Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Verwendung von Gipsformen zum Pressen von Dachziegeln ist in Deutschland und Mitteleuropa seit vielen Jahrzehnten Stand der Technik. Seit geraumer Zeit werden von den Dachziegelproduzenten Anstrengungen unternommen, den Gips durch deutlich haltbarere Formenwerkstoffe zu ersetzen. Diese Bem\u00fchungen waren bisher nur m\u00e4\u00dfig erfolgreich, da das Pressen der Dachziegel eine komplexe Aufgabe aus Formgebung, Wasserabtransport und Abl\u00f6sen des Formlings von der Formenoberfl\u00e4che darstellt.
\nDie besondere Zusammensetzung der Ziegelmassen bewirkt w\u00e4hrend des Pressvorganges eine st\u00e4ndige abrasive Beanspruchung des Gipswerkstoffes. Hinzu kommt, dass der Gips eine geringe Wasserl\u00f6slichkeit besitzt, die zus\u00e4tzlich zum schnelleren Abnutzen der Form f\u00fchrt. Damit wird die Standzeit der Formen beschr\u00e4nkt.
\nZiel des Projektes war, einen neuen Formenwerkstoff zu entwickeln, der \u00e4hnliche Eigenschaften wie Gips aufweist, aber l\u00e4ngere Standzeiten erm\u00f6glicht. Das alternative Formenmaterial soll ein zementgebundener Werkstoff mit speziellen keramischen Zus\u00e4tzen sein.
\nBedingt durch eine h\u00f6here Abriebfestigkeit und chemische Best\u00e4ndigkeit dieses neuen Materials k\u00f6nnen im Sinne der \u00f6kologischen Nachhaltigkeit folgende Effekte erzielt werden: \u2022 eine Ressourcenschonung f\u00fcr den Rohstoff Gips
\n\u2022\tweniger Gipsabfall
\n\u2022\teine doppelt so lange Nutzungsdauer der einzelnen Form <\/p>\n
Es war vorgesehen, Formen aus dem neu entwickelten Werkstoff herzustellen und unter realen Produktionsbedingungen in einem Dachziegelwerk zu testen. <\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenVorhaben Werkstoffentwicklung (Fa. KI Keramik-Institut GmbH): <\/p>\n
Es erfolgte die Herstellung eines Formenwerkstoffes aus zementhaltigem Bindemittel f\u00fcr das Pressen von Dachziegeln. Ein wesentlicher Schwerpunkt dieser Arbeiten war die Erprobung mit verschiedenen Zuschlagstoffen\/Additiven.
\nF\u00fcr alle Varianten wurden Pr\u00fcfk\u00f6rper hergestellt und hinsichtlich notwendiger Eigenschaften gepr\u00fcft (diese waren u. a die Porosit\u00e4t, Porengr\u00f6\u00dfenverteilung, Festigkeit, Wasseraufnahme, Abriebfestigkeit und das Filtrationsverhalten).
\nVorhaben Entwicklung und Erprobung des Formensystems (Fa. Banke GmbH, R\u00f6ben Tonbaustoffe GmbH): <\/p>\n
In Zusammenarbeit mit der Fa. Banke wurde ein Formensystem entwickelt, das die Eigenschaften des
\nFormenmaterials und dessen Herstellungsverfahren ber\u00fccksichtigt sowie die Integration in eine bestehende
\nFormgebungsanlage des Projektpartners R\u00f6ben Tonbaustoffe GmbH erm\u00f6glicht. Die Formgebung des
\nMaterials erfolgte auf der Basis von Schlickern. Nach Realisierung des Gesamtsystems aus
\nFormenwerkstoff und Tr\u00e4gerkonstruktion erfolgten nach Schaffung der technischen Voraussetzungen zur Aufnahme des Formenmaterials in der Dachziegelpresse Erprobungsversuche im Dachziegelwerk mit Unterst\u00fctzung der Fa. R\u00f6ben Tonbaustoffe GmbH. Das Formenmaterial wurde unter Produktionsbedingungen getestet. <\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
W\u00e4hrend der gesamten Projektlaufzeit konnten umfangreiche Erfahrungen zur Entwicklung und Herstellung von Formenmaterial unter Zusatz von hydraulisch gebundenen Materialien und verschiedensten Zuschlagstoffen gesammelt werden. Es wurden verschiedene Zusammensetzungen im Laborma\u00dfstab erprobt und die entsprechenden Materialkennwerte ermittelt. Das Formen-Material mit Luftporenbildnern oder Zusatz von por\u00f6sen Stoffen wie z.B. Schamotten hatten teils sehr gute Festigkeiten, jedoch eine sehr geringe Kapillar-Pososit\u00e4t. Daneben war die ben\u00f6tigte Oberfl\u00e4cheng\u00fcte nicht ausreichend, wie es f\u00fcr einen Dachziegel gefordert wird. Die Porengr\u00f6\u00dfen des modifizierten hydraulischen Produkte sind im Vergleich zum Gips sehr klein (im Mittel ca. 0,1 \u00b5m), die erforderliche Quantit\u00e4t an durchstr\u00f6mbaren Poren im Bereich von ca. 1\u00b5m ist in der Betonmatrix mit por\u00f6sen Zus\u00e4tzen nicht erreichbar um einen optimalen Wasserabtransport zu gew\u00e4hrleisten. Dieser ist jedoch unabdingbar n\u00f6tig, um ein Kleben der Dachziegelmasse am Formenmaterial oder Wasserflecke auf dem abgepressten Dachziegel zu vermeiden.
