Ansicht der kompletten Mischanlage

Ansicht der kompletten Mischanlage von der Rückseite

Selbstverdichtendes Verfüllmaterial - Gedanken und Überlegungen

Die vielen Vorteile von selbstverdichtenden Verfüllbaustoffen im Kanal- und Leitungsbau werden von immer Beteiligten erkannt. Der derzeitige Stand der Verbreitung von Anwendungsmethoden und die Verfügbarkeit des Materials am Markt ist jedoch noch äußerst dürftig.

von Dipl.-Ing. Rudolf Feickert
M.A. – Weilburg/Lahn

Das erste seit 1996 auf dem deutschen Markt eingeführte selbstverdichtende Verfüllmaterial ist WBM Weimarer Boden-Mörtel bez. WBM Flüssigboden. Seit 2003 ist ein weiterer Verfüllbaustoff der RSS-Flüssigboden ebenfalls auf dem deutschen Markt verfügbar.
Der Bekanntheitsgrad dieses neuen Baustoffes Flüssigboden/Bodenmörtel hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Durch die Aktivität der beiden bekannten Lizenzgeber, RSS Leipzig und FITR Weimar und die Aktivität ihrer Marktpartner, seien es Ing.-Büros, Mischanlagenbetreiber oder Bauunternehmen, gibt es nur wenige im Tiefbau tätige Fachingenieure, die noch nicht von diesem Baustoff gehört haben. Ungeachtet dessen haben sich aber noch keine klaren Markt-, Vertrieb- und Einsatzstrukturen herausgebildet, wie dies bei anderen, schon länger eingeführten Baustoffen, der Fall ist. Mit dieser Thematik befasst sich dieser Beitrag.

Was ist Flüssigboden/Bodenmörtel?

Man versteht hierunter einen Verfüllbaustoff der aus dem örtlich gewonnenen Aushub nach entsprechender Aufbereitung und Zugabe von Wasser, Kalk, Zement, Bentonit und möglichen weiteren Zusatzstoffen hergestellt wird.
Der Baustoff Bodenmörtel/Flüssigboden unterscheidet sich von anderen flüssigen Verfüllbaustoffen, wie z.B. Beton oder Füller vor allen Dingen dadurch, dass er über eine weit geringere Endfestigkeit als diese verfügt. Bodenmörtel/Flüssigboden bleibt auch nach dem Abbinden und Erhärten noch gut lösbar, man kann ihn mit dem Spaten abtragen oder mit der Hacke lösen. (EV2 nach 30 Tagen ca. 40 - 60 MN/m². Bei Bedarf kann die Festigkeit auf bis zu 120 MN/m² erhöht werden.)
Es handelt sich also um einen Baustoff der in idealer Weise dazu geeignet ist, Baugruben und Gräben, hohlraumfrei und homogen zu verfüllen. Ähnlich einem anstehenden, bindigen Boden kann man diesen Erdbaustoff jederzeit, auch von Hand, wieder lösen und auch einer Weiterverwendung zuführen. Im Gegensatz zu rolligen Böden und nicht dicht gelagerten bindigen Böden ist dabei aber der Bodenmörtel/Flüssigboden, ähnlich wie stark bindige, dichte Böden oder tonige Böden, weitestgehend wasserundurchlässig. Dieser Tatsache gilt es bei der Projektierung und Anwendung dieses Baustoffes Rechnung zu tragen.

