Mauerwerk. Künstliche Steine. Künstliche Steine sind Kalksandstein und (Leicht)-Betonsteine, Mauerziegel, Klinker sowie Porenbetonsteine.

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1 sind Kalksandstein und (Leicht)-Betonsteine, Mauerziegel, Klinker sowie Porenbetonsteine. Bei der Herstellung von Klinkern werden Ton, Lehm, Sand, Wasser sowie diverse Zuschlagsstoffe wie Farbpigmente vermischt, gepreßt und gebrannt. Die Steine sind je nach Brenntemperatur Klinker oder Ziegel.

2 Kalksandsteine DIN 106 Teil 1 und 2 Mauerwerk Die wesentlichen Stationen der Kalksandstein -Produktion sind 1.) Kalk und Sand werden im Werk in Silos gelagert. Die Rohstoffe werden nach Gewicht dosiert und zwar etwa im Mischungsverhältnis Kalk : Sand = 1 : 12 intensiv miteinander gemischt und über eine Förderanlage F in Reaktoren geleitet. 2.) Hier löscht l der Branntkalk unter Wasserverbrauch zu Kalkhydrat ab. Gegebenenfalls wird das Mischgut dann im Nachmischer auf Pressfeuchte gebracht. 3.) Mit vollautomatisch arbeitenden Pressen werden die Steinrohlinge geformt und auf Härtewagen H gestapelt.

3 Kalksandsteine DIN 106 Teil 1 und 2 Das Härten H der Rohlinge erfolgt in Autoklaven. 4.) Es folgt dann das Härten H der Rohlinge unter geringem Energieaufwand bei Temperaturen von ca. 200 C unter Wasserdampfdruck, je nach Steinformat etwa vier bis acht Stunden. Beim Härtevorgang H wird durch die heiße e Wasserdampfatmosphäre re Kieselsäure von der Oberfläche der Quarzsandkörner rner angelöst. Die Kieselsäure bildet mit dem Bindemittel Kalkhydrat kristalline Bindemittelphasen, die auf die e Sandkörner aufwachsen und diese fest miteinander verzahnen. Die beim Herstellungsprozess ss gebildeten Strukturen aus Kalk, Sand und Wasser sind dafür r verantwortlich, dass der KS-Stein Stein ein festes Gefüge hat. Es entstehen keine Schadstoffe. 5.) Nach dem Härten H und Abkühlen sind die Kalksandsteine gebrauchsfertig, eine werksseitige Vorlagerung ist nicht erforderlich.

4 Mauerwerk Kalksandsteine DIN 106 Teil 1 und 2 Folgende Kalksandsteinsorten sind genormt: Bezeichnung Kurzzeichen Mauerstein KS KS-Vollstein KS KS-Blockstein KS KS- Lochstein KSL KS-Hohlblockstein KSL KS-Vormauerstein KS Vm KS-Vormauerlochstein KS VmL KS-Verblender KS Vb KS-Verblenderlochstein KS VbL

5 Kalksandsteine DIN 106 Teil 1 und 2 Um bei Bestellungen Verwechslungen auszuschließen, en, soll in Leistungs- texten und bei Materialangaben in Plänen die genormte Bezeichnung ver- wendet werden Die Bezeichnung hat folgenden Aufbau: DIN Nr.- Kurzzeichen- Druckfestigkeitsklasse Rohdichteklasse Format- Wanddicke (t/m3) (mm) DIN 106 KSL 6 1,2 10 DF (240)

6 Beton und Leichtbetonsteine (DIN 18151; 18152; 18153) Herstellung Die Herstellung der Leichtbetonsteine kann in folgende Hauptphasen gegliedertwerden: a) Rohstoffgewinnung b) Rohstoffaufbereitung c) Formen d) Härten H a) Rohstoffgewinnung I) Blähton Der blähf hfähige hige Ton wird aus der Tongrube entnommen und mit Tonbrechern und Tonmühlen auf die entsprechende Konsistenz aufbereitet. Das Tonmehl wird zu Kugeln granuliert und in einem Drehofen bei ca C C bis zur Sin- terung gebrannt. II) Bims Natürlicher Bimsstein wird aus geeigneten vulkanischen Ablagerungen (in Deutschland z.b. in der Eifel) entnommen und auf die geeigneten Korngrößen gebrochen.

