@book{ReichenbachBrussBuergeretal., author = {Reichenbach, Hartmut and Bruss, Werner and B{\"u}rger, Michael and Fiedler, Manfred and G{\"o}bel, Manuel and Middendorf, Bernhard and Neidhart, Thomas and Pollnow, Elke and Ramler-Kowollik, Marcel and Scholz, Enrico and Simon, Jana and Sosinka, Katharina and Spirkl, Florian and Trunk, Ulrich and Wagner, Achim and Wagner, Bernd and Weber, Steffen}, title = {Merkblatt f{\"u}r die Herstellung und Verwendung von zeitweise fließf{\"a}higen, selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen (ZFSV) im Erdbau}, editor = {Forschungsgesellschaft f{\"u}r Straßen- und Verkehrswesen FGSV e.V.,}, edition = {Ausgabe 2025}, publisher = {FGSV Verlag}, address = {K{\"o}ln}, isbn = {978-3-86446-419-5}, pages = {67}, abstract = {Das „Merkblatt f{\"u}r die Herstellung und Verwendung von zeitweise fließf{\"a}higen, selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen" (M ZFSV), Ausgabe 2025, befasst sich mit der Herstellung und der Anwendung zeitweise fließf{\"a}higer, selbstverdichtender Verf{\"u}llbaustoffe (ZFSV) gem{\"a}ß den „Zus{\"a}tzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien f{\"u}r Erdarbeiten im Straßenbau" (ZTV E-StB) (FGSV 599) beim Bau von Straßen und Verkehrsfl{\"a}chen. F{\"u}r andere Bereiche des Bauwesens kann dieses Merkblatt ebenfalls angewendet werden. Das M ZFSV enth{\"a}lt Qualit{\"a}tsanforderungen f{\"u}r diese Baustoffe und Baustoffgemische. Die Anforderungen schließen die verschiedenen Anwendungsgebiete der Baustoffe und Baustoffgemische, die Herstellung, Lieferung und den Einbau sowie die Pr{\"u}fungen und die Qualit{\"a}tssicherung ein. Vorab wird ebenso auf Anwendungsgebiete und Planungsgrunds{\"a}tze eingegangen. Erg{\"a}nzt werden die umfangreichen Ausf{\"u}hrungen durch mehrere Anh{\"a}nge.}, language = {de} } @techreport{BanningBueschkenGabrieletal., author = {Banning, Timo Che and B{\"u}schken, Sven and Gabriel, Eugen and Hay, Stefan and Neidhart, Thomas and Ried, Michael and Spirkl, Florian and Wagner, Bernd and Weidlich, Ingo and Zrenner, Louis}, title = {EnEff:W{\"a}rme - FW-ZFSV 4_0 - Fernw{\"a}rmeleitungsbau 4.0 mit zeitweise fließf{\"a}higen selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen f{\"u}r niedrige und hohe Betriebstemperaturen : Abschlussbericht zum Verbundforschungsvorhaben}, series = {Forschung \& Entwicklung}, journal = {Forschung \& Entwicklung}, number = {68}, publisher = {AGFW e.V.}, address = {Frankfurt am Main}, isbn = {3-89999-107-9}, pages = {274}, abstract = {Das dem Heft 68 zugrunde liegende Forschungsvorhaben „EnEff:W{\"a}rme: FW-ZFSV_4-0 - Fernw{\"a}rmeleitungsbau 4.0 mit zeitweise fließf{\"a}higen selbstverdichtenden Verf{\"u}llbaustoffen f{\"u}r niedrige und hohe Betriebstemperaturen" (FW-ZFSV 4.0) wurde im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms „Innovationen f{\"u}r die Energiewende" vom Bundeswirtschaftsministerium f{\"u}r Energie und Klimaschutz {\"u}ber den Projekttr{\"a}ger J{\"u}lich bewilligt und gef{\"o}rdert (FKZ 03EN3022). Die Bearbeitung erfolgte in einem Verbund aus AGFW-Projektgesellschaft f{\"u}r Rationalisierung, Information und Standardisierung mbH, der GEF Ingenieur AG, Leimen, der Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg - Fakult{\"a}t Bauingenieurwesen - Labor f{\"u}r Geotechnik, Regensburg