mörtelverfahren EN (fälschlicherweise "mlpc" in SN) Dauerhaftigkeit mit Petrographie prüfen in SN fehlen diesbezügliche Angaben bzw Kriterien Expliziter Hinweis auf Akali-Kieselsäure-Reaktivität (petrographische Zusammensetzung bzw Prüfung) in SN fehlen diesbezügliche Angaben bzw Kriterien Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 22

23 Leichte GK für Asphalte sowie für ungebundene und gebundene Verwendung EN SN EN :2004 Geometrische Eigenschaften Mechanische und physikalische Eigenschaften Chemische Eigenschaften Eigenschaft Korngrössenverteilung Feinanteil Plattigkeit Anteil gebrochener Körner Schüttdichte Rohdichte Wasseraufnahme Spezielle Eigenschaften Chloride, Sulfate, Schwefel Anforderung CH: nur Anerkennung kein nationaler Anhang Anforderungen zwischen Bauherrn und Hersteller regeln Minimale Anforderungen und Verwendungseinschränkungen gemäss Richtlinie BUWAL (Recycling) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 23

24 Wasserbausteine EN SN EN :2002 Geometrische Eigenschaften Mechanische und physikalische Eigenschaften Chemische Eigenschaften Eigenschaft Steingrössenverteilung Masseverteilung Steinform Anteil gerundeter Steine Gesteinsdichte Widerstand gegen Brechen Widerstand gegen Abrieb Dauerhaftigkeit Verunreinigungen Wasserlösliche Bestandteile Anforderung NR NR NR NR NR NR NR Petrographie Petrographie Petrographie Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 24

25 Wasserbausteine EN /-2 SN /-2 Besonderes Abstimmung mit SIA 178 Naturstein-Mauerwerk fehlt Teil 2 Prüfverfahren: SN - aber keine Anwendung empfohlen Produktspezifische Begriffe und Prüfverfahren Grössenklassen 125 bis 250 mm Gewichtsklassen (leicht) bzw kg (schwer) Steinform (L/D>3) analog Gleisschotter Steinrundung (gerundet: <50 % gebrochene Oberfläche) Widerstand gegen Brechen (Kriterium Druckfestigkeit) Steingefüge im Fall-Druck-Versuch testen Steinfarbe mittels Liefermustern belegen Probenahme Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 25

26 Schnittstellen Geometrische Eigenschaften Eigenschaft Beton Gesteinskörnungen für Asphalte Mörtel Strbau Gleissch Korngrössenverteilung Feinanteile () Plattigkeitsindex () Kornformkennzahl (+KL) Gebrochene Körner Fliesskoeffizient : Anforderung (): Kennwert Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 26

27 Kombiprodukt Geometrische Eigenschaften (Anforderungen) Eigenschaft Beton Gesteinskörnungen für Mörtel Strassenbau Korngrössenverteilung G C 85/20 G F 85 >D 15 % <d 20 % G C 80/20 G F 80 Feinanteile feine GK f angegeben >f 3 Nachweis f 3 f 5 f 8 f 30 f 11 >f 3 Nachweis f angegeben >f 3 Nachweis Feinanteile Korngemisch f 11 f 3 f 5 f 8 f 11 UF 12 >UF 3 CBR Plattigkeitsindex FI angegeben NR FI 30 / FI 35 Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 27

28 Schnittstellen Mechanische und physikalische Eigenschaften Eigenschaft Beton Gesteinskörnungen für Asphalte Mörtel Strbau Gleissch Widerst Zertrümmerung Rohdichte+Wasserauf () () () () () Dauerhaftigkeit (Petro) () Tragfähigkeit CBR (>UF 3 ) Gesteinshärte (Petro) (S+H) Verwitterungsbest Polierwiderstand (VF) Affinität Bitumen () : Anforderung (): Kennwert Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 28

29 Kombiprodukt Mechanische und physikalische Eigenschaften (Anford) Eigenschaft Beton Gesteinskörnungen für Mörtel Strassenbau Widerstand gegen Zertrümmerung NR NR LA 40 Dauerhaftigkeit Tragfähigkeitsverhalten Petrographie Petrographie (dito Beton) CBR-Test Rohdichte Wasseraufnahme angegeben angegeben angegeben (gebundene Gemische) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 29

30 Schnittstellen Chemische Eigenschaften Eigenschaft Beton Gesteinskörnungen für Asphalte Mörtel Strbau Gleissch Organische Anteile (Abbindeverhalten) Leichtgewichtige Anteile (mlpc) Fremdstoffe Chloride Sulfate Schwefel (geb Gem) : Anforderung Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 30

31 Kombiprodukt Chemische Eigenschaften (Anforderungen) Eigenschaft Beton Gesteinskörnungen für Mörtel Strassenbau Organische Anteile (Abbindeverhalten) Vorprüfung Mörtelversuche Vorprüfung Mörtelversuche NR Leichtgewichtige Anteile (mlpc) mlpc 0.5 mlpc 0.25 mlpc 0.5 mlpc 0.25 BUWAL 0.3 M-% Chloride Klasse Beton Klasse Mörtel NR Sulfate AS 0.8 AS 0.8 AS 0.8 (gebundene Gem) Schwefel S 1 S 1 S 1 (gebundene Gem) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 31

