Industrielle Fertigung von großformatigen Lehmsteinen für nachhaltige und wirtschaftliche Gebäude
Projektdurchführung
Kimm GmbH & Co. KG
Waberner Str. 39
34590 Wabern
Zielsetzung
Im Forschungsprojekt wurde die industrielle Fertigung von großformatigen Lehmsteinen für nachhaltige und wirtschaftliche Gebäude untersucht und weiterentwickelt. Ausgangspunkt war die im Jahr 2023 veröffentlichte Bemessungsnorm DIN 18940, mit der tragendes Lehmsteinmauerwerk erstmals als Regelbauweise anerkannt wurde. Ziel des Projektes war es, formgepresste Plan-Lehmsteine in Industriequalität zu entwickeln, die wirtschaftlich herstellbar sind, den normativen Anforderungen genügen und eine effiziente und nachhaltige Bauweise ermöglichen.
Für die Herstellung der Plan-Lehmsteine wurde in dem Projekt das Formpressverfahren aus der Kalksandsteinfertigung angewandt. Mit diesem Verfahren ist es möglich Lehmsteine in Formatgrößen bis 16DF zu fertigen. Als Produktionslehme sollten ausschließlich Sekundärlehme, die im Kiestagebau als sogenannter Abraum anfallen, verwendet werden. Weiterhin sollte aufgezeigt werden, dass es möglich ist, Lehmsteine in einem bestehenden Kalksandsteinwerk zu fertigen, wodurch vorhandene Industrieinfrastruktur für neue Anwendungen nutzbar gemacht werden kann.
Da zu Projektbeginn so gut wie keine Erfahrungen zu dem Formpressverfahren im Industriemaßstab vorlagen, sollte in dem Projekt der gesamte Herstellungsprozess von der Gewinnung und Aufbereitung der Lehme über das Formgebungsverfahren, dem Trocknungsprozess und der Paketierung/Lagerung der Lehmsteine analysiert und weiterentwickelt werden. Insbesondere sollten wesentliche Einflussgrößen in der Prozesskette erkannt und Möglichkeiten zur gezielten Steuerung der Materialeigenschaften aufgezeigt werden. Weiterhin sollte untersucht werden, welche Lehme überhaupt für die Produktion im Formpressverfahren geeignet sind: Welche Korngrößenverteilung und Tonmineralik ist notwendig? Wie muss die Produktionsfeuchte sein und welchen Einfluss hat diese auf den Formgebungsprozess? Wie trocknen die Lehmsteine nach der Formgebung und wie entwickeln sich dabei die Materialeigenschaften?
Aus den Erkenntnissen sollte dann ein Qualitätssicherungskonzept für die gesamte Prozesskette erarbeitet werden. Da für industriell hergestellte Lehmsteine bisher auch kaum Umweltdaten vorliegen, sollte der Herstellungsprozess als Grundlage für eine spätere Produktumweltdeklaration auch ökobilanziell bewertet werden.
Die Vermauerung der Plan-Lehmsteine mit einem Lehmdünnbettmörtel unter Verwendung von Hebegerät und Versetzzange steht abschließend im Focus des Projektes.
Öffentlichkeitsarbeit
Veröffentlichungen:
- Liebrich, C.; Fröhlich, S: Industrielle Fertigung von großformatigen Lehmsteinen für nachhaltige und wirtschaftliche Gebäude. In: Proc. of 21st. Ibausil. Weimar, 2023.
- Fröhlich, S., Liebrich, C.; Kimm-Friedenberg, S.: Industrielle Fertigung von großformatigen Lehmsteinen für nachhaltige und wirtschaftliche Gebäude – Teil 1: Produktion und Qualitätssicherung. LEHM 2024. Weimar, 2024.
- Fröhlich, S., Liebrich, C.; Kimm-Friedenberg, S.: Industrielle Fertigung von großformatigen Lehmsteinen für nachhaltige und wirtschaftliche Gebäude – Teil 2. Posterbeitrag. LEHM 2024. Weimar, 2024.
- Fröhlich, S., Liebrich, C., Kimm-Friedenberg, S.: Lehmsteinmauerwerk 2.0 – Bauen mit großformatigen Lehmplansteinen. In: Earth Builder Summit 2025 – Proceedings Part B. Biberach, 2025
- Prüfingenieur Liebrich, C.: Mit DIN 18940 für tragenden Lehmsteinmauerwerksbau gibt es jetzt eine neue Bauweise für den Geschosswohnungsbau. DER PRÜFINGENIEUR 66, Mai 2025
- Ölcüm, I.: Lehm-Serie, Teil 4: Norm macht Bauen mit tragendem Lehmsteinmauerwerk möglich. Bauhandwerk, Nov. 2025
- Ölcüm, I.: Lehm-Serie, Teil 5: Tipps zur Errichtung von Lehmsteinmauerwerk. Bauhandwerk, Dez. 2025
Fazit
Das Forschungsprojekt hat aufgezeigt, dass die Herstellung und Verarbeitung von formgepressten Lehmsteinen sicher möglich ist. Die Bauweise mit Plan-Lehmsteinen und Lehmdünnbettmörtel macht den Lehmmauerwerksbau absolut konkurrenzfähig und bietet dem Anwender eine ökologische wie auch ökonomische Alternative zu den etablierten bekannten Massivwandbaustoffen.
Wesentliche Ergebnisse des Projektes sind:
• die Erstellung eines Materialmodells für den Produktionslehms für formgepresste Lehmsteine
• die Findung/Entwicklung neuer Prüfmethoden für die Bewertung des Produktionslehms
• die Analyse des Produktionsprozesses von der Gewinnung der Rohstoffe bis zum Endprodukt
• die Erarbeitung eines Qualitätssicherungssystems für die gesamte Prozesskette
• die Berechnung einer Ökobilanz von formgepressten Lehmsteinen
• die Erstellung einer Verarbeitungsrichtlinie für die Bauweise mit Plan-Lehmsteinen und Lehmdünnbettmörtel
• die Durchführung von Wandversuchen für die Bestimmung der Mauerwerksfestigkeit
Der Focus des Projektes lag im Wesentlichen auf der Analyse und Optimierung des Herstellungsprozesses von formgepressten Lehmsteinen sowie der Umsetzung der neuen Bauweise "Plan-Lehmsteine mit Lehmdünnbettmörtel" in der Praxis. Das Projekt hat das Potential von industriell gefertigten Lehmsteinen für eine nachhaltige Bauweise verdeutlicht.