- Frosttiefe
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Die Frosttiefe beschreibt, wie weit der Frost in den Untergrund eindringen kann. Die Bodentemperaturen im oberflächennahen Bereich werden hauptsächlich von der Lufttemperatur und klimatischen Einflüssen vorgegeben. So ist es ganz natürlich, dass in der Winterjahreszeit im Boden auch Temperaturen unter dem Gefrierpunkt vorkommen. Das Wasser zwischen den einzelnen Bodenpartikeln gefriert zu Eis. Durch diesen Vorgang vergrößert sich das in den Bodenporen befindliche Wasservolumen um ca. 9 -11 Prozent. Da der Boden je nach Bodenart ein Porenvolumen von 25 bis 35% hat, ist der Einfluss mit einer Veränderung des Bodenvolumens mit 2-4% einzuschätzen.
Auswirkungen auf Bauwerke
Diese Volumenzunahme bei der Umwandlung von Wasser zu Eis hat sehr einschneidende Folgen auf Bauwerke[1]. Durch die Vergrößereung des Bodenvolumens kommt es zu so genannten Frosthebungen. Besonders bindige Böden sind für diese Auswirkungen anfällig, da die Poren sehr klein und meist mit Wasser gefüllt sind.
Für die konstruktive Bearbeitung eines Bauwerkes ist es wichtig zu wissen, wie weit der Frost in den Untergrund eindringen kann. Wichtig für die Bestimmung der Frosteindringtiefe ist die zeitliche Verteilung der Oberflächentemperaturen. Zur Beschreibung der Kälteperiode verwendet man den Frostindex, der sich aus der Anzahl der Frosttage multipliziert mit der durchschnittlichen Frosttemperatur zusammensetzt. In erster Näherung kann nun mit Hilfe dieses Frostindex nach Brown [2] die Frosteindringtiefe ermittelt werden.
Falls ein Bauwerk nicht tiefer gegründet wird, als die Frosteindringtiefe liegt, kommt es in den meisten Fällen zu Frosthebungen, die zu ungleichmäßigen Bewegungen des Bauwerks führen. Diese Bewegungen drücken sich fast immer in der Entstehung von kleineren oder größeren Bauwerksrissen aus. Generell unterscheidet man zwei verschiedene Ursachen für Frostschäden:
- Hebungen infolge von Frost (Volumenszunahme des Bodens),
- Senkungen durch Auftauen des im Boden befindlichen Eises
Einzelnachweise
- ↑ Wietek B.: Grundbau 4.Auflage;Manz-Verlag; 2002; ISBN 3-7068-1206-1
- ↑ BROWN, W.G.: Difficulties associated with predicting depth of freeze or thaw Can. Geotechnique Journal, 1964; Vol.1, 215-226
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