Forschen für Mauern mit Zukunft: Stoffe wie Basaltmehl (im Bild auf dem Ziegel rechts) im Ton könnten laut Ergebnissen am Institut für Ziegelforschung zur Verbesserung der Klimabilanz von Deutschlands Wandbaustoff Nummer eins beitragen. Bildquelle: IZF

Sei es auf dem Dach oder in der Mauer: Der Ziegel ist eines der am weitesten verbreiteten Baumaterialien. In rund einem Drittel der Neubauten wird der traditionelle Baustoff aus Ton als Wandmaterial genutzt und ist damit der am häufigsten genutzte Wandbaustoff.

Zugleich ist die bei hohen Temperaturen stattfindende Ziegelproduktion sehr energieintensiv. Die Verringerung des Energieverbrauchs bei Formgebung, Trocknung und Brand ist daher beim Institut für Ziegelforschung (IZF) ebenso wie die Senkung des CO2-Ausstoßes ein zentraler Forschungsschwerpunkt. Ein Mittel zur Verringerung der Kohlendioxid-Emissionen kann die Beimengung alternativer Rohstoffe zum Ziegelton sein, wie ein gerade abgeschlossenes IZF-Projekt zeigte. Durch die Zugabe verschiedener mineralischer Additive zu Hintermauerziegeltonen konnten die prozessbedingten CO2-Emissionen deutlich gesenkt werden wie das IZF-Forschungsprojekt ergab.

Der Grund: Hintermauerziegeltone enthalten für gewöhnlich große Mengen an Carbonaten, die beim Brand CO2 freisetzen. Der teilweise Ersatz des Tons durch carbonatfreie Additive reduziert die Menge an Carbonaten und somit an CO2. Je weniger Carbonate also im Ton enthalten sind, desto besser für die Klimabilanz. Der Anteil der zugegebenen Additive zum natürlichen Rohstoff Ton erreichte bis zu 30 Prozent, ohne dass sich die Eigenschaften verschlechterten. Bezieht man dies auf ein modernes Hintermauerziegelwerk, welches um die 450 t Ziegel pro Tag produziert, so reduziert sich der CO2-Ausstoß bei einem Carbonatgehalt des Tons von 25 % um 18 t pro Tag. Die gleiche Menge hat ein Mittelklasse-Pkw mit Verbrennungsmotor nach etwa 110.000 km emittiert.

Weitere Gesteinssorten kommen als Additiv in Frage

Für IZF-Forscher Alexander Winkel haben die als Additive genutzten Stoffe verschiedene Vor- und Nachteile. „Basaltmehl z.B. stammt aus Steinbrüchen, wo es aufgrund seiner Feinheit nicht genutzt werden kann. Die Nutzung in der Ziegelindustrie wäre daher eine Win-Win-Situation, wo es regional passt“, betont Winkel. Wie der Wissenschaftler des Essener Instituts betont, gibt es in Deutschland noch weitere Gesteinssorten, deren Reststoffe aus Steinbrüchen als sinnvolles Additiv für den Ziegel in Frage kämen, auch als Mauer- oder als Dachziegel.

Willkommener Co-Effekt

Dass die CO2-Emissionen bei der Ziegelherstellung laut den Projektergebnissen nachweislich gesenkt werden konnten, war übrigens ein Nebeneffekt. Eigentlich ging es dem Forscher um die Wand- und Lufttemperatur als Faktoren für die Raumwärme. Während die Lufttemperatur durch Heizung und solare Energiegewinne bestimmt wird, hängen die Oberflächentemperatur der Innenwände und deren Konstanz von der Temperaturleitfähigkeit (TLF) der Ziegel ab. Die TLF bestimmt, wie schnell sich Temperaturdifferenzen in einem Material ausgleichen. Sie wiederum wird beeinflusst durch die Wärmeleitfähigkeit (WLF), die Rohdichte und die Wärmekapazität. „Hier zeigte sich, dass die Auswirkungen der Additive untereinander und für jeden Ton sehr unterschiedlich waren. Dennoch konnte nachgewiesen werden, dass sich die Wärmeleitfähigkeit eines Ziegels verändern lässt“, resümiert Winkel.

Stand: März 2020

Alexander Knebel, Pressesprecher