- Fliese
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gefliester Boden
Bodenfliesen
Farbige WandfliesenKeramikfliesen oder Kacheln sind 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.
Inhaltsverzeichnis
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 aufwändig 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 aufwändig 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.
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. Heute werden Fliesen meist in hochautomatisierten Fabriken hergestellt. Es gibt aber immer noch kleine handwerkliche Betriebe, die individuelle Keramiken in kleinsten Serien erstellen.
Herstellung
Rohstoffaufbereitung
Seit den Anfängen der Keramikherstellung haben sich die verwendeten Rohstoffe nur wenig geändert. Basis ist der Werkstoff Ton als Hauptinhaltsstoff. Hierbei werden je nach Anwendung Gemische aus verschiedenen Tongruben verwendet. Neben Ton gehören noch andere mineralische Rohstoffe zur Rezeptur einer Keramik. Die wichtigsten Zuschlagstoffe sind Quarz, Kaolin und Feldspat. Je nach Anwendungszweck werden unter anderem auch Kalzit, Dolomite, Flussspat oder Schamotte beigemischt. Die Kunst bei der Aufbereitung ist es, unter anderem die Verhinderung der Entmischung vor der Formgebung und das Schrumpfverhalten beim Brand kontrollieren zu können. Diese Faktoren hängen zum großen Teil nicht nur von der Korngröße, sondern vor allen Dingen von der Kornform ab. Runde Körner sorgen für mehr Spannungen als scharfkantige.
Formgebung
Handgeformte Keramikefliesen 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. Beim Strangpressen wird aus einer plastischen Keramikmasse durch Extrusion ein endloses Band hergestellt und anschließend in Fliesengröße zerteilt(Spaltklinker). Im Trockenpressverfahren wird speziell aufbereitetes Keramikpulver mit hohem Druck in Formen gepresst und danach gebrannt.
Farben
Die Farbe des Keramikscherbens entsteht durch färbende Oxide. Diese Oxide sind entweder natürliche Bestandteile der Rohstoffe (beispielsweise Eisenoxide, Mangandioxid, Titandioxid) oder sie werden dem Scherben gezielt zugemischt (z. B. Kobaltoxid zur Herstellung blauer Farben).
Häufig wird die Oberfläche durch eine Glasur gefärbt. Hierbei handelt es sich um Gläser, die je nach Geschmack unterschiedliche Farben und Rauhigkeiten besitzen.
Zusätzlich werden die Glasuren häufig durch Drucke weiter veredelt. Farbpigmente und feingemahlene Gläser werden mittels Siebdruck, Rollentiefdruck, in malerischer Handarbeit oder anderer Verfahren auf die Glasur aufgebracht.
Keramikarten für Wand und Boden
SteingutflieseSteingut
Als Steingut (DIN EN 14411, Gruppe BIII, Anhang L) bezeichnet man Keramik, deren „Scherben“ nach dem Brand bei 950–1150 °C eine Wasseraufnahme von mehr als 10% aufweist. Vorteil ist die gute Bearbeitbarkeit sowie Dekorierungsfähigkeit. Aufgrund der hohen Porosität ist Steingut nicht frostfest und bleibt auf Anwendungen in Innenbereichen beschränkt. Hierbei ist die Hauptanwendung die Verwendung als glasierte Wandfliese.
Bei der Herstellung von Steingut unterscheidet man zwei Verfahren. Bei dem Einbrandverfahren (Monoporosa) wird auf die Fliese direkt nach der Formgebung flüssige Glasur aufgetragen. Anschließend wird die Fliese mit einem gewünschten Muster bedruckt. Beim Zweibrandverfahren (Biporosa) wird zuerst der Scherben gebrannt. Danach wird die Fliese glasiert und bedruckt und anschließend nochmals gebrannt.
Steinzeug
Steinzeug ist definiert als eine Keramik mit einer Wasseraufnahme von unter 3%. Aufgrund der geringen Porosität ist das Material frostbeständig. Gegenüber dem poröseren Steingut hat Steinzeug eine höhere Dichte und bessere mechanische Festigkeiten. Fast alle Fliesen für stark beanspruchte Anwendungsbereiche, zum Beispiel in Industrie, Gewerbe oder öffentliche Bereiche, sind aus unglasiertem Steinzeug, die man z. B. im Nürnberger Bahnhof sehen kann. Steinzeugfliesen mit Glasuren sind die klassische Bodenkeramik. Die techn. Eigenschaften der Glasur bestimmen die Abriebfestigkeit und die Rutschhemmung.
