Wandbausteine
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ZIEGEL<br />
Geschichtliches<br />
<strong>Wandbausteine</strong> aus Ziegel sind das älteste wasserbeständige und künstlich<br />
hergestellte Baumaterial für die Herstellung von Wänden. Lange vor der Entdeckung,<br />
daß man Lehm durch Brennen wasserbeständig machen kann,<br />
wurde (und wird auch heute noch) ungebrannter Lehm für Mauerwerk verwendet.<br />
Lehm hat jedoch den Nachteil, daß er durch Aufnahme von Wasser<br />
wieder erweicht.<br />
Der Name "Ziegel" kann von dem lateinischen Wort „tegula“ abgeleitet werden.<br />
Mit „tegula“ haben die Römer ihre aus Ton gebrannten Dachziegel bezeichnet.<br />
Der alte ägyptische Name für einen aus Lehm geformten Mauerstein<br />
war "meschenet".<br />
Im Grab des "Rechmireh" in Ägypten, sind Wandmalereien aus der Zeit um<br />
1450 v. Chr. erhalten, auf der die Herstellung und Verarbeitung von Ziegeln<br />
dargestellt ist. Gebrannte Ziegel aus der Zeit um 4000 v. Chr. sind aus dem<br />
Land zwischen Euphrat und Tigris aus Babylon bekannt. In verschiedenen<br />
Farben gebrannte und glasierte Ziegel wurden um etwa 3000 v. Chr. für die<br />
Stadtmauer in Babylon verwendet. Auch der Turm von Babel, begonnen um<br />
etwa 2000 v. Chr., war aus Ziegeln gebaut. Es sollen 85 Millionen gewesen<br />
sein. An vielen bekannten Baudenkmälern dieser frühen Kulturepochen in<br />
Ägypten, in Persien, in Indien und später auch in China kann die Verwendung<br />
von gebrannten Ziegeln nachgewiesen werden.<br />
Zu ingenieurmäßigen Meisterleistungen wie Viadukten, Gewölben und Kuppeln<br />
haben die Römer die Ziegelherstellung weiter kultiviert.<br />
Die Römer waren es auch, die den Ziegel nach Deutschland gebracht haben.<br />
Insbesondere in Trier, einer Residenz des römischen Kaisers, sind bedeutende<br />
Ziegelbauten, wie z. B. die unter Kaiser Konstantin erbaute Basilika<br />
aus den Jahren 306 bis 337 n. Chr., erhalten. Eine besondere Blüte erreichte<br />
die Ziegelbaukunst in der sogenannten „Backsteingotik“.
Aus dem lehmreichen, norddeutschen Raum um Brannenburg, Ratzeburg,<br />
Lübeck oder Lüneburg sind uns aus dem 12. Jahrhundert großartige Baudenkmäler<br />
für sakrale und profane Zwecke bereits seit dem 12. Jahrhundert<br />
überliefert.<br />
Das höchste Bauwerk, das jemals aus Ziegeln errichtet wurde, ist der Turm<br />
der spätgotischen St. Martinskirche in Landshut. Er erreicht eine Höhe von<br />
132 m. Um 1500 n. Chr. wurde er fertiggestellt. In dem lehmreichen, tertiären<br />
Hügelland findet man viele spätgotische Backsteinbauten, deren Sichtmauerwerk<br />
bis heute in bester Form erhalten ist. Die Türme der Münchener Frauenkirche,<br />
fertiggestellt um 1525, bilden den Abschluß dieser Periode. Ab<br />
dem 17. Jahrhundert wird Ziegelmauerwerk verputzt und verkleidet. In der<br />
Neugotik im 19. Jahrhundert wurden gotische Backsteinbauten nachgeahmt,<br />
und die „Moderne“ hat das Sichtmauerwerk wieder als Gestaltungselement<br />
entdeckt.
Rohstoff<br />
Ziegel werden aus Lehm, einem weitgehend kalkfreien Gemisch aus Ton<br />
und Sand mit reichlich Eisenhydroxid, hergestellt. Ton und Sand sind die<br />
feinsten Verwitterungsprodukte von Feldspat und Quarz.<br />
Ton ist die Bezeichnung für die in Böden kleinste gemessene Korngröße von<br />
0,002 mm und besteht aus einem Gemenge von Quarz, Feldspäten, Glimmer,<br />
Resten von kalkigen Organismen und organischen Substanzen sowie<br />
feinstkörnigen, nur im Elektronenmikroskop erkennbaren Tonmineralien.<br />
Diese Tonminerale sind keine Verwitterungsreste, sondern mineralische<br />
Neubildungen, die sich aus den z.B. in Feldspat enthaltenen Elementen Silizium<br />
und Aluminium unter reichlicher Wasserbindung gebildet haben.<br />
Wichtige Tonmineralien sind z.B. Kaolinit, Montmorillonit und Illit. Sie unterscheiden<br />
sich in den Anteilen von Aluminium und der gebundenen Wassermenge.<br />
Alle Eigenschaften der Ziegel oder aller anderen Tonmateralien, wie leichte<br />
Formbarkeit, hohe Trockenfestigkeit und geringe Rohdichte des gebrannten<br />
Produktes, sind mit der Struktur der Tonmineralien erklärbar.<br />
Schwinden und Quellen von Tonmineralien<br />
gequollener Ton<br />
Die Räume zwischen den<br />
Mineralblättchen sind mit<br />
Wasser gefüllt.<br />
getrockneter Ton<br />
Zwischen den sich gegenseitig<br />
versperrenden Mineralblättchen<br />
bleiben Hohlräume übrig, die<br />
Kapillaren bilden.
Tonmineralien bilden flächige Kristalle mit Durchmesser von 0,2 bis 1 µm und<br />
einer Dicke von 1/100 µm (1 µm = 1/1000 mm). An diesen kleinen Teilchen,<br />
mit ihrer durch die BIättchenstruktur besonders großen Oberfläche, die bei einer<br />
Masse von 1 Gramm ca. 20 m² ergibt, können viele Wassermoleküle gebunden<br />
werden. Ist zwischen den Teilchen eine Schicht aus nur wenigen Wassermolekülen<br />
vorhanden, werden diese dadurch so fest aneinander gebunden, daß<br />
druckfeste Lehmziegel entstehen.<br />
Die Dicke dieses zwischen den Teilchen befindlichen und nicht beweglichen<br />
Wassers schwankt zwischen 2 bis 6 Molekülschichten. Das Volumen des Tons<br />
schwankt in Abhängigkeit des in ihm gebundenen Wasseranteils. Er quillt und<br />
schwindet. Ein besonders quellfähiger Ton ist Bentonit mit einem hohen Anteil<br />
an flächigen Montmorillonit-Mineralien. Bentonit kann das Fünf- bis Sechsfache<br />
seines Gewichts an Wasser aufnehmen und dabei sein Volumen bis auf das<br />
Zehnfache vergrößern. Bentonit wird deshalb für Dichtungszwecke im Bauwesen<br />
eingesetzt.<br />
Je mehr Wasser zwischen den Tonblättchen enthalten ist, um so leichter lassen<br />
sich diese verschieben, um so leichter ist der Ton formbar.<br />
Verdunstet das Wasser, verkeilen sich die Mineralblättchen, und es bildet sich<br />
eine aus feinsten Hohlräumen bestehende Struktur. Diese Kapillarstruktur verleiht<br />
dem Ton eine hohe Wasseraufnahme- und -abgabefähigkeit sowie eine<br />
geringe Wärmeleitfähigkeit.<br />
Neben den in den Tonmineralien enthaltenen Alumosilikathydraten sind in dem<br />
Tongemenge eine Reihe anderer Moleküle, insbesondere Eisen(III)-Oxidhydrat<br />
Fe 2 O 3<br />
.<br />
H 2 O, aber auch Mangan-, Magnesium-, Titan-, Phosphor- und andere<br />
Oxide bzw. Hydrate enthalten. Ist auch Kalk enthalten, spricht man von Mergel.<br />
Das Eisen(III)-Oxidhydrat verleiht dem Ton die braune Farbe. Beim Brennen<br />
entsteht daraus Eisenoxid (Fe 2 O 3 ), das dem Ziegel die typische rote Farbe verleiht.<br />
Ist beim Brennen zuwenig Sauerstoff vorhanden, entsteht Eisen(II)-oxid mit<br />
einer blaugrauen bis schwarzen Farbe (reduziertes Brennen). Die Farbe eines<br />
Ziegels kann durch die Beigabe verschiedener Metalloxide beeinflußt werden.<br />
Bei Vorhandensein von Kalk entsteht ein gelber, mit Mangan ein brauner und mit<br />
Graphit ein grauer Ziegel.
