Dipl.-Ing. (FH) Alexander Winkel (M.Sc.)

Einfluss mineralischer Additive auf das Trocknungs- und Sinterverhalten von Ziegelmassen, Teil 1

Die Trocknung ist einer der elementarsten Vorgänge bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse. Dabei wird durch Entfernung des für die plastische Verformung benötigten Wassers der Rohling vom feuchten, plastischen Zustand in den trockenen, formstabilen Zustand überführt. Da die Verdunstung des Wassers ein energieverbrauchender Prozess ist, würde eine Reduzierung des für die Extrusion notwendigen Wasserbedarfs somit zu einer Energieeinsparung führen und darüber hinaus die Trockenzeit verkürzen.

1. Einleitung

Bei der Formgebung dient das Wasser als Gleitmittel zwischen den plättchenförmigen Tonmineralen und sorgt so für die Plastizität des Tons. Wasser ist auch dafür verantwortlich, dass die Partikel aneinanderhaften und die Rohlinge bei abnehmendem Anmachwassergehalt nicht auseinanderfallen. Darüber hinaus füllt es die Poren aus, die in dem Partikelnetzwerk des Tons entstehen und die einen beträchtlichen Anteil am Gesamtvolumen eines Rohlings ausmachen. Durch die Optimierung der Korngrößenverteilung (KGV) eines Tons mit genau abgestimmten mineralischen Additiven können diese Hohlräume minimiert und der Wassergehalt reduziert werden.

Der Trocknungsverlauf ist in »1 in drei Abschnitte unterteilt. Im ersten Abschnitt entspricht das Volumen des entfernten Wassers exakt der Volumenschwindung des Rohlings, weshalb keine Poren im Rohling entstehen. Im zweiten Abschnitt kann die Volumenschwindung des Rohlings die Menge des entzogenen Wassers nicht mehr kompensieren und es bilden sich erste Poren, deren Volumen mit fortschreitender Schwindung zunimmt. Im dritten Abschnitt ist die Schwindung zwar beendet, aber der Rohling enthält immer noch Wasser, welches im weiteren Trocknungsverlauf durch Luft, also Poren, ersetzt wird. Üblicherweise werden in der Keramik die ersten beiden Abschnitte zum ersten Trocknungsabschnitt zusammengefasst, dessen Ende durch das Schwindungsende markiert ist. Die Schwindung wird durch Kapillarkräfte verursacht. Da die Trocknung von außen nach innen fortschreitet, bildet sich ein Feuchtegradient im Rohling aus und somit auch ein Schwindungsgradient, der zur Entstehung von mechanischen Spannungen im Rohling führt. Überschreiten diese Spannungen die Festigkeit des Rohlings, so kommt es zur Schädigung in Form von Deformationen, wenn eine plastische Verformung noch möglich ist, oder in Form von Trockenrissen, wenn eine solche Verformung nicht mehr möglich ist. Durch eine Reduktion des Wassergehalts bzw. eine Erhöhung der Packungsdichte wird daher auch die Schwindung verringert, was die Spannungen im Rohling während der Trocknung und somit die Gefahr von Schäden reduziert.

Ziel dieses Forschungsvorhabens war die gezielte Erhöhung der Packungsdichte von Ziegelmassen mit mineralischen Additiven, sodass durch den verminderten Wasserbedarf bei der Extrusion Trocknungsenergie, Trocknungszeit und Trockenschwindung der Rohlinge reduziert werden. Als mineralische Additive wurden Nebenprodukte der Steine-und-Erden-Industrie verwendet, um die Kosten möglichst gering zu halten und das bereits vorhandene Rohstoffpotential zu nutzen.

2. Auswahl und Charakterisierung der Rohstoffe

Für das Forschungsvorhaben wurden vier mineralische Additive ausgewählt, die aus Steinbrüchen innerhalb Deutschlands stammen.

