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Mauersteine
[* 2]
(Backsteine, Barnsteine,
Mauerziegel,
Ziegel, hierzu Tafel »
Mauersteine«),
künstliche Steine aus gebranntem Thon, seltener aus anderm Material.
Man benutzt zu
Mauersteinen eisen- und kalkhaltige, magere (sandhaltige)
Thone,
welche beim
Trocknen und
Brennen weniger schwinden und reißen als fette.
Kalkgehalt befördert die ¶
[* 2] Fig. 1. Ziegelpreßmaschine von Sachsenberg.
[* 2] Fig. 2. Kasseler Flamm-Ziegelofen.
[* 2] Fig. 3. Grundriß, [* 2] Fig. 4. Durchschnitt von Hoffmanns Ringofen.
[* 2] Fig. 5. Walzenpreßmaschine von Jordan.
[* 2] Fig. 6. Röhrenpresse von Jordan.
[* 2] Fig. 7. Runder gewölbter Ofen von Parkes, Durchschitt.
[* 2] Fig. 8. Claytons Ofen für Steinkohlenfeuerung, Grundriß.
[* 2] Fig. 9. Claytons Ofen für Steinkohlenfeuerung, Durchschnitt.
Zum Artikel »Mauersteine«. ¶
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Schmelzbarkeit des Thons und gestattet daher die Anwendung niederer Temperaturen beim Brennen. Kalkknollen verursachen, weil sie sich nach dem Brennen löschen, stets das Zerfallen der Steine. Eisenoxyd wirkt ebenfalls als Flußmittel, Sand aber macht den Thon schwerer schmelzbar. Kieselknollen zersprengen den Stein beim Brennen oder machen ihn doch beulig und rissig. Schwefelkies wird beim Brennen zersetzt, und die sich bildende Schwefelsäure [* 5] kann Salze erzeugen, die später auswittern.
Der Rückstand von der Zersetzung des Schwefelkieses verwittert später an der Luft und zerstört den Stein. Enthält der Thon
neben Gips
[* 6] auch Magnesia, so kann schwefelsaure Magnesia auswittern. Die Farbe der
Mauersteine hängt wesentlich von
den Beimengungen des Thons ab. Reiner Thon gibt weiße Steine, Eisenoxydgehalt färbt sie gelb, rötlich, rot bis schwarzbraun,
je nach seiner Menge und der Temperatur beim Brennen; brennt man aber bei niedriger Temperatur und in reduzierenden Ofengasen,
so wird das Eisenoxyd in Oxydul verwandelt, und man kann auch bei Eisengehalt gelbe, selbst weiße
Mauersteine erzielen.
Auch Kalkgehalt gibt bei Gegenwart von Eisen
[* 7] helle Steine. Gute
Mauersteine müssen mäßig klingend, ziemlich porös sein und sollen
nur etwa 7 Proz. Wasser aufsaugen. Zu stark gebrannte
Mauersteine lassen sich nicht verhauen und nehmen den Mörtel nicht gut an, zu
schwach gebrannte werden durch Feuchtigkeit und Frost leicht zerstört, auch zu magerer Thon gibt wenig
haltbare Steine.
Den in den Ziegeleien (Ziegelscheuern, Ziegelhütten) zu verarbeitenden Thon läßt man über Winter locker aufgeschichtet liegen, um ihn durch Frost aufzuschließen, sumpft ihn dann mit Wasser ein und macht ihn homogen durch Treten, durch Bearbeiten mit breiten Rädern oder mit Thonschneidemaschinen. Eine solche ist die holländische Kleimühle, ein nach oben sich erweiterndes Faß a [* 8] (s. Figur), in welchem an einer vertikalen, drehbaren Achse b sechs Arme c aus flachem, zugeschärftem Eisen sitzen, die bei Drehung der Achse den Effekt einer Schraube machen und den gekneteten Thon durch die Öffnung d hindurchpressen.