Im Gegensatz zum Steingut wird der Scherben bei 1150–1300 °C gebrannt. Durch Zugabe von Flussspat und anderen Flussmitteln kann die Porosität verringert werden.
Feinsteinzeug
Schnitt durch eine FeinsteinzeugplatteFeinsteinzeug (FSZ) besitzt definitionsgemäß eine Wasseraufnahme von < 0,5%. Es stellt damit die Weiterentwicklung der Steinzeugfliesen dar. Die Herstellung erfolgt, indem man feines Mineralpulver mit hohen Anteilen an Quarz, Feldspaten und anderen Flußmitteln unter hohem Druck trocken verpresst. Danach wird der Scherben in einem Rollenofen bei 1200- 1300 °C gebrannt.
Am Anfang der Entwicklung wurde FSZ nur unglasiert hergestellt. Auf Grund der hohen Bruchfestigkeit und der guten Verschleißeigenschaften wird es häufig in öffentlichen und stark beanspruchten Bereichen eingesetzt. Die geringe Porosität erlaubt es das Material zu polieren. Die Oberfläche von unglasiertem FSZ kann durch unterschiedlich gefärbte Keramikpulver oder durch lösliche Salze dekoriert werden. Allerdings ist die Vielfalt der möglichen Optiken eingeschränkt. Deshalb wird seit einigen Jahren in zunehmendem Maße glasiertes und bedrucktes FSZ hergestellt. Dieses Material bietet die Möglichkeit eine enorme Vielfalt an Dekoren zu erzeugen. Beispielsweise werden unterschiedlichste Steine, Hölzer, Stoffe, Kork, Leder etc. kopiert. Von glasiertem Steinzeug unterscheidet sich glasiertes FSZ vor allem durch eine etwas höhere Bruchfestigkeit und völlige Frostunempfindlichkeit. Die anderen Eigenschaften, wie z.B. chemische Beständigkeit, Rutschhemmung und Ritzhärte können können je nach Art der Oberfläche sehr unterschiedlich sein.
Die Reinigungsfähigkeit von FSZ ist sehr unterschiedlich. Unglasiertes Material ist durch eine relativ hohe Rauhigkeit der Oberfläche häufig schlecht zu reinigen. Bei glasiertem Feinsteinzeug besitzt die Glasur häufig nicht die Abriebfestigkeit des Scherbens. Laufstraßen im gewerbl. Bereich sind relativ schnell durch Aufrauung der Oberfläche und die damit verbunde Verschmutzung sichtbar. Das gilt auch für priv. Hochlastbereiche, wie z. B. vor der Küchenzeile, wo man mit dem Schuh dreht. Besonders bei Sprühglasuren tritt ein Effekt auf, der zu mehreren Prozessen über die Gebrauchstauglichkeit geführt haben. Die Glasur läß die Farbe des Scherbens "vergrauen". Ist die Glasur abgerieben, kommt die Originalfarbe der Keramik zum Vorschein und wird vom Betrachter oft für Schmutz gehalten. Eine Sanierung ist nur durch Austausch erreichbar.
Besonders problematisch sind polierte Oberflächen. Durch die Politur werden geschlossene Poren geöffnet. Eindringender Schmutz ist häufig nicht mehr zu entfernen. Deshalb ist bei polierten Fliesen eine Versiegelung notwendig.
Die geringe Porosität der FSZ-Fliesen bringt es mit sich, dass normaler Zementmörtel für die Verlegung von FSZ ungeeignet ist. Es sind spezielle, kunststoffvergütete Fliesenkleber zu wählen. Das gilt ebenso für die verwendeten Fugmaterialien.