Vielseitige Einsatzmöglichkeiten

Herausragende Eigenschaft des Verfüllbaustoffes Bodenmörtel/Flüssigboden ist seine Fließfähigkeit während des Verarbeitungs-, Einbauvorgangs. Dies befähigt ihn auch sonst unzugängliche Arbeitsräume und Segmente von Verfüllkörpern homogen auszufüllen. Diese Eigenschaft prädestiniert ihn auch dafür, als Bettungs- und Umhüllungsmaterial für Kanal und sonstige Rohrleitungen Verwendung zu finden.
Aber auch die Verfüllung von sonst nur schwer verdichtbaren Gräben im Bereich von Leitungskreuzungen oder sonst unzugänglichen Arbeitsräumen, sei es im Kanal oder Rohrleitungsbau, wie auch im sonstigen Tiefbau bei der Verfüllung von Baugruben und Arbeitsräumen, stellt eine hervorragende Anwendungsmöglichkeit dieses Verfüllmaterials dar. Im Gegensatz zu den bekannten, ebenfalls hydraulisch erhärtenden Verfüllbaustoffen Beton oder Füller, zeichnet sich Bodenmörtel/Flüssigboden dadurch aus, dass er trotz einer relativ hohen Frühfestigkeit (Begeh- oder Befahrbarkeit schon nach 12 – 16 Std.) nur eine relativ geringe Endfestigkeit aufweist.
Neben den bereits aufgezeigten Einsatzmöglichkeiten ergeben sich völlig neue Möglichkeiten der Anwendung hinsichtlich des Einsatzes als Abdichtung gegen Wasser oder sonstige Flüssigkeiten wie auch der Möglichkeit der Bodenverbesserung zur Erhöhung der Tragfähigkeit für die Gründung von Bauwerken.
Auch über die Möglichkeit kontaminierte Partikel im Erdreich dauerhaft zu binden wurde bereits in Fachkreisen diskutiert. Gelingt es durch das homogene Umhüllen von kontaminierten Partikeln, diese nicht eluierbar einzuschließen, so ergeben sich hieraus erhebliche Einsparungspotenziale im Bereich der Aufarbeitung bzw. Entsorgung kontaminierter Böden. Kontaminiertes Bodenmaterial braucht dann nicht auf eine Spezialdeponie verbracht und dort teuer entsorgt zu werden, es bedarf auch keiner kostenintensiven Aufbereitung oder Reinigung so lange sichergestellt ist, dass die gebundenen kontaminierten Partikel dauerhaft nicht auswaschbar sind.
Die Vielzahl der Einsatzmöglichkeiten des Baustoffes Bodenmörtel/Flüssigboden ist frappierend. Im Gegensatz zu den großen Möglichkeiten die sich hieraus ergeben, ist der derzeitige Stand der Verbreitung von Anwendungsmethoden und die Verfügbarkeit des Materials am Markt noch äußerst dürftig.
Volkswirtschaftlich und ökologisch besteht das Gebot im Sinne der Kreislaufwirtschaft, wiederverwendbare Baustoffe konsequent zu nutzen und nach Möglichkeit dort wieder zu verwenden, wo sie auch gewonnen werden. Hieraus abgeleitet ergeben sich folgende Möglichkeiten einer zukünftigen Entwicklung.

Aufbereitung in Situ direkt auf der Baustelle


Es ist nur konsequent im Sinne der Vermeidung zusätzlicher, unnötiger Transporte, dass entnommene Erdmaterial gleich dort zu verarbeiten, aufzubereiten und wieder einzubauen, wo es ausgebaut wurde. Überall dort wo dies möglich ist, sollte dieser Ansatz verfolgt werden. Ist dies nicht direkt möglich, so sind Aufbereitungsplätze in unmittelbarer Nähe zum Ausbauort anzustreben. Das heißt z.B., für den Bereich Aushub und Wiederverfüllung von Baugruben aller Art, handelt es sich nun um Baugruben für Bauwerke oder für Leitungssysteme etc: Das Material wird nach dem Ausbau zu einem möglichst nahe gelegenen Zwischenlager transportiert, dort bis zum Zeitpunkt des Wiedereinbaus gelagert und nach dem Aufarbeiten wieder zurücktransportiert und als Verfüllstoff eingebaut.
Dabei besteht bei dieser Variante bei großer Nähe zum Einbauort auch die Möglichkeit des radlosen Transportes, mittels Rohrleitung oder Schlauchleitung (getrieben durch eine Dickstoffpumpe.) Ansonsten erfolgt die Förderung mit Spezialgeräten, in denen der Bodenmörtel/Flüssigboden wegen der ansonsten stattfindenden Entmischung, ständig gemischt oder gerührt werden muss. Dieser Anwendungsfall wird, sollte er sich durchsetzen, die natürliche Domäne der am Markt tätigen Tief- und Erdbauunternehmen sein. Möglicherweise etablieren sich aber auch Spezialbetriebe, die ihre Leistungen als Sub- und Nachunternehmen abbieten werden.

