Archivierter Fachinhalt: Der Artikel bewahrt historische Werte, Klassifizierungen, Gleichungen und Prüfverfahren für Mauer- und Dachziegel. Er ist keine aktuelle Produktspezifikation, statische oder brandschutztechnische Berechnung, Energiebilanz, Dachdetailplanung oder Ausführungsanweisung. Für ein Projekt sind deklarierte Produkte, geltende Normen, Herstellerangaben und Berechnungen befugter Fachleute maßgebend.
Heute konzentriert sich Savo Kusić auf Holzfenster, Holz-Aluminium-Fenster, Fenster nach Maß, Türen und Angebotsanfragen. Dieser Artikel bleibt als technisches Archiv erhalten und stellt kein Angebot für Mauerziegel, Dachziegel, Maurer- oder Dachdeckerarbeiten dar.
Seit der Antike werden aus Ton und Tonmischungen Mauerziegel, Rohre, Behälter und andere Gegenstände hergestellt. Durch allmähliches Erhitzen auf hohe Temperaturen und allmähliches Abkühlen werden Formen aus Rohstoffen zu mehr oder weniger festen Körpern. Aufgrund der Vielfalt der Tonvorkommen können gebrannte Ziegel in unterschiedlichen Qualitäten hergestellt werden.
Mauerziegel (gebrannte Ziegel)
1. Struktur, äußeres Erscheinungsbild und Abmessungen
Um Ziegel mit möglichst wenigen Rissen und genauen Maßen zu erhalten, werden der Rohmasse teilweise Sand, Ziegelbruch und trockenes Tonmehl zugesetzt. Tone einiger Lagerstätten enthalten Kalk in größeren Klumpen. Auch wenn seine Menge nicht groß ist, muss der Kalk ausreichend verteilt und zerkleinert werden, da er nach dem Brennen durch eindringendes Wasser gelöscht werden kann. Die Volumenzunahme kann zu Abplatzungen führen, wenn ein Kalkklumpen zu groß bleibt.
Das äußere Erscheinungsbild von Mauerziegeln hängt maßgeblich von der Tonzusammensetzung und dem Brennvorgang ab. Geringe Abweichungen vom Nennmaß sind wichtig, da ungleiche Dicken und Fugenbreiten die Festigkeit der Wand erheblich beeinträchtigen können. Die klassische Abmessung eines Vollwandziegels beträgt im Originaltext 250 × 120 × 65 [mm], drei Viertel 185 × 120 × 65 und Hälften 120 × 120 × 65 mm. Zulässige Abweichungen von den vorgesehenen Maßen werden mit maximal ± 4 % angegeben.
2. Festigkeit von Mauerziegeln
Der Text beschreibt die Festigkeitsprüfung in erster Linie unter Druckbelastung, da Mauerziegel hauptsächlich für druckbeanspruchte Bauteile verwendet werden. Der Ziegel wird zwischen zwei Stahlflächen gelegt und bis zum Bruch belastet. Auch Biegeprüfungen werden erwähnt, um die Herstellung rissfreier Ziegel zu fördern.
Die historische Tabelle zeigt 15 Arten von Mauerziegeln, die nach ihrem Raumgewicht in drei Gruppen eingeteilt sind. Außerdem zeigt sie die damaligen Bezeichnungen, die Obergrenze des Raumgewichts, die Mindestfestigkeit und Anforderungen an die Frostbeständigkeit.
Laborprüfung: Beim Bruch unter einer Presse können scharfe Ziegelfragmente weggeschleudert werden. Geräte, Schutzeinhausung, Probenanordnung, Messung, persönliche Schutzausrüstung und Ergebniskriterien müssen dem geltenden Verfahren entsprechen; die Prüfung gehört unter die Aufsicht geschulten Personals.
3. Druckfestigkeit von Ziegelwänden
Wenn unter den gleichen Bedingungen unterschiedliche Ziegelarten verwendet wurden, war die Druckfestigkeit der aus stärkeren Ziegeln errichteten Mauer höher. Mit zunehmender Fugendicke nimmt der Widerstand der Wand ab. Unebene Fugen können die Druckfestigkeit deutlich verringern, weshalb die richtige Form und Abmessung der Ziegel wichtig ist. Im Text heißt es auch, dass die Druckfestigkeit mit zunehmendem Wandquerschnitt abnimmt.
