Flüssigboden ist ein „fließfähiger Verfüllstoff“ bzw. ein „zeitweise fließfähiger Verfüllbaustoff“. Zur Wiederverfüllung vorgesehenes ausgehobenes Bodenmaterial wird fließfähig gemacht, um es zum Einbau von erdverlegten Bauteilen zu verwenden. Dazu wird ein Gemisch aus Aushubmaterial und Zusatzstoffen (Plastifikator, Beschleuniger, Stabilisatoren) sowie Zugabewasser und gegebenenfalls Spezialkalk hergestellt und verfüllt. In Sonderfällen können noch andere Materialien zur gezielten Veränderung einzelner Eigenschaften beigefügt werden. Dieses Fertigungsverfahren ermöglicht es, beliebige Arten von Bodenaushub, industriell hergestellte und natürliche Gesteinskörnungen sowie andere mineralische Stoffe zeitweise fließfähig zu machen, selbstverdichtend wieder einzubauen und dabei bodenähnliche bis bodengleiche Verhältnisse im bodenmechanischen und bodenphysikalischen Sinn wiederherzustellen. Ein typischer Flüssigboden in diesem Sinne ist RSS Flüssigboden.
Flüssigboden gehört als friktional, kohäsiv, rückverfestigendes Material in die Gruppe der zeitweise fließfähigen, selbstverdichtenden Verfüllmaterialien und kann Konsistenzen von plastisch bis fließfähig aufweisen, wobei die bodenmechanischen Eigenschaften von Flüssigboden steuerbar sind. Flüssigboden hat keine geschlossenen, starren, zwängenden Fremdstrukturen z. B. durch hydraulische Bindemittel. In der Rückverfestigung weist Flüssigboden unter Einbaubedingungen infolge dauerhaft stabiler Wasserbindungen des Gros des Zugabewassers eine hohe Volumenstabilität auf, enthält keine umweltschädlichen Zusatzstoffe und hat daher keinen unzulässigen Einfluss auf den Boden (BBodSchG) und den Wirkungspfad Boden-Grundwasser.
mini|hochkant=1.6|Einbringen von Flüssigboden in einen Verfüllgraben mini|Ausbreitmaß von Flüssigboden auf dem Ausbreittisch
Bestandteile Ausgangsmaterial Das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Flüssigboden sind beliebige Arten von Bodenaushub oder andere mineralische Stoffe. Flüssigboden kann nicht nur aus beliebigen Aushubböden, sondern auch aus ausgewähltem Recyclingmaterial ohne resthydraulische oder den Feuchtehaushalt ungeplant verändernde Inhaltsstoffe und aus anderen geeigneten Schüttstoffen hergestellt werden.
Zusatzstoffe Als Zusatzstoffe werden beim Flüssigboden spezifische Plastifikatoren verwendet, Beschleuniger, spezifische Stabilisatoren, die als bodenartig bezeichnet werden können, da sie aus Materialien bestehen, die im Boden auch in natürlicher Form vorkommen (z. B. Tonminerale) sowie Zugabewasser und gegebenenfalls Spezialkalk. Zusatzstoffe in Art und Menge, welche die Bildung von makroskopischen, starren, miteinander vernetzten, festen, die Eigenschaften des Ausgangsmaterials überlagernden und somit sehr verformungsarme Fremdstrukturen im Boden erzwingen, sind ungeeignet.
Plastifikator Der Zusatzstoff, welcher die temporäre Fließfähigkeit eines Verfüllmaterials aus Boden etc. ermöglicht, wird als „Plastifikator“ bezeichnet. Ein Plastifikator hat die Aufgabe, das Zugabewasser im fließfähigen Zustand des Flüssigbodens in der Bodenmatrix zu halten (Retensionsvermögen). Ein Plastifikator ermöglicht somit auch die Bildung eines Wasserfilms oder von Gleitschichten zwischen den Bodenpartikeln und dadurch die temporäre Fließfähigkeit der entsprechenden Bodenmatrix. Plastifikatoren können beispielsweise Cellulosederivate, Bentonitsuspensionen, chemische Fließmittel und spezielle Schichtmineralien sein. Ihre Eignung ist im Einzelfall zu prüfen und nachzuweisen. Als Plastifikatoren für Flüssigboden haben sich spezifisch veränderte Schichtmineralien bewährt. Diese können schon in geringen Mengen auch höhere Wassermengen eines Bodens stabil und unter Einbaubedingungen dauerhaft aufnehmen.