Herstellung<br />
Die Herstellung der Ziegel kann in folgende Hauptphasen gegliedert werden:<br />
a) Rohstoffgewinnung<br />
b) Aufbereitung<br />
c) Formen<br />
d) Härten<br />
e) Verpacken<br />
f ) Zwischenlagern<br />
Rohstoffgewinnung<br />
Der Abbau der Lehmvorkommen erfolgt mit Schaufel- oder Eimerkettenbaggern<br />
und wird, je nach Entfernung der Tongrube, zum Ziegelwerk per LKW<br />
oder mit Förderbädern transportiert.<br />
Aufbereitung<br />
Bei der Aufbereitung werden die oft aus verschiedenen Lehmgruben stammenden<br />
Materialien gemischt und in einem sogenannten „Kollergang“ –<br />
einem Walzwerk– gewalzt. Hierbei werden gröbere Sandbestandteile zerkleinert.<br />
In einem Silo wird der Ton zur Homogenisierung zwischengelagert,<br />
anschließend evtl. zur Farbbeeinflussung mit Metalloxiden versetzt. Für die<br />
Herstellung von Leichtziegeln wird Porisierungsmittel aus Sägemehl oder<br />
Styropor zugegeben.<br />
Formen<br />
Bis zur Erfindung der ersten Ziegelmaschinen Anfang des 19. Jahrhunderts<br />
wurde der von Hand geknetete Lehm in Holzformen „geschlagen" und mit<br />
einem „Streichholz" oder einem „Bogen mit Draht" abgezogen. Auf diese<br />
Weise konnte ein geübter „Ziegelstreicher“ in 12 Stunden etwa 1200 Mauersteine<br />
herstellen. Von einem besonders starken Ziegelstreicher wird aus<br />
Frankreich um das Jahr 1800 berichtet, „daß er von Auf- bis Niedergang der
Sonne mehr als ein drei und ein halb Klafter Erde, d.h. 15000 bis 18000 Ziegel,<br />
in einer Form verarbeitete"!?<br />
In einer kleinen Handstrichziegelei des 19. Jahrhunderts wurden etwa 1 Million<br />
Normziegel pro Jahr hergestellt. In einem modernen Ziegelwerk können<br />
heute um die 100 Millionen Normalformatziegel pro Jahr produziert werden.<br />
Die Größe der Ziegel wurde von Anfang an für das bei einem einhändigen<br />
Versetzen erforderliche „handliche" Format und der für eine gleichmäßige<br />
Austrocknung möglichen Tonmasse bestimmt. Bei den Ägyptern wurden<br />
Ziegel mit einer Größe von L/B/H mit 23/11,5/5 cm bis hin zu 36/18/13 cm<br />
hergestellt. Das kleinere Maß entspricht ziemlich genau unserem heutigen<br />
Dünnformat mit 24/11,5/5,2 cm und hat sich somit über 4000 Jahre bewährt.<br />
Heute erfolgt die Formgebung in „Vakuumstrangpressen", deren Mundstück<br />
für die Herstellung verschiedener Ziegelgrößen ausgewechselt werden kann.<br />
Der aus der Strangpresse kommende Endlosstrang wird mit Drahtschneidern<br />
in die gewünschte Ziegelhöhe zerteilt.
Härten<br />
Trocknen<br />
Zur Härtung muß als erstes dem durch das Pressen hergestellten „Rohling"<br />
das zum Formen erforderliche Wasser so langsam entzogen werden, daß es<br />
zu keiner Rissebildung oder Verkrümmung kommt. Er darf dabei außen nicht<br />
schneller trocknen als innen. Bei diesem „Trocknen“ wird dem Lehm das frei<br />
bewegliche Wasser entzogen. Er wird dadurch fest und hart, aber bei Zugabe<br />
von Wasser wieder weich.<br />
Bis zur Erfindung der mechanisch belüfteten Trockenkammern in der<br />
2. Hälfte dieses Jahrhunderts mußten die Ziegel an überdachten Lagerplätzen,<br />
sogenannten „Ziegelstadeln", an der Luft getrocknet werden. Dabei war<br />
ständig dafür zu sorgen, daß die Rohlinge weder durch zu starken Luftzug<br />
noch durch zu starke Temperatureinwirkung an der Oberfläche zu schnell<br />
austrockneten.<br />
Brennen<br />
Beim Brennen wird sowohl das physikalisch gebundene Adsorptionswasser<br />
sowie das in den Tonmineralien enthaltene Kristallwasser entfernt. Erst dadurch<br />
wird die Wasserbeständigkeit erreicht. Hierzu ist eine Temperatur von<br />
mindestens 400 bis 500 °C erforderlich. Die bei diesen Temperaturen gebrannten<br />
Steine sind noch relativ weich. Erst bei höheren Temperaturen von<br />
800 bis 1000 °C entstehen zwischen den Oberflächen der Teilchen chemische<br />
Verbindungen, die dem Ziegel eine höhere Festigkeit verleihen.<br />
Sintern<br />
Brennt man bei noch höheren Temperaturen von ca. 1200 °C, beginnen die<br />
Oberflächen der Teilchen zu schmelzen, man bezeichnet dies mit „Sintern".<br />
Hierbei entstehen die besonders harten „Klinker“. Bei dem Sinterprozeß entstehen<br />
neue Kristallstrukturen. Weiterhin verringert sich die Kapillarität durch<br />
„Zusammenziehen" des Materials. Dadurch wird die Wasseraufnahmefähigkeit<br />
des Klinker-Ziegels verringert.