Additiv 1: schwach bildsamer Brechsand, der dem Rotliegend zuzuordnen ist

Additiv 2: glimmerführender Feldspatsand, der bei der Aufbereitung von Granit gewonnen wird

Additiv 3: schwach bildsames Gesteinsmehl, das bei der Verarbeitung von Andesit entsteht

Additiv 4: schwach bildsames Gesteinsmehl mit hohem Schichtsilikatanteil, das bei der Gewinnung von Diabas anfällt

Bei den Additiven 2 bis 4 handelt es sich um Filterstäube, die in der Entstaubungsanlage beim Brechen des abgebauten Gesteins anfallen. Diese haben den Vorteil, dass sie für die Betriebe nicht verwendbar und somit entsprechend günstig in der Beschaffung sind. Als Nachteil erweist sich ihre KGV. Da die Additive alle bei der Entstaubung anfallen, haben sie eine sehr ähnliche KGV, die sich zudem nur gering von der von Tonen unterscheidet, weshalb eine Erhöhung der Packungsdichte auf diesem Weg kaum realisierbar ist. Aus diesem Grund wurde als viertes Additiv ein Brechsand mit einer sehr engen KGV und einer vergleichsweise großen mittleren Korngröße ausgewählt (Additiv 1). Mit diesem lässt sich die KGV gut beeinflussen. Als Ziegelmassen wurden möglichst unterschiedliche Produktgruppen ausgewählt, darunter zwei Hintermauerziegelmassen (HLZ 1 und 2), zwei Dachziegelmassen (DZ 1 und 2), eine Pflasterklinkermasse (PK) und eine Vormauerziegelmasse (VMZ).

Die Filterstäube unterscheiden sich je nach Ursprungsgestein stark voneinander und weisen auch eine deutlich unterschiedliche mineralogische und chemische Zusammensetzung auf als die Tone (siehe »Tabelle 1). Additiv 4 enthält von allen Additiven die meisten Schichtsilikate, die auch fast ausschließlich aus Tonmineralen bestehen (Smektit, Chlorit). Additiv 3 enthält ebenfalls größere Mengen an Smektit und Chlorit, wohingegen die anderen beiden Additive überwiegend Glimmer als Schichtsilikate aufweisen. Die unterschiedlichen Tonmineralgehalte sind bereits ein erster Hinweis auf mögliche Unterschiede bezüglich der Sinteraktivität der Additive. Additive mit hohem Tonmineralgehalt werden bereits bei niedrigeren Temperaturen Reaktionen zeigen verglichen mit Additiven, die vermehrt Gerüstsilikate (Quarz, Feldspat) enthalten. Quarz liegt in den Additiven in teils beträchtlich Anteilen vor. Daneben kommen diverse Feldspäte in stark variierenden Mengen vor. Weiterhin können im Additiv 4 die verglichen mit Tonen ungewöhnlichen Kettensilikate Augit, Amphibol und Prehnit diagnostiziert werden. Augit liegt auch im Additiv 3 vor. In drei der vier Additive liegen zudem Karbonate in Form von Calcit und Dolomit vor. Des Weiteren lassen sich in den Additiven 2, 3 und 4 Eisenminerale wie Hämatit, Magnetit und Goethit nachweisen. Außerdem enthalten diese Additive eine geringe Menge des Calciumphosphatminerals Apatit. Spuren von Pyrit sind in zwei Additiven vorhanden. Zusätzlich sind bei allen Additiven geringe Mengen an Organik nachweisbar.

