Keramische Baustoffe

Unter dem Begriff „Keramik“ (gebrannte Erde) versteht man Gegenstände aus formbaren Erdmaterialien, die durch Behandlung mit hohen Temperaturen verfestigt werden. Aus keramischen Materialien werden wichtige Baustoffe (z.B. Ziegel, Klinker und Fliesen) sowie Gebrauchsgegenstände (z.B. Tonwaren, Porzellan und Steingut) hergestellt.

Rohstoff

Als Ausgangsmaterialien werden Lehm und Ton eingesetzt. Durch entsprechende Aufbereitung der Rohstoffe, bestimmte Zusätze und unterschiedlich hohe Brenntemperaturen werden die besonderen Eigenschaften der keramischen Baustoffe erzielt (z.B. Festigkeit und Scherbendichte).

Herstellungsverfahren

Ton, Wasser und die verschiedenen Zusätze werden verknetet und in Sumpfhäusern (Mauken) feucht gelagert. Anschließend werden mit Hilfe von Strangpressen die Rohlinge für Steine, Dachziegel, u.a. ausgeformt. Verblendmauerwerk wird danach mit einer Profilierung (z.B. mit Handstrich) versehen. Vor dem Brennen müssen die Rohziegel noch getrocknet werden, um das zur Formung notwendige Anmachwasser wieder zu entziehen. Dann „wandert“ das Brenngut durch ein feststehendes Feuer im Tunnelofen. Um beim Brennen ein zu großes Schwinden der Tonmasse (wegen der Verarbeitung mit Wasser) zu verhindern, muss vorab eine bestimmte Menge an Beimischungen (z.B. Sande, Quarzmehl, Sägespäne) zugegeben werden.

Bei hohen Temperaturen beginnen chemische Reaktionen im Ton abzulaufen (u.a. Bildung von Aluminiumsilikaten). Beim Brennen bei einer Temperatur von 900 - 1.100 °C (sog. Sintergrenze) wird Wasser ausgetrieben. Im fertigen Produkt entstehen dadurch Poren, während die Kristallstruktur komplett erhalten bleibt. Dagegen verschmelzen bei höheren Temperaturen von 1.200 - 1.400 °C die Kristalle an der Oberfläche zu einer glasartigen, so genannten Sinterschicht. Je höher der Grad der Sinterung ist, desto stärker nimmt die Porosität ab. Dadurch verändern sich die Eigenschaften des Materials.

Eigenschaften

	Brenntemperatur ca. 900 - 1.100 °C	Brenntemperatur ca. 1.200 - 1.400 °C
Rohdichte	1.800 - 2.200 kg/m3	1.800 - 2.200 kg/m3
Wärmeleitfähigkeit (l)	Durch Zugabe von Styroporkugeln oder Torfmull erhöhte Porosität, dadurch gute Dämmeigenschaften	Je höher der Grad der Sinterung, desto höher die Wärmeleitfähigkeit
Verhalten gegenüber Feuchtigkeit	Hohe Wasseraufnahme durch Kapillarporen möglich	Geringe Wasseraufnahme bzw. wasserundurchlässig
Mechanische Eigenschaften	Spaltbar	Je höher der Grad der Sinterung, desto größer die Festigkeit

Verwendung im Bauwesen

Je nach Beschaffenheit des Ausgangsstoffs wird zwischen Grobkeramik (Ton mit Verunreinigungen in Form von Quarz, Glimmer, organischen Substanzen, Eisenoxiden, u.a.) und Feinkeramik (reiner Ton) unterschieden.

Bei einer Brenntemperatur unterhalb der Sintergrenze werden grobkeramische Produkte als Steinzeug, Ziegelerzeugnisse, Schamotte u.a. verwendet. Feinkeramische Erzeugnisse sind z.B. Steingut, Halbporzellan, Sanitärkeramik, Wandfliesen.

Bei Temperaturen oberhalb der Sintergrenze entstehen Sinterzeug (dichte Scherbenbeschaffenheit), Grobkeramik für Klinker, Riemchen, Bodenklinkerplatten sowie feinkeramische Produkte (Feinterrakotten, Wand- und Bodensteinzeugfliesen, Porzellan).

Umweltverträglichkeit

Rohstoffe	Reichhaltiges Vorkommen kurze Transportwege
Herstellung	Hoher Energieeinsatz, Stickoxid- und ggf. Dioxinemissionen beim Verbrennen der Zugaben
Primärenergiebedarf	870 kWh/m3 - Lochziegel 1.160 kWh/m3 - Vollziegel 1.780 kWh/m3 - Klinker
Verarbeitung, Nutzung	Unbedenklich
Entsorgung	wieder verwertbar z.B. als Ziegelsplitt

Diese Seite drucken