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Ziegelfabrikation

[992] Ziegelfabrikation (Ziegelmaschinen), die Herstellung der Ziegel und andrer Baumaterialien durch Brennen aus Tonen oder tonigen Erden, wie Lehm, Schieferton, Letten u.s.w.

1. Das Rohmaterial und dessen Vorbehandlung. Die reine Tonsubstanz ist ein kieselsaures Aluminiumoxyd mit 2 Molekülen Hydratwasser, die sich in der Natur nicht unvermischt vorfindet; sie ist aber der plastische Bestandteil der Tone (s.d.) und verleiht letzteren die Eigenschaft der Bildsamkeit. Beim Brennen erlangt sie eine bedeutende Fertigkeit. Die Tonsubstanz ist es auch, welche im scharf gebrannten Zustande den Einflüssen der Witterung einen fast unbegrenzten Widerstand entgegensetzt; sie zeigt außerdem eine außerordentlich hohe Feuerfestigkeit, eignet sich aber für sich allein nicht zur Verarbeitung. Durch Aufnahme von Wasser quillt sie stark, wobei sie die hohe Plastizität und starke Kittkraft erlangt, beim Trocknen und Brennen aber wieder ein kleineres Volumen einnimmt als im plastischen, feuchten Zustand. Durch dieses Zusammentrocknen (Schwinden), welches naturgemäß an den Kanten und Ecken früher stattfindet als im Innern der Waren, kann eine ungleichmäßige Spannung und ein Reißen derselben eintreten. Um dies zu vermeiden, werden der Tonsubstanz Magerungsmittel zugesetzt, soweit die Tone nicht schon von Haus aus solche besitzen.

Je nach den beabsichtigten Zwecken sind Magerungsmittel von verschiedener Beschaffenheit und Eigenschaften zu wählen. Die gebräuchlichsten Magerungsmittel sind natürlich vorkommender oder für diesen Zweck durch Mahlen hergestellter Quarzsand, Schamotte, Ziegelmehl, Graphit sowie Kohlenklein, Sägespäne u. dergl. Die letztgenannten Stoffe werden nicht nur als eigentliche Magerungsmittel, sondern zu dem Zweck zugesetzt, um porige, leichtere Waren zu erhalten. – Andre Stoffe, welche den Tonen noch zugesetzt werden (wenn sie nicht von Hause schon darin enthalten sind), sind Flußmittel, welche die hohe Feuerfestigkeit der reinen Tonsubstanz[992] herabsetzen: Kieselsäure in hinreichend seinem Zustand, Glimmer, Feldspate und ähnliche Silikate, Schlacken, Mergel, Kalk, Mangan- und Eisenverbindungen und verschiedene lösliche Salze. Von großem Einfluß auf die Güte des zur Ziegelfabrikation verwendeten Tons sind die färbenden Bestandteile, besonders Eisenverbindungen, welche der betreffende Ton enthält. Je nach der Menge des Eisengehaltes nehmen die Tone beim Brand Farben an vom schwachen Gelb durch Rot bis zu einem dunkeln Braun. Etwas aufgehoben wird diese färbende Wirkung der Eisenverbindungen durch die Flußmittel, namentlich durch kohlensauern Kalk; solche Tone nehmen dann keine rote, sondern eine gelbe Brandsache an, die bei scharfem Brand in Gelblichgrün übergeht.