Die chemische Zusammensetzung der Additive spiegelt die darin enthaltenen Mineralphasen wider (siehe Tab. 2). Additiv 1 weist aufgrund seines hohen Quarzgehalts einen sehr hohen SiO2-Gehalt auf. Der Al2O3-Gehalt ist gering, da das Additiv wenig Schichtsilikate und kaum Feldspat enthält. Additiv 4 enthält am wenigsten SiO2, da nur eine sehr geringe Menge an Quarz vorhanden ist. Der Feldspatgehalt ist verglichen mit den Additiven 2 und 3 gering, weshalb der Al2O3-Gehalt trotz des höheren Gehalts an Schichtsilikaten geringer ist als bei diesen beiden. Fe2O3 stammt in erster Linie aus den Eisenverbindungen Hämatit, Magnetit und Goethit; darüber hinaus vor allem bei Additiv 4 aus dem Chlorit und den Kettensilikaten. Calcium ist in den Carbonaten, den Anorthit-haltigen Feldspäten wie Plagioklas oder Labradorit und den Kettensilikaten enthalten. Magnesium ist hauptsächlich im Chlorit, Augit und Amphibol zu finden.

Bei den KGV wird die unterschiedliche Art des „Herstellungsprozesses“ der Additive deutlich. Die Additive 2 bis 4 sind Filterstäube, die in den Entstaubungsanlagen der Steinbrüche anfallen. Dadurch weisen sie eine quasi identische und eher breite KGV auf (siehe »2). Additiv 1 ist ein Brechsand, der eine deutlich gröbere und engere KGV aufweist.

Wie die in »Tabelle 1 dargestellten Untersuchungsergebnisse zeigen, schwankt der Schichtsilikatgehalt der Tone zwischen 42 und 65 %. In allen Tonen kann Glimmer bzw. dessen Verwitterungsprodukt Illit in verschiedenen Mengen nachgewiesen werden, wobei es sich beim Glimmer nicht um ein Tonmineral handelt und dieser im Gegensatz zum Illit somit nicht zur Plastizität des Tons beiträgt. Als weitere Tonminerale treten Illit-Smektit-Wechsellagerungen, Smektit, Kaolinit und Chlorit auf. Besonders der Ton VMZ, aber auch die beiden Dachziegeltone weisen hohe Gehalte an Kaolinit auf. Unter den Gerüstsilikaten ist wie üblich Quarz die bestimmende Komponente. Daneben sind noch diverse Feldspäte vorhanden. Carbonate lassen sich lediglich bei den Hintermauerziegeltonen nachweisen, wobei Ton HLZ 2 einen etwas höheren Carbonatgehalt aufweist, der sich aus 73 % Calcit und 27 % Dolomit zusammensetzt. Der Ton HLZ 1 weist fast gleiche Anteile aus Calcit und Dolomit auf. Bis auf den Ton VMZ enthalten alle Tone eine gewisse Menge eisenhaltiger Minerale (Goethit, Hämatit). Der Ton VMZ hingegen ist eisenfrei und enthält als einziger eine kleine Menge an Anatas (TiO2).

Die Ergebnisse der chemischen Analyse entsprechen der Mineralogie der Tone (siehe »Tabelle 2). Die Gehalte an Al2O3 korrelieren mit den im Ton enthaltenen Mengen an Schichtsilikaten und Feldspäten, da nur diese Al2O3 enthalten. Dementsprechend weist Ton PK den höchsten Al2O3-Gehalt auf. Obwohl die Tone VMZ, DZ 1, DZ 2 und HLZ 1 ähnliche Gehalte an Schichtsilikaten und Feldspäten aufweisen, unterscheiden sie sich im Al2O3-Gehalt recht stark. Dies wird durch den unterschiedlichen Gehalt an Kaolinit verursacht, der ein besonders Al2O3-reiches Tonmineral darstellt. Der SiO2-Gehalt im Ton wird neben der Menge an Schichtsilikaten und Feldspäten hauptsächlich durch den Quarzgehalt bestimmt. Dementsprechend besteht hier eine Korrelation. Der Hauptanteil des Fe2O3 findet sich in den eisenhaltigen Mineralen Hämatit und Goethit wieder. Daneben sind Eisenatome im Gitter diverser Schichtsilikate eingebaut. Ton VMZ enthält nur eine geringe Menge Fe2O3, da es sich bei dem Ton offensichtlich um einen Kaolin handelt. Große Mengen an CaO und MgO finden sich nur in den Hintermauerziegeltonen und werden durch die darin enthaltenen Calcium- und Magnesiumcarbonate verursacht. Der Ursprung des K2O liegt vor allem bei den Glimmern und dem Orthoklas. Na2O ist nur in sehr geringen Mengen enthalten und stammt hauptsächlich aus den Feldspäten und in geringem Maße aus den Schichtsilikaten.