und der HafenCity Universit{\"a}t Hamburg, Hamburg. Ziel des Vorhabens FW-ZFSV 4.0 war es, f{\"u}r den Bereich der Fernw{\"a}rme Hemmnisse aufzugreifen, praktisch und angewandt zu untersuchen und Antworten auf Fragen zu liefern, die in der Planung und Praxis noch den Einsatz der technisch f{\"u}r den Fernw{\"a}rmeeinsatz gut erforschten ZFSV als Alternative zur {\"u}blichen Verf{\"u}llung und Bettung mit Sand verhindern. Darunter f{\"a}llt insbesondere die Absicherung des Langzeitverhaltens durch Untersuchungen in situ, die Erm{\"o}glichung der EDV-gest{\"u}tzten statischen Berechnung sowie die Beantwortung offener organisatorischer und genehmigungsrechtlicher Fragen. Mit den ausf{\"u}hrlich dargestellten Projektergebnissen zu den oben genannten Themen sowie dar{\"u}ber hinaus ist es zuk{\"u}nftig m{\"o}glich, ZFSV im Fernw{\"a}rmeleitungsbau stark vereinfacht und sicher einzusetzen. Aus Sicht des Projektkonsortiums steht mit ZFSV ein weiteres, generell abgesichertes Bettungsverfahren f{\"u}r insbesondere Kunststoffmantelrohre (als dominierendes System in der Fernw{\"a}rme) als Alternative zur Verf{\"u}llung mit Sand zur Verf{\"u}gung, das in Zukunft hoffentlich umfangreiche Anwendung findet. Gleichzeitig wird damit und dadurch den allgemein bekannten Potenzialen von ZFSV bei der Bautechnik, der m{\"o}glichen Kostenreduktion, der Reduktion des Einflusses von Baumaßnahmen auf Umgebung und Umwelt sowie bei der Ressourcenschonung weiter der Weg in der netzgebundenen W{\"a}rmeversorgung bereitet. Dies ist auch von erheblicher Bedeutung, da sich w{\"a}hrend der Projektlaufzeit gezeigt hat, dass sich die Anforderungen der Kreislaufwirtschaft an die Zul{\"a}ssigkeit nat{\"u}rlicher Rohstoffe wie Sand als Verf{\"u}llmaterial (Stichwort: Ersatzbaustoffverordnung) sowie die Konkurrenz um Sand als Rohstoff aktuell und zuk{\"u}nftig versch{\"a}rfen.}, language = {de} } @misc{Spirkl, author = {Spirkl, Florian}, title = {Untersuchungen und Analyse des Verhaltens von B{\"o}den und Boden-Bindemittel-Gemischen unter zyklischer Belastung}, doi = {10.35096/othr/pub-8480}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-84802}, pages = {36}, abstract = {W{\"a}hrend es zahlreiche Untersuchungen zum Verhalten von B{\"o}den unter zyklischen und dynamischen Belastungen gibt, gibt es nur wenige Ver{\"o}ffentlichungen zu zyklischen Belastungen an Bindemittel-stabilisierter B{\"o}den. Dabei werden diese Boden-Bindemittel-Gemische (BBG) vielseitig eingesetzt (z.B. qualifizierte Bodenverfestigung, Bodenmischs{\"a}ulen, zeitweise fließf{\"a}hige Erdbaustoffe). Die durchgef{\"u}hrten Versuche zielen darauf ab, ein tiefergehendes Verst{\"a}ndnis f{\"u}r das Materialverhalten von BBG zu gewinnen. Hierf{\"u}r wurden an verschiedenen Mischungen zyklische Versuche mit variierenden Spannungsamplituden durchgef{\"u}hrt. Die Untersuchungen teilen sich in 2 Versuchsreihen auf. Zum einen wird die Oberspannung nahe der einax. Druckfestigkeit des BBG gew{\"a}hlt. Das Verhalten {\"a}hnelt dem Kurzzeitfestigkeitsbereich der W{\"o}hlerlinie. Bereits nach wenigen (<1.000) Zyklen kommt es zu einem Versagen der Probe. Dieses Verhalten konnte f{\"u}r verschiedene Bindemittel-Geh{\"a}lter und verschiedene Ausgangsb{\"o}den ermittelt werden. Zum anderen wird die Auswirkung einer Druck-Schwell-Belastung