Der Zusammenhang zwischen Ziegel-, Mörtel- und Mauerwerksfestigkeit bei gleichmäßigen Fugen und gutem Mauerwerksverband wird durch eine historische Gleichung und Tabelle dargestellt. Das Verhältnis zwischen Mauerfestigkeit und zulässiger Belastung beträgt im Text 2,7 bis 4,8. Der Koeffizient soll zusätzliche Spannungen aus exzentrischen Belastungen und Ausführungsmängeln erfassen, die in der Berechnung nicht berücksichtigt sind. Die Größe e = 10 kg/cm2 gilt für gut ausgeführtes Mauerwerk; bei Ausführungsmängeln sieht der Text einen niedrigeren und gegebenenfalls negativen Wert vor.
Kein Bemessungswert: Historische Verhältnisse, Einheiten und Gleichungen dürfen nicht zur Dimensionierung einer Wand oder zur Beurteilung eines bestehenden Tragwerks verwendet werden. Die Tragfähigkeit hängt von den deklarierten Eigenschaften der Steine und des Mörtels, Geometrie, Verbindungen, Schlankheit, Lasten, Gründung, Erdbebeneinwirkung, Feuchtigkeit und Ausführungsqualität ab und erfordert eine gültige Berechnung eines befugten Ingenieurs.
4. Elastizität von Ziegeln und Wänden unter Druck
Die Elastizität gebrannter Mauerziegel variiert stark. Der Originaltext nennt eine Untergrenze des Elastizitätsmoduls von E = 100 000 kg/cm2, beschrieben als 1 GPa, für Ziegel mit einer Druckfestigkeit um 300 kg/cm2, beschrieben als 3 MPa; bei anderen Ziegeln lag sie deutlich niedriger. Für Klinker wird E bis 4,5 GPa angegeben.
Die Verformbarkeit des Mörtels ist für die Elastizität der Wand wichtig; Kalkmörtel ist wesentlich nachgiebiger als Zementmörtel. Weitere Archivinhalte bietet der Artikel über das Abbinden und Lagern von Zement.
Der Elastizitätsmodul der Wand sank nach früheren Versuchen in Stuttgart bei Kalkmörtel auf E = 40 MPa und stieg bei Zementmörtel auf fast 1600 MPa. Diese Werte wurden an Beton- und Ziegelwänden mit Fugendicken von 10-12 mm ermittelt.
5. Schwinden und Quellen von Mauerziegeln
Das Schwinden und Quellen von Mauerziegeln kann größer sein als bei Naturstein. Als Beispiel wird für Mauerziegel geringer Festigkeit eine Quellung bis 0,19 mm/m angegeben.
6. Wärmeausdehnung und Leitfähigkeit
Im Vergleich zu einigen Natursteinarten, zum Beispiel Granit, weisen gut gebrannte Ziegel laut Text eine relativ geringe und allmähliche Ausdehnung unter Hitzeeinwirkung auf.
Die Wärmeleitfähigkeit hängt von der Art des Ziegels ab. Die dichten, schweren gesinterten Tonklinker leiten Wärme schneller als die porösen, leichten Ziegel, daher werden Ziegel im historischen Rückblick nach der Rohdichte klassifiziert. Die Tabelle zeigt Wandstärken für drei Bereiche der damaligen Wärmedämmung.
Wärmeeigenschaften: Die dargestellten Dicken sind kein moderner Nachweis der Erfüllung der Energieanforderungen. Es sind die angegebenen Koeffizienten aller Wandschichten, gelöste Wärmebrücken, Feuchtigkeit und Kondensation sowie eine Berechnung gemäß den geltenden Vorschriften erforderlich.
7. Brandverhalten von Wänden
Wenn die Wand hohen Temperaturen ausgesetzt ist, heißt es im Text, dass die Festigkeit bei Temperaturen über 300 °C deutlich abnimmt. Schäden treten insbesondere beim Löschen und plötzlichen Abkühlen heißer Steine auf. Eine Wand mit Vorputz wird als widerstandsfähiger beschrieben, da die Putzschicht das Aufheizen und Abkühlen verlangsamt. Zu diesem Zweck erwähnt der historische Text Kalkmörtel mit 10% Gips und die Reinigung der Fugen durch Schaben vor dem Verputzen.
Brandschutz: Historische Temperatur und Mörtelzusammensetzung sind kein Beweis für die Feuerwiderstandsklassifizierung. Die Widerstandsfähigkeit der Baugruppe hängt vom deklarierten System, der Dicke, den Hohlräumen, der Belastung, den Fugen, der Durchdringung und der Art der Ausführung ab. Eine Wand, die Feuer oder plötzlicher Abkühlung ausgesetzt war, muss vor der Wiederverwendung von einem autorisierten Fachmann überprüft werden.
