Bonn
Bonn, Germany

Korngrößenanalyse in Bonn: Siebung und Hydrometer für exakte Bodenklassifikation

Die Bodenverhältnisse in Bonn könnten kaum unterschiedlicher sein: Während der geologisch junge, kiesige Untergrund des Rheintals in der Nordstadt und Beuel oft hervorragende Tragfähigkeit bietet, stößt man in den Hanglagen von Venusberg oder Kessenich auf residuale Verwitterungslehme des devonischen Schiefers. Diese feinkörnigen Böden reagieren empfindlich auf Wasser und erfordern eine präzise Bestimmung der Kornverteilung. Eine reine Siebung reicht hier nicht aus. Für belastbare Aussagen zu Frostempfindlichkeit, Verdichtbarkeit oder Versickerungsleistung kombinieren wir die klassische Siebanalyse mit dem Aräometerverfahren – und das unter den klimatischen Bedingungen der Kölner Bucht, wo tonige Schluffe oft erst in tieferen Lagen zutage treten. Der CPT-Versuch liefert uns dabei ergänzende Daten zur Lagerungsdichte, bevor wir die Proben im Labor analysieren.

Der Ungleichförmigkeitsgrad Cu aus der Kornverteilungskurve ist der entscheidende Parameter für die Verdichtbarkeit – in Bonn variiert er je nach Rheinterrasse von 3 bis über 80.

Leistungsmerkmale in Bonn

In den Terrassenablagerungen südlich des Bonner Bogens beobachten wir regelmäßig, dass scheinbar homogene Sand-Kies-Gemische einen Feinanteil von 8 bis 15 Prozent aufweisen. Das klingt nach wenig – entscheidet aber über die Einstufung von frostsicher (F1) zu frostempfindlich (F3). Unsere Labortechniker führen die kombinierte Analyse nach DIN EN ISO 17892-4 durch: Der grobe Anteil wird über ein Siebset mit Maschenweiten von 63 mm bis 0,063 mm getrennt, während die Feinfraktion im Aräometer in Natriumpyrophosphat-Lösung sedimentiert. Die Auswertung erfolgt halblogarithmisch als Kornverteilungskurve, aus der wir direkt Parameter wie d10, d30, d60 und den Krümmungswert Cc ableiten. Für Bauprojekte auf den Lehmdecken des Vorgebirges kombinieren wir diese Ergebnisse oft mit den Atterberg-Grenzen, um Aktivität und Plastizität des Feinkorns sicher zu bewerten. Ergänzend lassen sich über die In-situ-Durchlässigkeit Labor- und Feldwerte direkt abgleichen.
Korngrößenanalyse in Bonn: Siebung und Hydrometer für exakte Bodenklassifikation
Korngrößenanalyse in Bonn: Siebung und Hydrometer für exakte Bodenklassifikation
ParameterTypischer Wert
NormDIN EN ISO 17892-4:2017-04
Siebsatz63 mm bis 0,063 mm (Quadratsieb)
AräometerTyp B, Skala 0,995–1,030 g/cm³
DispergiermittelNatriumpyrophosphat (Na₄P₂O₇)
Messdauer15 s bis 24 h (Sedimentation)
Ausgabeparameterd10, d30, d60, Cu, Cc, T/U/S/G-Komponenten
Probenmengeca. 200 g für Feinkorn, bis 5 kg für Grobkorn
Temperaturkontrolle±0,5 °C im Wasserbad

Typische technische Herausforderungen in Bonn

Der starke hydrologische Kontrast zwischen den Hochflutsanden des Rheins und den Stauwasserböden an der Mittelterrasse birgt Risiken bei der Materialbeurteilung. Ein sandiger Kies mit weniger als 5 Prozent Feinkorn versickert Regenwasser schnell, kann aber unter dynamischer Last zur Kornumlagerung neigen. Ein toniger Schluff mit einem d60 unter 0,02 mm, wie er in den Auelehmschichten der Siegmündung vorkommt, ist dagegen praktisch wasserundurchlässig und quillempfindlich. Wer hier die falsche Frostschutzschicht wählt oder das Planum ohne Kenntnis der Kornverteilung freigibt, riskiert spätere Setzungsschäden und Frostaufbrüche im Straßenbau. Die Korngrößenanalyse ist deshalb kein Routineprotokoll, sondern die Grundlage jeder bodenmechanischen Bemessung in der Region.

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Anwendbare Normen: DIN EN ISO 17892-4:2017-04 (Geotechnische Erkundung – Laborversuche – Bestimmung der Korngrößenverteilung), DIN 18196:2011-05 (Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke), ZTV E-StB 17 (Frostsicherheitsklassifikation nach Kornverteilung), DWA-A 138 (Versickerungsbemessung – kf-Wert-Ableitung aus Kornkurve)

Unsere Leistungen

Die Korngrößenanalyse ist die Basis unserer labortechnischen Klassifikation. Je nach Fragestellung ergänzen wir sie mit folgenden Untersuchungen:

Klassische Siebanalyse

Trocken- und Nasssiebung für Grob- und Mischböden nach DIN EN ISO 17892-4. Vollständiger Siebsatz mit Auswertung der Kornverteilungskurve für Erd- und Straßenbau.

Aräometer-Schlämmanalyse

Sedimentationsverfahren für bindige und feinkörnige Böden < 0,063 mm. Inklusive Temperaturkorrektur, Dispergierung und Auswertung nach Stokes'schem Gesetz.

Kombinierte Kornverteilung

Vollständige Kurve von Grobkies bis Feinton aus Siebung und Sedimentation. Notwendig für Bodenklassifikation nach DIN 18196 und Frostempfindlichkeitsbewertung.

Frostsicherheitsnachweis

Ableitung der Frostempfindlichkeitsklasse F1–F3 aus dem Feinanteil und der Ungleichförmigkeit. Grundlage für die Wahl der Trag- und Frostschutzschicht im Bonner Tiefbau.

Häufig gestellte Fragen

Was kostet eine Korngrößenanalyse für eine Baugrundprobe in Bonn?

Die reine Siebanalyse liegt bei etwa 100 €, die kombinierte Sieb- und Schlämmanalyse kostet je nach Probenanzahl zwischen 140 und 180 €. Bei größeren Probenumfängen oder Eilaufträgen können individuelle Staffelungen greifen.

Wann reicht eine Siebung und wann brauche ich das Aräometer?

Sobald der Feinkornanteil (< 0,063 mm) über 5 Prozent liegt oder eine Frostschutzbemessung gefordert ist, muss das Aräometerverfahren ergänzt werden. Die DIN 18196 verlangt für die genaue Bodengruppenansprache bei bindigen Böden zwingend die vollständige Kornverteilungskurve.

Wie lange dauert eine kombinierte Korngrößenanalyse im Labor?

Die Siebung selbst ist nach einem Arbeitstag abgeschlossen. Die Aräometeranalyse erfordert jedoch Sedimentationszeiten von mindestens 24 Stunden, sodass mit Gesamtbearbeitungszeiten von 3 bis 5 Werktagen gerechnet werden sollte – abhängig von der Auslastung des Labors.

Kann aus der Kornverteilungskurve der Durchlässigkeitsbeiwert kf abgeleitet werden?

Ja, für nichtbindige Böden lässt sich der kf-Wert nach Hazen oder Beyer abschätzen. Für bindige Böden ist diese Ableitung ungenau; hier empfehlen wir ergänzende Durchlässigkeitsversuche. Die Werte dienen als erste Orientierung für Versickerungsanlagen nach DWA-A 138.

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