Ersatzverfahren zur Bestimmung der Lagerungsdichte des Bodens
Ermittlung der Lagerungsdichte mittels Ersatzverfahren. Die Wasserwaage dient zur Schaffung einer waagrechten Fläche aus der eine Grube ausgehoben wird, um diese anschließend mit Sand oder Wasser zu befüllen. ©Alexander Stahr

Der Begriff Bodendichte steht für die Dichte der festen Bodensubstanz (dF) aus mineralischen und organischen Bestandteilen ohne Berücksichtigung des Porenanteils. Sie wird als Verhältnis von Trockenmasse zu Volumen ausgedrückt (dF g/cm³). Die Dichte mineralischer Bodenbestandteile liegt je nach Anteil der unterschiedlichen Mineralien zwischen 2,60 und 2,75 g/cm³. Quarz, einem häufigen mineralischen Bestandteil von Böden, hat beispielsweise eine Dichte von 2,65 g/cm³. Bei postmortalen organischen Substanzen (Humus) liegt die Dichte bei 1,0 bis 1,4 g/cm³.

Die Dichte eines Bodens in natürlicher Lagerung (einschließlich Porenraum) wird als Lagerungsdichte (dB oder Ld) bezeichnet (ebenfalls angegeben in g/cm³). Andere Bezeichnungen sind Raumgewicht, Trockenraumgewicht, Rohdichte, scheinbare Dichte oder Wichte (in kN/m3). Die Lagerungsdichte von Mineralböden erreicht je nach Bodenart und Humusgehalt Werte zwischen 1,0 und 2,0 g/cm³. Diejenige von organischen Böden (Moore) und humosen Oberböden Werte zwischen 0,1 bis 0,9 g/cm³.

Die Lagerungsdichte oder das Raumgewicht eines Bodens wird in der Bodenkunde meist mit Hilfe von ungestörten Stechzylinderproben und anschließender Trocknung bei 105 °C ermittelt, bei denen das Volumen festgelegt ist. In sehr skelettreichen Böden (hoher Steinanteil) ist eine erfolgreiche Entnahme von Stechzylinderproben nicht möglich. Eine gezielte Entnahme aus feinerdereicheren Bodenpartien ergäbe keine repräsentativen Werte. In diesen Fällen können Sand- und Flüssigkeitsersatzverfahren (Wasser) in Anlehnung an DIN-Vorschrift 18 125, Teil 2 (1986) angewendet werden, bei denen Gruben aus unterschiedlichen Bodenhorizonten ausgehoben und mit Wasser (Auslegung mit Folie) oder Sand gefüllt werden. Deren Verbrauch (Masse) wird anschließend zur Berechnung des Raumgewichtes bzw. der Lagerungsdicht ermittelt.

Je ungleichförmiger die Bodenart, desto stärker kann ein Boden verdichtet werden. Die Lagerungsdichte einzelner Aggregate oder Segregate kann deutlich höher sein als diejenige des Gesamtbodens. Auch innerhalb von Anreicherungshorizonten (Bt-Horizonte, Ortstein bei Podsolen) ist die Lagerungsdichte gegenüber anderen Bodenpartien erhöht. Die Lagerungsdichte ist ein wichtiger Aspekt für die Durchwurzelbarkeit des Bodens. Aus der Lagerungsdichte können das Porenvolumen, die Porenziffer und der volumetrische Wasseranteil berechnet werden. In der Bodenmechanik ist die Ermittlung des Raumgewichtes z. B. von Bedeutung, wenn man die Gefahr von Bodenrutschungen an Hängen bzw. die Scherfestigkeit von Böden am Hang ermitteln will. Dabei wird auch der Wassergehalt des Bodens in die Berechnungen miteinbezogen.