Bis zu Beginn des Industriezeitalters wurden die Ziegel vorwiegend in „Meilern",<br />
also aus über einem Brennmaterial aus Holz, Torf, Steinkohle, Stroh<br />
oder Heidelbeerstauden aufgeschichteten Rohlingen oder in kleineren Mengen<br />
in Öfen gebrannt.<br />
Etwa um 1840 wurde der "Ringofen" erfunden, der aus ringförmig um einen<br />
zentralen Kamin angeordneten Brennkammern besteht. In diesen mit getrockneten<br />
Ziegeln gefüllten Brennkammern wurde das Feuer von Kammer<br />
zu Kammer versetzt, so daß die an einer Stelle in den Kamin eindringende<br />
Abluft die vor dem Feuer befindlichen Kammern erwärmte und die an einer<br />
anderen Stelle zugeführte Frischluft die hinter dem Feuer liegenden Kammern<br />
kühlte. Auf diese Weisen war in einem kontinuierlichen Prozeß das<br />
langsame Erwärmen, das Brennen und das langsame Abkühlen der Ziegelsteine<br />
möglich. Heute erfolgt das Brennen kontinuierlich in bis zu über 100 m<br />
langen Tunnelöfen, auch mit Vorwärm-, Brenn- und Abkühlzone.<br />
Sortieren/Verpacken<br />
Nach dem Brennen werden die Ziegel sortiert und ihre Eigenschaften<br />
(Druckfestigkeit, Rohdichte, Abmessungen) in Eigen- und Fremdüberwachung<br />
stichprobenartig geprüft.<br />
Anschließend werden sie zur besseren Transportfähigkeit palettenweise in<br />
Kunststoffolien eingeschweißt.<br />
Lagern<br />
Da die Brennöfen (außer zu dringenden Reparaturzwecken) nicht abgeschaltet,<br />
sondern immer gleichmäßig bestückt werden sollen, werden Ziegel das<br />
ganze Jahr über hergestellt. Zumindest die in den Wintermonaten produzierte<br />
Ware muß deshalb zwischengelagert werden. Hierfür sind entsprechend<br />
großer Lagerplätze erforderlich.
Sorten<br />
Das Herstellungsverfahren ist in allen Phasen modifizierbar, so daß Ziegel<br />
für eine breite Palette spezieller Anforderungen hergestellt werden können.<br />
Ziegelarten<br />
Bezeichnung<br />
Mauerziegel<br />
Hochlochziegel<br />
Vormauerziegel<br />
Vormauerhochlochziegel<br />
Klinker<br />
Hochlochklinker<br />
Kurzzeichen<br />
Mz<br />
Hlz<br />
VMz<br />
VHLz<br />
KMz<br />
KHLz<br />
Für andere Anwendungszwecke, z.B. Geschoßdecken, gibt es Langlochziegel<br />
und Leichtlanglochziegelplatten.<br />
Die für die Herstellung und Verarbeitung relevanten Eigenschaften wie Abmessung,<br />
Lochung, Druckfestigkeit und Rohdichte sind in der DIN 105 genormt.<br />
Um bei Bestellungen Verwechslungen auszuschließen, soll in Leistungstexten<br />
und bei Materialangaben in PIänen die genormte Bezeichnung verwendet<br />
werden.
Die Bezeichnung hat folgenden Aufbau:<br />
DIN Blatt-Nr. Kurz- Rohdichte- Wanddicke<br />
zeichen klasse (mm)<br />
(t/m 3 )<br />
Teil 2 DIN 105 Hlz W 6 – 0,8 – 10 DF (300)<br />
DIN-Nr Druckfestig- Format<br />
keitsklasse<br />
(N/mm 2 )<br />
Erläuterung der Kurzbezeichnung<br />
Blatt-Nr.<br />
Richtet sich nach der Ziegelart.<br />
Es gibt:<br />
Teil 1<br />
Teil 2<br />
Teil 3<br />
Teil 4<br />
Teil 5<br />
Vollziegel und Hochlochziegel<br />
einschl. Vormauerziegel, Klinker und<br />
Mauertafelziegel<br />
Leichthochlochziegel<br />
Hochfeste Ziegel und hochfeste Klinker<br />
Keramikklinker<br />
Leichtlanglochziegel und<br />
Leichtlangloch-Ziegelplatten<br />
DIN Nr.<br />
Ist für Ziegel immer 105.<br />
Kurzzeichen<br />
Bezieht sich auf die Ziegelart und kann noch die Abkürzung für Lochgröße A,<br />
B, C bzw. W haben. W für die nach DIN 4108 kleinere Wärmeleitzahl bei<br />
gleicher Rohdichte.
Druckfestigkeitsklasse<br />
Gibt die niedrigste zulässige Druckfestigkeit in N/mm² an.<br />
Druckfestigkeitsklassen nach DIN 105<br />
Druckfestigkeit<br />
in N/mm²<br />
Mittelwert kleinster<br />
Einzelwert<br />
2,5 2,0<br />
5,0 4,0<br />
7,5 6,0<br />
10,0 8,0<br />
15,0 12,0<br />
25,0 20,0<br />
35,0 28,0<br />
45,0 36,0<br />
60,0 48,0<br />
75,0 60,0<br />
Farbkennzeichnung<br />
grün<br />
blau<br />
rot<br />
Stempel schwarz<br />
------<br />
gelb<br />
braun<br />
violett<br />
2 schwarze Streifen<br />
3 schwarze Streifen
Rohdichte<br />
Bezeichnet die Dichte des Ziegels, die sich aus seinem Trockengewicht und<br />
seinem aus den äußeren Abmessungen, also einschließlich Löchern, berechnete<br />
Volumen ergibt.<br />
Rohdichteklassen nach DIN 105<br />
Ziegelart<br />
Rohdichteklasse (kg/dm³)<br />
Leichthochlochziegel 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0<br />
Leichtlanglochziegel und<br />
Ziegelplatten 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0<br />
Vollziegel und Lochziegel 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2<br />
Hochfeste Ziegel und<br />
Klinker 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2<br />
Keramikklinker 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2<br />
Die Rohdichte gibt einen Hinweis auf die Wärmedämmeigenschaften. Diese<br />
wird aber zusätzlich von Lochform und Lochanordnung des Ziegels sowie<br />
von dem verwendeten Mauermörtel bestimmt.<br />
Format<br />
Gibt die Größe des Ziegels in der Anzahl an Dünnformaten an, die in ihm<br />
enthalten sind.<br />
Da die Ziegellänge bei großformatigen Steinen kleiner sein kann als die Breite,<br />
ist bei manchen Formaten die Angabe der Breite (= Wanddicke) erforderlich.
