Klinkerstein. Materialbeschrieb. Hintergrund. Materialgruppen: Keramik > Keramische Erzeugnisse > Grobkeramik

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1 Materialgruppen: Keramik > Keramische Erzeugnisse > Grobkeramik Materialbeschrieb Klinkerstein ist ein keramisches Bauprodukt, das bis zur Sinterung gebrannt wurde. Klinkerstein zeichnet sich durch seine geringe Wasseraufnahme aus und ist deshalb frost- und witterungsbeständig. Der Klinkerstein ist ein in Form gebrachtes und gebranntes Bauprodukt und muss daher nicht weiter bearbeitet werden. Klinkerstein findet vor allem Einsatz als witterungsbeständige Vormauerziegel (Sicht- und Blendmauerwerk) oder Pflasterklinker. Italienische Bezeichnung: Französische Bezeichnung: Englische Bezeichnung: clinker brique recuite clinker brick Hintergrund Etymologie: Die Bezeichnung für diesen Werkstoff stammt daher, dass der Klinker beim Anschlagen hell klingt (niederländisch klinker(t), zu: klinken = klingen). Geschichte: Bis Anfang des 19. Jahrhunderts wurden Ziegel manuell geschlagen (geformt, verdichtet) und in periodischen Öfen gebrannt. Im Zuge der Industrialisierung ermöglichte der Mitte des 19. Jahrhunderts erfundene Hoffmann- oder Ringofen einen kontinuierlichen Brenn- und Produktionsprozess, der durch den Einsatz von Maschinen zur Rohmaterialaufbereitung unterstützt wurde. Im 20. Jahrhundert folgten mit der Automatisierung der Produktion eine weitere Kostenreduzierung und Produktionssteigerung. Mittlerweile hat der Einsatz von Robotern die letzten verbliebenen schweren Handarbeiten aus der Ziegelproduktion verbannt. Recycling: MATERIAL ARCHIV / 5

2 Klinker ist grundsätzlich ein gut zu rezyklierenden, inerter Baustoff. Zerkleinertes Mauerwerk aus Klinker kann als wiederstandsfähiges Schüttoder Füllmaterial im Tief- und Strassenbau sowie als Zusatzstoff für Recyclingbeton verwertet werden. Anfallender Ausschuss im Ziegelwerk wird gemahlen und als Magerungsmittel für die weitere Produktion verwendet. Herstellung Entstehung: Tone sind Verwitterungsprodukte aus meist feldspathaltigen Gesteinen, die sich infolge von Auswasch- und Transportprozessen als Sedimente ablagern. Gewinnung: Die Aufbereitung des Rohstoffs Ton erfolgt durch Zerkleinern der tonhaltigen Sedimente, Homogenisieren und anschliessendem Lagern in Sumpfhäusern, um die befeuchteten Tonminerale optimal aufzuschliessen. Fertigung: Die plastische Rohmasse wurde ursprünglich von Hand geformt und verdichtet. Heute sind handgeformte Klinkersteine nur schwer erhältlich, die Rohlinge werden hauptsächlich industriell in Schneckenpressen strangförmig gepresst. Das austauschbare Mundstück gibt die Form und das Lochbild des Querschnitts vor, Drähte schneiden den Endlosstrang in gleichlange Stücke ab. Daraufhin werden die Rohlinge bei Temperaturen zwischen 1100 C bis 1300 C gebrannt. Eigenschaften Zusammensetzung/Analyse: Hauptbestandteile ungebrannter Klinker-Rohmischungen sind natürliche Tonminerale (kristallwasserhaltige Aluminiumsilikatverbindungen und Schichtsilikate) wie Kaolinit, Illit und Montmorillonit. Diese entstehen durch mineralische Neubildung bei der Verwitterung feldspathaltiger Gesteine (z. B. Granit, Porphyr). Hinzu kommen Nebenbestandteile von Quarz, Kalkspat, Glimmer und Eisenoxiden aus dem Ursprungsgestein, mineralische Pigmente sowie geringe organische Reste. Die sehr feinkörnigen Tonmineral-Kristalle weisen aufgrund ihrer blättchenförmigen Kristallstruktur eine grosse innere Oberfläche auf, die leicht (innerkristallin) Wassermoleküle anlagern und quellen können. Dadurch werden tonmineralhaltige Gemenge plastisch formbar. Nicht schwindende Magerungsmittel in Form von Sand, Quarzmehl, Ziegelmehl, industriellen Rohstoffen (Schlacke, Asche) oder organischen Stoffen (Sägespäne) gewährleisten die Formbeständigkeit der tonhaltigen Rohmischung beim Trocknungs- und anschliessenden Brennprozess. Europäische Normen (EN): SN EN 771-1, Festlegung für Mauersteine - Teil 1: Mauerziegel (Kategorie HD-Ziegel) MATERIAL ARCHIV / 5