7 Mauerwerk Beton und Leichtbetonsteine (DIN 18151; 18152; 18153) b) Aufbereitung Die Zuschläge werden entweder aus gleich großen (haufwerks( haufwerks-porig) ) oder unterschiedlich großen Körnern K (gemischtkörnig) mit Zement und Wasser gemischt. c) Formen Das Betongemisch wird in Rüttelpressen aus Stahl zu den genormten Steinformaten gepreßt. d) HärtenH Das Härten H erfolgt durch die Hydratation des Zements, das durch die Zufuhr von Heißdampf beschleunigt werden kann.

8 Beton und Leichtbetonsteine (DIN 18151; 18152; 18153) Sorten Durch die Modifizierung der Korngröß ößen können k die Steine bezüglich ihrer Rohdichte und Druckfestigkeit in einer breiten Palette hergestellt lt werden. Folgende Leichtbetonsteinsorten sind genormt: Bezeichnung Kurzzeichen Normen Hohlblöcke aus Leichtbeton Hbl DIN Vollsteine aus Leichtbeton V DIN Vollblöcke aus Leichtbeton Vbl DIN Festlegungen für f r Mauersteine: in DIN EN 771 E T 3 Teil 4 Mauersteine aus Beton (dichte und porige Zuschläge) ge).

9 Beton und Leichtbetonsteine (DIN 18151; 18152; 18153) Erläuterung der Kurzbezeichnung Die Bezeichnung für f r Hohlblocksteine bzw. Vollsteine und Vollblöcke ist wie folgt aufgebaut: DIN Nr.-Anzahl der Kammern- Kurzzeichen- Druckfestigkeitsklasse Rohdichte Format- Wanddicke (t/m3) (mm) DIN K- Hbl- 4 0,9 12 DF -240

10 Beton und Leichtbetonsteine (DIN 18151; 18152; 18153) Hohlblockbetonsteine aus Normalbeton Hbn Für r nicht wärmedw rmedämmendes mmendes Mauerwerk werden Hohlblocksteine aus Normalbeton in ähnlichen Formaten wie Leichtbetonsteine hergestellt. Als Rohstoff wird haufwerks- oder geschlossenporiger gemischter Sand verwendet. Die weitere Herstellung entspricht der von Leichtbetonsteinen. Sorten Die Größ öße e der Hohlblocksteine ist auf ein für f r das Versetzen zumutbares Gewicht beschränkt. Neben normalen Wandbausteinen werden auch spezielle Steine für f Sichtmauerwerk hergestellt.

11 Mauerziegel (DIN 105 Teil I bis 4)

12 Mauerziegel (DIN 105 Teil I bis 4) Herstellung Die Herstellung der Ziegel kann in folgende Hauptphasen gegliedert werden: a) Rohstoffgewinnung b) Aufbereitung c) Formen d) Härten H e) Verpacken f ) Zwischenlagern

13 Mauerziegel (DIN 105 Teil I bis 4) Rohstoffgewinnung Der Abbau der Lehmvorkommen erfolgt mit Schaufel- oder Eimerkettenbaggern und wird, je nach Entfernung der Tongrube, zum Ziegelwerk per LKW oder mit FörderbF rderbädern dern transportiert. Aufbereitung Bei der Aufbereitung werden die oft aus verschiedenen Lehmgruben stammenden Materialien gemischt und in einem so genannten Kollergang einem Walzwerk gewalzt. Hierbei werden gröbere Sandbestandteile zerkleinert. In einem Silo wird der Ton zur Homogenisierung zwischengelagert, anschließend end evtl. zur Farbbeeinflussung mit Metalloxiden versetzt. Für F r die Herstellung von Leichtziegeln wird Porisierungsmittel aus Sägemehl oder Styropor zugegeben

14 Mauerziegel (DIN 105 Teil I bis 4) Formen Bis zur Erfindung der ersten Ziegelmaschinen Anfang des 19. Jahrhunderts wurde der von Hand geknetete Lehm in Holzformen geschlagen" und mit einem Streichholz" oder einem Bogen mit Draht" abgezogen. Die Größ öße e der Ziegel wurde von Anfang an für f r das bei einem einhändigen ndigen Versetzen erforderliche handliche" Format und der für f r eine gleichmäß äßige Austrocknung möglichen m Tonmasse bestimmt. Bei den Ägyptern wurden Ziegel mit einer Größ öße e von L/B/H mit 23/11,5/5 cm bis hin zu 36/18/13 cm hergestellt. Das kleinere Maß entspricht ziemlich genau unserem heutigen Dünnformat mit 24/11,5/5,2 cm und hat sich somit über 4000 Jahre bewährt. Heute erfolgt die Formgebung in Vakuumstrangpressen", deren Mundstück für r die Herstellung verschiedener Ziegelgröß ößen ausgewechselt werden kann. Der aus der Strangpresse kommende Endlosstrang wird mit Drahtschneidern in die gewünschte Ziegelhöhe he zerteilt.