Aufbereitung und Verarbeitung von Flüssigboden/Bodenmörtel auf bestehenden Deponien

Hier soll nicht unterschieden werden zwischen den verschiedenen Deponien, seien es nun öffentliche oder private, es kommt lediglich darauf an, die Überlegungen dort anzusetzen, wo ständig Boden angeliefert oder end- oder zwischengelagert wird. Der volkswirtschaftliche Vorteil dieses Denkansatzes beruht darauf, dass das notwendige Material, was weiter verarbeitet werden soll, an eine zentrale Stelle angeliefert wird, wo es ansonsten endgelagert würde und den vorhandenen Deponieraum reduziert. Gleiches geschieht ja schon heute allerorten auf unseren Deponien wo mobile oder fest installierte Brecher und Aufbereitungsanlagen angelieferten Bauschutt, Mauerwerk, Betonabbruch, Natursteine etc. brechen und zu einem wiederverwendbaren Recycling - Baustoff verarbeiten. Es wäre nur konsequent, ähnliches mit dem angelieferten Boden vorzunehmen. Der zur Deponie verbrachte Boden müsste dann entsprechend seiner Verwendbarkeit sortiert und zwischengelagert werden, um ihn dann durch mischen zu einem definierten Bodenbaustoff aufzubereiten. Ausgehend von einem so geschaffenen definierten Bodenbaustoff könnte dann die Weiterverarbeitung zu Bodenmörtel/Flüssigboden erfolgen, der dann mit geeigneten Transportgeräten über öffentliche Straßen zum Einbauort geliefert würde. Durch Förderung und Unterstützung dieses Vorhabens im Sinne der Kreislaufwirtschaft, würden sich nach erfolgter Akzeptanz des Marktes große Mengen verarbeiten lassen und zu einer volkswirtschaftlich wünschenswerten ökonomischen und ökologischen Verbesserung bei der Bodenverwendung führen.

Aufbereitung und Verarbeitung von Boden an bereits bestehenden Standorten von Mischanlagen

Bei der Standortwahl der Aufbereitung von geeigneten Böden, dort wo sich bereits Mischanlagen befinden, könnten ähnliche Effekte wie beim Aufstellen einer solchen Anlage auf bestehenden zentralen Deponien erzielt werden. Voraussetzung hierfür ist aber das Vorhandensein umfangreicher Flächen zur Zwischenlagerung und zur Aufbereitung des Bodenmaterials im unmittelbaren Bereich der Mischanlage. Vorhandene Betonmischanlagen, welche über die notwendigen Kapazitäten für Lagerung und Aufbereitung verfügen, könnten unmittelbar nach Erwerb von Lizenz und Know-how und ggf. Lizenz, mit wenigen zusätzlichen Kosten den Markteintritt erzielen. Da sich eine Vielzahl der vorhandenen Betonmischanlagen aber in Ballungszentren/Industriegebieten angesiedelt hat, fehlt es zwangsläufig an Lager- und Aufbereitungsflächen. Das die Baustoffindustrie, die großen Anbieter von Fertigbetonbaustoffen, das Potenzial bereits erkannt hat, ist daran auszumachen, dass von ihnen seit Jahren der Baustoff Füller oder Füma propagiert und beworben wird. Im Gegensatz zum Bodenmörtel/Flüssigboden weist dieser Baustoff jedoch eine weit größere Entfestigkeit aus und ist daher im eigentlichen Sinne der Intention, der Wiederherstellung einer natürlichen Bodenlagerung, nicht als Ersatzstoff geeignet. Es ist auch nicht im Sinne der Kreislaufwirtschaft und im Sinne einer nachhaltigen Bewirtschaftung von natürlichen Bauressourcen, wenn ansonsten hochwertiges Kies- und Sandmaterial zu „minderwertigem Verfüllbaustoff“ Verwendung findet. Ausgangspunkt der Überlegungen muss die Wiederverwendung der ausgebauten Erdstoffe sein.

