Geogitter - Was bedeuten Abminderungsfaktoren?

Was macht ein Geogitter in der Zukunft? Nun, Abminderungsfaktoren prognostizieren den Zustand des Geogitters für die Zukunft. Sei es das Kriechen des Polymers, die Anfälligkeit gegenüber chemisch-biologischen Prozessen oder der Einfluss dynamischer Lasten. Sie mindern die tatsächliche Kraft, die ein Gitter zukünftig aufnehmen kann. Um hier rechnerisch eine Sicherheit zu erhalten dienen die Abminderungsfaktoren A1 bis A5. Die Empfehlungen zur Bewehrung von Geokunststoffen (EBGEO) regelt diese folgendermaßen:

A1 = Abminderungsfaktor für die Kriechdehnung bzw. die Zeitstandfestigkeit
A2= Abminderungsfaktor für Beschädigungen beim Transport, Einbau und Verdichten
A3= Beiwert für Fugen, Überlappungen und Verbindungen
A4= Beiwert für Umgebungseinflüsse (chemische und biologische Beanspruchungen)
A5= Beiwert für den Einfluss dynamischer Lasten

Sind diese je nach Produkt nicht unterschiedlich? Richtig! Natürlich sind diese aufgrund unterschiedlicher Werkstoffe, Produktionsweisen und Geometrien streng produktspezifisch! Dies bedeutet jeder Hersteller muss die Abminderungsfaktoren spezifisch zu den jeweiligen Produkten nachweisen. Sollte kein Nachweis vorliegen, so regelt dies die EBGEO. Es werden hier allgemeingültige Abminderungsfaktoren definiert, welche extrem hohe Sicherheiten beinhalten. Dies bedeutet natürlich, dass Baumethoden stark abgemindert werden und der ökonomische Effekt sehr schlecht abschneidet. Mit diesen sogenannten "Strafabminderungsfaktoren" sollen die Hersteller bewegt werden tatsächliche produktspezifische Faktoren zu ermitteln, um real bemessen zu können.

Und wie werden diese ermittelt? Natürlich mit Versuchen, teilweise genormt, teilweise geregelt. Hier eine Übersicht, welche Parameter in die jeweiligen Abminderungsfaktoren einfliesen und welche Versuchsgrundlagen geführt werden.

Der A1-Faktor:
Er charakterisiert hauptsächlich den Kriechfaktor, das sogenannte Auslängen der Polymere über die Zeit. DIN EN ISO 13431 regelt den erforderlichen Versuch zur Bestimmung des Zugkriechverhaltens (Isochronenkurven) und den Zeitstandfestigkeiten (Standzeiten für duktiles Versagen) der Geogitter. Übliche A1-Werte reichen für PET von 1,5-2,5 und für PP von 2,5-4,0.

Der A2-Faktor:
Er steht für die Beständigkeit gegen Beschädigungen beim Transport, Lagerung, Handling und der Beschüttung. Dieser Wert ist nicht über eine DIN genormt, da hier natürlich die Randbedingungen baustellenspezifisch festgelegt sind. Das Verfahren ist über die EBGEO geregelt. Hier wird die Anlage eines Testfeldes und deren Auswertung zur Ermittlung des A2-Faktors beschrieben. Da überwiegend eine Beschädigung des Gitters durch den Einbau des Schüttgutes verursacht wird, bildet die Art des Schüttgutes den wesentlichsten Faktor zur Ermittlung dessen. Um praktikabel nicht für jede Baustelle diesen Faktor einzeln zu ermitteln, haben viele Geokunststoff-Hersteller diesen für verschiedene Schüttmaterialien vorab definiert. So ergeben sich je nach Hersteller Abminderungsfaktoren von 1,03 bis zu 1,6. Liegen keine entsprechenden Nachweise vor, so muss nach EBGEO bei feinkörnigen Böden mit 1,5 und bei gemischt- grobkörnigen Böden mit rundem Korn mit 2,0 gerechnet werden. Gebrochenes oder scharfkantiges Material muss durch Baustellenversuche nachgewiesen werden.

Der A3-Faktor:
Ein Faktor meist von geringerer Bedeutung, mit der Eigenschaft die Schwächung des Gitters durch Fugen, Überlappungen, Verbindungen, Nähte oder sonstige Anschlüsse bei anderen Bauteilen darzustellen. Es gilt die DIN EN ISO 10321. In der Baupraxis ist die Verwendung des A3-Faktors relativ selten, da meist die Konstruktionen so gewählt werden, dass weder Fugen, noch Verbindungen oder Nähte in Kraftrichtung existieren. A3 ist hiermit meist gleich 1,0.

Der A4-Faktor:
Chemische Beständigkeit der Geogitter ist ein oft angesprochenes Thema. Dieser A4-Faktor regelt mehrere Problematiken wie die reine chemische Beständigkeit, die mikrobiologische Beständigkeit, die Witterungsbeständigkeit und die biologische Beständigkeit sowie den Vandalismus. Einzelheiten? Die chemische Beständigkeit bezieht sich auf den pH-Wert des Bodens. Da oft alkalische Milieus im Bodenbereich durch Kalkprozesse oder Zementstabilisierung angetroffen werden, muss der A4-Faktor bei pH-Werten außerhalb des Bereiches 4 ≤ pH ≤ 9 über die DIN EN 13249 ff ermittelt werden. Die mikrobiologische Beständigkeit, z. B. der Einbau in stark humose Böden regelt die DIN EN 12225. Die Witterungsbeständigkeit spielt eine Rolle, wenn das Geogitter nicht sofort durch den Erbau überdeckt werden kann. Hier ist analog die UV-Beständigkeit ein Faktor, der zu einer Abminderung führen kann. Zur Feststellung dient hier die DIN EN 13249 ff und die DIN EN 12224. Die biologische Beständigkeit bezieht sich auf die potenzielle Beschädigung durch Tiere, so z. B. Nagetierverbiss. Hier sind nach EBGEO geeignete Schutzmaßnahmen zu treffen, die auch analog für die potenzielle Gefahr durch Vandalismus gelten. Insgesamt wird der Abminderungsfaktor A4 überwiegend durch die reine chemische Beständigkeit in Abhängigkeit des pH-Wertes bestimmt. Produktspezifisch liegt der A4-Faktor bei PET Gitter bei 1,2, und ohne Nachweis sieht die EBGEO einen Wert von 2,0 vor.

Der A5-Faktor:
Der A5-Faktor regelt den Einfluss dynamischer, nicht ruhender Lasten. Aufgrund der Komplexität widmet sich hier die EBGEO mit einem ganzen Kapitel dieser Thematik als Schwerpunkt. Für einen Großteil der Anwendungen jedoch ist dieser Faktor aufgrund der ruhenden Lasten gleich 1,0.

Wichtig bei der Betrachtung der Abminderungsfaktoren, ist die richtige Einschätzung der Randbedingungen z. B. pH-Wert des Bodens und der spezifisch korrekte Produktnachweis für die Faktoren. Dieser ist aufgrund der Produkteigenschaften wie Rohstoff oder die Beschaffenheit des Geogitters je nach Hersteller stark schwankend. Auch sind einige Nachweise mit einem Jahr Versuchsdauer sehr zeitaufwendig, sodass die Qualifizierung der Produkte vor der Verwendung geklärt sein muss.