Ziegelarten<br />
Merkmale und Eigenschaften<br />
Anwendung<br />
Mauerziegel Mz<br />
Nicht frostbeständiger Vollziegel<br />
mit bis zu 15 % Lochanteil.<br />
Geringe Warmedämmung<br />
Rohdichte 1,6 – 1,8 kg/dm³<br />
Druckfestigkeit bis 28 N/mm²<br />
Hochlochziegel Hlz<br />
Nicht frostbeständiger Ziegel<br />
mit einem Lochanteil über 15 %.<br />
Mittlere Wärmedämmung<br />
Rohdichte 1,2 – 1,4 kg/dm³<br />
Druckfestigkeit bis 12 N/mm²<br />
Mit porosierten Scherben als<br />
Leichthochlochziegel.<br />
Gute Wärmedämmung<br />
Rohdichte 0,6 – 1,0 kg/dm³<br />
Druckfestigkeit 6 bis 12 N/mm²<br />
Vormauerziegel VMz<br />
Frostbeständiger Vollziegel<br />
mit bis zu 15 % Lochanteil.<br />
Geringe Wärmedämmung<br />
Rohdichte 1,8 – 2,4 kg/dm³<br />
Druckfestigkeit bis 48 N/mm²<br />
Wände mit hohem<br />
Schallschutz,<br />
Wohnungstrennwände<br />
Innenwände<br />
Außenwände und<br />
wärmedämmende<br />
Trennwände,<br />
Sichtmauerwerk
Merkmale und Eigenschaften<br />
Anwendung<br />
Vormauerhochlochziegel VHLz<br />
Frostbeständiger Hochlochziegel,<br />
leichter als VMz, daher billiger.<br />
Bei starkem Schlagregen können<br />
sich die Löcher mit Wasser füllen.<br />
Sonst wie VMz.<br />
Rohdichte 1,6 – 1,8 kg/dm³<br />
Druckfestigkeit bis 48 N/mm²<br />
Sichtmauerwerk<br />
in Bereichen mit<br />
Schlagregenbeanspruchung.<br />
Klinker Mauerziegel KMz<br />
Gesinterter Vollziegel mit bis<br />
zu 15 % Lochanteil.<br />
Geringe Wärmedämmung.<br />
Sehr dichte Oberfläche<br />
Rohdichte 1,8 – 2,4 kg/dm³<br />
Druckfestigkeit bis 60 N/mm²<br />
Geringe Kapillarität, daher<br />
geringe Wasseraufnahme.<br />
Die Wasseraufnahme der<br />
Klinker liegt bei etwa 15 g/dm².<br />
Zur Prüfung wird der trockene<br />
Ziegel mit der Lagerfläche<br />
1 Minute in ein Wasserbad von<br />
1 cm Höhe gelegt. Die dabei<br />
erfolgte Gewichtszunahme wird<br />
auf 1 dm² Lagerfläche bezogen.<br />
Sichtmauerwerk<br />
mit hohen Anforderungen<br />
an die<br />
Druckfestigkeit<br />
und Schlagregen,<br />
auch unter Erdreich.
Merkmale und Eigenschaften<br />
Anwendung<br />
Klinkerhochlochziegel KHlz<br />
Gesinterter Hochlochziegel<br />
Rohdichte 1,8 – 1,8 kg/dm³<br />
Sonst wie KMz.<br />
Wie KMz,<br />
jedoch nicht für<br />
Bauteile unter Erdreich.
KALKSANDSTEINE<br />
Geschichtliches<br />
In sandreichen Gebieten bestand schon immer der Wunsch, aus dem vorhandenen<br />
Rohstoff handliche <strong>Wandbausteine</strong> wie aus Ton herzustellen. Während<br />
sich aber die feinen Tonminerale mit dünnen Wasserschichten zu einer festen<br />
Masse binden, ist dies bei dem wesentlich grobkörnigeren Sand nicht möglich.<br />
Für die Verbindung der Körner wäre ein selbsthärtendes Bindemittel erforderlich,<br />
das diese zu einer ausreichend festen Masse verklebt. Mit dem bis zum Anfang<br />
des Industriezeitalters ausschließlich zur Verfügung stehenden Luftkalk war dies<br />
nicht möglich. Aber auch mit hochhydraulischem Kalk und Zement kann wegen<br />
der erforderlichen großen Bindemittelmenge ein Wandbaustein aus Sand nicht<br />
wirtschaftlich hergestellt werden. Erst als die Chemiker entdeckt hatten, daß<br />
Quarz (SiO 2 ) und Kalkhydrat (Ca(OH) 2 ) sich unter hohem Druck mit heißem<br />
Dampf zu „Kalziumsilikathydrat" verbinden, wurde der Kalksandstein erfunden.<br />
Die Herstellung von Kalksandstein geht auf ein Verfahren zurück, das in<br />
Deutschland von Michaelis entwickelt und 1880 patentiert wurde. Nach diesem<br />
Verfahren wird erdfeuchter Kalk-Sand-Mörtel in gesättigter Dampfdruckatmosphäre<br />
gehärtet. Es entstehen dabei druckfeste und sehr widerstandsfähige<br />
Verbindungen. In der Folgezeit wurde dieses Verfahren kombiniert mit der Formung<br />
des Mischguts zu Mauersteinen durch leistungsfähige, motorgetriebene<br />
Pressen.<br />
Das Prinzip dieses Verfahrens von Michaelis wurde zur Basis für die Herstellung<br />
auch anderer dampfgehärteter Baustoffe.<br />
Da der Bedarf an Baustoffen zu dieser Zeit sehr groß war, entstanden in den<br />
90er Jahren des 19. Jahrhunderts die ersten Kalksandsteinwerke, die eine Produktion<br />
von Kalksandsteinen in industriellem Maßstab ermöglichten.<br />
Um 1900 bestanden 80 Werke, in denen über 300 Mio. Steine pro Jahr hergestellt<br />
wurden. In einem Güteübereinkommen der Kalksandsteinwerke von 1902<br />
wurde festgelegt, daß nur Steine mit einer Mindestfestigkeit von 14 N/mm² (140<br />
kg/cm²) hergestellt werden sollen. 1905 erfolgt die Normung der Kalksandsteine<br />
in der Kalksandstein-Norm DIN 106 als erste Mauersteinnorm.
Rohstoff<br />
Kalksandsteine werden aus Quarzsand und gemahlenem Branntkalk hergestellt.<br />
Weil silikatreicher Sand und Kalkstein in der Regel nicht am gleichen<br />
Ort vorkommen, wird der Kalk meist angeliefert.<br />
Herstellung<br />
Das Herstellen der Kalksandsteine kann in folgende Hauptphasen gegliedert<br />
werden:<br />
a) Rohstoffgewinnung<br />
b) Rohstoffaufbereitung<br />
c) Pressen<br />
d) Härten<br />
e) Verladen/Verpacken<br />
f) Transport<br />
Rohstoffgewinnung<br />
Die an der Erdoberfläche liegenden Sandvorkommen werden mit Baggern<br />
und Radladern abgebaut und zum Werk transportiert. Dort wird der Sand je<br />
nach Verwendungszweck gereinigt, gesiebt und anschließend mit Branntkalk<br />
und Wasser gemischt. Das Mischungsverhältnis beträgt 1 Teil Kalk und 12<br />
Teile Sand. Der Branntkalk wird aus möglichst kalkreichem Gestein mit möglichst<br />
rückstandfreiem Brennmaterial hergestellt und anschließend fein gemahlen.<br />
Das beim Brennen des Kalksteins frei werdende C0 2 entweicht in<br />
die Atmosphäre.<br />
Rohstoffaufbereitung<br />
Das genau dosierte Gemisch aus Sand, Kalk und Wasser wird in sogenannten<br />
„Reaktoren" eingebracht, wo der Branntkalk in Gegenwart des Quarzsandes<br />
mit Wasser zu Kalkhydrat ablöscht.