Cotto oder Terrakotta
Ursprünglich in der Toskana beheimatet, hat Terrakotta auch die heimischen Wohnstuben erreicht. Durch die natürlichen warmen Töne erfreut es sich bei einigen Bauherren 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 °C 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 drei Prozent 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, ihrer Frostbeständigkeit, 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 Ia höchstens 0,5 % Ib höchstens 3 % IIa 3 % bis 6 % IIb 6 % bis 10 % III mehr als 10 % In der europäischen Norm DIN EN ISO 14411 werden keramische Fliesen und Platten nach ihrem Wasseraufnahmevermögen in fünf Gruppen unterteilt. Die Prüfung erfolgt nach DIN EN ISO 10545.
Frostbeständig und somit für den Außenbereich geeignet sind nur Fliesen und Platten der Gruppen Ia und Ib. Auch Fliesen, die auf überdachten Flächen wie etwa Balkonen vor Niederschlägen geschützt verlegt werden, müssen diesen Gruppen 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.
Klasse Umdrehungen typische Anwendungen 0 100 in der Regel 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 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.
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 höher der Wert, desto verschleißresistenter ist die Keramik.
Rutschsicherheit
- Hauptartikel:→ Rutschsicherheit
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° Verdrängungsraum Gruppe Mindestvolumen (cm³/dm²) V4 4 V6 6 V8 8 V10 10 Durch die Prüfung der Rutschsicherheit nach der DIN 51130 erfolgt die Einstufung in R-Werte. 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, dass beide Institutionen unterschiedliche Meinungen haben können. In Bereichen, wo fettige, pastöse oder faserig-zähe Stoffe auf den Boden gelangen, müssen Fliesen eventuell auch noch einen „Verdrängungsraum“ besitzen. Dieser Verdrängungsraum ist der zur Gehebene hin offene Hohlraum unterhalb der Gehebene und wird nach vier V-Klassen bewertet. Der V-Wert gibt an, wie viel cm³ Flüssigkeit der Boden auf einem dm² mindestens aufnehmen kann.
Eine Besonderheit bilden Keramiken für nassbelastete Barfußbereiche. Diese Oberflächen werden nach DIN 51097 geprüft und in die Bewertungsgruppen nach GUV 26.17 A, B und C eingeteilt.
GUV 26.17 wurde durch GUV-I 8527 ausgetauscht (Bodenbeläge für nassbelastete Barfußbereiche).
Für den privaten Bereich gibt es keine Vorgaben. Dort sind polierte oder glattglasierte 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.
Säurebeständigkeit
Die folgende Norm findet auf die Säurebeständigkeit Anwendung: UNI EN ISO 10545-13.
Fleckempfindlichkeit
Fleckempfindlichkeit wird nach folgender Norm klassifiziert: UNI EN ISO 10545-14.
Formate (in Deutschland)
In der Vergangenheit, bis in die 70er Jahre, dominierte bei den Wandfliesen das Format 15x15 cm. Seitdem ist eine extrem große Zahl neuer Formate entstanden. Dabei ist die Tendenz zu immer größeren Fliesen zu beobachten. Inzwischen werden Fliesen bis hin zu Größen von 120x120 cm und darüber hinaus angeboten. Die gängigsten Formate liegen heute (Stand 2008/09) allerdings noch zwischen 25x33 und 30x90 cm bei Wandfliesen/Steingut sowie 33x33 und 45x90 cm bei Bodenfliesen/(Fein-)steinzeug.
Neben großformatigen Fliesen sind aber auch Mosaikfliesen verbreitet. Hiermit bezeichnet man Fliesen im Format 1x1 cm bis 10x10 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 halben Fugenbreite umlaufend, also der vollen Fugenbreite von ca. 3 mm, zusammen.
Fliesenspiegel
Ein Fliesenspiegel ist kein Verlegeplan, sondern ein „freistehender“ Wandbelag, der nicht bis auf den Boden reicht. Typische Beispiele sind Rückwände von Küchenzeilen.
Siehe auch
Literatur
- Anne Berendsen u. a.: Fliesen - Eine Geschichte der Wand- und Bodenfliesen. Keysersche Verlagsbuchhandlung, München 1964
- Wilfried Hansmann, Wilhelm Joliet: Viel Tausend Vergnügen mit Falken und Reihern - Die Rotterdamer Fliesen und Fliesentableaus in Schloss Falkenlust zu Brühl. Verwaltung Schloss Brühl, Brühl 2004
Weblinks
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