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Keramikfliese

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Schnitt durch eine Feinsteinzeugplatte - Foto von Roland Nonnenmacher

Keramikfliesen sind künstlich hergestellte keramische Platten, die als Wandverkleidung im Innen- wie Aussenbereich und als Bodenbeläge verwendet werden. Der Begriff „Fliese“ wird auch für Naturstein, Glas, Teppich usw. genutzt, um Bauteile ähnlicher Form zu klassifizieren.

Geschichte

Keramik stammt von dem griechischem Wort für Ton „Keramos“ ab. Millionen Jahre vor der griechischen Sprache entstand Ton aus dem Verwitterungsprodukten von Feldspäten, die mit unterschiedlichsten Beimengungen abgelagert wurden. Die Zusammensetzung des Tons, die Aufbereitung und der Brand bestimmen die Farbe des unglasierten Scherbens. Die ersten Gegenstände aus gebranntem Ton entstanden vor ca. 30.000 Jahren, während die ersten keramischen Gefäße vor ca. 11.000 Jahren im Nildelta entstanden sind. Die ersten europäischen Keramikindustrien waren im römischen Reich zu finden: Rote, glasierte Gebrauchskeramik, sogenannte Terra Sigillata, war im gesamten römischen Reich verbreitet. Die typischen roten Dachziegel sind ebenfalls bereits in riesigen Mengen hergestellt worden. Bodenziegel waren bereits im unteren Mittelstand zu finden. Die römischen Fußbodenheizungen basierten auf keramischen und somit hitzebeständigen Werkstoffen. Die rote Farbe kam durch die kontrollierte Belüftung des Brennofens. Schwarze Keramik (Terra Nigra) wurde unter Luftabschluss gebrannt und war relativ teuer, da es sehr aufwendig war, den Brennofen abzudichten.

Keramikfliesen als Wandbelag wurden im Altertum bereits in Ägypten, Mesopotamien und Persien angewendet, besonders in der islamisch-arabischen Architektur. Mit den Mauren kamen farbig glasierte Fliesen nach Spanien und Portugal (siehe: Azulejos).

Aus dem Jahre 1000 kennt man die ersten nichtrömischen keramischen Bodenbeläge in Deutschland. Die Handelswege der Niederländer, Spanier und Italiener verbreiteten die Keramiken in ganz Europa. Allerdings war die Herstellung sehr aufwendig und teuer, da das technische Wissen der Römer zur industriellen Herstellung verloren gegangen war.

In West- und Mitteleuropa wurden Fliesen im Mittelalter vor allem als Fußbodenbelag und zur Kaminumrandung genutzt. Diese Tonplatten waren häufig mit Reliefverzierungen versehen oder es wurde andersfarbiger Ton eingelegt, so dass ein zweifarbiges Muster entstand. Für das 15. und 16. Jahrhundert finden vor allem Fayencefliesen aus Italien, Spanien und Frankreich Erwähnung. Von dort gelangten die Fayencen nach Antwerpen, das sich zwischen 1520 und 1570 zu einem Zentrum der Fliesenherstellung entwickelte. Nach dem Frieden von Antwerpen 1609 nahm man in den Niederlanden die Fliesenherstellung auf. Obwohl man meist von „Delfter Fliesen“ spricht, verliert Delft als Fliesenproduzent ab 1650 an Bedeutung und wird von Fabriken in Rotterdam, Utrecht, Haarlem und Makkum abgelöst. Die blau-weißen holländischen Fliesentableaus und Einzelfliesen erlangten eine solche Bedeutung, dass sie sogar wieder nach Portugal exportiert wurden oder dort die Herstellung von „Azulejos in der holländischen Mode“ anregten. Auch Norddeutschland und Dänemark importierten Delfter Fliesen, mit denen häufig ganze Stuben (Pesel) ausgeschmückt wurden.