Pressen<br />
Das „Mischgut" aus Quarzsand und Kalkhydrat wird durch weitere Zugabe<br />
von Wasser auf die erforderliche „Preßfeuchte" eingestellt.<br />
Die Formgebung erfolgt in KS-Pressen, in denen das Mischgut mit hohem<br />
Druck in Einzelformen verdichtet wird. Die Steinrohlinge haben nach dem<br />
Pressen bereits ihre endgültige Form und sind für den Weitertransport standfest.<br />
Sie haben aber noch keine hohe Druckfestigkeit.<br />
Härten<br />
Die Druckfestigkeit bekommen die Kalksandsteine im „Dampfhärtekessel".<br />
Dort werden sie bei Temperaturen von 160 bis 220 °C 4 bis 8 Stunden einem<br />
Sattdampfdruck ausgesetzt.<br />
Durch das Klima im Dampfhärtekessel entstehen aus den Quarzsandteilchen<br />
und dem Kalkhydrat Kalziumsilikathydratminerale und damit eine feste<br />
Verbindung zwischen den Sandkörnern.<br />
Die Dichte des Materials ist durch die Abstufung verschiedener Korngrößen<br />
möglich, ergibt sich aber vorwiegend durch die Wahl des Lochbildes oder<br />
der Verwendung von leichtem vulkanischem Gestein.<br />
Der Energieaufwand für die Herstellung der Steine ist relativ gering (siehe<br />
Ökobilanz).<br />
Verpacken<br />
Anschließend werden sie zur besseren Transportfähigkeit oft in Kunststoffolien<br />
eingeschweißt.<br />
Verladen<br />
Nach dem Härten und Abkühlen sind die Kalksandsteine gebrauchsfertig.<br />
Greifzangen an großen, fahrbaren Portalkränen befördern die ganzen Steinstapel<br />
von den Loren zum Lagerplatz oder direkt auf den LKW für den<br />
Transport zur Baustelle oder zum Baustoffhandel.
Sorten<br />
Das Herstellungsverfahren der Kalksandsteine ist durch die Sandauswahl,<br />
durch die Formgebung und den Preßdruck modifizierbar. Kalksandsteine<br />
können bezüglich ihrer Rohdichte und Druckfestigkeit in einer breiten Palette<br />
hergestellt werden.<br />
Überwachung<br />
Die Kalksandsteine werden einer ständigen werkseigenen Produktionskontrolle<br />
und einer Fremdüberwachung unterzogen. Diese wird durch den Güteschutz<br />
Kalksandstein e.V., Hannover, wahrgenommen.<br />
Folgende Kalksandsteinsorten sind genormt:<br />
Bezeichnung<br />
Mauerstein<br />
KS-Vollstein<br />
KS-Blockstein<br />
KS- Lochstein<br />
KS-Hohlblockstein<br />
KS-Vormauerstein<br />
KS-Vormauerlochstein<br />
KS-Verblender<br />
KS-Verblenderlochstein<br />
Kurzzeichen<br />
KS<br />
KS<br />
KS<br />
KSL<br />
KSL<br />
KS Vm<br />
KS VmL<br />
KS Vb<br />
KS VbL<br />
Die für die Herstellung und Verarbeitung relevanten Eigenschaften Abmessung,<br />
Lochung, Druckfestigkeit und Rohdichte sind in der DIN 106 genormt.<br />
DIN 106 T 1 Kalksandsteine, Vollsteine, Lochsteine, Blocksteine, Hohlblocksteine,<br />
T 2 Vormauersteine, Verblender.<br />
Um bei Bestellungen Verwechslungen auszuschließen, soll in Leistungstexten<br />
und bei Materialangaben in Plänen die genormte Bezeichnung verwendet<br />
werden.
Die Bezeichnung hat folgenden Aufbau:<br />
Kurz- Rohdichte- Wanddicke<br />
zeichen klasse (mm)<br />
(t/m 3 )<br />
DIN 106 KSL 6 – 1,2 – 10 DF (240)<br />
DIN-Nr Druckfestig- Format<br />
keitsklasse<br />
(N/mm 2 )<br />
Erläuterung der Kurzbezeichnung<br />
DIN-Nr.<br />
Für Kalksandsteine 106.<br />
Kurzzeichen<br />
Bezieht sich auf die Art des Kalksandsteins (siehe Abkürzungen oben).<br />
Druckfestigkeitsklasse<br />
Genormt sind:<br />
4; 6; 8; 12; 20; 28; 36; 48; 60 N/mm²
Rohdichteklasse<br />
Bezeichnet die Dichte des Kalksandsteins in kg/dm³, die sich aus seinem<br />
Trockengewicht und seinem aus den äußeren Abmessungen, also einschließlich<br />
Löcher, berechneten Volumen ergibt.<br />
Genormt sind die Rohdichteklassen:<br />
0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6;1,8; 2,0; 2,2 kg/dm³,<br />
Vollsteine gibt es in der Regel nur mit einer Rohdichte von 1,6 bis 2,0<br />
kg/dm³, Lochsteine mit einer Rohdichte von 1,2 bis<br />
1,4 kg/dm³, Hohlblocksteine in der Regel mit einer Rohdichte von 1,0 bis 1,4<br />
kg/dm³.<br />
Rohdichten von 0,7 und 0,8 werden mit vulkanischem Silikatstein hergestellt.<br />
Format<br />
Gibt die Größe des Kalksandsteins in der Anzahl von Dünnformaten an, die<br />
in ihm enthalten sind.
Kalksandsteinarten<br />
Merkmale und Eigenschaften<br />
Anwendung<br />
Vollsteine oder Blocksteine KS<br />
Lochanteil 15 % der Lagerfläche Tragendes und<br />
Vollstein = Steinhöhe < 113 mm nichttragendes<br />
Blockstein = Steinhöhe > 113 mm Mauerwerk<br />
KS-R<br />
Für rationelles Mauerwerk mit unvermörtelten<br />
Stoßfugen,<br />
mit Normalmörtel<br />
KS-R(P)<br />
Wie vor, jedoch mit Dünnbettmörtel<br />
Lochstein KS L<br />
Lochanteil > 15 %<br />
Steinhöhe < 113 mm<br />
KS L-R<br />
KS L-R(P)<br />
Für tragendes<br />
und nichttragendes Mauerwerk<br />
Für rationelles Mauerwerk mit unvermörtelten<br />
Stoßfugen, mit Normalmörtel<br />
Wie vor, jedoch mit Dünnbettmörtel<br />
Hohlblockstein KS L<br />
Wie Lochstein<br />
Steinhöhe > 113 mm<br />
wie KS L
Vormauerstein KS Vm<br />
Frostbeständig<br />
Lochanteil 15 %<br />
Sichtmauerwerk<br />
Vormauerlochstein KS VmL<br />
Frostbeständig<br />
Lochanteil > 15 %<br />
Sichtmauerwerk<br />
im vor Schlagregen<br />
geschützten Bereich<br />
Verblender KS Vb<br />
Erhöhte Frostbeständigkeit<br />
und Maßgenauigkeit<br />
Lochanteil 15 %<br />
Sichtmauerwerk<br />
mit besonderen<br />
Ansprüchen,<br />
auch unter Erdreich<br />
Verblenderlochstein KS VbL<br />
Wie Verblender<br />
Lochanteil > 15 %<br />
wie Verblender,<br />
jedoch im vor Schlag<br />
regen geschützten<br />
Bereich<br />
Als weitere Formate werden<br />
KS-Quadro<br />
KS-Planelemente<br />
KS-Bauplatten<br />
hergestellt.
