⛰️ Siebanalyse von Gesteinskörnungen
Bestimmung der Korngrößenverteilung von Gesteinskörnungen durch Siebung mit genormten Prüfsieben. Grundlegende Qualitätsprüfung von Gesteinskörnungen.
Übersicht
Die Siebanalyse ist die wichtigste und am häufigsten durchgeführte Prüfung von Gesteinskörnungen, die die Bestimmung der Korngrößenverteilung ermöglicht. Sie besteht darin, eine getrocknete Gesteinsprobe durch einen Satz Siebe mit abnehmenden Maschenweiten zu sieben und den prozentualen Anteil einzelner Fraktionen zu bestimmen. Die Ergebnisse werden als Siebkurve dargestellt — grafische Beziehung zwischen kumulativem Siebdurchgang und Siebmaschenweite.
Die Korngrößenverteilung von Gesteinskörnungen hat grundlegende Bedeutung für die Eigenschaften von Beton, Asphaltmischungen, Straßenunterbauten und Schüttungen. Die richtige Wahl der Körnung gewährleistet optimale Verdichtbarkeit, Festigkeit und Dauerhaftigkeit des Baustoffs. Die Norm PN-EN 933-1 definiert den Standardsiebsatz (0,063; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 mm) und das Prüfverfahren.
Die Siebanalyse wird in jedem Baustoff- und Straßenlabor durchgeführt. Sie ist bei der werkseigenen Produktionskontrolle von Gesteinskörnungen (WPK) und bei der Abnahme von Gesteinskörnungen auf Baustellen verpflichtend. Anhand der Ergebnisse werden Gesteinskörnungen in entsprechende Kategorien von Über- und Unterkorn (z. B. GC85/20, GF85) gemäß PN-EN 12620 (für Beton) und PN-EN 13043 (für Asphaltmischungen) klassifiziert.
Die Prüfung erfordert sorgfältige Probenvorbereitung — Trocknung bis zur Massekonstanz bei 110 ± 5°C. Die Probenmasse hängt vom maximalen Korndurchmesser ab (z. B. 10 kg für 31,5-mm-Gesteinskörnung). Die Siebung kann manuell oder maschinell (Siebmaschine) erfolgen, und die Siebzeit muss ausreichend sein, um eine vollständige Fraktionstrennung zu gewährleisten.
Prinzip der Methode
Eine getrocknete Gesteinskörnung mit bestimmter Masse wird durch einen Siebsatz gesiebt, der vom größten bis zum kleinsten Maschenweite angeordnet ist. Die Siebung erfolgt maschinell (Siebmaschine) oder manuell, bis die Masse des Materials auf jedem Sieb sich nicht mehr als 1% während einer Minute Siebung ändert. Nach Abschluss wird der Rückstand auf jedem Sieb gewogen und der Durchgang berechnet — prozentualer Masseanteil der durch ein bestimmtes Sieb passierenden Körner im Verhältnis zur Gesamtprobenmasse. Die Ergebnisse werden als Siebkurve dargestellt.
Anwendungen
- Qualitätskontrolle von Gesteinskörnungen für Beton (PN-EN 12620)
- Prüfung von Gesteinskörnungen für Asphaltmischungen (PN-EN 13043)
- Bewertung von Gesteinskörnungen für Straßenunterbauten (PN-EN 13242)
- Werkseigene Produktionskontrolle von Gesteinskörnungen (WPK)
- Klassifizierung von Bauböden
- Entwurf von Betonmischungen (Wahl der Siebkurve)
- Abnahmekontrolle von Gesteinskörnungen auf Baustellen
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Siebsatz | 0,063; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 mm |
| Probenmasse | Abhängig von D_max: 0,2 kg (4 mm) bis 40 kg (63 mm) |
| Trocknungstemperatur | 110 ± 5°C bis zur Massekonstanz |
| Siebzeit | Bis <1% Masseänderung/Min. auf jedem Sieb |
| Waagengenauigkeit | ±0,1% der Probenmasse |
Norm
- Normnummer
- PN-EN 933-1:2012
- Titel (PL)
- Badania geometrycznych właściwości kruszyw — Część 1: Oznaczanie składu ziarnowego — Metoda przesiewania
- Title (EN)
- Tests for geometrical properties of aggregates — Part 1: Determination of particle size distribution — Sieving method
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Probenahme und Vorbereitung
Repräsentative Probe gem. PN-EN 932-1 nehmen. Durch Vierteilung auf erforderliche Prüfmasse reduzieren.