Für feinere
Mauersteine wird der Thon geschlämmt, um alle Beimischungen zu entfernen und ihn völlig homogen zu machen. In größern
Ziegeleien wird der geförderte Thon sofort auf einem Brechwerk zerkleinert und passiert dann Walzwerke, auf denen er zerquetscht,
zerrissen und in ein dünnes Band
[* 9] verwandelt wird. Man befeuchtet ihn dann mit Wasser, setzt Sand etc. zu
und mischt im Thonschneider. Sollen die aus Thonpulver hergestellt werden, so trocknet man den Thon und pulverisiert ihn auf
der Kugelmühle oder dem Desintegrator.
[* 10]
Zum Formen (Streichen) der
Mauersteine dient eine Form
aus Holz
[* 11] oder Gußeisen mit oder ohne Boden, die, um das Anhaften
der feuchten Thonmasse zu verhindern, in Wasser getaucht oder mit Sand bestreut wird. Man drückt den Thon hinein, entfernt
den Überschuß mit einem Streichbrett und hebt die Form ab. Um saubere Ware zu erhalten, werden die lederharten Steine mit
einem Messer
[* 12] beputzt, mit einem Brett geklopft, auch wohl nach hinreichendem Trocknen in Formen gepreßt.
Die Handformerei ist aber vielfach durch Maschinen verdrängt, bei denen eine dem Thonschneider ähnliche Vorrichtung (an
einer Walze befestigte, schraubenartig wirkende Messer: Schlickeisen, Hertel) oder ein Paar Walzen (Sachsenberg, s. Tafel,
[* 4]
Fig.
1) oder der in einem Cylinder hin- und hergehende Kolben (Clayton) den Thon durch ein Mundstück in Form
eines parallelepipedischen Thonstranges, dessen Querschnitt mit der Grundfläche der Ziegel übereinstimmt, herausgepreßt wird.
Der Thonstrang tritt auf eine durch kleine Walzen gebildete Bahn und wird durch Stahldrähte zerschnitten. Hertels Maschine [* 13] liefert bei einem Kraftbedarf von 4 Pferden in zehn Stunden 6-8000 Steine von solcher Trockenheit, daß sofort 4-6 übereinander gestellt werden können. Maschinen, auf welchen jeder Stein einzeln in einer Form gepreßt wird, haben weniger Verbreitung gefunden; Maschinen, die getrockneten, gepulverten und gesiebten Thon verarbeiten und dadurch unabhängig von Witterung und Jahreszeit sind, werden in größerer Ausdehnung [* 14] nur in England und Nordamerika [* 15] benutzt, sie liefern bei einem Kraftaufwand von 15-16 Pferdekräften 40,000 Steine in zehn Arbeitsstunden.
Die geformten Steine werden an freier Luft oder in Trockenschuppen getrocknet; größere Ziegeleien, die sich von der Witterung unabhängig zu machen streben, benutzen heiz- und ventilierbare Räume und verwerten soviel wie möglich überschüssige Wärme [* 16] der Ziegelöfen. Auch hat man Kanalöfen konstruiert, bei welchen die nassen Ziegel auf Wagen, die sich auf Schienen bewegen, durch einen geheizten und ventilierten Kanal [* 17] befördert werden. Für jeden eintretenden Wagen mit nassen Ziegeln verläßt den Kanal ein Wagen mit trocknen Ziegeln.
Lufttrockne
Mauersteine (Lehm-, Luftsteine, Luftziegel) eignen sich für manche Zwecke, dürfen aber größerm Druck
und der Feuchtigkeit nicht ausgesetzt werden; erst durch das Brennen erlangen die
Mauersteine Festigkeit,
[* 18] indem ihre Teilchen in der
Hitze zusammensintern, was durch die Flußmittel (Eisenoxyd, Kalk) begünstigt wird. Man brennt die
Mauersteine, indem man sie passend
aufstellt, den Haufen mit einem Lehmbewurf bedeckt und das Feuer in den beim Aufstellen offen gelassenen
Räumen entzündet (Feldziegeleien). Bessere Ware,
[* 4] ^[Abb.: Durchschnitt der holländischen Kleimühle (Knetmaschine).] ¶
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gleichmäßigen Brand, liefern die Öfen,
[* 20] von denen die offenen auf den an einigen Stellen erhöhten Umfassungsmauern ein leichtes
Dach
[* 21] tragen. Die gewöhnlichen überwölbten Öfen, denen die erstern in der Konstruktion ähnlich sind, haben am Boden mehrere
Schürgassen von Mauer zu Mauer und Zuglöcher im Mauerwerk zur Regulierung des Feuers. In den ersten 4 Tagen
heizt man gelind und gibt dann erst starkes Feuer, so daß die
Mauersteine in 7-8 Tagen gar sind. Nun werden alle Öffnungen verschlossen
und der Ofen 5-6 Tage sich selbst überlassen, worauf er entleert werden kann.