PORENBETON<br />
Geschichtliches<br />
Die Erfindung, Sandkörner über die Bildung von Kalziumsilikathydrat miteinander<br />
zu verbinden, führte nicht nur zu dem schweren Kalksandstein, sondern<br />
auch zu dem zwar weniger druckfesten, aber hoch wärmedämmenden<br />
„Porenbeton“.<br />
Zu dem ersten Schritt, der festen Verbindung der Quarzkörner, mußte hierzu<br />
auch noch ein Verfahren zur Porosierung des Mörtels erfunden werden. Als<br />
erstes versuchte man, verdünnte Salzsäure mit Kalksteinmehl in Reaktion zu<br />
bringen und das dabei frei werdende CO 2 als Schaumbildner zu verwenden.<br />
Ein verbessertes Verfahren wurde 1914 patentiert. Bei diesem erfolgte die<br />
Porosierung von Mörteln durch den bei der Reaktion von Kalkhydrat und A-<br />
luminiumpulver frei werdenden Wasserstoff. Eine solche Reaktion bläht den<br />
Mörtel gleichmäßig auf und macht ihn dadurch wärmedämmender. Gleichzeitig<br />
verringert sich aber seine Druckfestigkeit. Erst durch die Kombination<br />
beider Verfahren, Porosierung durch Kalk mit Aluminiumpulver und die Kalziumsilikathydratbildung<br />
bei der Dampfhärtung, führte 1927 in Skandinavien<br />
zum Porenbeton.<br />
Rohstoff<br />
Geeignet ist Sand mit über 80 % S i O 2 , also in erster Linie Quarzsand. Flugasche<br />
aus Steinkohlen- oder Braunkohlenfilter ist bei geringem Sulfatgehalt<br />
auch geeignet. Der Sand wird in Mühlen zementfein gemahlen. Als Bindemittel<br />
wird gemahlener Branntkalk und/oder Zement und zur Verbesserung der<br />
technischen Eigenschaften des Porenbetons, vor allem der Druckfestigkeit,<br />
auch Gips und Anhydrit beigegeben. Als Porosierungsmittel wird meist Aluminiumpulver<br />
eingesetzt.
Herstellung<br />
Die Herstellung von Erzeugnissen aus Porenbeton kann in folgende Hauptphasen<br />
gegliedert werden:<br />
a) Rohstoffgewinnung<br />
b) Aufbereitung<br />
c) Formen<br />
d) Härten<br />
e) Verpacken<br />
f ) Zwischenlagern<br />
Rohstoffgewinnung<br />
Der Sand wird im Tagebau gewonnen und dem Werk über Förderbänder<br />
oder Loren, ggf. auch mit LKW zugeführt. Kalk und Zement werden meist<br />
nicht in unmittelbarer Nähe von Quarzsandvorkommen hergestellt und müssen<br />
deshalb über größere Entfernungen transportiert werden. Der Quarzsand<br />
wird in Kugelmühlen unter hohem Energieaufwand sehr fein gemahlen.<br />
Trotzdem ist aufgrund der bis zur fünffachen Baustoffmenge gegenüber dem<br />
ursprünglichen Rohstoffeinsatz der Primärenergieeinsatz gering.
Aufbereitung<br />
Kalk und Zement werden zusammen mit dem fein gemahlenen Quarzsand<br />
und Aluminiumpulver über eine Dosiereinrichtung in einem Mischer zu einer<br />
wäßrigen Suspension gemischt. Durch das Mischungsverhältnis der Bestandteile<br />
kann die Rohdichte und somit auch die Festigkeit des Materials<br />
beeinflußt werden.<br />
(Rezeptur für Beton aus Porenhandbuch Seite 4, Abb. 1.2.3-3)<br />
Rohstoffe in kg/m³<br />
Rohdichte in kg/m³<br />
500 500 600<br />
quarzhaltiger Sand 350 330 420<br />
Kalk 100 35 110<br />
Zement 25 90 30<br />
Aluminiumpulver 0,5 0,5 0,4<br />
Wasser 330 330 440<br />
Anhydrit - 20 -<br />
Formen<br />
Das Rohstoffgemisch wird in Stahlformen gegossen, wo es durch den bei<br />
der Reaktion des Aluminiumpulvers mit dem Kalkhydrat entstehenden Wasserstoff<br />
auftreibt. Während des Treibens erfolgt gleichzeitig eine gewisse<br />
Verfestigung durch die Bindemittelanteile, so daß nach Abschluß dieses Vorganges<br />
ein standfester „Rohblock“ vorhanden ist. Dieser kann in einer<br />
Schneidanlage mit straff gespannten Stahldrähten in beliebig große Teile<br />
sehr exakt zerschnitten werden.<br />
Härten<br />
Das geschnittene Material wird auf speziellen Formenwagen oder Rosten in<br />
Härtekesseln (Autoklaven) einer ca. 6- bis 12stündigen Dampfhärtung bei<br />
190 °C und einem Druck von 12 bar ausgesetzt. Bei dieser Behandlung wandeln<br />
sich die mehlfeinen Quarzteilchen zusammen mit dem Kalk und dem<br />
Zement vollständig in Kalziumsilikathydrate um. Durch diesen Herstel-
lungsprozeß ist ein schaumiges Material entstanden, dessen Wandungen<br />
aus einem zementsteinähnlichen Gefüge besteht.<br />
Verpacken<br />
Nach der Härtung werden <strong>Wandbausteine</strong> aus Porenbeton für den Versand<br />
in eine Folie eingeschweißt und zwischengelagert.<br />
Neben <strong>Wandbausteine</strong>n werden auch großformatige Decken- und Wandelemente<br />
mit Stahlbewehrung hergestellt.<br />
Die fertigen Produkte werden durch Eigen- und Fremdüberwachung bezüglich<br />
der Rohstoffe, der Rohdichte und der Druckfestigkeit, des Nachschwinden,<br />
des Rostschutzes des Bewehrungstahls und der Maßhaltigkeit kontrolliert.<br />
Sorten<br />
Durch Modifizieren des Mischungsverhältnisses der Rohstoffe kann die Rohdichte<br />
und damit die Festigkeit des Porenbetons in weiten Bereichen eingestellt<br />
werden. Durch das Schneiden sind Blöcke und Platten in verschiedenen<br />
genormten Baumaßen möglich.<br />
Für die Herstellung von Mauerwerk wird Porenbeton in folgenden Ausführungsarten<br />
angeboten:<br />
Bezeichnung<br />
Blocksteine<br />
Bauplatten<br />
Plansteine<br />
Planbauplatten<br />
Kurzzeichen<br />
PB<br />
Ppl<br />
PP<br />
PPpl
Die normgerechte Bezeichnung hat folgenden Aufbau: z.B. Planstein mit Nut<br />
und Feder<br />
Kurz- Rohdichte- Stoßfugenzeichen<br />
klasse ausbildung<br />
DIN 4165 PP 2 – 0,4 – 499 * 365 * 249 N+F<br />
DIN-Nr Druckfestig- Format<br />
keitsklasse<br />
Erläuterung der Kurzbezeichnung<br />
DIN-Nr.<br />
4165 gilt für Blocksteine und Plansteine<br />
4166 gilt für Bauplatten und Planbauplatten<br />
Kurzzeichen<br />
Für Blocksteine und Bauplatten<br />
PB/Pp l = Porenbeton-Blockstein<br />
Für Plansteine und Planbauplatten<br />
PP/PPpl = Porenbeton-Planstein<br />
(G leitet sich aus der alten Bezeichnung für „Gasbeton“ ab.)<br />
Druckfestigkeitsklasse<br />
Gibt die niedrigste Druckfestigkeit in N/mm² an<br />
Rohdichteklasse<br />
Bezeichnet die Dichte des Steins, die sich aus seinem Trockengewicht und<br />
seinen äußeren Abmessungen ergibt.<br />
Blocksteine und Bauplatten mit normaler Mörtelfuge von 10 mm gehen in<br />
ihrer Marktbedeutung immer mehr zurück.