Die KGV der Tone ist in Abb. 3 dargestellt. Die Kurven zeigen einen für Tone typischen Verlauf, d.h. eine besonders breit ausgeprägte Verteilung ohne deutliche Peaks. In »Tabelle 3 sind der mittlere Korndurchmesser D50 und die Tonmineralfraktion der jeweiligen Tone aufgeführt. Mittlerer Korndurchmesser bedeutet, dass 50 % der Partikel kleiner sind als dieser Wert. Als Tonmineralfraktion wird der Kornbereich < 2 µm bezeichnet. Dieser Bereich ist beim Ton VMZ am größten, da er große Mengen an Illit und Kaolinit enthält. Daher weist dieser Ton auch den geringsten D50 auf. Die Dachziegeltone haben ähnliche mineralogische Zusammensetzungen, jedoch besitzt der Ton DZ 1 einen geringeren D50. Dies lässt darauf schließen, dass die Gerüstsilikate hier in feinerer Form vorliegen als beim Ton DZ 2. Bei den Hochlochziegeltonen ist eine Interpretation schwierig, da sie im Gegensatz zu den anderen Tonen beträchtliche Mengen an Carbonaten aufweisen, die auch in der Tonmineralfraktion angereichert sein können. Anders sieht es beim Ton PK aus. Obwohl dieser den höchsten Anteil an Schichtsilikaten besitzt, weist er den geringsten Anteil an Tonmineralen auf. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass es sich bei den dioktaedrischen Glimmern tatsächlich um Glimmer (und nicht um Illite) handelt, die im Gegensatz zu den Illiten nicht zu den Tonmineralen zählen. Außerdem handelt es sich bei diesem Ton um einen Schieferton, der einen Teil seiner Plastizität durch Verfestigung eingebüßt hat.

3. Modifizierung der Ziegelmassen

Die Additive sollten mit den Tonen so kombiniert werden, dass Rohlinge mit hoher Packungsdichte und entsprechend geringem Wassergehalt extrudiert werden, die aber nach dem Brand die gleiche Festigkeit wie die ursprünglichen Ziegelmassen aufweisen. Das heißt einerseits soll der Anteil der Additive möglichst hoch sein, um die Packungsdichte zu erhöhen, andererseits reduziert sich dadurch der Tongehalt und somit möglicherweise die Sinteraktivität, die von der mineralogischen Zusammensetzung des Additivs und der Brenntemperatur der Ziegel abhängt. Als Kompromiss wurde daher der Gehalt der Additive auf 30 Ma-% begrenzt.

Zur Erhöhung der Packungsdichte wurden verschiedene Mischungen aus Tonen und Additiven hergestellt, deren Optimierung auf der Dinger-Funk Gleichung basiert:

