Quellen

IKF 2011 EPD für Keramische Fliesen und Platten. Deklarationsinhaber: Industrieverband Keramische Fliesen und Platten e. V. Institut Bauen und Umwelt e. V (Hrsg.) EPD- IKF-2011111-D.

BGIA-Report 8/2006: Quarzexpositionen am Arbeitsplatz. Hrsg: Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaft (HVBG). [abgerufen im September 2013]

Gehrcke, K., Hoffmann, B., Schkade, U., Schmidt, V., Wichterey, K. (Bundesamt für Strahlenschutz): Natürliche Radioaktivität in Baumaterialien und die daraus resultierende Strahlenexposition. 20. Nov. 2012)

Herstellungsprozess

Keramische Fliesen werden im Strangpress- oder Trockenpressverfahren hergestellt, wobei letzteres weitaus üblicher ist. Die Herstellung über eine Gießmasse ist nicht üblich (CERAME UNIE 2012).

Steingut- und Irdengutfliesen werden bei 950–1150 °C gebrannt. Heute üblich ist das Einbrandverfahren (Monoprosa), bei dem direkt nach der Formgebung flüssige Glasur aufgetragen und die Fliese mit einem gewünschten Muster bedruckt wird. Beim Zweibrand-Verfahren (Biporosa) wird zuerst der Scherben gebrannt. Danach wird die meist aufwändig gestaltete Glasur aufgetragen und die Fliese nochmals im Ofen gebrannt.

Zur Herstellung von Steinzeug wird der Scherben bei 1150–1300 °C gebrannt. Durch Zugabe von Feldspaten und anderen Flussmitteln bildet sich beim Brand eine Glasphase, die die Zwischenräume der Kristallite auffüllt. Häufig werden Steinzeugfliesen mit Glasuren oder werkseitigen Oberflächenvergütungen veredelt, um ästhetisch ansprechende Oberflächen zu erreichen und die Fleckempfindlichkeit zu vermindern.

Die Herstellung von Feinsteinzeug (FSZ) erfolgt, indem man extrem feines Mineralpulver mit hohen Anteilen an Quarz, Feldspaten und anderen Flussmitteln unter hohem Druck trocken verpresst. Die Brenntemperatur liegt bei 1200- 1300 °C und trägt zu der sehr hohen Dichte bei. Feinsteinzeug-Fliesen werden entweder unglasiert belassen, poliert oder glasiert.

Cotto oder Terrakotta besteht aus Kalkmergel mit starken „Verunreinigungen“ aus Quarzkrümeln. Der im Tagebau gewonnene Ton wird mit Wasser vermengt und geknetet wie Teig, durch einen Wolf gedreht und anschließend strang- beziehungsweise trockengepresst. Alternativ wird die Grundmasse auch in Holzformen gedrückt und an der Luft getrocknet. Die raue Oberfläche wird nach dem Trocknungsprozess durch die Bearbeitung mittels Stahlbürsten erzielt. 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.

Zu den sogenannten grobkeramischen Produkten gehören die klassischen Klinker und Spaltklinker. 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.

Stranggepresste Klinker, die erst nach dem Brand gespalten werden, nennt man Spaltklinker. Auf der Rückseite sind dann die Rillen der Strangpressung zu erkennen.

Charakteristische Emissionen

Die Aufbereitung der Rohmaterialien, das Trocknen, die Formgebung, die Glasurherstellung und der Brennprozess führen zu Feinstaubemissionen.
Bei der Trocknung und dem Brennen werden zudem – vorwiegend aus den Rohstoffen –  gasförmige Schadstoffe freigesetzt. Es handelt sich dabei um Schwefeloxide (SOx), Stickoxide (NOx), Fluorwasserstoff (HF), Chlorwasserstoff (HCl), flüchtige organische Verbindungen (VOC) und Schwermetalle. Die Höhe der Emissionen ist vom technischem Stand des Herstellerwerkes und der chemischen Zusammensetzung des Rohstoffgemenges abhängig.

Der natürliche bzw. zugefügte Kalkanteil in der Tonmischung verursacht außerdem rohstoffbedingte Kohlendioxid-Emissionen.

Die im Produktionsprozess entstehenden gebrannten Tonabfälle werden als Schamotte verkauft (IKF 2011). Staub und Steinmehl können intern verwertet werden. Die nicht verwertbaren mineralischen Abfälle werden deponiert.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Tone weisen einen natürlichen Gehalt an Quarzen auf. Die Quarzgehalte in den Tonen und damit die Quarz-A-Staubkonzentrationen an Arbeitsplätzen mit unmittelbarem Zugang zum Material schwanken dabei stark je nach Lagerstätte (BGIA-Report 8/2006).

