Dr.-Ing. Stefan Vogt

Methoden zur Bewertung der Rohstoffeignung und Masseoptimierung (Teil 1)

Figures/Bilder: Stefan Vogt

»1 Ternäres Diagramm mit den Vorkommensbereichen für Dach- und Deckenziegel sowie Gitter- und Vollziegel nach Winkler. 1954 [38] (19 Dachziegel,19 Deckenziegel, 6 Gitterziegel, 3 Vollziegel)

Figures/Bilder: Stefan Vogt

»2 Ternäres Diagramm mit den Vorkommensbereichen für Dach-, Hochloch- und Vollziegel nach Schmidt. 1973 [39] (80 Dachziegelmassen, 35 Hochlochziegelmassen und 35 Vollziegelmassen)

»3 Ternäres Diagramm mit den Vorkommensbereichen für Dach-, Decken-, Handform- und Hochlochziegel sowie Klinker nach Messungen des Verfassers aus den letzten Jahren (28 Dachziegelmassen, 4 Deckenziegelmassen, 2 Handformziegelmassen, 63 Hochlochziegelmassen und 21 Klinkermassen)

»4 Einordnung von Ton- und Nichttonmineralen in das Winkler-Dreieck nach den statistischen Untersuchungen zu granulometrischen Erwartungswerten des Autors [33, 36]

»5 Überarbeitetes Winkler-Dreieck für Dach-, Decken-, Handform-, Hochloch- und Vollziegel sowie Klinker (gestrichelte Linie – Kernbereiche <80%, durchgezogene Linie – gesamter Vorkommensbereich)

»6 Vorkommensbereich besonders frostfester Dachziegel nach Ruppik [70] (verschiedene Stufen der erreichten Anzahl von Frost-Tau-Wechseln FTW) und Gebiet der dichtesten Packungsdichte mit einem Porenvolumen von <25% nach Temperung der Proben bei 600° C (Untersuchungen des Autors)

»7 Hypothetische Siebdurchgangskurven für die größte Biegezug- bzw. Druckfestigkeit nach der Trocknung unter Nutzung von Werten aus [81, 82]

»8 Augustinik-Diagramm von 1975 [50, 51] für verschiedene fein- und grobkeramische Produkte

»9 Überarbeitetes Augustinik-Diagramm für verschiedene grobkeramische Produkte

»10 Aus Dilatometerkurven abgeleitete Quarzsprünge zwischen 600 und 550° C in Abhängigkeit vom freien Quarzgehalt (eigene Untersuchung an 124 Tonen und Massen)

»11 Komplexe Mineralanalyse mittels Evolutionsverfahren im Programm SimClay

Es werden die seit mehreren Jahrzehnten bekannten Eignungsbewertungen von Rohstoffen, wie das Winkler-Dreieck, das Augustinik-Diagramm und die Eignungsbewertung nach Freyburg, kritisch beleuchtet und auf die heute gebräuchlichen Produktqualitäten und Herstellungstechnologien angepasst. Aufbauend auf den gewonnenen Erfahrungen mit quantitativen Mineralanalysen werden zudem für verschiedene grobkeramische Produktgruppen optimale Mineralzusammensetzungen angegeben. In Teil 2 wird die Vorgehensweise bei der Voroptimierung von Versätzen mittels einfacher Suchverfahren, Methoden der linearen Optimierung und Evolutionsalgorithmen beschrieben.

1 Einleitung

Bei der Eignungsbewertung von Rohstoffen und der Optimierung von Massen für die Ziegelproduktion müssen alle Fragen zu folgenden beiden Themenkreisen beantwortet werden:

Welche Eigenschaften muss das Produkt aufweisen?

Mit welcher Technologie soll das Produkt hergestellt werden?

Die notwendigen Eigenschaften der Ziegelprodukte werden üblicherweise in den länderspezifischen Normen beschrieben. Über diese Normen hinaus kann es eine weitere Anzahl von Anforderungen geben, welche zum Beispiel die spezielle Ästhetik des Produkts, wie die Ausformung, die Farbe oder das Farbspiel...