Puzzolanische Eigenschaften

Puzzolane

Der Name deutet auf die Stadt Puzzuoli hin, da sie her am häufigsten gefunden wurden. Diese Hafenstadt war eine der größten Handelsstädte in Campanien. Sie liegt drei italienische Meilen von Baja und acht von Neapel, am Ufer des mittländischen Meeres. In Deutschland waren die Puzzolane weitgehend unbekannt, während Länder wie Frankreich und vorwiegend Italien diese schon genutzt haben.
Sie werden zunächst von Vitruv beschrieben. Strabo erkennt ihre Abbindekraft in Wasser und Seneca erkennt ihre Incrustation. Unter Kaiser Claudius wurde Puzzolan vorwiegend für den Hafenbau eingesetzt.
Auch für den Wasserbau bei Konstantinopel konnten sie eingesetzt werden. Es bestand allerdings etwas Unsicherheit darüber, ob Puzzolane nicht auch Gips sein könnte.

 

Abbindevorgang:
Ohne Zusatz von Kalk bindet Puzzolan gar nicht ab. Zusammen ergeben sie einen Baustoff, der gut vor allem im Wasser abbindet. Die Mischungsverhältnisse sind zwei Teile Puzzolane zu einem Teil Kalk (von itallienischen Baumeistern empfohlen).

 

Anwendung:
Puzzolane kamen bei dem Bau von Straßen, Dächern und Estriche zur Anwendung. Wird Puzzolan gebrannt, dann ist der Puzzolanmörtel härter als Stein und damit sehr dauerhaft. Am besten sieht man dieses an den Überresten von der alten Einfassung des Hafens zu Puzzuoli und oft falsch il ponte di Caligola genannt wird. Es stehen hier noch 13-14 Pfeiler und einige sogar noch mit den Bögen. Mit dieser Art von Mörtel gelang es den Römern im Gegensatz zu den Griechen schon frühzeitig leichte Gewölbe anzufertigen.

Die größten Vorkommen an Puzzolane ist die Gegend um den Vesuv. Dazu gehören auch Gegenden wie neben Neapel und Rom, auch die von Tivoli und Civita Vecchia. In Frankreich hatte man den Baustoff in der Provence, der Landschaft Auvergne und Isle de France entdeckt. Zusätzlich fand man sie auf der Insel Guadaloupe und Martinique. Der Handel verläuft in ganz Europa und Nordafrika.


Das Material kann staubförmig aber auch in großen Stücken vorliegen. Manchmal sind sie porös, rau und körnig, eine Häufung verschiedener Arten von Erden und kleinen Steinen, welche letztere von der Größe eines Gerstenkornes sind. Nach einem leichten Malvorgang haben sie eine rötliche, helle, dunkle Farbe je nach Eisen -oder anderen Mineraliengehalt.
Für den Bau von Wasserwerken wurden häufig Puzzolane mit Erde und Sand verwendet. Eisenhaltiger Sand, deren Farbe von verwittertem weißen Eisenerz kommt, wurde häufig verwendet. Besser geeignet war eine reine vitrescible Erde und wenig Eisen.
Wurde Puzzolan als rötlicher Baustoff verwendet, konnte folgende Zusammensetzung bestimmt werden:


Die Hälfte ist Puzzolan, da es zusammen mit Kalk einen festen MörtelÏergibt. Das übrige besteht aus Ton, Eisen, etwas Brennbarem und Alaun, dessen letztere Erde in dem Ton ist. Das Eisen macht 1/ 18 bis 1/16 aus. (kos)

 

Puzzolan

Puzzolane sind künstliche oder natürliche Gesteine, die zumeist unter Hitzeeinwirkung entstanden sind und durch ihren Gehalt an Kieselsäure und Calciumhydroxid in Verbindung mit Wasser bindefähig werden.

Der Name stammt vom italienischen Ort Puteoli (heute Pozzuoli) in den Phlegräischen Feldern (westlich von Neapel), wo bereits im Altertum große Mengen an puzzolanischer Vulkanasche gewonnen und zu römischem Beton (lat. Opus Caementitium) verarbeitet wurden.

Natürliche Puzzolane sind entweder magmatische Gesteine wie vulkanischer Tuff, oder in Deutschland der rheinische Trass, aber auch Sedimentgesteine, die einen hohen Anteil an löslicher Kieselsäure und teilweise auch reaktionsfähiges Aluminiumoxid (Tonerde) enthalten. Künstliche Puzzolane sind z. B. Ziegelmehl (gebrannte Tonerde) oder Flugaschen aus mit Steinkohle oder Braunkohle befeuerten Kraftwerken.

