Bau 13.07.2001, 17:30 Uhr

Ziegel mit Popcorn-Effekt

Damit Ziegel-Mauerwerk wärmedämmend wirkt, wird der Tonmasse vor dem Brand ein sog. „Porosierungsmittel“ zugefügt, das rückstandslos verbrennt. Bisher wurde dafür Styropor verwendet, jetzt wird ein nachwachsender Rohstoff getestet.

Damit Ziegel wärmedämmend sind, benötigen sie neben dem typischen Lochbild zusätzlich Poren in den Stegbereichen. Um sie zu erzeugen, wird der Tonmasse zu Beginn der Herstellung ein Porosierungsstoff hinzugefügt. Er wird bei dem späteren Brennen des Ziegels mitverbrannt. Als Porosierungsstoff kommt dabei hauptsächlich Styropor zum Einsatz.

Styropor wird mit hohem Energieaufwand erzeugt und führt aufgrund seines chemischen Aufbaus zur Emission des Krebs erregenden Stoffes Benzol. Ziegeleien sind deshalb zum Betrieb einer Abgasreinigungsanlage, dem Stand der Technik entsprechend einer regenerativen Nachverbrennungsanlage, verpflichtet.

Das Institut für Kunststofftechnik (KTP) der Uni Paderborn entwickelte jetzt einen Porosierungsstoff auf Maisbasis, der Styropor in dieser Anwendung vollwertig ersetzen kann. Die aufschäumenden Eigenschaften von Maiskörnern, die jeder sicherlich schon einmal bei der Popcorn-Herstellung bestaunt hat, gelten auch für Maisgrieß und Maisschrot.

Mais in Form von Maisgrieß oder Maisschrot kann durch Extrusion aufgeschäumt werden. Dafür entwickelte die Uni Paderborn einen Spezialextruder, der die Plastifizierung von unbehandeltem Getreide allein durch mechanische Reibarbeit ermöglicht: das im Material befindliche Wasser (Gleichgewichtsfeuchte ca. 12 % – 14 %) dient als physikalisches Treibmittel und wird unter Druck und Temperatur in die Gasphase überführt, so dass es mit dem Austritt der Masse aus der Extruderdüse expandiert und den Mais aufschäumt.

Eine Eigenschaft von Mais, die auch jeder von dem Popkorn im Kino kennt, ist seine Bröseligkeit. „Wir haben nach Zuschlagstoffen gesucht, die die Festigkeit des geschäumten Produkts erhöhen und in ökologischer Hinsicht, was die Schadstoffemission bei der Verbrennung betrifft, akzeptabel sind“, erklärt Frank Reckert, Projektleiter des Forschungvorhabens, „denn der Porosierungsstoff wird ja vor der eigentlichen Ziegelherstellung in die Tonmasse eingearbeitet. Anschließend wird der Ziegel unter Druck geformt. Wird dabei der Porosierungsstoff zu stark deformiert, ist der Porosierungseffekt bei dem gebrannten Ziegel dahin.“

Zitronensäure (im Verhältnis 1% Säure zu 99% Mais) brachte die gewünschte Festigkeit. „Damit es unserer Entwicklung nicht wie so vielen ergeht, die zwar allseits als toll befunden, aber nicht angewandt werden, haben wir von vornherein die Kosten bei der Auslegung der Anlage als auch Rohstoffwahl im Visier gehabt.“ Deshalb sei nur Maisschrot als Ausgangsmaterial geeignet. Der damit hergestellte Porosierungsstoff könne auch in ökonomischer Hinsicht die Konkurrenz mit Styropor aufnehmen.

Sollte sich das neue Porosierungsmittel durchsetzen, bliebe Ziegeleien zudem die Anschaffung teurer Nachverbrennungsanlagen erspart. Bislang wurde das neue Material in zwei Ziegeleien erfolgreich getestet: Die ersten mit „Maisopor“ gebrannten Ziegel erfüllten alle Qualitätsansprüche und bestachen zudem durch eine glattere Oberfläche und größeres Porenvolumen als konventionell hergestellte Ziegeln. „Die Rohstoffbereitstellung wäre kein Problem“, nimmt Frank Reckert vorweg: „Wollte man allerdings den Bedarf sämtlicher Ziegeleien decken, müssten etwa 50 000 ha Mais angebaut werden.“

Hierbei kommt, neben Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit, noch ein ganz anderer gesellschaftlicher Aspekt zum Tragen: In Anbetracht der Überschüsse in der Landwirtschaft, Einkommenseinbußen der Landwirte und Zerstörung von Lebensräumen stehen alternative Nutzungen der landwirtschaftlichen Flächen als zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion an. „Der Ersatz von herkömmlichen, aus Erdöl hergestellten Kunststoffen durch solche, die ganz oder teilweise aus landwirtschaftlich produzierten Erntegütern hergestellt sind, ist eine der technisch realisierbaren Nutzungen nachwachsender Rohstoffe,“ so Reckert.

Sinnvoll ist der Einsatz von Produkten auf der Basis nachwachsender Rohstoffe vor allem in Bereichen, in denen Produkte nur einmal benutzt und danach gesammelt und kompostiert werden können, um den Vorteil der Abbaubarkeit zu nutzen. C. RADWAN/wip

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