Beschleuniger Als Beschleuniger werden derzeit meistens hydraulische Beschleuniger verwendet. Andere Materialien sind als Beschleuniger ebenfalls geeignet, jedoch momentan wirtschaftlich meist noch erheblich ungünstiger. Hydraulische Beschleuniger sind Zemente, die einen geeigneten und speziell erforderlichen Hydratationsverlauf aufweisen. Sie entziehen beschleunigt, zu einem zeitlich definierten Zeitpunkt, dem zugesetzten Plastifikator Zugabewasser. Dadurch werden die Gleitschichten abgebaut und Reibkraft entsteht an den Bodenpartikeln der Flüssigbodenmatrix. Folglich wird das vormals fließfähige Material plastisch. Danach wird das restliche Zugabewasser vom ebenfalls dem Prozess zugeführten „Stabilisator“ dauerhaft aufgenommen und gebunden.
Infolge der zeitlich in vorgegebenen Grenzen steuerbaren Plastifizierung, lässt sich bei einem „Flüssigboden“ seine Frühbelastbarkeit gezielt einstellen und bei Bedarf in bestimmten Grenzen verändern. Zementbeschleuniger dürfen nur in der Art und Weise eingesetzt werden, dass der sogenannte „Zementpunkt“ mit Sicherheit unterschritten wird. Mit dem Überschreiten des Zementpunkts beginnen die Zementsteinstrukturen, sich zunehmend zu vernetzen. Dadurch wird die Bodenmatrix immer stärker mit einer starren, bodenfremden Gitterstruktur durchsetzt. In der Folge überlagern zunehmend die bauphysikalischen Eigenschaften dieser zwängenden Strukturen des jetzt hydraulisch gebundenen Materials die Eigenschaften des verwendeten Bodens.
Stabilisator Ein Zusatzstoff, welcher die bereits durch einen Beschleuniger bewirkte Plastizität des in die Baugrube eingebrachten Flüssigbodens weiter herabsetzt und dadurch die Rückverfestigung mit den Ausgangseigenschaften des Bodens vorantreibt, wird als Stabilisator bezeichnet. Zemente u. a. hydraulische Bindemittel sind als Stabilisatoren ungeeignet, da sie zur Bildung o. g. starrer Fremdstrukturen im Boden führen. Ein mit einem derartigen Material verfüllter Bereich verhält sich wie ein Fremdkörper (z. B. unter einer Straße), der die bekannten Schadensbilder geschädigter Straßen prägt. Erst Flüssigboden als bodenartiges Verfüllmaterial ermöglicht es, derartige Schäden zu vermeiden.O. Stolzenburg: Die Vorteile des Einsatzes von Flüssigboden für das Rohr-Boden-System. In: T. Wegener (Hrsg.): 2004 – Rohrleitungen im Jahr der Technik. (= Schriftenreihe aus dem Institut für Rohrleitungsbau Oldenburg. Band 28). Vulkan-Verlag. Essen
Wasser und Kalk Das Zugabewasser ist die Menge an Wasser, die dem Flüssigboden (je nach erforderlicher Konsistenz) zugegeben wird, um ihn zeitweise fließfähig zu machen. Spezialkalk wird zur Konditionierung extrem toniger oder feuchter und rieselunfähiger Böden eingesetzt. Seine besonderen Eigenschaften verhindern das unkontrollierte Nacherhärten (puzzolanische Reaktion), wie es beim konventionellen Aufkalken solcher Böden immer wieder zu beobachten ist.
Flüssigbodenverfahren Das Flüssigbodenverfahren ermöglicht es, Bodenaushub durch die Vermischung mit Zusatzstoffen und Wasser zuerst in einen plastisch bis fließfähigen Zustand zu versetzen und anschließend mit den bodenmechanisch relevanten Eigenschaften des Ausgangsmaterials oder mit gezielt geänderten Eigenschaften rückzuverfestigen. Flüssigboden hat besondere, zeitabhängige Eigenschaften. Die Konsistenz bei der Verarbeitung kann von fließfähig bis plastisch eingestellt werden. Die „Rückverfestigung“ erfolgt auf der Grundlage dauerhaft stabiler Wasserbindungen in der Bodenmatrix oder aufgrund der Strukturen der zugegebenen Schichtmineralien.
Weil keine bodenfremden Zusatzstoffe und demnach auch keine abträglichen Chemikalien verwendet werden, beeinflusst der Einsatz von Flüssigboden nicht den Schutz des Bodens(BBodSchG) und den Wirkungspfad Boden-Grundwasser (BBodSchV). Die Untersuchung und Bewertung des Ausgangsbodens, seine Bewertung, die Verwendung der speziell geeigneten Zusatzstoffe und die richtige Umsetzung der Rezeptur durch qualifizierte Fachkräfte und dafür geeignete Herstelltechnik sichern eine hochwertige Flüssigbodenherstellung.