Puzzolane werden als Zusatzstoffe für die Herstellung von Mörtel oder Beton verwendet, denn zusammen mit Calciumhydroxid (Kalkhydrat) und Wasser reagieren Puzzolane hydraulisch und bilden Calciumsilicathydrate und Calciumaluminathydrate. Dies sind die gleichen kristallinen Verbindungen, die auch bei der Erhärtung (Hydratation) von Zement entstehen und die z. B. die Festigkeit und Gefügedichtigkeit von Beton bewirken.

Hydraulizität

  • Fähigkeit eines Stoffes mit Wasser an der Luft oder in Wasser zu reagieren und sich zu erhärten
  • Für uns wichtig: Hydraulische Stoffe reagieren von sich aus, latent-hydraulische Stoffe nur unter Anregung


Puzzolanische Reaktion

  • Chemische Reaktion von Calziumhydroxid und Siliziumoxid zu Calziumsilikaten ( CH + S -> CSH )

Hohe Alkalität notwendig um Reaktion zu starten

 

 

 

Eine »Berme« als horizontale Zwischenstufe in einer Böschung muss immer dann angeordnet werden, wenn im Zuge der Herstellung einer Baugrube die freie Böschungshöhe mehr als 3 Meter betragen würde (vgl. Abb.). Die Berme dient dazu, eventuell abrutschendes Erdreich auf den Zwischenstufen abzufangen. Die Berme darf nicht als Lagerfläche für andere Baustoffe oder als Zuwegung zur Baugrube genutzt werden.

Der Böschungswinkel richtet sich grundsätzlich nach der Beschaffenheit des Erdreichs. Allgemein kann gesagt werden, dass bei weicheren oder sandigen Böden die Böschungsneigung sehr viel kleiner ausgeführt werden muss als bei stark bindigen Böden („Lehmböden“) oder bei Felsgestein. Bei der Herstellung einer Baugrubenböschung ist die bewährte Norm DIN 4124 zu beachten, gleichwohl wird bei zweifelhaftem Baugrund und Erdreich grundsätzlich die Hinzuziehung eines Baugrundsachverständigen empfohlen.

Eine abgeböschte Baugrube mit Berme ist jedoch nur dann möglich, wenn ausreichend Platz zur Verfügung steht. Bei beengten Bauflächen ist alternativ dann ein gesonderter Baugrubenverbau (Spundwand, Trägerbohlwand, Bohrpfahlwand, um nur die wichtigsten Systeme zu nennen) erforderlich. Für solche Verbauten wird dann in jedem Einzelfall eine entsprechende statische Berechnung erforderlich, die zudem nur von mit diesen Bauweisen erfahrenen Bauingenieuren erstellt werden sollten und in den meisten Fällen auch durch einen Prüfingenieur für Baustatik geprüft werden müssen.

 

Berme

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Berme an einem Damm

 

 

Dammböschung mit zwei Bermen

Eine Berme ist ein horizontales Stück oder ein Absatz in der Böschung eines Dammes, eines Walls, einer Baugrube oder an einem Hang. Sie unterteilt die Böschung in zwei oder mehrere Abschnitte. Eine Berme soll den Erddruck auf den Fuß der Böschung vermindern. Eine Böschung mit steilem Hang und Bermen ist standsicherer als eine durchgehende Böschung ohne Bermen. Ein Böschungsbruch wird so vermieden.

Bermen dienen auch als Geh- oder Fahrweg auf der Luft- oder Wasserseite eines Dammes. Von dort aus kann ein Damm besser instand gehalten werden. Eine Berme dient auch dazu, Leitungen und Kabel aufzunehmen.

Bei geböschten Baugruben dient eine Berme dazu, nachrutschendes Material aufzufangen. Sie muss ab etwa 3,00 m Grabentiefe zur Anwendung kommen. Nach den deutschen Unfallverhütungsvorschriften müssen Bermen zum Begehen mindestens 0,60 m breit sein[1]; Bermen zum Auffangen abrutschender Teile sogar mindestens 1,50 m.

Den Ausdruck Berme gibt es im Wasserbau, Erdbau, Deichbau, Tagebau, in der Archäologie und im Festungsbau.


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