SchrumpfgrenzeBearbeiten
Die Schwindgrenze (SL) ist der Wassergehalt, bei dem ein weiterer Feuchtigkeitsverlust nicht mehr zu einer Volumenverringerung führt. Der Test zur Bestimmung der Schrumpfungsgrenze ist ASTM International D4943. Die Schrumpfungsgrenze wird viel seltener verwendet als die Flüssigkeits- und die plastische Grenze.
Plastische GrenzeBearbeiten
Die plastische Grenze (PL) wird durch Ausrollen eines Fadens des feinen Anteils eines Bodens auf einer flachen, nicht porösen Oberfläche bestimmt. Das Verfahren ist in der ASTM-Norm D 4318 festgelegt. Wenn der Boden einen Feuchtigkeitsgehalt hat, bei dem er sich plastisch verhält, behält dieser Faden seine Form bis zu einem sehr engen Durchmesser. Die Probe kann dann umgeformt und der Test wiederholt werden. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt durch Verdunstung sinkt, beginnt der Faden bei größeren Durchmessern auseinanderzubrechen.
Die plastische Grenze ist definiert als der gravimetrische Feuchtigkeitsgehalt, bei dem der Faden bei einem Durchmesser von 3,2 mm (etwa 1/8 Zoll) auseinanderbricht. Ein Boden gilt als nicht-plastisch, wenn sich ein Faden bei keiner Feuchte bis auf 3,2 mm ausrollen lässt.
Flüssigkeitsgrenze
Die Flüssigkeitsgrenze (LL) ist konzeptionell definiert als der Wassergehalt, bei dem das Verhalten eines tonhaltigen Bodens vom plastischen in den flüssigen Zustand übergeht. Der Übergang vom plastischen zum flüssigen Verhalten ist jedoch über einen Bereich von Wassergehalten allmählich, und die Scherfestigkeit des Bodens ist an der Flüssigkeitsgrenze nicht tatsächlich Null. Die genaue Definition der Flüssigkeitsgrenze basiert auf Standardtestverfahren, die im Folgenden beschrieben werden.
Methode von Casagrande
Beim ursprünglichen Flüssigkeitsgrenzentest von Atterberg wurde ein Stück Ton in einer Porzellanschale mit rundem Boden und einem Durchmesser von 10-12 cm gemischt. Mit einem Spatel wurde eine Rille in den Lehmklumpen geschnitten und die Schale dann mehrmals gegen die Handfläche geschlagen. Casagrande standardisierte später die Apparatur und das Verfahren, um die Messung wiederholbarer zu machen. Die Erde wird in den Metallbecher (Casagrande-Becher) des Geräts gegeben und in dessen Mitte wird mit einem standardisierten Werkzeug eine Rille von 2 Millimetern Breite eingedrückt. Der Becher wird wiederholt mit 120 Schlägen pro Minute 10 mm tief auf eine Hartgummibasis fallen gelassen, wobei sich die Rille durch den Aufprall allmählich schließt. Die Anzahl der Schläge bis zum Schließen der Rille wird aufgezeichnet. Der Feuchtigkeitsgehalt, bei dem 25 Tropfen des Bechers nötig sind, um die Rille über eine Strecke von 12,7 Millimetern zu schließen, wird als Flüssigkeitsgrenze definiert. Der Test wird normalerweise bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten durchgeführt, und der Feuchtigkeitsgehalt, bei dem 25 Schläge erforderlich sind, um die Rille zu schließen, wird aus den Testergebnissen interpoliert. Der Test der Flüssigkeitsgrenze wird durch die ASTM-Standardtestmethode D 4318 definiert. Die Prüfmethode erlaubt auch die Durchführung des Tests bei einem Feuchtigkeitsgehalt, bei dem 20 bis 30 Schläge erforderlich sind, um die Nut zu schließen; dann wird ein Korrekturfaktor angewendet, um die Flüssigkeitsgrenze aus dem Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten.
Fallkonustest
Eine weitere Methode zur Messung der Flüssigkeitsgrenze ist der Fallkonustest, auch Kegelpenetrometer-Test genannt. Er basiert auf der Messung des Eindringens eines genormten Edelstahlkegels mit spezifischem Scheitelwinkel, Länge und Masse in den Boden. Obwohl der Casagrande-Test in Nordamerika weit verbreitet ist, ist der Fallkonustest in Europa und anderswo viel verbreiteter, da er bei der Bestimmung der Flüssigkeitsgrenze weniger vom Bediener abhängig ist.
Vorteile gegenüber der Casagrande-Methode
- Er ist im Labor einfacher durchzuführen.
- Die Ergebnisse des Kegelpenetrometers hängen nicht von den Fähigkeiten oder dem Urteilsvermögen des Bedieners ab. Daher sind die Ergebnisse zuverlässiger.
- Die Ergebnisse können zur Abschätzung der undränierten Scherfestigkeit von Böden verwendet werden.