Frosthub ist ein Anschwellen des Bodens durch die Bildung von Eis bei Frost. Sie tritt in der Regel auf, wenn die Gefriertemperatur in den Boden eindringt und die vorhandene Feuchtigkeit in Eis umwandelt, wodurch eine Aufwärtsbewegung im Boden entsteht.

Die Größe der Eismasse nimmt aufgrund der kontinuierlichen Zufuhr von Feuchtigkeit durch Kapillarwirkung zu. Das Gewicht des Bodens kann den Einfluss des Eises einschränken und Eislinsen erzeugen. Dennoch können Eislinsen die Bodenschicht nach oben verschieben.

Frosthub führt zu erheblichen Schäden an Straßen, Kanälen, Fundamenten und in der Folge am Oberbau. Um die schädlichen Auswirkungen von Frostaufbrüchen zu verhindern, ist es notwendig, ihre Funktionsweise zu verstehen und die grundlegenden Elemente zu identifizieren, die zu ihrem Auftreten führen. Danach können geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um sie zu verhindern.

Wie funktioniert es?

Wenn die Gefriertemperatur in den Boden eindringt, wandelt sie die Bodenfeuchtigkeit in Eis um. Wenn sich die Feuchtigkeit im Gefrierbereich verfestigt, bewegt sich das Wasser aus anderen Teilen des Bodens durch Kapillarwirkung zum Gefrierbereich. Dies führt zu einer Vergrößerung der Eismasse. Das Gewicht des Bodens und andere darüber liegende Objekte würden das Wachstum der Eismasse einschränken, so dass sich Eislinsen bilden.

Wenn die Gefriertemperatur weiter in den Boden eindringt, hinterlässt sie Eislinsen. Diese Eislinsen wachsen weiter in Richtung des Bereichs, der an Temperatur verliert, also in Richtung Bodenoberfläche.

Die Eislinsen sind in der Lage, die Bodenschicht nach oben zu schieben. Dadurch entstehen Risse im Boden und Schäden an Fundamenten und später am Oberbau. Es wird berichtet, dass die Größe der Eislinsen um 9 % zunimmt, wenn sich Feuchtigkeit in Eis umwandelt.

Feinkörniger, frostempfindlicher Boden, Feuchtigkeit, die den Eislinsen kontinuierlich Wasser zuführt, und die Gefriertemperatur sind die grundlegenden Elemente der Frosthubwirkung.

Wenn die Temperatur sinkt, schmilzt das Eis und die Struktur sinkt unter ihrem Gewicht an ihren Standort zurück. Wenn sich der Prozess des Einfrierens und Auftauens wiederholt, würde sich das Bauwerk stark verschlechtern und möglicherweise zusammenbrechen.

Auswirkungen

1. Zerstörung von Kanälen in der Frostperiode.
2. Abnahme der Tragfähigkeit des Untergrunds.
3. Abbrüche und erhebliche Schäden an der Fahrbahn
4. Schädigte Fundamente und Platten.

Vorbeugung

Generell kann Frosthub verhindert werden, indem man eines seiner grundlegenden Elemente beseitigt, nämlich feinkörnigen Boden, Frosttemperatur und Wasser. Es gibt mehrere Maßnahmen, die zur Vermeidung von Frostaufbrüchen in Betracht gezogen werden können:

1. Vorbeugung von Frostaufbrüchen durch Systeme wie z.B. ein hydronisches Heizsystem.
2. Erweiterung des Fundaments, z.B. Pfeiler unterhalb der Frostgrenze.
3. Hinterfüllungsmaterialien wie Kies um das Fundament herum bereitstellen, um den Wasserabfluss zu fördern.
4. Manschetten verwenden, um zu verhindern, dass das Eis den Beton erfasst.
5. Fundamente so konstruieren, dass sie Aufwärtsbewegungen standhalten.
6. Für den Straßenbau feinkörnigen, frostempfindlichen Boden durch grobkörnigen Boden ersetzen.
7. Verwenden Sie Kapillarbrecher, um die Bewegung von Wasser in Richtung Gefrierfront zu verhindern und folglich den Einfluss von Frosthebungen zu verringern.
8. Stabilisieren Sie den Boden.