Aufsteigende Feuchte
Lieber Philipp,
zum Thema aufsteigende Feuchte einige Ifos im Schnelldurchgang:
Außer im Hochgebirge bauen wir in Deutschland auf mehr oder weniger dicken Schichten aus Lockergestein (Ton, Schluff, Sand, Kies), in denen mindestens ein Grundwassehorizont liegt (Deshalb kannst Du im Flachland bohren wo Du willst, irgendwann kommst Du immer auf Grundwasser). Die für die Bodenfeuchte wichtigen Eigenschaften des Bodens werden mit der Kapillarität und der Wasserdurchlässigkeit charakterisiert, sie sind materialabhängige, im Labor messbare physikalische Größen.
Kapillarität:
Oberhalb des Grundwasserspiegels steigt das Wasser infolge der Kapillarkräfte in engen Bodenporen hoch und sättigt den Boden mehr oder weniger stark. Der Bereich über dem Grundwasserspiegel, in dem alle Poren mit Kapillarwasser gefüllt sind, heißt geschlossene, der darüberliegende Bereich, in dem die Poren Wasser und Luft enthalten, offene Kapillarzone. In der offenen Zone sind die Bodenteilchen mit einem kapillaren Wasserfilm benetzt, die größeren Zwischenräume sind mit Luft gefüllt (Bodenfeuchte). Gespeist wird dieser Wasserfilm durch Verdunstung von Grundwasser und Niederschlagswasser, das den Boden durchsickert.
Der Abstand zwischen Grundwasserspiegel und Oberkante der geschlossenen Kapillarzone wird als kapillare Steighöhe bezeichnet.
Die Kapillarität kommt durch Zusammenwirken von Kohäsion und Adhäsion wie folgt zustande: Die Wasseroberfläche bildet sowohl in engen als auch in weiten Poren des Bodens einen Meniskus, d.h., das Wasser steigt infolge Adhäsion an den Rändern höher als in der Mitte. Bei engen Poren wirkt jedoch außer der Adhäsion noch die Kohäsion innerhalb des Wassers, welche die seitlich höher stehenden Wasserpartikel wieder zusammenzieht. Darauf hin steigt das Wasser an den Rändern erneut durch Adhäsion auf, der Vorgang wiederholt sich. Das Wasser im Bereich des Meniskus wird auf Zug, der umgebende Boden auf Druck belastet, weil sich die Wassersäule an ihm aufhängt. Das Gewicht des Wassers in Abhängigkeit von der Weite der Kapillare und die Verdunstung regeln also die kapillare Steighöhe. Je kleiner die Bodenteilchen und je enger gelagert, je höher die kap. Steighöhe, hier einige Werte als Anhalt
Grundbautaschenbuch)
sandiger Kies, Feinkies: bis 0,2 m
Grobsand, schluffiger Kies: bis 0,5 m
Mittel- und Feinsand: bis 1,5 m
Schluff: bis 15 m
Ton: bis über 150 m
Wasserdurchlässigkeit:
Die Wasserdurchlässigkeit eines Bodens wird durch den Wasserdurchlässigkeitsbeiwert beschrieben. Es ist die Geschwindigkeit, mit der das Wasser den Boden durchsickert. Das Wasser benötigt in stark bindigen Böden (Tone)so lange Zeit für die Durchsickerung, das diese Böden als praktisch undurchlässig gelten und als Dichtung, z.B. im Deponiebau, eingesetzt werden. Hier einige Kennzahlen für die Durchlässigkeit in m/s:
nichtbindige Böden:
10hoch Null bis 10 hoch minus 4 (Kies, Sand)
schwach bindige Böden (schluffiger Sand, Kies)
10 hoch minus 5 bis 10 hoch minus 7
stark bindige Böden (Tone)
10 hoch minus 8 bis 10 hoch minus 10
Es hängt also von der Tiefe des Grundwasserspiegel, der Lagerungsdichte und der Kornzusammensetzung des Bodens ab, wie feucht ein Boden ist.
Viele Grüße
Georg
