Optimierung der Belüftungsdauer für alkalische Bodenstabilisierungen

Die Versuchsreihen prüfen den Zusammenhang zwischen Versiegelungsdauer nach der Bindemittelzugabe und der anschließenden Neutralisation sowie Druckfestigkeit. Die Daten liefern eine Bemessungsgrundlage für die zeitliche Steuerung der Belüftung und damit für die Wiederverwendung alkalischer Bauabfälle.

Versuchsaufbau

Die Versuche erfolgten an einer Mischung aus Bauschlamm und entwässertem Klärschlamm im Volumenverhältnis 2:1. Bindemittelzugabe: ein Branntkalk-reicher Kalkbinder mit 89,0 g/L, der Calciumhydroxid überwiegend rasch durch Löschen freisetzt, sowie gewöhnlicher Portlandzement (OPC) mit 95,0 g/L, der Calciumhydroxid fortschreitend während der Hydratation bildet. Die kalkstabilisierten Proben wurden 0, 1, 3, 5, 7 und 14 Tage versiegelt gelagert, die OPC-Proben 0, 1, 4 und 7 Tage. Alle Proben durchliefen anschließend eine 28-tägige Belüftungsphase. Der pH-Wert der Bodensuspension wurde in 48-Stunden-Intervallen erfasst, die einaxiale Druckfestigkeit (UCS) an je drei Probekörpern pro Bedingung bestimmt.

Ergebnisse

Beim Branntkalk-Binder blieb die Versiegelungsdauer ohne messbaren Einfluss auf Geschwindigkeit und Endwert der pH-Reduktion. Alle Verläufe konvergierten gegen einen terminalen pH von etwa 11,4. Beim OPC bewirkte eine längere Versiegelung eine schnellere pH-Absenkung in den ersten Belüftungstagen; trägt man den pH-Verlauf jedoch gegen die Gesamtzeit seit dem Mischen auf, fallen die Kurven zusammen und enden bei einem terminalen pH von rund 9,9. Die Versiegelung verschiebt den Neutralisationsprozess demnach lediglich zeitlich; sie steigert nicht dessen Endwirkung. Die 28-Tage-Druckfestigkeit stieg bei beiden Bindemitteln monoton mit der Versiegelungsdauer. Ein 7-tägiger Verschluss erhöhte die UCS um etwa 15 bis 18 Prozent gegenüber dem Nullwert. Im geprüften Bereich von 0 bis 7 Tagen entspricht dies einem scheinbaren Zuwachs von rund 2 Prozent der Nullwert-Festigkeit je zusätzlichem Versiegelungstag. Die Autoren weisen darauf hin, dass diese lineare Abschätzung nur für die geprüften Bedingungen gilt.

Schluss

Zielpriorität entscheidet über die Ablaufreihenfolge. Steht die Neutralisation im Vordergrund, ist die sofortige Belüftung der wirtschaftliche Pfad. Wird zusätzliche Tragfähigkeit verlangt, verlängert die vorherige Versiegelung die UCS ohne Verlust am Neutralisationsendniveau. Die geprüften Bedingungen decken zwei Bindemittel und einen begrenzten Versiegelungszeitraum ab; eine Übertragung auf andere Rezepturen erfordert eigene Versuche.