Aufbereitungsverfahren für Flüssigboden/Bodenmörtel in Situ auf Kleinbaustellen für kleinste Mengen

Diese Möglichkeit der Aufarbeitung und Wiederverwendung von ausgebauten Bodenstoffen ist natürlich theoretisch die weitestgehende und damit erstrebenswerteste, da sämtliche anfallenden Bodenbaustoffe überall und zu jeder Zeit wieder zum Einbau gelangen könnten. Allein die hierfür notwendige Aufbereitungstechnik sowie die notwendigen Einbaumethoden sind am Markt derzeit nicht erhältlich, noch ist zu erwarten, dass diese in absehbarer Zeit zu erschwinglichen Kosten zur Verfügung gestellt werden können.
In Abwägung der aufgezeigten Möglichkeiten, die sich für eine Infrastruktur der Bereitstellung von flüssigem Verfüllbaustoff als Bodenmörtel/Flüssigboden ergibt, wird folgende Prognose gewagt:
Im Laufe der nächsten Dekade wird der Einsatz des Baustoffes Bodenmörtel Flüssigboden zunehmen, das Know-how und die Anwendungsmöglichkeiten werden sich weiter verbreiten. Überall dort wo bestehende Mischanlagen über genügend Lager- und Arbeitsflächen verfügen sowie ein gesicherter Abnahmemarkt entsteht, wird die Aufbereitung der Böden zu Flüssigboden und Bodenmörtel Platz greifen. Darüber hinaus werden überall dort wo sich Nachfrage entfaltet, an öffentlichen und privaten Deponien Aufbereitungsanlagen für diesen Baustoff entstehen.
Gefördert werden kann diese Entwicklung selbstverständlich durch eine sich am gesamtwirtschaftlichen und ökologischen Erfolgen orientierenden öffentlichen Verwaltung sowie der zuständigen politischen Gremien. Darüber hinaus wird überall dort wo die Aufgabenstellung und die Ökonomie es zulässt, gefördert durch Systemanbieter und Tief- sowie Erdbauunternehmen, die Etablierung mobiler und semimobiler Anlagen für den Baustellenbetrieb und die Aufarbeitung des Bodenmaterials in Situ voranschreiten. Möglicherweise kommt es zwischen den drei beschriebenen Einsatzszenarien zu einer ökonomischen Arbeitsteilung:
Einsatz von mobilen und semimobilen Anlagen, dort wo auf engem Raum große Mengen von Erdbaustoff gewonnen und wieder aufgearbeitet und verarbeitet werden können. Durch die Produktion des Baustoffes in Nähe des Einbauortes werden die Transportkosten sowie die Belastung der Infrastruktur auf ein Minimum begrenzt.
Dem Einsatz von stationären Anlagen, seien es nun bestehende Betonmischanlagenstandorte oder neu installierte Standorte auf Deponien, für die Bedienung vieler kleiner Teilmengen an verschiedensten Standorten. Ähnlich der Belieferung von Beton, bei der Kleinstmengen von 3 m³ - bis zu 300 m³ an die verschiedensten regionalen Einbaustellen geliefert werden, erfolgt die Belieferung mit Flüssigboden/Bodenmörtel. Der Vorteil liegt in der Bündelung kleiner und mittlerer Mengen, die zusammengeführt einen wirtschaftlichen, kontinuierlichen Betrieb ermöglichen.
Ökonomisch wird die Aufarbeitung von Kleinstmengen direkt an der Wiedereinbaustelle in der Etablierung am Markt begrenzt, durch die Kosten der hierfür notwendigen Technologie, welche z.Z. noch nicht vorhanden ist. Diese Aufbereitungstechnologie muss im Wettbewerb erfolgreich bestehen, gegen die Möglichkeit der Anlieferung durch mobile Mischer von einer zentralen Mischanlage, sei es vorhandener Betonmischanlage, sei es einer neuen Bodenmörtel/Flüssigboden – Mischanlage auf einer Deponie.
Wahrscheinlich werden wir in den nächsten Jahren beobachten, dass sich mehr und mehr die hier aufgezeigten Tendenzen am Markt etablieren und entwickeln. Wie letztlich die Baustoffinfrastruktur im Hinblick auf den hier aufgezeigten Einsatz von Flüssigboden/Bodenmörtel genau aussehen wird, bleibt abzuwarten. Abzuwarten bleibt letztlich auch, ob der Markt diese interessante und ökologisch und volkswirtschaftlich sinnvolle Entwicklung auch tatsächlich annehmen wird. Es bleibt jedenfalls zu hoffen, dass dies geschieht, denn es gibt sehr viele gute Gründe aus Ökonomie und Ökologie, die eine solche Entwicklung als wünschenswert erscheinen lassen.