Jede Tongrube hat ihre Eigenheiten und die Kunst der Aufarbeitung und Mischung der Rohstoffe war meist ein von Handwerkern gut gehütetes Geheimnis. Erst mit der industriellen Revolution im 19. Jahrhundert stieg die Verbreitung der keramischen Bodenbeläge stark an. Anfangs noch als Zubrot der Ziegeleien, entstand eine eigenständige Industrie, bei der die maschinelle Produktion bis heute überwiegt. Aber es gibt immer noch kleine handwerkliche Betriebe, die individuelle Keramiken in kleinsten Serien erstellen.

Herstellung

Rohstoffaufbereitung

Seit den Anfängen der keramischen Werkstoffe hat sich nur eines nicht geändert, der Werkstoff Ton. Er ist und bleibt die Grundlage für alle Wand- und Bodenkeramiken. Die Aufarbeitung des Tons ist ein aufwendiger und komplizierter Prozess. Neben Ton gehören noch andere mineralische Rohstoffe zur Rezeptur einer Keramik. Die wichtigsten Zuschlagstoffe sind Quarz, Kaolin und Feldspat. Je nach Anwendungszweck werden u. a. auch Kalzit, Dolomite, Flußspat oder Schamotte beigemischt. Die Kunst bei der Aufbereitung ist es u. a., die Verhinderung der Entmischung vor der Formgebung und das Schrumpfverhalten beim Brand kontrollieren zu können. Auch Wasser wird für die Aufbereitung benötigt. Die Unterschiede zwischen der industriellen Herstellung von Keramik und einer handwerklichen Produktion sind zum Teil beträchtlich.

Formgebung

Handgeformte Keramiken findet man heute meistens nur noch bei Cotto oder bei Spezialanwendungen. In der modernen Keramikherstellung wird das Strangpressverfahren und die Pulverpressung (auch Trockenpressung genannt) angewendet. Spaltplatten haben ihren Namen daher, dass die Doppelplatten nach dem Brand gespalten werden. Die andere Methode zur Keramikherstellung ist das Trocken-Pressverfahren. Dabei wird speziell aufbereitetes Keramikpulver mit hohem Druck in Formen gepresst und danach gebrannt.

Farben

Mineralbrandfarben entstehen, wie der Name schon sagt, durch die Energiezufuhr beim Brand. Cotto ist zu Beginn des Prozesses blau und wird erst durch die Erhitzung des Brandes rot. Die aus verschiedenen Supermärkten bekannte gelbgeflammte Keramik ist im Rohzustand eigentlich rosafarben. Die unterschiedlichen Elemente in der Mischung werden erst durch den erfolgten Brand sichtbar gemacht. Bei Feinsteinzeug hingegen sind die Farben durchgehend durch die Mischungen vorbestimmt. Verschiedenartige Strukturen können u. a. dadurch erzeugt werden, dass die Pulver beim Aufbau der Form ähnlich einem Tintenstrahldrucker aus verschiedenen Düsen verteilt werden. Bei Glasuren werden entsprechende Farbstoffe, die entweder überdeckend oder lasierend sind, mittels Siebdruck oder in malerischer Handarbeit in die Glasur eingebracht.

Keramikarten für Fußböden

Steingut

Als Steingut (DIN EN 14411, Gruppe BIII, Anhang L) bezeichnet man Keramik, deren „Scherben“ nach dem Brand bei ca. 950°–1100° eine Wasseraufnahme von mehr als 10 % aufweisen. Vorteil ist die gute Bearbeitbarkeit sowie Dekorierungsfähigkeit. Steingut ist nicht frostfest, daher bleibt die Anwendung auf den Innenbereich beschränkt. Heute wird meistens direkt nach der Formgebung flüssige Glasur aufgespritzt oder es werden mittels siebdruckähnlicher Verfahren die gewünschten Muster aufgetragen. Derart hergestellte Keramik nennt man auch Monoporosa (Einbrandverfahren). Beim Zweibrand–Verfahren (Biporosa) wird zuerst der Scherben gebrannt und danach erst die meist aufwendig gestaltete Glasur aufgetragen und nochmals im Ofen gebrannt. Typische Anwendungen für Steingut sind dekorative Wandbeläge in Innenräumen.