In vielen Tonen sind Bestandteile enthalten, welche die daraus hergestellten Fabrikate verderben oder doch minderwertig machen: gröbere Beimengungen organischen Ursprungs, wie Wurzeln und andre Pflanzenteile, Gerölle, namentlich kohlensaure Kalkstücke, ferner die verschiedenen Schwefelkiese und schwefelsauern Salze, wie z.B. Gips. – Die schädlichen Bestandteile zu entfernen, notwendige fehlende Stoffe zuzusetzen sowie die Masse für die jeweilige Verformung in bester Weise herzurichten, ist die Aufgabe der Vorbereitung der Tone. Diese hat schon bei der Gewinnung der Tone einzusetzen. Hier sind die gröberen Kiese auszulesen, ebenso wie größere Kalkstücke, Wurzeln u.s.w. Das Reinigen der Massen kann am bellen durch Schlämmen bewirkt werden. Zu diesem Zweck werden die Tone unter Beigabe von viel Wasser aufgeschlämmt und die Verunreinigungen durch Ablieben zurückgehalten. Die Tonschlämme wird dann nach Absitzbecken geleitet, in welchen sich der Tonschlamm zu Boden setzt. Das obenstehende Wasser wird von Zeit zu Zeit abgelassen. Für Massenfabrikation von Ziegeln muß die weitere Ansteifung der Witterung überlassen werden; für feinere Waren wird der Tonschlamm durch Filterpressen (s.d.) entwässert. Die Schlämmapparate, durch welche der Ton aufgelöst wird, bestehen aus größeren Behältern, in welchen mit eggenartigen Armen versetzte Schlagarme um eine senkrechte Achse bewegt werden. Ein wichtiger Teil der Vorbereitung ist das Zerkleinern der Rohmaterialien. Die Tone finden sich in der Natur in einem wenig plastischen Zustande vor, dabei sind dieselben schichtenweise gelagert und meist nicht so homogen, daß sie gleich den Formmaschinen übergeben werden könnten; die meisten müssen vorher mehr oder weniger gelockert werden, was durch Einwirkung der Atmosphärilien oder durch entsprechende Maschinen erfolgen kann. Da die erstere Art der Zerkleinerung eine längere Zeitdauer erfordert, um den gewünschten Erfolg zu erzielen, so werden vielfach auch Zerkleinerungsmaschinen benutzt, welche teils durch Zertrümmerung des Materials, teils durch Zerreibung, teils durch Vereinigung dieser beiden Methoden wirken. Je nachdem die Zerkleinerung im trockenen, halbtrockenen oder feuchten Zustande geschieht, sind entsprechende Maschinen zu wählen. Man benutzt hauptsächlich Brech- oder Glattwalzwerke (Feinwalzwerke), letztere mit Steinaussonderungsmaschinen (vgl. [8], S. 5). Die Brechwalzwerke (Busser-Desintegrator-, Nocken-, Riffel-, Ringel-, Stachel-, Vorwalzwerke, vgl. [4], S. 15, [6a], S. 4, [8], S. 5, [9], [10], [11], S. 11, [12], BI. 167) dienen für steinigen, festen, stückigen, ungewinterten Ton; Feinwalzwerke haben glatte, zylindrische oder konische Walzen eventuell mit Differentialgeschwindigkeit und jedenfalls mit einstellbarer Spaltweite. Abbildungen und Beschreibungen in den am Schlusse des Artikels angegebenen Katalogen. An Stelle der Brechwalzwerke treten, besonders für Ziegelbruch und andre feste Materialien (Kalk, Kotes, Dinassandsteine u.s.w.), die sogenannten Tonmühlen bezw. die Desintegratoren (s.d. und [6a], S. 52, [7], [8], S. 8, [9], [10], S. 22), Glockenmühlen (s.d. und [7]), Kollergänge (s.d., Mühlen und [4], S. 13, [6a], S. 40, [7], [8], S. 123, [9], [10], S. 16), Kugelmühlen (s. Mühlen und [6a], S. 40, [7], [8], S. 132, [9]), Mahlgänge (s.d. und [7], [10], S. 24), Pochwerke (s.d. und [6a], S. 38, [7]), Pulverisatoren ([6a], S. 56, [7], [8], S. 144), Schlagmühlen ([8], S. 149), Schraubenmühlen ([6a], S. 39, [7], [9], [10], S. 14), Sektoratoren ([8], S. 119), Steinbrecher (s.d. und [6a], S. 36, [7], [8], S. 117, [9], [10], S. 8), Trommelmühlen [4], S. 10, [6], S. 34, [7], [9], Walzenmühlen ([7], [8], S. 121). Zugehörige Siebvorrichtungen (s.d. und [6], S. 62, [7], [10], S. 48, [12], Bl. 155.) Ueber Mischquirle vgl. [4], S. 33, Naßkollergänge [10], S. 20, Trommelnaßmühlen [4], S. 20, für Naßzerkleinerung. Der Ton mit etwaigen Zumengungen ist zu einer homogenen Masse zu verarbeiten, die in der Regel gleichmäßig durchfeuchtet und so weich sein soll, daß die frischen Fabrikate der Ziegelpresse sich eben noch hantieren lassen, ohne Deformation zu erleiden. Zugehörige Maschinen sind: Knetmaschinen ([4], S. 41, [13], Mischkollergänge, Mischtrommeln [9], Mischschnecken [10], S. 44, [12], Bl. 173, 174), Schneckenpressen ([6b], S. 7), Tonmischer und Walzenspeiser ([6b], S. 52), Vorknetapparate ([9]), besonders aber die Tonschneider ([4], S. 18, [6c], S. 43, [8], S. 15, 22, [11], S. 14, [12], Bl. 150, 151, 173), die in der Regel zwischen Walzwerk und Ziegelpresse angeordnet werden und eine innige Mischung mehrerer Materialien bei einmaligem Durchgange ermöglichen. – Werden Ziegelsteine durch Trocken- oder Halbtrockenpressung hergestellt [5], so sind für die Vorbereitung des Materials Teil- und Mischmaschinen, System Jochum [7], empfehlenswert.