8. Verhalten gegenüber chemischen Einflüssen
Gut gebrannte Ziegel, insbesondere Fassadenziegel und Klinker, werden im Originaltext als beständig gegen Abwasser und Grundwasser beschrieben. Erwähnt wird auch die historische Verwendung von Mauern aus gebrannten Ziegeln zum Schutz von Betonbauwerken vor aggressivem Wasser. Voraussetzung für die Dauerhaftigkeit eines solchen Schutzes sind rissfreie, ausreichend undurchlässige Ziegel, geeigneter Mörtel und abgedichtete Fugen.
Aggressive Umgebung: Die Schutzart darf nicht allein nach der Materialbezeichnung gewählt werden. Erforderlich sind Wasser- oder Bodenanalyse, bekannte Konzentration und Temperatur, Verträglichkeit von Ziegeln, Mörtel und Fugen, Details zu Durchdringungen und Instandhaltung sowie eine Planung für die konkrete Exposition.
Dachziegel
Der Text unterscheidet verschiedene Herstellungsverfahren für Dachziegel:
- gezogene Dachziegel aus einem flachen Tonband, darunter flache Ziegel mit Nase — Biberschwanzziegel oder Hohlziegel — und gezogene Falzziegel;
- gepresste Dachziegel aus plastischer Tonmasse, darunter Falz-, Rillen- und Hohlfalzziegel.
1. Struktur, äußeres Erscheinungsbild und Abmessungen
Für die Herstellung von Dachziegeln wird sorgfältig aufbereiteter Ziegelton benötigt. Die Bruchstruktur sollte gleichmäßig und feinporig sein und die Oberfläche sollte möglichst glatt sein, um eine geringere Moosansammlung und einen leichteren Wasserabfluss zu gewährleisten.
Aus optischen Gründen wird die Oberseite des Dachziegels manchmal mit farbigem Ton — einer Engobe — beschichtet, die dauerhaft mit dem Ziegel verbunden sein sollte.
Die Dachziegel müssen die richtige Form und Größe haben, damit das Dach an den Fugen ausreichend geschlossen ist. Im Originaltext heißt es, dass ein luftdichter Abschluss nicht erforderlich sei, die Zwischenräume aber eine Belüftung des Dachraums und die Verdunstung von Kondenswasser ermöglichen sollen. Deshalb erwähnt der Text bei Biberschwanzziegeln Längsrillen oder -rippen.
2. Festigkeit von Dachziegeln
Aufgrund der Beanspruchung beim Transport, im Dach und bei der Montage nennt der Text eine mittige Belastungsprüfung bei einem Auflagerabstand von 25 cm. Für Biberschwanzziegel wird eine Mindestbelastung von 50 kg für fünf geprüfte Stücke genannt.
3. Wasserdurchlässigkeit
Nach dem historischen Kriterium dürfen Dachziegel unter einer Wassersäule von 5 cm durchschnittlich frühestens nach 90 Minuten Tropfen durchlassen. Im Text wird darauf hingewiesen, dass die Durchlässigkeit vieler Dachziegel mit der Zeit deutlich abnimmt.
4. Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse
Dachziegel müssen einer Frostprüfung standhalten. Neben dem wiederholten Einfrieren nasser Dachziegel können Schäden durch die Kristallisation löslicher Salze entstehen, die mit Regenwasser eingetragen werden. Zur Vorbeugung schlägt der Text vor, lösliche Salze zu begrenzen und Dachziegel so zu formen und zu verlegen, dass Ablagerungen vermieden werden. Außerdem wird angegeben, dass Dachziegel bei geringerer Dachneigung schneller geschädigt werden können als bei größerer.
Dacharbeiten: Historische Kriterien ersetzen nicht die Herstellererklärung, geplante Dachneigung, Unterkonstruktion, Befestigung, Belüftung, Durchdringungsdetails und Lastnachweise. Auf dem Dach bestehen Absturz- und Durchsturzgefahren; Dachziegel dürfen nicht ohne Zugangsplan, kollektiven Absturzschutz und einen qualifizierten Fachbetrieb betreten oder bearbeitet werden.
Pflasterklinker
Für die Pflasterung öffentlicher Straßen, Gehwege und Böden in Chemiefabriken beschreibt der historische Text gebrannte Ziegel mit hoher Druck- und Biegefestigkeit, Verschleißfestigkeit, regelmäßigen Abmessungen und ohne grobe Rissbildung beim Brennen. Abweichungen vom Sollmaß sind begrenzt, so dass die Fugen gleichmäßig und schmal sind und der Belag eben ist.
Pflasterbelag: Bei der Wahl des Klinkers und Untergrunds müssen die zu erwartende Belastung, Frost, Wasser und Entwässerung, Verschleiß- und Rutschfestigkeit, Ebenheit und Zugänglichkeit berücksichtigt werden. Chemisch belastete Böden erfordern eine besondere Verträglichkeitsprüfung des Gesamtsystems.