32 Erfahrungen WPK 2005 GK für Beton Verunreinigungen (Abbindeverhalten, Betonoberfläche) Humussäuren (EN , NaOH) (Vorprüfung) Aufschwimmende Anteile "mlpc" (EN , ZnCl 2 ) Quellende Tonminerale (Petrographie?) (EN 933-3, MB-Test) Chloride, Sulfate, Schwefel EN 12620: wasserlösliche Chloride (Binnenland 0.01 M-%) Chloridgehaltsklasse EN 206-1: Gesamtchlorid im Beton Falls die in der Norm vorgesehene Berechnung des Chloridgehaltes für die zutreffende Klasse zu hohe Werte ergibt, kann eine chemische Analyse am Festbeton durchgeführt werden. Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 32

33 Erfahrungen WPK 2005 GK für Beton, Berechnung Chloridgehalt Gesteinskörnung Anmachwasser Dosierung [kg/m 3 Beton] CEM II/A-LL 42.5 N ca 165 [M-%] (EN 12620) ( ppm) Chloridgehalt [kg/m 3 Beton] (0.025) Summe Beton Summe Zement Analyse [%-Beton] Analyse [%-Zement] Klasse Cl0.2 <0.01 M-% <0.08 M-% Klasse Cl Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 33

34 Erfahrungen WPK 2005 GK für Beton Chloride, Sulfate, Schwefel Sulfatgehalt kann kritisch sein beim Auftreten bestimmter Gesteine wie Rauhwacke, Zellendolomit, Gips Schwefel meist unkritisch, Achtung beim Auftreten von Pyrit (Schwefelkies FeS 2 ) Sulfate und Schwefel in feiner GK Petrographie? Analyse Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 34

35 Erfahrungen WPK 2005 GK für Beton Petrographie (SN ) Unklarheiten: Anforderungen bezüglich Exposition und Druckfestigkeit? "entweder - oder" oder "sowohl - als auch"? Bezug in SN EN NA.3 fehlt für Druckfestigkeitsklassen Anforderungen für "übrige Klassen"? Petrographie GK in SN EN NA.3 nur für Fx-Klassen Präzisierungen (Revision 2006): Anforderungen an petrographisch ungeeignete Anteile beziehen sich auf das Korngemisch (GK Beton!) Anforderungen Schichtsilikate 6.0 % in feiner GK bzw 2.0 % im Korngemisch Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 35

36 Erfahrungen WPK 2005 GK für Asphalte SN b (Revision, gültig ab ): Anteil gebrochener Körner, neue Klasse C 70/10 (nicht in EN) Anforderungen reduziert: AC Typ N C 95/1 C 70/10 AC Typ S C 95/1 C 70/10 Anforderungen verschärft: AC B C 50/10 C 70/10 AC T Typ S C 50/10 C 70/10 AC T Typ H C 50/10 C 70/10 Neu: Polierwiderstand auch für AC T und AC B prüfen, falls provisorische Fahrbahn unter Verkehr (Anforderungen?) Neu: Begriff "Scharfkantigkeit" (keine Konsequenzen) Unverändert (bekannte Probleme): Korngrössenverteilung feine GK nur für "Brechsand" Definition "Brechsand" fehlt (zb Fliesskoeffizient 0/2, Ecs 36) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 36

37 Erfahrungen WPK 2005 GK für Asphalte Korngrössenverteilungsbereich feine GK 0/2 SN b Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 37

38 Erfahrungen WPK 2005 GK für Asphalte Qualität der Feinanteile >f 10 ("Füller-Qualität") KGV, Rohdichte, Petrographie, Hohlraumgehalt, Ring+Kugel, Wasserlöslichkeit, Wasserempfindlichkeit Affinität zu Bitumen Prüfverfahren EN (SN ) erst ab 2008 in Kraft SN Haftvermögen bituminöser Bindemittel "alt" vorerst noch gültig (in SN b richtiggestellt) Körnung 2/4: Prüfung Plattigkeit nicht möglich (SN b, T3) Prüfverfahren EN nur für Körnungen d 4 mm möglich Petrographie (SN ) Anforderungen gelten für jede einzelne Gesteinskörnung Hartgesteinsanteil für feine GK? (SN "alt" nur Splitt) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 38

39 Erfahrungen WPK 2005 GK für Gleisschotter Begriffe Feinkorn <0.5 mm bzw Feinstkorn <0.063 mm Kornform (Prüfverfahren) Nicht Plattigkeitsindex [FI] sondern Kornformkennzahl [SI] Bestimmung der Kornlänge (A >100 mm) Triage mit Schablone bzw Messschieber Anforderung: Anteil Körner mit A >100 mm 4 M-% Widerstand gegen Zertrümmerung Los Angeles-Koeffizient (EN ) Abgeändertes Verfahren (Probe 10 kg, 1000 Umdrehungen) Siebanalyse Exotische Siebe 40 mm (ESS 2) und 50 mm (Siebsatz?) Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 39

40 Erfahrungen WPK 2005 GK für Gleisschotter Korngrössenverteilungsbereich Gleisschotter 32/50 mm Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 40

41 Erfahrungen WPK 2005 GK für Gleisschotter Petrographie (SN ) Anforderungen an Gleisschotter sind festgelegt: Petrographisch ungeeignete Anteile und Hartgesteinsanteil Abstimmung mit SN fehlt (NA ohne Bezug SN ) EN / SN : Begriff "Hartgestein" fehlt Verwitterungsbeständigkeit Magnesium-Sulfat-Verfahren (EN ) Angepasstes Verfahren für Gleisschotter EN Anhang G (10 Tränkungszyklen an Stelle von 5) Anforderung MS 3.0 M-% kritisch streng Riet Rageth, Baugeologie und Geo-Bau-Labor Chur 41