Steinzeug

Im Gegensatz zum Steingut wird der Scherben bei 1150°–1300° C gebrannt. Durch Zugabe von Feldspaten und anderen Flußmitteln werden die großen Zwischenräume mit geschmolzenen Glaströpfchen aufgefüllt. Dadurch erreicht man eine höhere Dichte, geringere Wasseraufnahme und bessere mechanische Festigkeit. Steinzeug ist frostbeständig. Fast alle Fliesen für stark beanspruchte Anwendungsbereiche, zum Beispiel in Industrie, Gewerbe oder öffentlichen Bereichen, sind aus Steinzeug. Transparente Glasuren oder werkseitige Oberflächenvergütungen erhöhen die Fleckunempfindlichkeit. Hier gibt es je nach Art und Ausführung große Unterschiede, unter anderem in der Abriebfestigkeit.

Feinsteinzeug

Der Name Feinsteinzeug wird auch oft mit FSZ abgekürzt. Extrem feines Mineralpulver mit hohen Anteilen an Quarz, Feldspaten und anderen Flußmitteln wird unter hohem Druck trocken gepresst. Durch die sehr dichte Sinterung wird eine äußerst geringe Wasseraufnahme von unter 0,5% erreicht. Die Brenntemperatur von ca. 1200° C trägt zu einer sehr dichten Verbindung bei, die bei dem fertigen FSZ zu einer hohen Verschleißfestigkeit und chemischen Beständigkeit führt. FSZ-Fliesen werden in verschiedenen Ausführungen angeboten: Zum einen unglasiert, aber auch poliert oder glasiert. Wegen der erwähnten überragenden physikalischen Eigenschaften und dem breiten Angebot an unterschiedlichsten Optiken werden FSZ-Fliesen mittlerweile in vielen verschiedenen Anwendungsgebieten eingesetzt. Neben Natursteinimitaten gibt es heutzutage sogar schon FSZ in Parkettoptik! Die hohe Dichte der FSZ-Fliesen bringt es mit sich, dass normaler Zementmörtel für die Verlegung von FSZ ungeeignet ist. Es sind spezielle, kunststoffvergütete Fliesenkleber zu wählen.

Cotto oder Terrakotta

Ursprünglich in der Toskana beheimatet, hat Terrakotta auch die heimischen Wohnstuben erreicht. Durch die natürlichen warmen Töne erfreut es sich bei Architekten und Privatleuten hoher Beliebtheit.

Basismaterial ist Kalkmergel mit starken „Verunreinigungen“ aus Quarzkrümeln. Man nennt dieses Gemisch auch toskanischen Schieferton. Der im Tagebau gewonnene Ton wird mit Wasser vermengt und geknetet wie Teig. Dieser wird darauf wie bei der Zubereitung von Weihnachts–Spritzgebäck durch einen Wolf gedreht und anschließend strang- beziehungsweise trockengepresst. Die raue Oberfläche wird nach dem Trocknungsprozess durch die Bearbeitung mittels Stahlbürsten erzielt. Alternativ wird die Grundmasse auch in Holzformen gedrückt und an der Luft getrocknet. Bei einer Temperatur von 950°-1050° wird Cotto nach dem Trocknen dann in einem Ofen 36 bis 48 Stunden lang gebrannt. Dabei wird aus dem blau-grauen Ton durch Oxidation der typisch rötlich gefärbte Cotto. Bei dieser Herstellungsmethode können auch Reliefs oder Muster in den frischen Teig eingedrückt werden.

Klinker und Spaltklinker

Zu den sogenannten grobkeramischen Produkten gehören die klassischen Klinker. Bestehend aus Schamotte, Feldspäten und weiß- oder rotbrennenden Tonen (d. h. die Farbe entsteht erst durch den Brand), werden sie wie Cotto als Teig angerührt und im Strangpressverfahren geformt. Wenn bei der Trocknung eine Restfeuchte von circa 3% erreicht worden ist, wird der Hartziegel glasiert oder unglasiert bei 1200° C gebrannt. Hohe Kantenschärfe und Beständigkeit gegen Wasser und Frost lassen den Klinker zu einem idealen Boden- und Wandbelag für Außenbereiche werden. Als Vollmauerstein ist er relativ selten anzutreffen. Meistens handelt es sich bei seinem Einsatz um Verblendungen, die vor ein Mauerwerk mit einem Klinkermörtel aufgeklebt werden. In bestimmten Gegenden sind Vollklinker auch als Gehwegbelag anzutreffen. Hierbei handelt es sich meistens um unglasierte Sorten. Spaltklinker haben ihren Namen aus dem Produktionsprozess: Stranggepresste Klinker, die erst nach dem Brand gespalten werden, nennt man Spaltklinker. Auf der Rückseite sind dann die Rillen der Strangpressung zu erkennen. Bedingt durch die rückseitige Form ist die Anhaftung von Mörtel sehr gut.