Als wichtigster Repräsentant der liegenden Öfen gilt der Kasseler Ofen [* 19] (Fig. 2). Sein Brennraum ist mit flachem Gewölbe [* 22] überspannt und gegen den Feuerraum durch eine durchbrochene Mauer abgegrenzt, welche die Feuergase gleichmäßig verteilt, Flugasche zurückhält und, wenn glühend, zur Rauchverbrennung [* 23] beiträgt. Der Feuerung gegenüber befindet sich der Schornstein und in der Längswand die zu vermauernde Eintragsthür. Ein Kanal dient zur Ableitung der Feuchtigkeit, wenn der Ofen tiefer liegt.
Man hat auch kontinuierliche Öfen nach demselben Prinzip wie die oben erwähnten kontinuierlichen Trockenapparate (Pariser Öfen) konstruiert; weitaus die größte Wichtigkeit besitzt aber der Ringofen von Hoffmann u. Licht, [* 24] welcher eine völlige Neugestaltung des Ziegeleigewerbes herbeigeführt hat. Ein oblonger, ringförmiger überwölbter Ofenkanal [* 19] (Fig. 3 und 4) besitzt 12-24 Einsatzöffnungen in der äußern und ebenso viele Rauchabzugsöffnungen in der innern Wand; letztere stehen durch Kanäle mit dem in der Mitte befindlichen Schornstein in Verbindung.
Ein durch einen Schlitz im Gewölbe herabgelassener Schieber unterbricht den Kanal an einer beliebigen Stelle, dabei werden dann aber alle Einsatzöffnungen bis auf die unmittelbar hinter dem Schieber befindliche vermauert und alle Rauchabzüge mit Ausnahme desjenigen unmittelbar vor dem Schieber, welcher mit dem Schornstein in Verbindung steht, ebenfalls geschlossen. Das Feuer befindet sich dem Schieber diametral gegenüber und wird durch Öffnungen im Gewölbe gespeist.
Die Feuerungsgase ziehen nach der Abzugsöffnung und erhitzen die noch nicht gebrannten
Mauersteine, während
die Luft durch die offene Einkarrthür streicht, die schon gebrannten Steine abkühlt und deren Wärme für das Feuer nutzbar
macht, so daß eine bedeutende Ersparnis (60-70 Proz.) an Brennmaterial entsteht. Nach 12-24 Stunden wird der Schieber durch
den folgenden Schlitz herabgelassen, die folgenden Einsatz- und Rauchöffnungen werden geöffnet, und
das Feuer wandert nach der nächsten Abteilung.
Auskarren der gebrannten und abgekühlten und Einkarren der frischen Ziegel geschieht ununterbrochen durch die jeweilig offene
Einkarrthür. Der Ringofen verbraucht pro Tausend hart gebrannter
Mauersteine kaum 3 Ztr. Steinkohle, und man kann auch geringwertiges
Brennmaterial benutzen; er liefert je nach seiner Größe 2-20,000
Mauersteine pro Tag. Auch baut man etwas modifizierte
Ringöfen für noch kleinern Betrieb und partielle Ringöfen, die leicht in vollständige umgebaut werden können. Um beim
Brennen von Verblendsteinen die Ware mit dem Brennstoff, mit Asche und Schlacken nicht in Berührung zu bringen,
hat man den Ringofen mit permanenten Heizschächten versehen, welche vom Gewölbe aus mit Brennmaterial versorgt werden.