mit niedriger Oberspannung (gew{\"a}hlt 1/3 der einax. Druckfestigkeit). Hier wurden nach N=10^6 Zyklen abschließend die einax. Druckfestigkeit ermittelt. Dabei wurde ein signifikanter Festigkeitszuwachs bei allen Proben ermittelt, der {\"u}ber das Maß der reinen Nacherh{\"a}rtung hinausgeht. Die Versuche zeigen, dass in Folge einer zyklischen Belastung eine Nachverdichtung des Bodens, eine Zerst{\"o}rung der Bindemittelstruktur oder die Kombination beider Effekte auftreten. Neben dem Spannungsniveau ist hierbei auch das Ausgangsmaterial sowie Art und Menge des Bindemittelgehalts von Bedeutung.}, language = {de} } @misc{SpirklNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Environmental advantages and recycling potential of temporarily flowable backfill as bedding material for district heating pipes}, series = {19th International Symposium on District Heating and Cooling, 07-10. September 2025, Genk, Belgium}, journal = {19th International Symposium on District Heating and Cooling, 07-10. September 2025, Genk, Belgium}, doi = {10.35096/othr/pub-8511}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-85111}, pages = {24}, abstract = {District heating networks are a key to a successful transformation towards climate neutrality. Typically, District Heating Pipes (DHP) are embedded in coarse sand with specific grain size distributions and soil properties. An alternative to this are the temporarily flowable backfill materials (TFB). These are a mixture of aggregate, binder (e.g. cement), water and, if necessary, additional supplements, e.g. bentonite. TFB can be mixed-on-site or mixed-in-plant, depending on the boundary conditions. Where possible, the excavated soil is used as aggregate. This paper will look at possible environmental advantages as part of a life cycle assessment, especially regarding the carbon footprint, if TFB is used in place of typical sand bedding. A total of 7 environmental impact factors are compared as part of a case study. As there are a multitude of variables with widely ranging impact for the calculation of the environmental impact, an additional sensitivity study was performed, to determine key parameters for the carbon footprint. In a multitude of cases, it can be shown that TFB has a smaller carbon footprint compared to sand bedding, as the number of transports can be greatly reduced and the TFB doesn't need to be compacted. These factors predominate the need of cement, which is negatively connoted regarding the environmental impact. If the excavated soil is not eligible as an aggregate for TFB, an alternative base component is necessary. Typically, mixed-in-plant-produced TFB uses sand, as the properties of TFB based on recycling materials has hardly been investigated. In order to conserve natural resources and at the same time recycle construction waste, investigations were carried out into the production and strength behavior of TFB made from different construction materials. The main goal was to mix TFB which is easily re-excavated, as per German guideline H ZFSV. This was achieved with every recycling material, but with varying amount of cement necessary. As part of a long-term study, a delayed increase in strength depending on the source material could be shown. This is due to pozzolanic reactions.