15 Mauerziegel (DIN 105 Teil I bis 4) Härten Trocknen Zur Härtung H muß als erstes dem durch das Pressen hergestellten Rohling" das zum Formen erforderliche Wasser so langsam entzogen werden, daß es zu keiner Rissebildung oder Verkrümmung kommt. Er darf dabei außen nicht schneller trocknen als innen. Bei diesem Trocknen wird dem Lehm das frei bewegliche Wasser entzogen. Er wird dadurch fest und hart, aber bei Zuga- be von Wasser wieder weich. Bis zur Erfindung der mechanisch belüfteten Trockenkammern in der 2. Hälfte H dieses Jahrhunderts mußten die Ziegel an überdachten Lagerplät- zen,, sogenannten Ziegelstadeln", an der Luft getrocknet werden. Dabei war ständig dafür r zu sorgen, daß die Rohlinge weder durch zu starken Luftzug noch durch zu starke Temperatureinwirkung an der Oberfläche zu schnell austrockneten

16 Mauerwerk Mauerziegel (DIN 105 Teil I bis 4) Brennen Beim Brennen wird sowohl das physikalisch gebundene Adsorptionswasser sowie das in den Tonmineralien enthaltene Kristallwasser entfernt. t. Erst da- durch wird die Wasserbeständigkeit erreicht. Hierzu ist eine Temperatur von mindestens 400 bis 500 C C erforderlich. Die bei diesen Temperaturen ge- brannten Steine sind noch relativ weich. Erst bei höheren h heren Temperaturen von 800 bis 1000 C C entstehen zwischen den Oberflächen der Teilchen chemi- sche Verbindungen, die dem Ziegel eine höhere h here Festigkeit verleihen. Sintern Brennt man bei noch höheren h heren Temperaturen von ca C,, beginnen de Oberflächen der Teilchen zu schmelzen, man bezeichnet dies mit Sintern". (Sintergrenze 1470 C) Hierbei entstehen die besonders harten Klinker.. Bei dem Sinterprozeß ent- stehen neue Kristallstrukturen. Weiterhin verringert sich die Kapillarit pillarität t durch Zusammenziehen" des Materials. Dadurch wird die Wasseraufnahmefähigkeit higkeit des Klinker-Ziegels verringert

17 Mauerziegel (DIN 105 Teil I bis 4) Das Herstellungsverfahren ist in allen Phasen modifizierbar, so daß Ziegel für r eine breite Palette spezieller Anforderungen hergestellt werden können. k -Ziegelarten Bezeichnung Kurzzeichen -Mauerziegel Mz -Hochlochziegel Hlz -Vormauerziegel VMz -Vormauerhochlochziegel VHLz -Klinker KMz -Hochlochklinker KHLz

18 Mauerwerk Mauerziegel (DIN 105 Teil I bis 4) Um bei Bestellungen Verwechslungen auszuschließen, en, soll in Leistungs- texten und bei Materialangaben in Plänen die genormte Bezeichnung ver- wendet werden. Die Bezeichnung hat folgenden Aufbau: DIN Blatt- Nr.-DIN DIN- Kurzzeichen- Druckfestigkeitsklasse Rohdichteklasse Format- Wanddicke (t/m3) (mm) Teil 2 DIN 105 Hlz W 6 0,8 10 DF (300)

19 Porenbetonsteine (DIN 4165) Geschichtliches Die Erfindung, Sandkörner über die Bildung von Kalziumsilikathydrat mitein- ander zu verbinden, führte f nicht nur zu dem schweren Kalksandstein, sondern auch zu dem zwar weniger druckfesten, aber hoch wärmedw rmedämmenden mmenden Porenbeton. Zu dem ersten Schritt, der festen Verbindung der Quarzkörner, rner, musste hierzu auch noch ein Verfahren zur Porosierung des Mörtels M erfunden werden. Als erstes versuchte man, verdünnte Salzsäure mit Kalksteinmehl in Reaktion zu bringen und das dabei frei werdende CO 2 als Schaumbildner zu verwenden. Ein verbessertes Verfahren wurde 1914 patentiert. Bei diesem erfolgte die Porosierung von Mörteln M durch den bei der Reaktion von Kalkhydrat und Aluminiumpulver frei werdenden Wasserstoff. Eine solche Reaktion bläht den Mörtel gleichmäß äßig auf und macht ihn dadurch wärmedämmender.. Gleich- zeitig verringert sich aber seine Druckfestigkeit. Erst durch die e Kombination beider Verfahren, Porosierung durch Kalk mit Aluminiumpulver und die Kal- ziumsilikathydratbildung bei der Dampfhärtung, führte f 1927 in Skandinavien zum Porenbeton.