P(D) repräsentiert den Anteil der Partikel, die kleiner als der Durchmesser D sind. Dmin und Dmax stehen für den minimalen bzw. maximalen Partikeldurchmesser. n ist ein Fitparameter, der die Steigung der Kurve beeinflusst. Dinger und Funk konnten nachweisen, dass sich nur mit n ≤ 0,37 eine maximale Packungsdichte erreichen lässt (Funk und Dinger 1994). In diesem Forschungsvorhaben wurde für die Optimierung der Packungsdichte mit einem Fitparameter n = 0,2 gerechnet, da mit diesem Wert die besten Ergebnisse im AiF-Projekt 17570 N erzielt wurden. Dmin und Dmax wurden anhand der KGV der Rohstoffe festgelegt, die mittels Lasergranulometrie für den Bereich < 125 µm und Nasssiebanalyse für den Bereich > 125 µm bestimmt wurde. Dmin wurde so festgelegt, dass der Schnittpunkt der berechneten Dinger-Funk-Kurve mit der y-Achse im Bereich der Additive und des Tons lag. Als maximale Korngröße wurde der Korndurchmesser desjenigen Grobkorns verwendet, das in der Mischung noch in größeren Mengen vorhanden ist. Abb. 4 beschreibt dieses Vorgehen anhand des Tons HLZ 1. Die gestrichelte Dinger-Funk-Kurve wurde mit einem Dmax von 90 µm berechnet, da oberhalb dieser Korngröße die KGV des Tons deutlich abflacht. Anders ausgedrückt sind nur weniger als 8 Ma-% gröber als 90 µm, verteilen sich aber auf ein Korngrößenspektrum von 90 bis 2000 µm und haben somit kaum Einfluss auf die Packungsdichte. Daher macht eine Berechnung mit Werten > 90 µm wenig Sinn. Die Abbildung demonstriert auch das grundsätzliche Problem bei der Optimierung der Packungsdichte eines Tons, denn es wird deutlich, dass der dargestellte Ton bereits sehr gut mit der Dinger-Funk-Kurve übereinstimmt und somit kaum Verbesserungspotential vorhanden ist. Darüber hinaus entspricht die KGV des Additivs 4 ziemlich genau der des Tons, weshalb die KGV des Tons mit diesem Additiv kaum verändert werden kann. Wie bereits erwähnt wurde mit dem Additiv 1 deswegen auch ein Brechsand mit deutlich gröberer KGV ausgewählt. Die Verwendung dieses Brechsands führt dazu, dass die Dinger-Funk-Kurve sich nach rechts verschiebt, da Dmax auf 500 µm ansteigt. Mit den gröberen Körnern kann die Packungsdichte nun gegenüber dem reinen Ton angehoben werden, da eine große Kugel immer einen kleineren Raum einnimmt als mehrere kleine Kugeln mit gleichem Gesamtvolumen.

Auf die drei anderen Additive sollte allerdings nicht verzichtet werden. Daher wurde die KGV verschiedener Mischungen aus dem Filterstaub und dem Brechsand berechnet (siehe »5). Je höher der Anteil des Additivs 1 wird, desto besser stimmt die KGV mit der Dinger-Funk-Kurve überein. Allerdings handelt es sich bei diesem Additiv um einen im Vergleich zu den anderen Additiven groben Brechsand mit hohem Quarzgehalt, d.h. die Sinteraktivität ist wahrscheinlich schwächer ausgeprägt. Es wurde sich daher für eine Zugabemenge der mineralischen Additive von insgesamt 30 Ma-% bestehend aus 20 Ma-% Brechsand (Additiv 1) und je 10 Ma-% Filterstaub (Additiv 2 bis 4) entschieden.

In »Tabelle 4 sind die daraus entstandenen Ziegelmassen mit den in diesem Vorhaben verwendeten Abkürzungen aufgeführt. Bei der Masse PK wurde die Zusammensetzung variiert und je 30 Ma-% des Additivs 1 bzw. 4 zum Ton gegeben.So sollten die unterschiedlichen Auswirkungen des feinen Filterstaubs und des groben Brechsands auf die Packungsdichte und die physikalischen Eigenschaften in stärkerer Ausprägung untersucht werden.