Unterscheidungsmerkmale Flüssigboden lässt sich unterscheiden nach:
der Verarbeitungskonsistenz (z. B. fließfähig, plastisch), die Art der Herstellung (stationäre oder mobile Herstellung) dem Ort der Herstellung (auf der Baustelle oder extern hergestellt), den spezifischen Eigenschaften des Endproduktes und dem Ausgangsmaterial (Bodenaushub oder andere Ausgangsmaterialien).
Qualitätssicherung in Deutschland und international alternativtext=Werksnorm 23.0.2|mini|210x210px|Werksnorm 23.0.2
Qualitätsmanagement Die Qualitätsrichtlinien des Verfahrensentwicklers werden in der Werksnorm WN23.0.2 definiert.
Das Nationale Register zur Veröffentlichung von Normen, Standards und weitere Regulierungen der Schweiz hat 2023 eine Richtlinie zum Flüssigbodenverfahren veröffentlicht. Herausgeber ist der Schweizerische Verband der Strassen- und Verkehrsfachleute VSS. Qualitätssicherungsmaßnahmen sowie Qualifikationen werden für das Flüssigbodenverfahen benannt.
In Deutschland wurde im Jahre 2009 die RAL Gütegemeinschaft Flüssigboden e. V. zur Qualitätssicherung von Flüssigboden gegründet. Sie gilt als Interessenvertreter der Qualitätsansprüche der deutschen Netzbetreiber und Straßenbauträger.
Der Mindestumfang der für die Anwendung des Flüssigbodenverfahrens einzuhaltenden Anforderungen, der erforderlichen Prüfungen und der sinnvollen Abläufe wird durch die Güte- und Prüfbestimmungen des RAL-GZ 507 vorgegeben. Die Anforderungen dieses Gütezeichens stellen in der Zusammenfassung der mit dem Verfahren seit 1998 gesammelten Erfahrungen die Grundlage für die Qualitätssicherung dar.
Weiterhin gibt es auch weitere unabhängige Institutionen, die sich mit dem komplexen Aufgabengebiet der Qualitätssicherung im Bereich Flüssigboden beschäftigen.
Bundesqualitätsgemeinschaft Flüssigboden.mini|BQF-Qualitätszeichen|145x145pxZiel ist es, Flüssigböden als innovativen Baustoff und wirtschaftliche Bauweise durch Sicherung der Qualität, Information, Schulung der Hersteller sowie verarbeitenden Fachunternehmen und Forschung zu fördern. Die Qualitätssicherung basiert auf den „Hinweisen zu zeitweise fließfähigen Verfüllbaustoffen aus Böden und Baustoffen (ZFSV)“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV), die das einschlägige Regelwerk für Flüssigböden darstellt. Nach dieser Qualitätsrichtlinie trägt qualitätsgesicherter Flüssigboden das BQF-Qualitätszeichen. Die Geräte- und Laborausstattung der Hersteller wird durch neutrale Prüfinstitute zertifiziert Das Führungspersonal muss die BQF-Fachkundelehrgänge erfolgreich durchlaufen haben. Die gemäß FGSV-Hinweisen zu Flüssigböden (ZFSV) relevanten Bodenparameter werden im Rahmen der BQF-Qualitätssicherung von Flüssigböden regelmäßig durch neutrale Prüfinstitute überwacht.
Überwachung Flüssigboden unterliegt keiner verpflichtenden Fremdüberwachung durch eine anerkannte Stelle. Mit der Beauftragung einer freiwilligen Fremdüberwachung dokumentiert der Hersteller gegenüber dem Abnehmer Vertrauen in die Qualitätssicherung von Flüssigböden. Die Fremdüberwachung wird von neutralen und unabhängigen Stellen durchgeführt.
RAL Gütegemeinschaft Flüssigboden e.V mini|RAL Gütezeichen Flüssigboden|179x179pxDie für die Grundsätze der Gütesicherung von Flüssigboden maßgeblichen Regelwerke (z. B. die ZTV-A-StB97) schreiben die Formen der Überwachung vor: Bei der Eigenüberwachung überwacht sich das ausführende Unternehmen selbst, bei der Fremdüberwachung überwacht zusätzlich eine anerkannte Überwachungsstelle. Die Eigenüberwachung hat grundsätzlich immer zu erfolgen. Sie umfasst die Durchführungen erforderlicher Prüfungen und deren Protokollierungen.
Die spezielle Gütesicherung des Flüssigbodens erfolgt durch:
Erstprüfungsumfang nach den Richtlinien des RAL GZ 507 (Eignungsprüfung) Eigenüberwachungsumfang nach den Richtlinien des RAL GZ 507 Fremdüberwachungsumfang nach den Richtlinien des RAL GZ 507