Escherich hat den Ringofen mit Gasfeuerung [* 25] versehen. Das Gas tritt aus den Generatoren in den Gaskanal, der im Gewölbe des Ofens dem Brennkanal folgt. In der Entfernung der Heizlochreihen im Gewölbe des Brennkanals befinden sich im Gaskanal Öffnungen, die für gewöhnlich durch eine Glocke verschlossen sind. Durch Blechröhren wird das Gas in die reihenweise angeordneten Heizlöcher und durch diese in vertikale Röhren [* 26] aus feuerfestem Thon geleitet. Letztere reichen bis zur Sohle des Brennkanals und sind mit Ausströmungsöffnungen für das Gas versehen. Im übrigen ist der Betrieb der Gasöfen derselbe wie der der gewöhnlichen Öfen.
Die Ziegeleien liefern sehr verschiedenartige Ware. Die gewöhnlichen Feldbacksteine, Russensteine, Hintermauerungssteine, aus gewöhnlichem Material ohne besondere Sorgfalt hergestellt, besitzen verschiedene Formate, die zuweilen durch gesetzliche Vorschriften festgestellt sind. Das deutsche Normalformat hat 0,25 m Länge, 0,12 m Breite [* 27] und 0,065 m Dicke. Klinker sind stark gebrannte gewöhnliche oder solche aus besonderm Thon mit Zusatz schwer schmelzbarer Substanzen (Ziegelmehl).
Sie dienen vielfach zum Straßenpflaster (Holland). Für Rohbau benutzt man Blend- oder Verblendsteine (Klopfsteine, Preßsteine). Diese werden aus sorgfältig zubereitetem Thon, oft zur Erzielung bestimmter Farbentöne aus Mischungen verschiedener Thone hergestellt und zwar, wie bisweilen auch gewöhnliche als Lochsteine, die sich leichter durchbrennen, weniger Frachtkosten verursachen und die Wände trocken und warm erhalten. Die Verblendsteine erfordern sehr exakt arbeitende Abschneideapparate, werden auch bisweilen auf Nachschneideapparaten und nach dem Trocknen nachgeputzt.
Man taucht sie auch mit der Verblendfläche in dünnen Schlamm aus gleichem oder anderm Thon und erzielt, da sich der Überzug mit der Grundmasse völlig vereinigt, gute und jede beliebige Färbung (Engobieren). Oft werden Verblendsteine auch farbig glasiert. Ölsteine, Schneidsteine werden aus feinem Material und in mit Öl bestrichenen Formen hergestellt und im lederharten Zustand nach Schablonen geschnitten, häufiger werden Façonsteine in Formen gepreßt.
Poröse Mauersteine, Kohlenziegel, Loh-, Schwammsteine, schwimmende aus Infusorienerde oder aus Thon mit Kohlenpulver, Lohe, Sägespänen dienen zur Herstellung leichter Gewölbe, Sprengwände etc. aus Kieselgur wiegen nur 0,45 kg (gegen 2,7 kg eines gewöhnlichen Mauersteins). Der Form nach unterscheidet man Kesselsteine, Brunnenziegel, zur Mauerung der Brunnenschächte, Gewölbsteine von Keilform, halbcylindrische Rinnsteine etc., auch Fliesen- oder Flurziegel in verschiedenen Formen, Größen und Farben sowie mancherlei Arten von Dachsteinen (Dachpfannen).
Letztere formt man wie gewöhnliche und setzt ihnen die Nase [* 28] mit der Hand [* 29] an. Feuerfeste [* 30] Mauersteine, Schamotte-, Porzellansteine werden aus sehr sorgfältig vorbereitetem feuerfesten Thon, oft unter Zusatz von Quarz, Schamotte, Steinzeugscherben, Serpentin, Kalk, Graphit, Holzkohle, Koks, hergestellt. Die Menge dieser Zusätze richtet sich nach der Fettigkeit des Thons, die Korngröße nach der Größe des herzustellenden Gegenstandes. Der als Schamotte zu verwendende Thon wird in Stücken in Ziegelöfen oder als Pulver in Muffelöfen gebrannt, die Materialien werden trocken gemischt und mit Wasser angemacht, die geformten Steine oft durch Nachpressen verdichtet. Die englischen Dinassteine (Flintshiresteine, Quarzziegel) werden aus grob gepulvertem Dinassandstein (Glamorganshire) mit Zusatz von 1,5-2 Proz. Kalk hergestellt. Sie ertragen die größte Hitze, leiten ¶
Im Meyers Konversations-Lexikon, 1888
Titel
Mauersteine.