Für jede Mischung wurde die KGV basierend auf den einzelnen Rohstoffen berechnet und diese anschließend in Kornfraktionen aufgeteilt, die als Eingangsparameter für ein Programm zur Berechnung der Packungsdichte dienten. »6 enthält die Kornfraktionen der Grundmasse PK und der modifizierten Ziegelmassen als Balkendiagramm. Deutlich sichtbar ist, dass durch den Brechsand (PK 1) die Grobfraktion stark angereichert wurde, wohingegen der Filterstaub den Anteil der Grobfraktion sogar verringert und stattdessen den Anteil der mittleren Kornfraktionen erhöht (PK 4). In »Tabelle 4 sind die berechneten Packungsdichten der Ziegelmassen aufgeführt. Erwartungsgemäß erzielen schon die reinen Tone bzw. Ziegelmassen aufgrund ihrer breiten KGV recht hohe Packungsdichten. Durch die mineralischen Additive wird die Packungsdichte aber dennoch um 2 bis 3 % erhöht. Eine Ausnahme bildet hier wieder die Masse PK. Durch die 30%ige Zugabe des Brechsands wird die Packungsdichte um 3,5 % erhöht, wohingegen die Zugabe von 30 % Filterstaub zu keiner Veränderung der Packungsdichte führt. Dies verdeutlicht noch einmal, dass eine Erhöhung der Packungsdichte nur möglich ist, wenn sich der D50 von Ton und Additiv deutlich unterscheiden.

4.  Charakterisierung der feuchten Ziegelmassen

Die Massen wurden alle mit einem Pfefferkorn-Stauchwert von 25 extrudiert bis auf die Masse HLZ 1 12, die unbeabsichtigt auf einen Wert von 24 eingestellt wurde. Wie »Tabelle 5 zu entnehmen ist, ist die Pressfeuchte der modifizierten Ziegelmassen (bis auf die Masse HLZ 1 12) geringer als die der Grundmasse. Wahrscheinlich wird dies durch die höhere Packungsdichte verursacht. Es ist aber auch allgemein bekannt, dass durch Zugabe von Magerungsmitteln der Wasserbedarf für die Extrusion sinkt. Dies beruht auf der Eigenschaft der Tonminerale durch ihre große spezifische Oberfläche und ihre hohe Flächenladung große Mengen an Wasser adhäsiv binden zu können. Eine Verringerung des Tonmineralgehalts bewirkt dementsprechend eine niedrigere Pressfeuchte.

Die modifizierten Massen weisen tendenziell einen höheren Presskopfdruck auf als die Grundmassen, was wahrscheinlich auf die geringere Feuchte oder den groben Brechsand zurückzuführen ist. Möglicherweise wird dadurch die Gleitfähigkeit der Tonmineralpartikel behindert. Eine Ausnahme bildet die Masse DZ 2. Hier ist der Presskopfdruck gegenüber der Grundmasse reduziert trotz etwas niedrigeren Wassergehalts. Die Zugfestigkeit der pressfeuchten Ziegelmassen mit Additiven ist tendenziell höher als die der Grundmasse und korreliert recht gut mit dem Presskopfdruck. Dieses Ergebnis passt zu der Annahme, dass sich die Gleitfähigkeit der Tonmineralpartikel durch Zugabe der Additive vermindert, da das Versagen unter Zug letztendlich auf dem plastischen Fließen der Masse beruht, d.h. in diesem Fall kommt es nicht zum Sprödbruch, wie bei getrockneten oder gebrannten Probekörpern, sondern die Masse fängt bei Überschreitung der Fließgrenze an, sich plastisch zu verformen und schließlich zu reißen.