Im Handel werden vorwiegend nur noch Plansteine und Planbauplatten sowie<br />
größerformatige Planelemente (z.B. 1000 x 356 x 625 mm) angeboten,<br />
die mit einer Dünnbettmörtelfuge von 1mm verarbeitet werden.<br />
Folgende Werte sind genormt:<br />
Druckfestigkeitsklasse Rohdichteklasse<br />
N/mm²<br />
kg/dm³<br />
2 0,4<br />
0,5<br />
4 0,6<br />
0,7<br />
0,8<br />
6 0,7<br />
0,8<br />
8 0,8<br />
0,9<br />
1,0<br />
Format<br />
Die Größe der Steine wird in der Reihenfolge<br />
Länge . Breite . Höhe in mm angegeben.<br />
Die Maße der Steine sind von der vorgesehenen Fugenausbildung abhängig.<br />
Folgende Ausbildungen sind bei Verwendung der entsprechenden Steine<br />
möglich:<br />
Blocksteine und Bauplatten<br />
Stoß- und Lagerfuge = 10 mm<br />
Übliche Maße<br />
Länge bis 615 mm<br />
Breite bis 365 mm 1)
Höhe bis 240 mm<br />
1) Bauplatten 50 - 100 mm<br />
Blocksteine mit Nut und Feder<br />
Stoßfuge = 1 mm<br />
Lagerfuge = 10 mm<br />
Übliche Maße<br />
Länge bis 624 mm<br />
Breite bis 275 mm 2)<br />
Höhe bis 240 mm<br />
Bauplatten 75 - 100 mm<br />
Plansteine und Planbauplatten<br />
Stoß- und Lagerfugen = 1 mm<br />
Übliche Maße<br />
Länge bis 749 mm<br />
Breite bis 365 mm 3)<br />
Höhe bis 249 mm<br />
Planbauplatten wie Bauplatten
Steinsorten<br />
Allgemeine Eigenschaften<br />
Frostbeständigkeit<br />
Alle Porenbetonsteine sind frostgefährdet, wenn bei hohem Feuchtigkeitsgehalt<br />
die Poren mit Wasser gefüllt sind.<br />
Wasseraufnahme<br />
Die Struktur des Porenbetons besteht vorwiegend aus geschlossenen Poren<br />
von ca. 0,15 bis 2 mm und wenig Kapillaren.<br />
Dadurch nimmt er nur an der Oberfläche viel Wasser auf, gibt es aber unter<br />
normalen Bedingungen nur langsam kapillar in den Kern weiter.<br />
Umgekehrt ist aber eine kapillare Austrocknung nur möglich, solange ein<br />
ununterbrochener Wasserfaden zwischen innen und außen vorhanden ist.<br />
Ab einem Feuchtegehalt von < 15% erfolgt ein Austrocknen nur noch durch<br />
Verdunstung, danach durch Diffusion.<br />
Besondere Eigenschaften der einzelnen Steinsorten<br />
Merkmale und Eigenschaften<br />
Anwendung<br />
Blockstein G<br />
Mauerstein mit schnittrauher<br />
Oberfläche, wird mit Fugenmörtel<br />
vermauert<br />
Verputztes Innenund<br />
Außenmauerwerk<br />
Blockstein G mit Nut<br />
Wie vor, jedoch mit mörtelfreier<br />
Stoßfuge
Merkmale und Eigenschaften<br />
Anwendung<br />
Bauplatten G mit und ohne Nut<br />
Wie Blocksteine<br />
Dicke 100 mm<br />
Nichttragendes<br />
Mauerwerk<br />
Planstein PP mit und ohne Nut<br />
Mauerstein mit planebener<br />
Oberfläche, Verlegung in<br />
Dünnbettmörtel (1-3 mm),<br />
dadurch bessere Wärmedämmung<br />
und höhere Druckfestigkeit des<br />
Mauerwerks<br />
Außen und Innenmauerwerk<br />
mit<br />
glatter Oberfläche<br />
Die Plansteintechnik entwickelt sich zunehmend weiter zur Plan- elementtechnik<br />
mit Steinformaten bis zu 1000 x 365 x 625 mm, die mit Versetzgeräten<br />
(Minikranen) verarbeitet werden.<br />
Daraus resultiert eine allgemeine Humanisierung der Mauerwerkstechnik,<br />
muskelschonend, Zeiteinsparung und Reduzierung der Baukosten.<br />
Weiterhin werden stahlbewehrte Dach- und Deckenplatten, Wandplatten<br />
(ausfachend), Wandtafeln (tragend) und Fertigteilstürze, U-Schalen, Mehrzwecksteine,<br />
Verblendschalen, Treppenstufen angeboten.<br />
Planbauplatten PPpl<br />
Wie Plansteine<br />
Dicke 100 mm<br />
Nichttragendes<br />
Mauerwerk
Betonsteine aus Leichtbeton Hbl<br />
BETONSTEINE<br />
Geschichtliches<br />
Der nach dem 2. Weltkrieg in riesigen Mengen vorhandene Bauschutt ergab,<br />
zu Ziegelsplitt zerkleinert und mit Zement gebunden, geeignete <strong>Wandbausteine</strong><br />
für den Wiederaufbau. Der Vorteil war, daß sie ohne großen technischen<br />
und energetischen Aufwand hergestellt werden konnten. Die Wärmedämmung<br />
war jedoch aufgrund der relativ hohen Rohdichte des Ziegelsplitts<br />
gering. Heute werden Leichtbetonsteine aus künstlich hergestellten oder in<br />
der Natur vorkommenden Leichtzuschlägen hergestellt. Vorwiegend sind<br />
dies Bims und Blähton.<br />
Rohstoff<br />
Blähton ist ein aus kalkreichem Ton hergestelltes und bis zur Sinterung gebranntes<br />
Granulat.<br />
Der hohe Porengehalt im gebrannten Ton entsteht durch das bei dem Brennen<br />
frei werdende CO 2 der Kalkbestandteile. Das in verschiedenen Korngrößen<br />
herstellbare Tongranulat wird unter dem Namen Liapor (entsprechend<br />
dem geologischem Ursprung – Lias) an Lizenzfirmen vertrieben, die daraus<br />
<strong>Wandbausteine</strong> mit Zement als Bindemittel formen.<br />
Bims ist ein schaumiges Gesteinsglas, das sich bei Vulkanausbrüchen aus<br />
gasreicher zäher Lava durch schnelle Abkühlung gebildet hat. Künstlicher<br />
Bims kann auch aus Hochofenschlacke gewonnen werden.<br />
Für die Herstellung der Bimszuschläge ist somit keinerlei zusätzlicher Energieaufwand<br />
erforderlich.