Kriterien für die Gebrauchseigenschaften

Fliesen werden im Wesentlichen nach ihrer Wasseraufnahmefähigkeit, ihren rutschhemmenden Eigenschaften und der Beständigkeit ihrer Oberfläche gegenüber Abrieb klassifiziert.

Keramikfliesen werden in 1. und 2. Wahl eingeteilt. Dabei werden sowohl optische, wie auch qualitative Anforderungen an Glasur, Oberfläche, Maßhaltigkeit und Wasseraufnahme gestellt. Fliesen mit groben Fehlern werden oftmals auch als 3. Wahl angeboten oder gelangen in den Ausschuss.

Wasseraufnahmevermögen

Gruppe Massen-% Wasseraufnahmevermögen
I höchstens 3 %
IIa 3 % bis 6 %
IIb 6 % bis 10 %
III mehr als 10 %

In der europäischen Norm EN 87 werden keramische Fliesen und Platten nach ihrem Wasseraufnahmevermögen in vier Gruppen unterteilt.

Frostbeständig und somit für den Außenbereich geeignet sind nur Fliesen und Platten der Gruppe I. Auch Fliesen, die auf überdachten Flächen - z.B. auf Balkonen - vor Niederschlägen geschützt verlegt werden, müssen der Gruppe I zugeordnet sein, da sie dort nicht frostgeschützt liegen. Das bedeutet nicht, dass sich die Fliesen nicht vom Untergrund lösen können. Dies hängt von der Gesamtkonstruktion ab.

Abriebfestigkeit

Die theoretische Beanspruchung der Glasur in der Nutzung wird mit einer Prüfung nach DIN EN ISO 10545-7 simuliert. Mit einer definierten Maschine und Zugabe von Wasser und definierten Schleifmitteln wird ein künstlicher Abrieb ermittelt. Als Ergebnis erhält man einen Wert, der angibt, bei welcher Anzahl der Umdrehungen sich eine sichtbare Veränderung ergibt. Diese Werte werden dann für eine Klassifizierung benutzt.

Klasse Umdrehungen typische Anwendungen
0 100 i. d. R. nur theoretischer Wert
1 150 z. B. Barfuß- und Hausschuhbereich
2 600 z. B. leichte Beanspruchung im Wohnbereich
3 750/1500 z. B. in allen Wohnbereichen oder auf Balkonen
4 2100*6000/12000 z. B. bei hohen Beanspruchungen in Hauseingängen
5 >12000 bei höchster Beanspruchung, z. B. Garagen

Bei unglasierten keramischen Fliesen und Platten wird der Tiefenverschleiß nach DIN EN ISO 10545-6 ermittelt. Mit Schmelzkorund und einer speziellen Schleifscheibe wird der „anfallende Abrieb“ gemessen. Das bedeutet, je niedriger der Wert, desto verschleißresistenter ist die Keramik.

Bewertungsgruppen für Trittsicherheit

Bewertungsklassen
Gruppe Haftreibwert Neigungswinkel
R9 Minimum von 6 bis 10°
R10 erhöht von 10 bis 19°
R11 erhöht2 von 19 bis 27°
R12 groß von 27 bis 35°
R13 sehr groß über 35°