In »Tabelle 6 sind die für den Wassertransport während der Trocknung entscheidenden Parameter Feuchteleitfähigkeit und Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl aufgeführt. Das Porengefüge wird durch den mittleren Porendurchmesser charakterisiert. Die Feuchteleitfähigkeit wird durch die Additive tendenziell erhöht, allerdings wurde manchmal sogar eine geringere Feuchteleitfähigkeit als die der Grundmasse gemessen, was möglicherweise an der Streuung des Messverfahrens liegt. Feuchteleitfähigkeit und Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl korrelieren nicht mit dem mittleren Porendurchmesser oder der berechneten Packungsdichte, weshalb davon auszugehen ist, dass letztere nur von untergeordneter Bedeutung für die Trocknungsgeschwindigkeit sind. Allerdings fällt auf, dass Feuchteleitfähigkeit und Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl positiv miteinander korrelieren, d.h. Grundmassen mit einer hohen Feuchteleitfähigkeit weisen einen höheren Wasserdampfdiffusionswiderstand auf. Dies ist möglicherweise auf die Mineralogie der Tone zurückzuführen, die unterschiedliche Anteile an quellfähigen und nicht quellfähigen Tonmineralen besitzen. (Kohno 2020) konnte nachweisen, dass ein negativer linearer Zusammenhang zwischen dem Quelldruck (der Druck der entsteht, wenn Tone Wasser aufnehmen) und der Feuchteleitfähigkeit der Tonminerale besteht, d.h. das quellfähige Tonminerale eine schlechtere Feuchteleitfähigkeit bewirken. Verursacht wird dies durch die Volumenzunahme der Tonminerale bei Wasseraufnahme, die zu einem Verschluss der Porenkanäle führt. Besonders Smektite, die hauptsächlich aus Montmorillonit bestehen, wirken sich hier negativ aus. Zwar weisen bis auf die Masse VMZ alle Tone Smektit oder Illit-Smektit-Wechselagerungen auf (wobei der Anteil des Smektits an den Wechsellagerungen unbekannt ist), aber betrachtet man nur den reinen Smektitgehalt, so haben die Smektit-haltigen Grundmassen HLZ 1 und 2 und DZ 2 niedrigere Feuchteleitfähigkeiten und Wasserdampfdiffusionswiderstandszahlen als die drei anderen Smektit-freien Massen. Obwohl die mineralischen Additive ebenfalls teils beträchtliche Mengen an Smektit enthalten, ist kein systematischer Einfluss auf die Feuchteleitfähigkeit erkennbar.

Aufgrund seiner Quellfähigkeit besitzt Smektit auch eine sehr große spezifische Oberfläche, wodurch er sehr viel Wasserdampf binden kann (siehe »Tabelle 7). Dies ist möglicherweise der Grund für die geringere Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl der Smektit-haltigen Tone. Die große Oberfläche des Smektits in Verbindung mit seiner hohen Affinität für Wassermoleküle sorgt dafür, dass der Ton wie ein Schwamm Wassermoleküle aufsaugt. Ein Konzentrationsgefälle innerhalb des Tons, wie es bei dem Versuch zur Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit erzeugt wird, wird somit schnell ausgeglichen, da die Wassermoleküle schnell von der feuchten Oberfläche zur trockenen Oberfläche transportiert werden. Daher eignet sich die Bestimmung der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl möglicherweise auch zur Charakterisierung der Trocknungsempfindlichkeit von Ziegelmassen. Neben der Mineralogie haben noch weitere Parameter einen Einfluss auf die Trocknungsempfindlichkeit wie z.B. die KGV, die Trockenschwindung oder die Zugfestigkeit des feuchten und trockenen Tons. (Teil 2 dieses Artikels folgt in der ZI 2/2022.)

Literatur
Baker, Megan L.; Baas, Jaco H.; Malarkey, Jonathan; Jacinto, Ricardo Silva; Craig, Melissa J.; Kane, Ian A.; Barker, Simon (2017): The Effect of Clay Type On the Properties of Cohesive Sediment Gravity Flows and Their Deposits. In: Journal of Sedimentary Research 87 (11), S. 1176–1195
Funk, James E.; Dinger, Dennis R. (1994): Predictive Process Control of Crowded Particulate Suspensions. Applied to Ceramic Manufacturing. Boston, MA, s.l.: Springer US.
Kohno, Masanori (2020): Effects of Hydraulic Gradient and Clay Type on Permeability of Clay Mineral Materials. In: Minerals 10 (12), S. 1064. DOI: 10.3390/min10121064.
Telle, Rainer; Salmang, Hermann; Scholze, Horst (Hg.) (2007): Keramik
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