}, language = {en} } @unpublished{SpirklNeidhart, author = {Spirkl, Florian and Neidhart, Thomas}, title = {Nachhaltige Bauverfahren durch Verwendung des anstehenden Bodens am Beispiel von Dichtw{\"a}nden und Rohrgrabenverf{\"u}llung}, doi = {10.35096/othr/pub-8521}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-85216}, pages = {6}, abstract = {Der „Earth Overshoot Day" verdeutlicht, dass wir zu viele Ressourcen verbrauchen und es immer noch großen Handlungsbedarf gibt, um nicht weiterhin auf Kosten zuk{\"u}nftiger Generationen zu leben. Dabei spielt der Bausektor eine große Rolle, entstehen hier doch ein erheblicher Anteil der deponierten Abf{\"a}lle (ca. 55 \% in DE), der CO2-Emissionen (ca. 36 \% in der EU) und des Energieverbrauchs (ca. 40 \% in der EU). Ein „Weiter so" wie bisher ist unter diesen Aspekten nicht zielf{\"u}hrend. Es braucht daher innovative Ans{\"a}tze f{\"u}r Baustoffe, Bauprodukte und Bauweisen. Im Beitrag wird aufgezeigt, wie durch innovative Ans{\"a}tze der Bausektor nachhaltiger gestaltet werden kann. Dies erfolgt anhand zweier Beispiele, bei der eine Dichtwand und eine Rohrgrabenverf{\"u}llung betrachtet werden. Zun{\"a}chst wird am Beispiel der Dichtwand der CO2-Fußabdruck einer klassischen Dichtwand, hergestellt als Spundwand, verglichen mit dem Verfahren der Fr{\"a}smischinjektion. Da der Baugrund selbst als Baustoff genutzt wird und kein Bohrgut anf{\"a}llt, wird hierdurch im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes „Abfall" vermieden. Gleichzeitig entfallen hierdurch eine Vielzahl an Materialtransporten. Am Beispiel der (Rohr-)Grabenverf{\"u}llung wird aufgezeigt, wie sich unterschiedliche Innovationsgrade auf die Nachhaltigkeit eines Bauverfahrens auswirken. Hierf{\"u}r wird als Ausgangssituation die Bettung und Verf{\"u}llung eines Rohrgrabens mittels Sand betrachtet. Als Alternative hierzu werden zeitweise fließf{\"a}hige selbstverdichtende Verf{\"u}llbaustoffe (ZFSV) betrachtet. ZFSV werden aus einer Grundkomponente (Boden, Baustoffe, Recycling-Stoffe) hergestellt, welche mit Wasser, Bindemittel und ggf. Zus{\"a}tzen versetzt werden. Durch die Erh{\"o}hung des Wassergehalts erhalten die ZFSV ihre fließf{\"a}higen selbstverdichtenden Eigenschaften. Anschließend wird das Wasser durch das Bindemittel und die ggf. verwendeten Zus{\"a}tze teilweise gebunden, so dass i.d.R. bereits wenige Stunden nach der ZFSV-Verf{\"u}llung die Begehbarkeit und nach einem Tag die {\"U}berbaubarkeit gew{\"a}hrleistet ist. Das Bindemittel wird dabei je nach Anwendungszweck dosiert. Zur Verwendung als Bettungsmaterial von Leitungen wird i.d.R. eine zeitabh{\"a}ngige, maximale Druckfestigkeit des ZFSV definiert und damit auch die Menge des Bindemittels begrenzt. Meist wird ein hydraulisch abbindendes Material (z.B. Zement) verwendet. Weitere allgemeine Angaben zum Thema ZFSV finden sich z.B. in Neidhart, Spirkl (2022), Bont (2022), Ramler (2022), Wagner (2022), Wiesinger (2022). Die Herstellung von ZFSV kann in einem Werk (Mixed in Plant) oder vor Ort (Mixed on Site) geschehen. Als Ausgangsmaterial kann Sand, Recyclingmaterial oder, wenn die Eignung nachgewiesen wird, auch das Aushubmaterial vor Ort verwendet werden. Das Potenzial einer nachhaltigen Bauweise durch eine ZFSV-Bettung wird im Beitrag in 4 verschiedenen Szenarien anhand