[* 2]
1) Die Mauer- oder nicht feuerfesten Steine. Die oder Ziegel werden in größeren Betrieben jetzt durchweg mittels Dampf- und Maschinenkraft hergestellt. Der durch ein einfaches oder doppeltes Walzwerk [* 32] getriebene (zu bessern Steinen vorher geschlämmte) Thon wird aus einem liegenden Cylinder in Strangform gepreßt und durch einen geeigneten Abschneideapparat in Stücke von der Stärke [* 33] eines Mauerziegels zerschnitten. Sehr leistungsfähige Pressen liefert Schmelzer in Magdeburg. [* 34]
Für die Bearbeitung des Rohmaterials sind also im allgemeinen keine besondern Eigentümlichkeiten zu bemerken, wohl aber ergeben sich diese im weitern Verlauf der Fabrikation vornehmlich aus der jeweiligen chemischen Zusammensetzung der in der Ziegelfabrikation zur Verarbeitung gelangenden Thone. Diese ist eine sehr schwankende; man verwendet einerseits Alluvialthone, die bis 25 Proz. kohlensauren Kalk enthalten, und anderseits Braunkohlenthone, welche meistens nur 2-3 Proz. Kalk und Magnesia (an Kieselsäure gebunden) enthalten, zu Steinen, die nach der Fertigstellung im Aussehen für den Laien keine Unterscheidungsmerkmale bieten.
Ein wetterfester Ziegel soll nicht über 28 Proz. Kalk (als kohlensaurer Kalk berechnet) enthalten. Je kalkarmer und thonerdereicher ein Thon ist, desto höheres Feuer verlangt er, bis der Ziegel klingend wird. Da bei kalkreichem Thon der Sinterungspunkt und Schmelzpunkt so nahe zusammenliegen, daß bei beginnender Sinterung fast gleichzeitig Schmelzungserscheinungen auftreten, so sind zum Brennen derselben Ofensysteme, welche kurze Stichflammen geben, zu verwerfen.
Während man für Braunkohlenthone die Escherichschen Gasringöfen mit Vorteil anwendet, bei welchen die Steine mit dem Brennmaterial und der Asche nicht in direkte Berührung kommen, so zieht man für kalkreiche Alluvialthone den gewöhnlichen Ringofen von Hoffmann, welcher eine lange Flamme [* 35] entwickelt, vor oder bedient sich neuerer Systeme von Dannenberg, der Mäanderöfen etc. Für bessere Waren, wie Vormauerungssteine oder Verblender, Fliesen, [* 36] Falzziegel [* 37] u. dgl., hat Augustin periodische Öfen mit überschlagender Flamme und sogen. Muffelöfen konstruiert, deren Vorzug darin liegt, daß sie ein sehr gleichmäßig gefärbtes Fabrikat liefern.
Der Augustinsche Ofen ist meist 5-6 m lang, 4 m breit und 3 m hoch, er hat an jeder Langseite vier sogen. Halbgasfeuerungen und unter der Sohle in der Mitte und Richtung der Längsachse einen Hauptabzugskanal für die Feuergase, welche von hier in den Schornstein gelangen. Da der Betrieb des Ofens kein kontinuierlicher ist, so erfordert er mehr Brennmaterial als der Ringofen. Schließlich seien noch die sogen. Blaudämpföfen von Bock [* 38] zum Brennen und Blaudämpfen von Falzziegeln erwähnt.
Das Prinzip derselben beruht darauf, daß man nach dem Garbrennen der Falzziegel sämtliche Öffnungen der Ofenkammer dicht verschließt und durch Hineinwerfen von feuchtem Erlenholz oder durch Hineingießen von kohlenstoffreichen Flüssigkeiten zugleich unter Erzeugung von Wasserdämpfen auf der Oberfläche der Ziegel eine bis ins Innere dringende Ablagerung von Kohlenstoff unter gleichzeitiger Reduktion des Eisenoxyds zu Oxydul bewirkt und die Steine in dieser Reduktionszone erkalten läßt.
