Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3591
Main Title: Materialforschung Stampflehm: ein Beitrag zur Weiterentwicklung des Baustoffes Stampflehm
Translated Title: Material research rammed earth: a contribution to the development of the building material rammed earth
Author(s): Janson, Christina
Advisor(s): Rückert, Klaus
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät VI - Planen Bauen Umwelt
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Das steigende ökologische Bewusstsein der letzten Jahrzehnte führte zu einem wachsenden Interesse an dem alten Baustoff Lehm. Neben seinen ästhetischen und bauphysikalischen Vorzügen, die ihn besonders für den Einsatz in Wohngebäuden empfehlen, wird der Baustoff auch aufgrund seiner Wiederverwendbarkeit wieder interessant. Gegenüber den heute üblichen genormten Baustoffen wie z.B. Stahl und Beton gibt es bislang für den Baustoff Stampflehm noch keine anerkannte Methodik zu seiner Optimierung,mit der gewünschte Materialeigenschaften erreicht werden können. Bisher wird üblicherweise durch eine experimentelle Rezepturfindung ein Stampflehmgemisch, unter Verwendung eines natürlich vorkommenden Lehmgemisches, entwickelt. Damit verbunden sind hohe zeit- und materialaufwendige Prüfungen. Die vorliegende Arbeit gibt Ansätze für die Rezeptur und die Prüfung von Grubenlehm zur Aufbereitung als Stampflehm. Zielsetzung ist die Entwicklung einer Methodik, mit der - ausgehend von natürlichen Lehmvorkommen - Stampflehmgemische mit gewünschten Materialeigenschaften durch definierte Stoffzusammensetzungen erstellt werden können. Dazu wurde der Ausgangsstoff Lehm zunächst in seiner Zusammensetzung durch geeignete Prüfmethoden analysiert. Die Bestimmung und Analyse des Ausgangsstoffes Naturlehm erfolgte an ausgewählten Grubenlehmen mit verschiedenen, in der Geotechnik bewährten Prüfmethoden. Die einzelnen Messmethoden werden auf ihre Eignung und Anwendbarkeit auf Stampflehm überprüft, die Genauigkeit der Messergebnisse bewertet und der ökonomische Aufwand ermittelt. Auf Basis der daraus gewonnenen Erkenntnisse wurden verschiedene Stampflehmproben systematisch zusammengestellt, geprüft sowie Rückschlüsse auf die jeweiligen Einflussgrößen gezogen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass es für Stampflehmgemische einen Kornverteilungsbereich gibt, der die gewünschten optimalen Materialeigenschaften im Hinblick auf Verarbeitbarkeit, Oberfläche, Schwindmaß und Druckfestigkeit ermöglicht. Eine Analyse der Tonminerale und der Feinkornzusammensetzung ist nicht erforderlich,vielmehr ist die Findung von optimalen Stampflehmgemischen auch mit Hilfe einfacher qualitativer Prüfverfahren möglich. Es hat sich bestätigt, dass dazu die traditionelle Methode der Knetprüfung sehr gut geeignet ist, sie konnte in einigen Punkten weiterentwickelt werden. Einen wesentlichen Bestandteil der Arbeit bilden Untersuchungen, mit denen Prüfverfahren auf deren Zuverlässigkeit und Vollständigkeit überprüft werden, um zu gewährleisten, dass Lehmbaustoffe als Stampflehm verwendet werden können.
The increasing environmental consciousness in recent decades has led to a growing interest in the old building material clay. In addition to its aesthetic and structural advantages that recommend clay for residential buildings, it becomes interesting again because of its recyclability. Compared to today's standardized construction materials such as steel and concrete there is no accepted methodology to optimize clay material for achieving desired material properties yet for the building material rammed earth. Until now, rammed earth material is usually developed by an experimental finding of a recipe, using natural clay. However this causes huge time-consuming and materially intense tests. This PhD thesis is a research in the field of building with rammed earth, which describes and elaborates new approaches for the design and testing of clay building material. The main objective is to develop a methodology by which - based on natural-insoluble clay deposits – rammed earth material with desired parameters can be created by using defined material compositions. For this purpose the substance clay in its composition is carefully analyzed by selecting and using appropriate test methods. The identification and analysis of different systematically selected natural clays is carried out with different approved methods in geotechnical engineering. The individual measurement methods are tested for their suitability and applicability in building with rammed earth, the accuracy of the measurement results are evaluated and the economic costs are determined. On the basis of the results rammed earth samples are systematically collected and investigated, and later conclusions on the respective variables are drawn. The investigations have shown that rammed earth mixtures with optimal material properties cannot be described in an accurate way by just one given grain size distribution. Rather, the investigations defined a specified grain distribution range, with which the desired optimum material properties in terms of processing, surface shrinkage and compressive strength can be achieved. A detailed analysis of the clay mineral holdings and the fine grain composition is not really necessary; a deliberate composition of optimal rammed earth was rather possible by using simple qualitative testing procedures. It has been confirmed that the method of kneading test is very well suited and could be further developed. An essential part of the investigations are the application, examination and documentation of test methods. In addition to accepted test methods, methods of concrete technology are tested for their applicability in rammed earth.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-39679
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3888
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3591
Exam Date: 12-Dec-2012
Issue Date: 16-May-2013
Date Available: 16-May-2013
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Lehmbau
Lehmbaustoff
Stampflehm
Clay
Clay building material
Rammed earth
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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