Moderne Rohstoffe für die Ziegelindustrie
Teil 4: Weiße Gesteinsfüller aus dem Steinbruch Henau

1 Geologischer Rahmen und Standort

Im Steinbruch Henau wird Taunusquarzit aus dem Unterdevon gefördert und zu hochwertigen Gesteinskörnungen und Edelsplitten aufbereitet. Eingesetzt wird das Material unter anderem als Aufheller in Fahrbahndecken und Rollbahnen von Flughäfen. Die Anlagen zum Brechen, Klassieren und Entstauben sind im Jahr 2020 vollständig neu aufgebaut worden (»1). Mit der neuen Aufbereitungstechnik werden nun auch Gesteinsfüller unterschiedlicher Korngrößenverteilung produziert. Betrieben wird der Steinbruch von der Nahe-Hunsrück Baustoffe GmbH & Co. KG, einer Tochter der Basalt-Actien-Gesellschaft. Der Vertrieb im Bereich der Keramik und Stahlindustrie erfolgt über die Dr. Krakow Rohstoffe GmbH.

Geologisch ist der Steinbruch Teil des Hunsrück-Taunus-Zuges, der den südlichen Randbereich des Rheinischen Schiefergebirges repräsentiert. Das Gebiet ist damit Teil des Großkontinents Laurussia, speziell der Mikroplatte Avalonia (»2). Aufgeschlossen sind Schichtfolgen des Mittleren Unterdevon (Siegen/Pragium), die hier vor rund 410 – 405 Millionen Jahren durch Sedimentation im Rhenohercynischen Back-Arc-Becken entstanden sind. Im Zuge der Diagenese wurden die bis zu 1.000 m mächtigen Küstensande zunächst geologisch versenkt und dabei in verkieselte Sandsteine/Quarzite transformiert. Im Zuge der variszischen Orogense erfolgte dann im Karbon die Exhumierung und tektonische Deformierung/Steilstellung der Schichten (»3).

2 Mineralogisch-chemische Zusammensetzung

Die Gesteinsfüller aus Henau decken insgesamt ein Korngrößenspektrum vom Tonkorn- bis zum Grobsandbereich ab. Korngrößenmaxima liegen beim feinen Gesteinsfüller im Schluffkornbereich von d = 0,002 – 0,06 mm. Beim groben Gesteinsfüller im Fein- bis Mittelsandbereich von d = 0,06 – 0,6 mm (»4). Unterschiede in der Korngrößenverteilung spiegeln sich dabei erwartungsgemäß auch in der mineralogisch-chemischen Zusammensetzung der Gesteinsfüller wider.   

Mineralogisch sind die Gesteinsfüller aus Henau vergleichsweise einfach zusammengesetzt. Nach der röntgendiffraktometrischen Analyse sind es Gemische aus Gerüstsilikaten/Quarz und Phyllosilikaten, wobei der Phyllosilikatgehalt je nach Füllersorte zwischen 18 – 33 MA % variiert. Dominantes Tonmineral ist Illit/Glimmer, der als innerkristallin nicht quellfähiges Dreischichtsilikat zu klassifizieren ist. Als Nebengemengteil tritt fehlgeordneter Kaolinit auf. Aufgrund der diagenetischen Versenkung fehlen expansive Tonminerale erwartungsgemäß (»Tabelle 1).

Chemisch dominieren Silizium und Aluminium deutlich vor allen übrigen Elementen. Alkalische und erdalkalische Flussmittel fehlen weitgehend, lediglich im feinen Gesteinsfüller ist Kalium durch den deutlichen Gehalt an Illit/Glimmer in nennenswerter Menge vorhanden. Sehr geringe Eisengehalte zwischen 0,52 – 0,77 MA % lassen helle Brennfarben erwarten. Das Fehlen von Karbonaten und nur minimale Gehalte an organisch gebundenem Kohlenstoff bedingen kaum messbare CO₂-Emissionen zwischen < 0,04 – 0,22 MA % (»Tabelle 2). Zum Vergleich: Konventionelle Ziegeltone und Tonmergel erreichen Werte von bis zu 15,0 MA % CO₂.

3 Keramtechnologische Charakteristik

Die feinteiligen Gesteinsfüller können sowohl trocken im Silozug als auch angefeuchtet im Kippsattel-Auflieger geliefert werden. Im angefeuchteten Zustand beträgt die Feuchte zwischen 5 – 8 MA %. Im Ziegelwerk müssen die Füller nicht mehr zerkleinert, sondern nur noch homogen mit den übrigen Massekomponenten gemischt werden. Die schwach bildsamen Gesteinsfüller werden als Trocknungs- und Magerungsmittel, bevorzugt in hell- und gelbbrennenden Massen, eingesetzt. Der grobe Gesteinsfüller trägt dabei zur Stabilisierung des Korngerüstes im Sandkornbereich bei. Beide Füller weisen helle Brennfarben und hohe Feuerstandsfestigkeit auf (»7).

4 Mengenverfügbarkeit und Schlussbemerkungen

Im Steinbruch Henau sind derzeit noch rund 11.000 Jahres-Tonnen von dem groben und 4.000 Jahres-Tonnen von dem feinen Gesteinsfüller verfügbar. Jedoch wirft die Energiewende dunkle Schatten voraus. In exponentiell zunehmendem Maße werden Gesteinsfüller neuerdings auch außerhalb der Keramik eingesetzt. Etwa in der Stahlindustrie, in der Land- und Forstwirtschaft oder als Flugasche-Substitut. Interessierte Ziegelwerke sollten sich daher umgehend entsprechende Jahreskontingente sichern.