Dieselben erscheinen dadurch von schieferblauer Farbe. Der Gang des [* 39] Brandes und die Zusammensetzung der Feuergase hat auf die Färbung der Ziegelsteine den bestimmendsten Einfluß; demnächst ist von Wichtigkeit der Gehalt des Thones an Eisenoxyd, die dasselbe begleitenden andern im Thon vorhandenen Stoffe, der Grad der Versinterung und die Temperatur, bis zu welcher sie gebrannt werden. Je reicher die Ziegelthone an Eisenverbindungen (Eisensilikat, Eisenoxyd oder Hydroxyd, Eisenoxydul) sind, desto ausgesprochener rot färben sie sich beim Brennen in oxydierender Ofenatmosphäre, indem sie zugleich mit der Steigerung der Temperatur an Intensität der Farbe zunehmen.
Ein bedeutender Thonerde-, Kalk- oder Bittererdegehalt läßt die Farbentöne heller erscheinen: schwefelgelb, gelb, orange, hellrot. Von wesentlichstem Einfluß aber auf die Farbe der Ziegelsteine ist die Zusammensetzung der Feuergase und der Schwefelkiesgehalt der Steinkohlen, der in Form von schwefliger Säure in die Feuergase übergeht. Bei kalkreichen Thonen bildet sich unter dem Einfluß einer oxydierenden Atmosphäre an der Oberfläche schwefelsaurer Kalk, der Kalk nimmt nicht an der Silikatbildung teil, und unbehindert vom Kalk kommt die Farbenwirkung des Eisenoxyds zur Geltung, besonders an der dem Feuer zugekehrten Seite. Durch eine energische Reduktion kann man aber auch die roten Anflüge der kalkhaltigen Eisenthone mehr und mehr in gelbe überführen. Je stärker die Thone beim Brennen sintern, desto dunklere Farben nehmen die Steine an. Durch Vermischen verschiedener Thone kann man natürlich die Farbe der Steine verändern, sie feuerfester machen etc.
2) Feuerfeste Steine und Schamottefabrikate. Unter den feuerfesten Steinen unterscheidet man zwei wesentlich voneinander verschiedene Gattungen: basische und saure Steine. Unter basischen Steinen versteht man diejenigen Schamottesteine, deren Gehalt an kieselsaurer Thonerde (Al2O32SiO22H2O) ^[(Al2O32SiO22H2O)] möglichst groß (85-100 Proz.) ist, also Steine, deren Schamotte und deren roher Thon möglichst frei sind von zur Silikatbildung beitragenden Stoffen (Quarz, Feldspat).
Auch die Korngröße der Schamotte spielt hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechsel eine bedeutende Rolle. Je kleiner das Korn, je dichter, aber auch weniger widerstandsfähig gegen Temperaturwechsel sind die Steine. Die Dichtigkeit derselben ist für ihre Feuerbeständigkeit entscheidend; je früher ein Thon dicht wird bei gleichzeitig hoher Feuerfestigkeit, desto weniger leicht wird er von flugasche etc. angegriffen. Unter sauren feuerfesten Steinen versteht man die sogen. Dinas-Bricks. Dieselben enthalten 98-99 Proz. Kieselsäure. Zu den feuerfesten Materialien gehören alle Schmelztiegel, Apparate für chemische Betriebe etc., Gasretorten, Glashäfen, Zinkmuffeln. Das Brennen derselben findet in Mendheimschen Gasöfen, im Augustinschen Ofen, Steingut- oder Porzellanrundofen bei etwa 1500° statt. ¶
Im Brockhaus` Konversationslexikon, 1902-1910
Mauersteine,
[* 2] im weitern Sinne alle zur Aufführung von Mauern (s. d.) dienenden Steine;
im engern Sinne nur die Ziegel (s. d. und Thonwaren). [* 41]