3 Erscheinung Farbe: Beigetöne, Brauntöne, Grautöne, Rottöne Je nach Beimischungen kann die Farbe zwischen Rot, Gelb, Braun und Schwarz variieren. Sie hängt von den im Rohmaterial Ton enthaltenen oder zugegebenen Metalloxiden sowie der Sauerstoffzufuhr beim Brennprozess ab. Eisenoxide verleihen dem Scherben eine rote und bei hohen Temperaturen eine blaugrüne Färbung. Sind Mangananteile enthalten, entsteht ein brauner Scherben, mischt man bei Graphit bei, ein grauer und bei Kalkanteilen eine gelblicher. Verwendet man einen reinen Kaolin-Ton, lässt sich eine weisse Färbung erzielen. Haptik: hart Beständigkeit Temperaturwechselbeständigkeit: unbeständig Mechanische Eigenschaften Biegezugfestigkeit: Dichte [ρ]: Druckfestigkeit: N/mm bis kg/m N/mm 2 Hygrische Eigenschaften Wasseraufnahme Gew.: 6.00 bis Gew. % Thermische Eigenschaften Wärmeleitfähigkeit/-zahl [λ]: bis 1.20 W/mK Brandverhalten Brennbarkeitsgrad nach VKF: Rauchentwicklung (EN :2002): 6 nicht brennbar s1 keine / kaum Rauchentwicklung Bearbeitung Lieferformen: Klinkersteine gibt es in den unterschiedlichsten Formaten. Häufig sind jedoch die Kantenlängen im Verhältnis 1:2:4 (Höhe:Breite:Länge). Die einzelnen Steine werden mittels einer Mörtelfuge verbunden. Fugenfarbe und Fugenausbildung beeinflussen den Charakter einer Wandfläche. Der MATERIAL ARCHIV / 5

4 Fugenglattstrich wird nach dem Ansteifen des vollfugig aufgebrachten Mörtels durchgeführt, indem die Fuge mit einem geeigneten Werkzeug (Kunststoffschlauch) leicht konkav gepresst wird. Beim nachträglichen Verfugen kratzt man den Mauermörtel mm aus der Fuge, um diese dann in einem zweiten Arbeitsgang mit Fugenmörtel zu füllen und zu verdichten. Als Engobe bezeichnet man einen farbigen, keramischen Überzug aus Tonschlämme mit Metalloxiden, die vor dem Brennen durch Tauchen oder Spritzen auf die keramische Formmasse aufgetragen wird. Bei Brenntemperaturen über 1200 C, Sinterengobe genannt, erzeugt dies neben der Farbgebung auch eine dichtere Oberfläche. Die Glasuren dichten den keramischen Baustoff mit einem glasartigen Überzug ab und bestimmen Härte, Glätte und Farbe der Oberfläche. Die Glasurmasse setzt sich aus Feldspat, Quarz, Kalk, Dolomit und farbgebenden Metalloxiden zusammen. Sie wird gebrannt und fein gemahlen, mit Wasser geschlämmt (Glasschlicker), auf den getrockneten Rohling (Einbrandverfahren) oder auf den gebrannten Baustoff (Zweibrandverfahren) aufgebracht und eingebrannt. Veredelung: Eine mögliche Form der Veredelung ist das Engobieren oder Glasieren der Sichtfläche von Klinkersteinen. Anwendung Anwendungsgebiete: Bauwesen, Hochbau Sammlungen Muster in folgenden Sammlungen: ETH Zürich Baubibliothek, Gewerbemuseum Winterthur, HSLU T+A Campus Horw, Sitterwerk St. Gallen Standort in der Sammlung ETH Zürich Baubibliothek: KE-GR-ZM Grobkeramische Werkstoffe > Mauerziegel Gewerbemuseum Winterthur: Keramik > Schublade 39 Bezugsquelle Bezugsquelle Sammlungsmuster: Keller AG Ziegeleien, Pfungen, CH Quellennachweis Verwendete Quellen: Hegger, M., Auch-Schwelk, V., Fuchs, M., & Rosenkranz, T. (2005). Baustoff-Atlas. München: Birkhäuser. MATERIAL ARCHIV / 5

5 Pfeiffer, G., Ramcke, R., Achtziger, J. & Zilch, K. (2001). Mauerwerk-Atlas. Basel: Birkhäuser. Hiese, Wolfram (2007). Baustoffkenntnis. Köln: Werner Verlag. Weitere Quellen: Schrader, M. (1997). Mauerziegel als historisches Baumaterial. Suderburg-Hösseringen: Edition :anderweit Verlag GmbH. Schumacher, F. (1985). Das Wesen des neuzeitlichen Backsteinbaues. München: Callwey. Expertin / Experte: Dr. Andreas Queisser, Prüf- und Forschungsinstitut Sursee Material-Archiv-Signatur: KER_WER_GRO_SIN_1 Text verfasst von: HSLU T+A, ZH, 2013 Stand: (Online-Schaltung: ) Permalink: materialarchiv.ch/detail/1263 MATERIAL ARCHIV / 5