2. Das Formen der Ziegel. Wenn durch die Vorbereitungsarbeiten eine möglichste Gleichmäßigkeit der Masse erreicht ist, erfolgt das Formen des weichen bezw. des halbtrockenen und trockenen Materiales. Beim Formen mit weichem Ton (Naßformen) liefern Maschinen ein besseres Fabrikat als der sogenannte Handstrich, bei welchem der Arbeiter die Form füllt, abstreicht und entleert. Die Größe der Form muß jedenfalls mit Rücksicht auf das Schwinden des Ziegelgutes bemessen werden, das bei verschiedenen Materialien wechselt (s. [1]–[3]). – Fig. 1 gibt nach [6] ein Bild der verschiedenen Prozeduren, welche der Ton gewöhnlich in einer Dampfziegelei durchmacht, bis er aus der Ziegelpresse (Naßpresse, Strangpresse) als geformter Mauerstein in den Elevator K. bezw. zu den Trockenräumen L gelangt, von welchen aus er in den Ringofen M (vgl. Bd. 6, S. 751) gebracht wird. A ist der aus der Grube kommende Tonwagen, B die Aufzugbrücke, C der Aufzug, D das Brechwalzwerk, E der Transportwagen für[993] das auf D gebrochene Material zur Sümpfe F; von dieser gelangt der Ton in den Tonschneider G, sodann in das Feinwalzwerk H und endlich in die Ziegelpresse J; N ist die Betriebsdampfmaschine mit Dampfkessel O. Eine moderne Anlage von Schlickeysen s. [14]. – Die wichtigste Maschine ist die Naßpresse bezw. Ziegelpresse; Fig. 2 zeigt Längenschnitt und Querschnitt einer Strangpresse von Schlickeysen, Berlin, mit Erklärung der Einzelteile, An der Messerwelle M im Innern des Preßzylinders befinden sich die schraubenförmig angeordneten Messer zum Zerschneiden und Vorschieben des Ziegelgutes gegen den Preßkopf F, vor den die Preßformen für Voll- oder Hohlziegel geschraubt werden. Die Ziegelpressen werden liegend und stehend in verschiedenster Form gebaut; vgl. [4], S. 19, [6b], S. 7, 17 (Schneckenpressen und Walzenpressen), [8], S. 26, [9], [10], S. 46, [12], Bl. 144, 148, 168. Vor den Ziegelpressen befinden sich die Abschneidetische, wie aus Fig. 1 zu ersehen; verschiedene Anordnungen s. in [6b], S. 35, [8], S. 48, [12], Bl. 175. Von den Dachziegeln wird ein Teil in Strangpressen geformt, ähnlich wie die Mauersteine; komplizierter gestaltete Falzziegel, Krampziegel u.s.w., werden dagegen mit besonderen Pressen aus Tonstücken – Blätter, Kuchen –, die von den Vorbereitungsmaschinen kommen, geformt. Die Kuchen müssen ein größeres Tonvolumen enthalten als der gepreßte Ziegel; der Ueberschuß wird während des Pressens zwischen oberer und unterer Arbeitsform abgestoßen, hinterläßt aber am frischgepreßten Ziegel einen Grat, der abgeputzt werden muß. Die Arbeitsformen sind in der Regel aus Gußeisen, mit Gips ausgekleidet. Man unterscheidet kleine Falzziegelpressen (Fig. 3), Handpressen oder Maschinenpressen ([6c], S. 9, [8], S. 79, 83, 84, [12], Bl. 139), bei welchen die untere Arbeitsform B unter die obere A geschoben und zurückgezogen werden muß, und Revolverfalzziegelpressen, ([6c], S. 12,[994] [8], S. 74, [9]), bei welchen die unteren Arbeitsformen auf den Flächen eines axial drehbaren Prismas sitzen, das jedesmal mit einer Teildrehung eine neue Unterform unter die Oberform bringt (Fig. 4). Hierher gehören auch die Schraubenpressen mit Handbetrieb [8], S. 81, die Spindelpressen für Platten [12], Bl. 171, und die Stempeldruckpressen [12], S. 178. Metallformen müssen, damit sich der Ziegel leicht löse, geölt werden. – Dem sogenannten Nachpresser werden die zu pressenden Formsteine, Verblender, Klinker, Keilziegel, Plättchen u.s.w., durchgearbeitet, homogenisiert und vorgeformt übergeben, um hier eine bestimmte Fasson zu erhalten. Preßformen, Preßstempel bezw. Einlageplatten müssen entweder geölt oder die zu pressenden Objekte mit trockenem Staub (Kohlenstaub u.s.w.) überzogen werden; diesbezügliche Maschinen nebst Beschreibung in [6], S. 58, [8], S. 98, 102. – Bei Strangfalzziegeln, die aus Strangpressen (mit besonderen Mundstücken [6], S. 14) hervorgehen, bestehen besondere Schneidapparate [6c], S. 46 ff., ebenso Falzziegelputzapparate [6c], S. 18. Ueber Naßpressen für Muffenrohre s. [6c], S. 54, [8], S. 110, [12], Bl. 143; fetter, von allen Steinchen befreiter Ton ist bei der Röhrenfabrikation erste Bedingung. – Beim Trockenformen (vgl. Brikettieren) werden Ziegel aus vorgeformten lederharten Blättern oder aus gepulverter Masse mittels Schablonen in Kastenformen gepreßt; vielfach werden auch gefärbte Massen (s. Farben, keramische) verwendet. Für die Herstellung der Steine ist hoher Druck erforderlich (s. Mettlacher Platten). Ueber die zugehörigen Trockenpressen s. [4], S. 46, [5], [12], Bl. 177, Prägwerke, Stanzmaschinen und [15]. Die in [5] beschriebenen Dorstener Steinpressen beruhen auf dem Prinzip des freien Falles und arbeiten mit Luftabführung des Materiales, zu dessen Vorbereitung Pulverisatoren (s. S. 993) u.s.w. verwendet werden. – Mittels Handstrichs formt ein Arbeiter ca. 200–300 Mauerziegel pro Stunde; eine Strangpresse (Naßpresse) formt dagegen bis zu 4000. Die erforderliche Betriebskraft hängt von der Beschaffenheit des Tones ab; ist derselbe rein und von Natur gleichmäßig befeuchtet, so sind für 20000 Ziegel Tagesproduktion ca. 10 PS., ist er steinig und verschiedener Vorbereitung bedürftig, bis zu 40 PS. erforderlich. Bei Falzdachziegelpressen (s. Bd. 3, S. 599) mit Handbetrieb können pro Stunde 100–120, bei Revolverpressen 400–600 Steine erzeugt werden. – Eine Dorstener Trockenpresse [5] liefert mit vier Stempeln bis zu 3000 Mauerziegel pro Stunde.