eines realen Bauprojekts in Kelheim betrachtet: 1. Verwendung von Sand-basiertem ZFSV anstelle Sand-Bettung 2. Verwendung von Recyclingmaterial-basiertem ZFSV 3. Verwendung des anstehenden Aushubmaterials zur ZFSV-Herstellung 4. Optimierung des Grabenquerschnitts und Bauablaufs Grunds{\"a}tzlich wurde bereits nachgewiesen, dass die Verwendung von ZFSV als Bettungsmaterial zu einem beschleunigten Bauablauf f{\"u}hren kann, und die Kosten je nach Randbedingung vergleichbar zur Sand-Bettung sind. Mit den dargestellten Szenarien, deren Einfluss auf die Nachhaltigkeit der Baustelle von 1. bis 4. zunimmt, zeigt sich auch in diesem Bereich das Potenzial von ZFSV. Je nach Ausgangsmaterial und Ort der ZFSV-Herstellung kann Material (Sand) und Transporte eingespart, die zu deponierende Menge reduziert und die {\"O}kobilanzierung im Gesamten verbessert werden.}, language = {de} } @inproceedings{WagnerHayNeidhartetal., author = {Wagner, Bernd and Hay, Stefan and Neidhart, Thomas and Spirkl, Florian and Ried, Michael and Zrenner, Louis and Weidlich, Ingo and Gabriel, Eugen and Banning, Timo}, title = {TFSB as Bedding Material in District Heating Pipe Constructin - Scientifically Proven Long-Term Experience}, series = {Proceedings of the 19th International Symposium on District Heating and Cooling; 2025, Genk (Belgium)}, booktitle = {Proceedings of the 19th International Symposium on District Heating and Cooling; 2025, Genk (Belgium)}, editor = {Vanhoudt, Dirk}, publisher = {Springer}, address = {Cham}, isbn = {9783032098443}, doi = {10.1007/978-3-032-09844-3_10}, pages = {99 -- 108}, abstract = {Following the explanation of the increasing importance of alternative backfill materials like TFSB, TFSB and their status in terms of science and technology are depicted. Selected results of the research project FW-ZFSV 4.0 are presented: computer-aided static calculation, in situ long term loading of district heating pipes in TFSB and sand, quality assurance and resource conservation. The conclusions provide an overall assessment of the use of TFSB in district heating pipe construction.}, language = {en} } @misc{Spirkl, author = {Spirkl, Florian}, title = {Untersuchungen und Analyse des Verhaltens von B{\"o}den und Boden-Bindemittel-Gemischen unter zyklischer Belastung}, pages = {32}, abstract = {W{\"a}hrend es zahlreiche Untersuchungen zum Verhalten von B{\"o}den unter zyklischen und dynamischen Belastungen gibt, gibt es nur wenige Ver{\"o}ffentlichungen zu zyklischen Belastungen an Bindemittel-stabilisierter B{\"o}den. Dabei werden diese Boden-Bindemittel-Gemische (BBG) vielseitig eingesetzt (z.B. qualifizierte Bodenverfestigung, Bodenmischs{\"a}ulen, zeitweise fließf{\"a}hige Erdbaustoffe). Die durchgef{\"u}hrten Versuche zielen darauf ab, ein tiefergehendes Verst{\"a}ndnis f{\"u}r das Materialverhalten von BBG zu gewinnen. Hierf{\"u}r wurden an verschiedenen Mischungen zyklische Versuche mit variierenden Spannungsamplituden durchgef{\"u}hrt. Die bisher durchgef{\"u}hrten Versuche untersuchen sowohl Zyklen im niedrigen Lastbereich als auch im hohen Lastbereich nahe der einaxialen Druckfestigkeit. G{\"a}ngige Modelle zur Beschreibung des Setzungsverhaltens in Folge von zyklischer Einwirkung werden vorgestellt und mit den Ergebnissen f{\"u}r BBG verglichen.}, language = {de} }