Durch die Prüfung nach DIN 51130 erfolgt die Einstufung in Bewertungsgruppen, auch R-Klassen genannt. Je höher die hinter dem „R“ stehende Zahl, desto rutschhemmender und schlechter reinigungsfähig ist der Belag. Wie aus der Tabelle zu ersehen ist, gibt es die Bewertungsgruppen von R9 - R13. Die BGR 181 der Berufsgenossenschaften findet jedoch keine Anwendung auf Fußböden in Arbeitsräumen, Arbeitsbereichen und betrieblichen Verkehrswegen, bei denen keine gleitfördernden Mittel zu erwarten sind. Regenschirme transportieren Wasser, also sollte immer auf die BGR 181 Rücksicht genommen werden. Bei Abweichung von der BGR 181 sollten die Berufsgenossenschaft und die Gewerbeaufsicht zum jeweiligen Bauobjekt grundsätzlich befragt werden, da es vorkommen kann, das beide Institutionen unterschiedliche Meinungen haben können. In Bereichen, wo fettige, pastöse oder faserig-zähe Stoffe auf den Boden gelangen, müssen Fliesen evtl. auch noch einen „Verdrängungsraum“ besitzen, der nach vier V-Klassen bewertet wird.

Eine Besonderheit bilden Keramiken für naßbelastete Barfußbereiche. Diese Oberflächen werden nach DIN 51 097 geprüft und in die Bewertungsgruppen nach GUV 26.17 A, B und C eingeteilt.

Für den privaten Bereich gibt es keine Vorgaben. Dort sind polierte oder glattglaserte Keramiken anwendbar. Ein privates Schwimmbad oder eine private Sauna sollte aber nach den Regeln der GUV 26.17 Rutschsicherheit für nassbelastete Barfußbereiche ausgeführt werden.

Werden Bodenbeläge mit geringerer Mindestrutschhemmung geplant oder eingebaut (nach BGR 181 / GUV 26.17), drohen im Unglücksfall Schadenersatz- oder Regreßansprüche!

Formate (in Deutschland)

Wandfliesen: 10 x 10 cm, 15 x 15 cm, 18 x 18 cm, 13,5 x 19 cm, 15 x 22,5 cm, 20 x 20 cm, 20 x 25 cm, 15 x 20 cm, 20 x 33,3 cm, 25 x 33 cm 28,4 x 40,8 cm, 30 x 40 cm, 30 x 50 cm 30 x 60 cm 40 x 70 cm

Bodenfliesen: 20 x 20 cm, 20 x 25 cm, 25 x 25 cm, 30 x 30 cm, 30,5 x 30,5 cm, 32 x 32 cm, 34 x 34 cm, 40 x 40 cm, 41 x 41 cm, 45 x 45 cm, 30 x 60 cm

Überdies existieren Formstücke für Sockelausbildungen, Bordüren, Treppenstufen, Ecken etc. Auch spezielle Arten von Schienen für Anschlüsse an andere Bodenbeläge, Ecken etc. sind erhältlich.

Wichtig ist, zwischen dem Nennmaß und dem Werkmaß von Fliesen zu unterscheiden. Das Nennmaß (z.B. 15 x 15 cm) setzt sich aus dem Werkmaß (tatsächlichem Maß) und der Fugenbreite zusammen.

Fliesenspiegel

Ein Fliesenspiegel ist kein Verlegeplan, sonder ein „freistehender“ Wandbelag, der nicht bis auf den Boden reicht. Typische Beispiele sind Rückwände von Küchenzeilen.

Werkzeuge für die Fliesenverlegung

gefliester Boden

Zum Verbauen werden folgende Werkzeuge benötigt:

Vor dem Fliesen sollte man generell einen Fliesen- / Verlegeplan anfertigen.

Werkzeuge zum zerstörungsfreien Lösen von Fliesen

Zum zerstörungsfreien Lösen von Fliesen werden folgende Werkzeuge benötigt:

Literatur

  • Berendsen, Anne u.a., Fliesen - Eine Geschichte der Wand- und Bodenfliesen, Keysersche Verlagsbuchhandlung, München, 1964.
  • Wilfried Hansmann und Wilhelm Joliet, Viel Tausend Vergnügen mit Falken und Reihern - Die Rotterdamer Fliesen und Fliesentableaus in Schloss Falkenlust zu Brühl, Verwaltung Schloss Brühl, Brühl (2004)
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