In der TRGS 559 „Mineralische Stäube“, Anlage 1, Tabelle 1 werden typische Tätigkeiten mit mineralischen Stäuben aus verschiedenen Branchen drei Expositionskategorien (1-3) zugeordnet. Tätigkeiten bei der Herstellung von Fliesen werden unter "2 Keramische und Glas-Industrie" gelistet (2.2, 2.3, 2.4, 2.7). Die gelisteten Tätigkeiten fallen in die Expositionsklassen 2 bis 3.

Weiteres zu Quarzstaub → Verarbeitung / 2.3.2.2 AGW-Werte

Maßnahmen Umweltschutz

Die verwendeten Tone / Kaoline / Feldspate stammen aus Gruben in überwiegend unmittelbarer Nähe der Produktionsstätten. Nach dem Abbau werden die Gruben gezielt für die Rekultivierung als Biotope vorbereitet, z. B. durch Bildung von Flachwasser- und Tiefwasserzonen, Abbruchkanten usw.

Maßnahmen des Umweltschutzes sind ausgerichtet auf möglichst geringen Energieverbrauch und schadstoffarme Abluft.
Im Brennvorgang wird heute vorwiegend Erdgas statt der früher üblichen Kohle eingesetzt. Die Haupttechniken zur Energiereduktion sind (EUROPÄISCHE COMMISSION 2007):

• bessere Brennöfen und Trockner
• Rückgewinnung der Brennerabwärme
• Kraft-Wärme-Kopplung
• Modifizierung der Tonmasse

Der Energiebedarf für die Produktion einer Tonne Wand- und Bodenfliesen hat sich von 1980 auf 2003 um 47 % verringert (CERAME-UNIE 2012).

Fluorwasserstoffemissionen können durch Filteranlagen weitgehend reduziert werden; die Emissionen aus dem Brennvorgang liegen unter den Grenzwerten der TA-Luft.
Belastungen von Wasser und Boden entstehen nicht. Der Prozess verläuft in einer Vielzahl der in der Branchen-EPD betrachteten Werke abwasserfrei. Das eingesetzte Anmachwasser wird während des Trockenprozesses in Form von Wasserdampf wieder frei bzw. in den internen Wasserkreislauf zurückgeführt und dort wiederverwendet (IKF 2011).

Transport

Der Hauptrohstoffe (Tone, Feldspat, Kaolin) befindet sich in der Regel in unmittelbarer Nähe des Werkes.

Quellen

European Commission (2007): Reference Document on Best Available Techniques in the Ceramic Manufacturing Industry. August 2007.  [abgerufen im September 2013]

CERAME-UNIE (2012): Paving the way to 2050. The ceramic industry roadmap. Zugriff:http://www.cerameunie.eu/en/publications/brochures-and-reports (abgerufen im Oktober 2013)

IKF 2011 EPD für Keramische Fliesen und Platten. Deklarationsinhaber: Industrieverband Keramische Fliesen und Platten e.V. Institut Bauen und Umwelt e.V (Hrsg.) EPD- IKF-2011111-D. [abgerufen am 30. August 2011]

ZWIENER Gerd, MÖTZL Hildegund (2006): Ökologisches Baustofflexikon. 3. völlig überarbeitete Auflage. C.F. Müller Verlag, 3. neu bearbeitete und erweiterte Auflage 2006

BGIA-Report 8 /2006: Quarzexpositionen am Arbeitsplatz. Hrsg: Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaft (HVBG). [abgerufen im September 2013]

Technische Regeln für Gefahrstoffe TRGS 559 „Mineralischer Staub“ [abgerufen im September 2013]

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Keramische Fliesen werden üblicherweise mit Hilfe von Fliesenklebern oder -mörteln auf Zementbasis verlegt, welche im Vergleich zu anderen Verlegewerkstoffen geringe Emissionen in die Raumluft verursachen.

Feinsteinzeug-Fliesen sind hart und spröde und lassen sich nicht so unkompliziert schneiden wie Steingutfliesen. Für den Zuschnitt empfiehlt sich daher eine wassergekühlte Steintrennmaschine mit geschlossener Diamanttrennscheiben von guter Qualität. Für die Verlegung sind spezielle, Kunststoff vergütete Fliesenkleber zu wählen (enthalten Dispersionspulver in der Grüßenordnung von 2,5 bis 10%). Das gilt  ebenso für die verwendeten Fugmaterialien.

Bei der Verwendung von kunststoffvergüteten Klebstoffen ist auf emissionsarme Dispersions-Klebstoffe mit GISCODE D1 bzw. EMICODE EC1 zu achten (Informationen zu Verlegewerkstoffen siehe ⇒ Datenblatt Bodenbeläge, Rubrik „Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen“)

Beständigkeit Nutzungszustand

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.
→ Datenbank als PDF

Keramische Fliesen fallen unter die Bauproduktgruppe Deckenbeläge (Code Nr. 352.411), für die eine Nutzungsdauer von mehr als 50 Jahren angegeben wird.

