Fuller-Kurve

Fuller-Parabel; Fuller-Gleichung
Die amerikanischen Ingenieure William B. Fuller und Sanford E. Thompson waren 1907 die ersten, deren systematische Versuche über eine zweckmäßige Kornzusammensetzung (Idealsieblinie) mit den Zielen "dichtes Korngerüst" und "geringe Kornoberflächen" zum Erfolg führten. Sie entwickelten die sogenannten Fuller-Kurve, die sich nach der (Fuller-)Gleichung auftragen lässt:
A = 100 x (d/D)ⁿ
mit:
A = Siebdurchgang in M.-% einschl. Zement, der durch das Sieb mit der Nennweite d hindurchgeht
d = Korndurchmesser (= Sieböffnung) zwischen 0 und D, für den der prozentuale Anteil im Korngemisch berechnet werden soll
D = Durchmesser des Größtkorns der zu berechnenden Sieblinie
n = Exponent zur Berücksichtigung der Kornform

Fullerkurve für die „ideale“ Kornzusammensetzung eines Korngemischs 0/32

Fuller und Thompson gingen von einer idealen Kugel als Kornform aus. Der entsprechende Exponent n für diese Kornform ist 0,5. Eine optimale Packungsdichte wird aber für Kiessand bei etwa n = 0,4 und für gebrochenen Naturstein bei etwa n = 0,3 erreicht. Für diese Werte aufgetragene Fuller-Kurven zeigen, dass die Gesteinskörnung umso feiner sein muss, je mehr die Kornform von der Kugelform abweicht, aufgrund der größeren Oberfläche verbunden mit einem höheren Zementleimanspruch.
Die Fuller-Kurve bezieht sich nicht nur auf die Gesteinskörnung, sondern schließt den Zement mit ein. Durch Modifikation, so dass der Zement unberücksichtigt bleibt, wurden die heute gültigen Regelsieblinien entwickelt.
Eugen Dyckerhoff hatte schon 1868 auf die Zusammenhänge zwischen Packungsdichte, Zementleimanspruch und Druckfestigkeit hingewiesen, wurde jedoch kaum beachtet.

Literatur

• Fuller, W.B.; Thompson S.E.: The laws of proportioning concrete. Transactions of the American Society of Civil Engineers 33 (1907):222–298
• Weber, Robert; Riechers, Hans-Joachim: Kies und Sand für Beton. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2003
• Stark, Jochen; Wicht, Bernd: Geschichte der Baustoffe. Springer-Verlag, 2013