2. Probentrocknung
Probe im Trockenschrank bei 110 ± 5°C bis zur Massekonstanz trocknen (Masseänderung <0,1% nach 1 h Trocknung). Abkühlen.
3. Probenwägung
Getrocknete Probe mit ±0,1% Massegenauigkeit wiegen. Masse als M₁ aufzeichnen.
4. Waschen auf 0,063-mm-Sieb
Probe auf 0,063-mm-Sieb platzieren. Mit Wasser waschen bis klares Wasser erhalten. Rückstand vorsichtig in Behälter überführen.
5. Trocknung nach Waschung
Gewaschene Probe erneut bei 110 ± 5°C bis zur Massekonstanz trocknen. Als M₂ wiegen.
6. Maschinelle Siebung
Siebe von größter Maschenweite (oben) bis kleinster (unten) mit Auffangschale anordnen. Probe auf oberstes Sieb geben. Siebmaschine starten.
7. Kontrolle der Siebvollständigkeit
Prüfen, ob Masseänderung auf jedem Sieb <1% während 1 Minute manueller Siebung ist. Falls nicht — fortsetzen.
8. Fraktionswägung
Rückstand auf jedem Sieb mit ±0,1% Probenmasse-Genauigkeit wiegen. Massen summieren — Verlust darf 1% von M₁ nicht überschreiten.
9. Berechnungen
Für jedes Sieb berechnen: Rückstand [%], Durchgang [%], kumulativer Durchgang [%]. Siebkurve zeichnen.
10. Dokumentation und Klassifizierung
Prüfbericht erstellen. Gesteinskörnung gem. Über-/Unterkorn klassifizieren (GC-, GF-Kategorien gem. PN-EN 12620).
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Siebsatz Ø315 oder Ø400 mm | RETSCH, Endecotts, CONTROLS — Edelstahlsiebe gem. ISO 3310-1/2 | 300–800 PLN/Stück |
| Siebmaschine | RETSCH AS 200, Controls 15-D0430, Endecotts Octagon 200 | 8 000–25 000 PLN |
| Labortrockenschrank 300 L | Binder FD 260, POL-EKO SLW 400, Memmert UF450 | 8 000–20 000 PLN |
| Laborwaage 30 kg | Radwag WLC 30/A2, KERN FKB 36K0.1, Genauigkeit 0,1 g | 2 000–5 000 PLN |
| Behälter, Siebbürsten | Stahl oder Aluminium, weiche Nylonbürsten | 50–200 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Leitungswasser | — | Zum Waschen feiner Gesteinskörnung auf 0,063-mm-Sieb (Nasssiebung) |
| Dispergiermittel (optional) | — | Natriumhexametaphosphat — zum Aufbrechen von Feinkornagglomeraten, 1% Lösung |
| Kontrollsiebe (Referenz) | — | Zertifizierte Referenzsiebe zur periodischen Verifizierung von Arbeitssieben |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Gesteinskörnungsstaub — FFP2-Staubmaske beim Umfüllen verwenden
- Schwere Proben (bis 40 kg) — Wirbelsäulenverletzungsrisiko, ergonomische Hebetechniken anwenden
- Trockenschrank 110°C — Verbrennungsgefahr, Hitzeschutzhandschuhe verwenden
- Schutzbrille beim Umfüllen von Gesteinskörnung