Untersuchungen zur schädigenden Ettringitbildung bei der Baugrundverbesserung mit hydraulischen Bindemitteln in tonmineralhaltigen Böden

Bei der Baugrundverbesserung mit hydraulischen Bindemitteln in tonmineralhaltigen Böden kann es unter Beteiligung der Tonminerale in Verbindung mit dem Bindemittel zur Bildung von Ettringit im bereits verfestigten Boden-Bindemittel-Gemisch kommen. Dies führt unter bestimmten Randbedingungen zur Schädigung des verbesserten Bodenkörpers sowie mittel- oder unmittelbar angrenzender Bauteile.

Am Beispiel eines sehr komplexen Schadensfalls bei einer im Düsenstrahlverfahren hergestellten Unterfangung in einem tonmineralhaltigen Boden wurden detaillierte phänomenologische Untersuchungen und versuchstechnische Analysen durchgeführt und so die schädigende Ettringitbildung nachgewiesen.

Basierend auf Erkenntnissen zur schädigenden Ettringitbildung in der Betontechnologie sowie bei Bodenverbesserungsmaßnahmen wurden Rückschlüsse bezüglich der für die schädigende Ettringitbildung erforderlichen Material-, Mischungs- und sonstigen Randbedingungen in der Baugrundverbesserung abgeleitet. Mit einem, durch geotechnische, zementtechnologische und mineralogische Untersuchungsmethoden validierten, wissenschaftlichen Untersuchungsprogramm im Labor wurden die Einflüsse auf die schädigende Ettringitbildung bei der Baugrundverbesserung untersucht.

Soil improvement with hydraulic binders in clay mineral containing soils may lead to Delayed Ettringite Formation, in case the binder components and the clay minerals react to form ettringite crystals in the already cemented mixture. This may result in more or less severe damages to the improved body or neighbouring structures as well.

The thesis reports of a very complex jet grouted underpinning in clay mineral containing soils. Detailed phenomenological examinations and experimental analysis were carried out to prove Delayed Ettringite Formation as cause of the damage.

Based on the state-of-the art in concrete technology, the specific aspects of material components, mixing and other conditions are described with respect to soil improvement with hydraulic binders. Using validated geotechnical, cement technological and mineralogical investigation methods, the effects of Delayed Ettringite Formation in soil improvement are analysed.