Keramische Bodenbeläge zeichnen sich unter anderem durch ihre hohe Beständigkeit gegen Abrieb, Verkratzen und chemische Substanzen aus. Je nach Einsatzgebiet werden Keramikfliesen in unterschiedlichen Qualitäten angeboten, wobei für die Beständigkeit folgende Eigenschaften wesentlich sind:

• Die Frostbeständigkeit wird durch das Wasseraufnahmevermögen bestimmt. In der DIN EN 14411 werden keramische Fliesen und Platten nach ihrem Wasseraufnahmevermögen in fünf Gruppen unterteilt.
• Bei unglasierten keramischen Fliesen und Platten wird der Tiefenverschleiß nach DIN EN ISO 10545-6 ermittelt.
• Die Abriebfestigkeit einer Fliese wird nach einer Prüfung gemäß DIN EN ISO 10545-7 klassifiziert.

Fugen sind Bestandteil des Belags und nicht so widerstandsfähig wie die Fliesen. Für die Fugen sollte daher eine unempfindliche Farbe gewählt werden.

Instandhaltung

Grundsätzlich sollte ein Bodenbelag der passenden Beanspruchungsklasse gewählt, das Reinigungskonzept an die Nutzung angepasst und Reinigungs- und Pflegeempfehlungen des Herstellers beachtet werden. Bei den Reinigungsmitteln ist die Ergiebigkeit zu berücksichtigen. Umweltzeichen können eine Orientierungshilfe über die Umweltverträglichkeit bieten. Zweckmäßig geplante Schmutzschleusen reduzieren den Reinigungsaufwand beträchtlich, und die regelmäßige Entfernung von losem Schmutz erhöht die Lebensdauer.

Fliesen können bei geringer Verschmutzung mit lauwarmem Wasser und bei Bedarf mit biologisch leicht abbaubaren, umweltverträglichen Wischzusätzen wie handelsüblichen Neutralreinigern hygienisch rein gehalten werden. Auch stärkere alltägliche Verschmutzungen lösen sich in der Regel mit einem gering dosierten Neutralreiniger. Mehr und schärfere Reinigungsmittel können dem Oberflächenbelag schaden. Auch pflegemittelhaltige Reinigungsprodukte können auf Dauer problematisch sein, weil sie eine klebrige Fett-, Wachs- oder Kunststoff-Schicht aufbauen, die die Optik, Hygiene, Trittsicherheit und Reinigungsfreundlichkeit keramischer Oberflächen negativ beeinflussen. Saure Reinigungsmittel können Beschädigungen an den Fugen verursachen.

Bei der Grundreinigung handelt es sich um eine intensive Zwischenreinigung, die bei größerer Verschmutzung angezeigt ist. Durch Einsatz von Spezialreinigern, erhöhter Einwirkungszeit sowie einer durch Bürsten und ggf. Scheuerpulver verstärkten mechanischen Unterstützung kann man keramische Beläge bei Bedarf gründlich reinigen. Poliertes Feinsteinzeug erfordert wegen seiner höheren Fleckempfindlichkeit eine Imprägnierung. Bei Grundreinigung und Imprägnierung (wenn überhaupt nötig) sind mögliche Gesundheits- oder Umweltgefährdungen durch Inhaltsstoffe wie Lösemittel zu vermeiden.

Eingetrocknete Schmutzreste können mit einem Kunststoffspachtel weggekratzt werden. Einzelne Fliesen können ausgetauscht werden; dafür sollten Ersatzfliesen aufbewahrt werden. Die Befestigung ist irreversibel. Beschädigte Oberflächen sind nicht reparierbar.

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Fliesen enthalten keine gesundheitsgefährdenden Stoffe. Beim Rückbau heute hergestellter Fliesenbeläge ist - außer bei Staubentwicklung - mit keinem besonderen Umwelt- oder Gesundheitsrisiko zu rechnen.

Wiederverwendung

Eine Wiederverwendung ist wegen der guten Haftung am Untergrund kaum möglich. Intakte Fliesen könnten gesäubert und wiederverwendet werden.

Stoffliche Verwertung

Sortenreine Elementreste können von den Schamottherstellern zurückgenommen und in gemahlener Form als Magerungsmittel in der Produktion wiederverwertet werden (IKF 2011). Fliesenbruch kann außerdem als Splittersatz verwendet werden (Downcycling).

Energetische Verwertung

Nicht relevant (kein Heizwert).

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Fliesen können auf Inertstoffdeponien abgelagert werden.

EAK-Abfallschlüssel

Quellen

IKF 2011 EPD für Keramische Fliesen und Platten. Deklarationsinhaber: Industrieverband Keramische Fliesen und Platten e.V. Institut Bauen und Umwelt e.V (Hrsg.) EPD- IKF-2011111-D.