\nMit der Zugabe von Gips in die Beton-Mischung konnten mehr Poren im Bereich von 1\u00b5m erzeugt werden, die eine bessere kapillare Struktur des Werkstoffs zur Folge hatten. Die Kombination aus beiden Rohstoffen in der Formenmatrix f\u00fchrte unter Produktionsbedingungen auf der Dachziegelpresse zu einer Anzahl von gepressten Ziegeln, jedoch nicht zu der gew\u00fcnschten Menge, die einer doppelten Standzeit entspricht. Die Ursache wird im Aush\u00e4rteprozess zwischen beiden Rohstoffen vermutet, die infolgedessen zu Spannungen im Gesamtsystem f\u00fchrt. Eine \u00dcberf\u00fchrung der Ergebnisse in die Produktion ist aufgrund einer fehlenden Dauerpr\u00fcfung des Materials noch nicht m\u00f6glich. Die Formen weisen jedoch gute Abriebfestigkeiten und ein exzellentes Abl\u00f6severhalten auf.
\nEine Verwertung der verbrauchten Formen ist prinzipiell m\u00f6glich, geht jedoch mit einer aufwendigen Aufbereitung einher. Durch die Zugabe von BaCO3 als Bindemittel f\u00fcr die schwefelhaltigen Komponenten in dem Werkstoff ist ein Ziegelprodukt herstellbar. Die keramischen Eigenschaften der mit 3% verbrauchtem Formenreststoff versetzten Dachziegelmasse unterscheiden sich nicht von der Ursprungsmasse ohne Zusatz.
\nMit Versuchen eines energie\u00e4rmer hergestellten hydraulischen Binders im Vergleich zu konventionellem Zement und der Zugabe von Gips ist ein vielversprechender positiver Ansatz gelungen einen zementgebundenen Formenwerkstoff zu entwickeln, der nicht mehr zu 100% aus Gips besteht. <\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse werden in der Fachzeitschrift \u201eKeramische Zeitschrift\u201c ver\u00f6ffentlicht und auf der Tagungsveranstaltung zum 28. Eurosymposium 2025 in Mei\u00dfen vorgetragen. <\/p>\n
Fazit<\/p>\n
W\u00e4hrend der Projektlaufzeit konnte zementgebundenes Formenmaterial mit Gips-Zusatz f\u00fcr die Dachziegelherstellung entwickelt und industriell erprobt werden.
\nDas Projektziel wurde mit einem sehr guten praktischen Ergebnis erreicht. Eine Wiederverwertung des verbrauchten Formenmaterials ist m\u00f6glich.
\nEs sind weitere Rezept-Anpassungen notwendig. Das Material ist mit Abschluss des Projektes noch nicht industriell einsetzbar. Eine doppelt so lange Standzeit des Formenmaterials wurde nicht erreicht Die Firma R\u00f6ben Tonbaustoffe als Projektpartner ist an der Weiterentwicklung interessiert und stellt zus\u00e4tzliche Kapazit\u00e4ten zum Pressen von Dachziegeln f\u00fcr mehrere angepasste Rezepturen zur Verf\u00fcgung. <\/p>\n
W\u00e4hrend der Projektlaufzeit konnte zementgebundenes Formenmaterial mit Gips-Zusatz f\u00fcr die Dachziegelherstellung entwickelt und industriell erprobt werden.
\nDas Projektziel wurde mit einem sehr guten praktischen Ergebnis erreicht. Eine Wiederverwertung des verbrauchten Formenmaterials ist m\u00f6glich.
\nEs sind weitere Rezept-Anpassungen notwendig. Das Material ist mit Abschluss des Projektes noch nicht industriell einsetzbar. Eine doppelt so lange Standzeit des Formenmaterials wurde nicht erreicht Die Firma R\u00f6ben Tonbaustoffe als Projektpartner ist an der Weiterentwicklung interessiert und stellt zus\u00e4tzliche Kapazit\u00e4ten zum Pressen von Dachziegeln f\u00fcr mehrere angepasste Rezepturen zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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