4  Der Ziegel

4.1  Herstellung:

Der Ziegel gehört zu den keramischen Baustoffen. Ziegel sind eigentlich „gebrannte Erden“, dass heißt, sie bestehen aus Ton und Lehm (und Wasser). Oft werden noch Magerungsmittel wie Sand, Quarzmehl, Ziegelmehl, Asche, Sägespäne u.a. dazugefügt. Diese Magerungsmittel sind Stoffe, die nicht schwinden und damit ein zu starkes Schwinden des Ziegels bei seiner Austrocknung und Brennung verhindern. Die Magerungsmittel verringern allerdings auch die Festigkeit und Formbarkeit des Ziegels. Da Ziegel beim Trocknen und Brennen ihr Volumen verändern (sie schwinden), müssen die Maße der Formen entsprechend größer ausgelegt werden. Dadurch wird es natürlich schwerer, ihre Endmaße exakt festzulegen. Je stärker das Schwinden, desto ungenauer sind die endgültigen Maße. Das wird auch in der DIN 105 berücksichtigt, nach der die Maße von Ziegelsteinen größere Toleranzen aufweisen dürfen, als z.B. die Maße für Kalksandsteine (DIN 106). Die Brenntemperatur bestimmt zusammen mit der Stoffzusammensetzung die Eigenschaften der entstehenden Bausstoffe in bezug auf Dichte, Porosität, Festigkeit und Wasseraufnahme. Bei Brenntemperaturen zwischen 900 bis 1100°C entstehen Ziegelwaren, mit höheren Temperaturen lassen sich Klinker herstellen. Die entstandenen Produkte lassen sich dann auch noch glasieren. Das hat noch eine zusätzlich abdichtende Wirkung und findet bei Dachziegeln oft Verwendung. Ziegelsteine gibt es in den unterschiedlichsten Größen. Bild 12 gibt eine Vorstellung davon.

4.2 Eigenschaften:

Der Mauerziegel wird wegen seiner guten bauphysikalischen Eigenschaften sehr häufig beim Einfamilienhausbau verwendet (Siehe Bild 13). Sie müssen aber im allgemeinen die Gestalt eines von Rechtecken begrenzten Körpers haben und sind damit nicht so leicht formbar wie z.B. Porenbeton, bei dem man auch Rundungen ausschneiden kann. Bild 11 zeigt typische Variationsmöglichkeiten bei Ziegelformen. Das muss aber nicht unbedingt ein Nachteil sein, es kommt immer auf den jeweiligen Verwendungszweck an. Die typische Festigkeitsklasse bei Ziegeln ist Klasse 12. Das heißt, sie haben in diesem Fall eine Druckfestigkeit von mindestens 12 N/mm² und liegen damit etwas über der Festigkeit von Ytongsteinen. Im Vergleich zum Porenbeton und anderen üblichen Baustoffen haben sie bei gleicher Druckfestigkeit auch eine bessere Wärmedämmung. Das ist bedeutend, weil eine höhere Druckfestigkeit gleichzeitig auch eine höhere Rohdichte bedeutet und eine höhere Rohdichte heißt höherer Schallschutz. Und trotzdem ist der Porenbeton -gewichtsmäßig verglichen hier besser, Ziegel haben sogar verhältnismäßig (gemessen an ihren positiven Eigenschaften) schlechtere Schallschutzeigenschaften. Dafür hat der Ziegel dadurch, dass er „schwerer“ ist bessere klimaregulierende Eigenschaften, denn er kann im Winter Wärme speichern und im Sommer „Kühle“, wodurch eine angenehme Raumatmosphäre entsteht.

Es gibt noch einen Vorteil beim Mauerziegel. Aus Tabellen kann man sehen, welche Eigenschaften ein bestimmter Baustoff hat. Wichtig ist aber,  dass diese Eigenschaften auch praktisch vorhanden sind, dass heißt von Anfang an. Wenn der Stoff beispielsweise theoretisch eine bestimmte Wärmleitung hat, bringt das nichts wenn diese Wärmeleitung wegen einem hohen Feuchtegehalt verbessert, das heißt die Wärmedämmung verschlechtert wird. Als Faustformel gilt: Jedes Prozent mehr Feuchtigkeit verringert die Wärmedämmung um ungefähr 10 %. Ziegel werden getrocknet und danach im Feuer gebrannt. Sie haben eine schnellere Austrocknungszeit und eine geringere Restfeuchte als vergleichbare Baustoffe. Bei grauen oder weißen Mauersteinen kann die endgültige Austrocknung sogar bis zu drei Jahre dauern.

Das Diagramm zeigt die negativen Folgen die Baufeuchte anrichten kann, hier am Beispiel von Kalksandsteinen. Es ist zu sehen, dass der Heizbedarf in „feuchten“ Häusern deutlich höher liegt, als in schon ausgetrockneten. Das erhöht die Heizkosten. Ziegelsteine sind zwar teurer als Kalksandsteine. Bei ihnen treten solche Probleme aber dafür nicht auf. Die Baufeuchte hat auch negative Auswirkungen auf den Schallschutz.

Ein wichtiges Merkmal von Ziegel ist ihre Porosität, die die Wärmeisolierung verbessert und einen Luftaustausch ermöglicht – Ziegel „atmen“, wodurch sich die Raumatmosphäre verbessert, weil  „mufflige“ Luft von innen nach außen entweichen kann, und ein Austausch mit der frischen Luft von draußen stattfindet. Auch Feuchte kann durch das einzigartige Kapillarsystem des Ziegels gut diffundieren (Man muss also nicht ständig das Zimmer lüften um Feuchte raus und frische Luft reinzulassen). Diese Eigenschaft des Ziegels verhindert außerdem Schimmelbildung, dessen Sporen sich nur bei genügend Feuchtigkeit im Haus entwickeln können. Hat man natürlich die falsche Tapete, kann auch der beste Ziegel nicht mehr „ atmen“. Die Gesamtporosität von Ziegeln beträgt 10–40%, wobei 60–90% der Poren durchströmbar sind. Das erklärt auch ihren handelsüblichen Namen: Poroton.

Das Kapillarsystem des Ziegels hat auch noch einen anderen Vorteil. Bei Vormauerziegeln, die der Witterung ausgesetzt sind (z.B. Regen), nehmen die Steine die Feuchtigkeit sehr schnell auf, können sie aber auch sehr schnell wieder abgeben. Dadurch trocknen Vormauerziegel äußerst schnell und zwar so schnell, dass sie fast gleichmäßig auf die „praktische  Gleichgewichtsfeuchte“ zurücktrocknen; das ist die Feuchte auf die sich ein Baustoff unter dem ihn umgebenden Klima einstellt. Es kommt hier nicht zur sogenannten Kernfeuchte im Wandquerschnitt, wie das bei anderen Baustoffen bekannt ist. Ziegel haben eine geringe Neigung zu Ausblühungen.

Wie schon erwähnt, hängen die Eigenschaften von Ziegeln von ihrem Brenngrad bei der Herstellung ab. Klinker werden bei besonders hohen Temperaturen gebrannt. Dadurch erhalten sie eine besonders hohe Festigkeit und nehmen außerdem sehr wenig Wasser auf (siehe Tabelle 1). Das macht sie besonders geeignet für  Verblendschalen von Außenwänden, bei denen man möglichst eine vollständige Abweisung von Regenwasser bereits auf der äußeren Wandoberfläche beabsichtigt.