haarrisse

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HAARRISSE BEI DACHZIEGELN

Entwicklung eines Verfahrens zur Vermeidung der Haarrißanfälligkeit von glasierten Dachziegeln

Bearbeiter: Dipl.Ing.Kerstin Hohlfeld

Problemstellung
Die wechselnden Modetrends zwingen die Dachziegelprozenten, flexibel und schnell auf Kundenwünsche zu reagieren. Durch den Auftrag von Glasuren ergeben sich diesbezüglich vielfältige Möglichkeiten, so dass eine Vielzahl von Firmen diese Form der Oberflächenveredelung für ihre Produkte anwendet bzw. in Betracht zieht.
Trotz fehlerfreier Oberfläche nach der Herstellung können im Verlaufe der Zeit Risse auftreten, die der Feuchtedehnung des keramischen porösen Materials geschuldet sind.
Im Rahmen des Projektes sollte durch Simulationsversuche der Einfluss der Werkstoffeigenschaften sowie der Glasuren auf die Haarrissanfälligkeit glasierter Dachziegel untersucht werden und Möglichkeiten aufgezeigt werden, die Haarrissneigung zu minimieren bzw. zu vermeiden.

Als Untersuchungsmaterial standen industriell gefertigte glasierte Dachziegel zur Verfügung.

Lösungsweg
Nach Voruntersuchungen (materialspezifische Eigenschaften) und der Ermittlung der Haarrissanfälligkeit unter Nutzung verschiedener Prüfmethoden (Harkort-Test sowie Prüfung im Autoklav bei unterschiedlichen Prüfbedingungen) wurden Optimierungsversuche an zwei ausgewählten Dachziegelmassen (hoher und niedriger Feuchtedehnungs - Wert) vorgenommen.

Als Glasuren kamen eine bleihaltige und eine bleifreie Bor-Alkali-Glasur zum Einsatz.
Durch

Variation der Brennbedingungen

Zwischenschichtbeeinflus-sung durch Engobeauftrag

sowie Versatzoptimierung (Rohstoffsubstitution bzw. Einsatz von Zusatzstoffen)

wurde versucht, die gegebene Feuchtedehnung positiv zu beeinflussen bzw. die Haarrissneigung zu mindern.

Ergebnisse
Im Ergebnis der Versuche konnte für die in die Untersuchungen integrierten Massen und Glasuren festgestellt werden:

dass die aus der Industrie bereitgestellten glasierten Dachziegel nach allgemein anerkannten Prüfmethoden nicht zur Haarrissbildung neigten, sondern erst unter „extremeren“ Prüfbedingungen im Autoklav,
dass das Material mit einer Feuchtedehnung größer 0,07% Haarrisse aufwies,
dass Möglichkeiten bestehen, diesen Versatz durch technologische als auch versatztechnische Maßnahmen so zu optimieren, dass sich der Feuchtedehnungs-Wert reduziert (Werte zwischen 0,025 - 0,05%)
dass durch eine speziell ausgewählte Engobe die Haarrissneigung bei Verwendung von Glasuren mit extrem niedrigen LAK-Wert verhindert werden kann,
dass die Glasurauswahl entscheidenden Einfluss auf die Haarrissbildung ausübt (Rissbildung trotz niedriger Feuchtedehnung nachweisbar).

Glasur auf einem Scherben mit hoher Feuchtedehnung - Variation der Brenntemperatur
1000°C 1040°C