Mit Ziegel hoch hinaus

Im Rahmen seiner Dissertation hat Thomas Kiefer vom Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen an der TU Wien gezeigt, dass Ziegel bei gezielter Weiterentwicklung für deutlich mehr Anwendungsgebiete geeignet ist als heute angenommen. Selbst großvolumige Wohnbauten mit mehr als sechs Stockwerke sollen dann kein Problem mehr sein. Für seine Arbeit wurde er mit dem Resselpreis der TU Wien ausgezeichnet.

Bei Wohnbauten mit fünf oder sechs Stockwerken kommen Ziegel an ihre Belastungsgrenze, man greift zu Stahl oder Beton. Das müsste nicht sein, denn im Ziegel schlummert deutlich mehr Potenzial, sagt Thomas Kiefer vom Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen an der TU Wien. »Um bessere Ziegel zu entwickeln, muss man ihre physikalischen Eigenschaften genau verstehen«, erklärt Kiefer. Und das gelingt nur, indem man ihre Mikrostruktur studiert. Dazu war es nötig, aufwendige Messmethoden weiterzuentwickeln, etwa für die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit im Rasterkraftmikroskop.

Ebenso brauchte man mathematische Modelle, mit denen auf die Eigenschaften des Ziegelmaterials geschlossen werden kann – auch daran arbeitete Thomas Kiefer. Und aufbauend darauf entwickelte er schließlich ein Computermodell, mit dem man die Eigenschaften ganzer Ziegel oder Ziegelwände berechnen kann. »Genau diese Verbindung unterschiedlicher Größen­skalen ist eine der zentralen Herausforderungen bei dieser Forschungsarbeit«, erklärt Kiefer.

Nicht nur die verwendete Tonerde bestimmt die Eigenschaften des Ziegels, sondern auch deren Verarbeitung: Man kann etwa Sägespäne beimischen, die dann beim Brennen des Ziegels kleine Poren entstehen lassen. »Mit unseren Modellen kann man genau sagen, welche Tonmischung und welche Formgebung bei der Ziegelproduktion die beste ist, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen«, sagt Thomas Kiefer.

Der Forscher hofft, damit dem Ziegel als Baumaterial zu neuen Einsatzmöglichkeiten zu verhelfen: »Ich bin sicher, dass Ziegel in Zukunft eine viel größere Rolle spielen können, auch für Bauvorhaben, bei denen heute nur Beton in Frage kommt.«

Thomas Kiefer arbeitete für seine Dissertation mit dem Ziegelhersteller Wienerberger zusammen. Für die Bestimmung der Materialeigenschaften und bei der Charakterisierung der Tonerden kooperierte er mit der Boku sowie der Universität Wien.

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