Herstellung<br />
Die Herstellung der Leichtbetonsteine kann in folgende Hauptphasen gegliedert<br />
werden:<br />
a) Rohstoffgewinnung<br />
b) Rohstoffaufbereitung<br />
c) Formen<br />
d) Härten<br />
Rohstoffgewinnung<br />
a) Blähton<br />
Der blähfähige Ton wird aus der Tongrube entnommen und mit Tonbrechern<br />
und Tonmühlen auf die entsprechende Konsistenz aufbereitet. Das Tonmehl<br />
wird zu Kugeln granuliert und in einem Drehofen bei ca. 1150 °C bis zur Sinterung<br />
gebrannt.<br />
b) Bims<br />
Natürlicher Bimsstein wird aus geeigneten vulkanischen Ablagerungen (in<br />
Deutschland z.B. in der Eifel) entnommen und auf die geeigneten Korngrößen<br />
gebrochen.<br />
Aufbereitung<br />
Die Zuschläge werden entweder aus gleich großen (haufwerks-porig) oder<br />
unterschiedlich großen Körnern (gemischtkörnig) mit Zement und Wasser<br />
gemischt.<br />
Formen<br />
Das Betongemisch wird in „Rüttelpressen“ aus Stahl zu den genormten<br />
Steinformaten gepreßt.<br />
Härten<br />
Das Härten erfolgt durch die Hydratation des Zements, das durch die Zufuhr<br />
von Heißdampf beschleunigt werden kann.
Sorten<br />
Durch die Modifizierung der Korngrößen können die Steine bezüglich ihrer<br />
Rohdichte und Druckfestigkeit in einer breiten Palette hergestellt werden.<br />
Folgende Leichtbetonsteinsorten sind genormt:<br />
Bezeichnung Kurzzeichen Normen<br />
Hohlblöcke aus Leichtbeton Hbl DIN 18 151<br />
Vollsteine aus Leichtbeton V DIN 18 152<br />
Vollblöcke aus Leichtbeton Vbl DIN 18 152<br />
Hohlwandplatten aus Leichtbeton Hpl DIN 18 148<br />
Wandplaten aus Leichtbeton Wpl DIN 18 162<br />
Festlegungen für Mauersteine: in DIN EN 771 E T 3<br />
Teil 4 „Mauersteine aus Beton<br />
(dichte und porige Zuschläge)“.<br />
Merkmale und Eigenschaften<br />
Hohlblocksteine Hbl<br />
nicht frostbeständig<br />
Die Anzahl der durch ca. 30 mm<br />
breite Stege getrennten Kammern<br />
in der Steinbreite ergibt die Unterteilung<br />
in Einkammerstein (K)<br />
bis Vierkammerstein (4K).<br />
Die Kammern sind durch Querstege<br />
unterteilt und mit einer ca. 15 mm<br />
dicken Abdeckung – zur Mörtelauflage –<br />
nach oben geschlossen.<br />
Anwendung<br />
Verputztes Innenund<br />
Außenmauerwerk
Druckfestigkeitsklassen<br />
Genormt sind:<br />
2 bis 8 N/mm²<br />
Rohdichteklassen<br />
Vollsteine und Vollblöcke V, Vbl<br />
0,5 bis 1,4 kg/dm³,<br />
Nicht frostbeständig<br />
Druckfestigkeitsklasse 2 bis 8 N/mm²;<br />
Rohdichteklasse<br />
Blähton<br />
0,5 bis 2,0 kg/dm³;<br />
Bims<br />
0,5 bis 1,2 kg/dm³<br />
Vollsteine<br />
Steinhöhe bis 115 mm, mit und ohne Griffschlitze<br />
Vollblöcke<br />
Steinhöhe bis 238 mm, mit Schlitzen<br />
Hohlwandplatten aus Leichtbeton Hpl<br />
Nicht frostbeständig<br />
Druckfestigkeitsklasse<br />
Rohdichteklassenbreite<br />
Plattenmaße<br />
2,5 N/mm²<br />
0,6 bis 1,4 kg/dm³<br />
L = 419 mm<br />
H = 238 bzw. 155 mm<br />
B (Wanddicke) = 100 bzw. 115 mm
Wandbauplatten Wpl<br />
Nicht frostbeständig<br />
Biege- und Zugfestigkeit bis 1 N/mm²<br />
Rohdichteklassenbreite 0,8 bis 1,4 kg/dm³<br />
Plattenmaße<br />
B (Wanddicke)<br />
= 50, 60, 70, 100 mm<br />
L/H (bei B = 10 bis 70 mm) = 990/320 und 990/240 mm<br />
(bei B = 100 mm) = 490/240 mm<br />
Erläuterung der Kurzbezeichnung<br />
Die Bezeichnung für Hohlblocksteine bzw. Vollsteine und Vollblöcke ist wie<br />
folgt aufgebaut:<br />
DIN Nr. Kurz- Rohdichte- Wanddicke<br />
zeichen klasse (mm)<br />
(t/m 3 )<br />
DIN 18151 - 3K Hbl 4 – 0,9 – 12 DF 240<br />
Anzahl der Druckfestig- Format<br />
Kammern keitsklasse<br />
(N/mm 2 )<br />
Beispiel für einen Dreikammerstein aus Leichtbeton (Hbl) mit der Druckfestigkeitsklasse<br />
4, Rohdichteklasse 0,9, dem Format 12 DF und einer Wandbreite<br />
von 24 cm.
Die Bezeichnung für Hohlwandplatten und Wandbauplatten ist wie folgt aufgebaut:<br />
Hpl 0,8 – 12,5 DIN18 148<br />
für eine Hohlwandplatte aus Leichtbeton mit der Rohdichte von 0,8 und einer<br />
Wanddicke von 12,5 cm.<br />
Kurzzeichen für Wandbauplatten:<br />
Wpl 1,2 – 7 – 990 DIN 18 162<br />
für eine Wandbauplatte mit der Rohdichte von 1,2, dem Format 7 = 70 mm<br />
dick und der Länge von 990 mm.<br />
In spezieller Ausführung können Blähtonsteine auch für Sichtmauerwerk<br />
hergestellt werden. Weiterhin gehören Fertigteile für Wände, Decken und<br />
Dächer zum Fertigungsprogramm verschiedener Firmen.<br />
Hohlblockbetonsteine aus Normalbeton Hbn<br />
Für nicht wärmedämmendes Mauerwerk werden Hohlblocksteine aus Normalbeton<br />
in ähnlichen Formaten wie –Leichtbetonsteine hergestellt.<br />
Als Rohstoff wird haufwerks- oder geschlossenporiger gemischter Sand verwendet.<br />
Die weitere Herstellung entspricht der von Leichtbetonsteinen.<br />
Sorten<br />
Die Größe der Hohlblocksteine ist auf ein für das Versetzen zumutbares<br />
Gewicht beschränkt.<br />
Neben normalen <strong>Wandbausteine</strong>n werden auch spezielle Steine für Sichtmauerwerk<br />
hergestellt.
Auch gibt es Steine mit eingelegter Wärmedämmung aus EPS sowie Schalungssteine,<br />
die für spezielle Anwendungsgebiete (z.B. Schallschutz, Brandschutz)<br />
mit Beton ausgefüllt werden.<br />
Druckfestigkeitsklassen<br />
Genormt sind:<br />
Rohdichteklassen<br />
Erläuterung der Kurzbezeichnung<br />
4 bis 12 N/mm²<br />
1,2; 1,4; 1,6; 1,8 kg/dm³<br />
DIN Nr. Kurz- Rohdichte- Wanddicke<br />
zeichen klasse (mm)<br />
(t/m 3 )<br />
DIN 18151 - 4 K Hbn 6 – 1,6 – 12 DF 365<br />
Anzahl der Druckfestig- Format<br />
Kammern keitsklasse<br />
(N/mm 2 )<br />
Beispiel für einen 4 Kammerstein aus Normalbeton (Hbn) mit der Druckfestigkeitsklasse<br />
6, Rohdichteklasse 1,6, Format 12 DF und einer Wandbreite<br />
von 36,5 cm.