20 Porenbetonsteine (DIN 4165) Rohstoff Geeignet ist Sand mit über 80 % Si O 2, also in erster Linie Quarzsand. Der Sand wird in Mühlen M zementfein gemahlen. Als Bindemittel wird gemahlener Branntkalk und/oder Zement und zur Verbesserung der technischen Eigenschaften des Porenbetons, vor allem der Druckfestigkeit, auch Gips und Anhydrit beigegeben. Als Porosierungsmittel wird meist Alu- miniumpulver eingesetzt.

21 Porenbetonsteine (DIN 4165) Herstellung Die Herstellung von Erzeugnissen aus Porenbeton kann in folgende Haupt- phasen gegliedert werden: a) Rohstoffgewinnung b) Aufbereitung c) Formen d) Härten H

22 Porenbetonsteine (DIN 4165) Rohstoffgewinnung Der Sand wird im Tagebau gewonnen und dem Werk über FörderbF rderbänder oder Loren, ggf. auch mit LKW zugeführt. Kalk und Zement werden meist nicht in unmittelbarer Nähe N von Quarzsandvorkommen hergestellt und müs- sen deshalb über größ ößere Entfernungen transportiert werden. Der Quarz- sand wird in Kugelmühlen unter hohem Energieaufwand sehr fein gemahlen. Trotzdem ist aufgrund der bis zur fünffachen f Baustoffmenge gegenüber dem ursprünglichen Rohstoffeinsatz der Primärenergieeinsatz renergieeinsatz gering. Aufbereitung Kalk und Zement werden zusammen mit dem fein gemahlenen Quarzsand und Aluminiumpulver über eine Dosiereinrichtung in einem Mischer zu einer wäßrigen Suspension gemischt. Durch das Mischungsverhältnis der Be- standteile kann die Rohdichte und somit auch die Festigkeit des Materials beeinflußt werden.

23 Porenbetonsteine (DIN 4165) Formen Das Rohstoffgemisch wird in Stahlformen gegossen, wo es durch den n bei der Reaktion des Aluminiumpulvers mit dem Kalkhydrat entstehenden n Was- serstoff auftreibt. Während W des Treibens erfolgt gleichzeitig eine gewisse Verfestigung durch die Bindemittelanteile, so daß nach Abschluß dieses Vor- ganges ein standfester Rohblock vorhanden ist. Dieser kann in einer Schneidanlage mit straff gespannten Stahldrähten hten in beliebig große e Teile sehr exakt zerschnitten werden.

24 Porenbetonsteine (DIN 4165) Härten Das geschnittene Material wird auf speziellen Formenwagen oder Rosten R in Härtekesseln (Autoklaven) einer ca. 6-6 bis 12stündigen Dampfhärtung bei 190 C C und einem Druck von 12 bar ausgesetzt. Bei dieser Behandlung wandelnw sich die mehlfeinen Quarzteilchen zusammen mit dem Kalk und dem Zement vollständig in Kalziumsilikathydrate um. Durch diesen Herstellungsprozess ss ist ein schaumiges Material entstanden, dessen Wandungen aus einem zementsteinähnlichen Gefüge besteht Sorten Durch Modifizieren des Mischungsverhältnisses der Rohstoffe kann die Rohdichte und damit die Festigkeit des Porenbetons in weiten Bereichen eingestellt werden. Durch das Schneiden sind Blöcke und Platten in verschiedenen genormten Baumaßen möglich. m Für r die Herstellung von Mauerwerk wird Porenbeton in folgenden Ausführungsarten angeboten: Bezeichnung Kurzzeichen Blocksteine PB Bauplatten Ppl Plansteine PP Planbauplatten PPpl

25 Porenbetonsteine (DIN 4165) Die normgerechte Bezeichnung hat folgenden Aufbau: z.b. Planstein n mit Nut und Feder DIN Nr- Kurzzeichen- Druckfestigkeitsklasse Rohdichteklasse Format- Stoßfugen (t/m3) DIN PP -2 0,4 499 * 365 * 249 N+F