3. Das Trocknen der naßgeformten Ziegel erfolgt bei einfachen Anlagen an freier Luft, in Dampfziegeleien auf Trockenschuppen, welche möglichst über den Brennöfen angeordnet werden (vgl. Fig. 5).

4. Das Brennen der lufttrockenen Ziegel (s. Bd. 6, S. 746). Der sogenannte Feldbrand liefert unansehnliche Steine bei vielem Abfall. Zur billigen Massenfabrikation dient zumeist der Ringofen. Für Verblendsteine, Dachziegel, Röhren, Schamotte u.s.w. werden sogenannte Kammerringöfen, Gasringöfen u.s.w. benutzt. Vgl. Backsteine, Engobe, Enkaustieren, Glasuren, Glasurmühlen, Glasuröfen, Kunststeine, Steine, feuerfeste, Terrakotten, Tonwaren, Ziegel.[995]

Literatur: [1] Zwick, H., Die Natur der Ziegeltone und die Ziegelfabrikation der Gegenwart, 2. Aufl., Wien 1893. – [2] Bock, O., Die Ziegelfabrikation, Weimar 1894. – [3] Dümmler, K., Handbuch der Ziegelfabrikation, Halle 1897/98; Ders., Die Ziegel- und Tonwarenindustrie in den Vereinigten Staaten, Halle 1894. – Ferner ist Bezug genommen auf die Kataloge der Firmen: [4] Dorst, G., Oberlind-Sonneberg. – [5] Dorstener Eisengießerei, Dorsten, Westfalen. – [6] Groke, Th., Merseburg: a) Zerkleinerungsmaschinen; b) Maschinen zur Ziegelfabrikation; c) Dachziegelfabrikation mittels Maschinen. – [7] Grusonwerk Magdeburg-Buckau; Spezialkataloge über Zerkleinerungsmaschinen und selbsttätige Teil- und Mischmaschinen, System Jochum. – [8] Jäger, L., Ehrenfeld-Köln. – [9] Pfeiffer, Gebr., Kaiserslautern. – [10] Polysius, G., Dessau, Maschine zur Hartzerkleinerung u.s.w. – [11] Rheinische Maschinenfabrik Duisburg, Ziegeleimaschinen. – [12] Schlickeysen, G., Berlin. – [13] Werner u. Pfleiderer, Cannstatt. – [14] Uhlands technische Rundschau, Ausgabe für Bauindustrie, Jahrg. 12, Heft 1, 1898. – [15] Deutsche Töpfer- und Zieglerztg. 1893, Nr. 37.

Dümmler.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.