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Materialkunde: Statik & Belastbarkeit

Schamotte im praktischen Belastungstest

Ofensetzer werden nicht selten mit Fragen der Statik konfrontiert: Wie viel Gewicht trägt eine Ofendecke? Welches Material eignet sich für freitragende Kaminschürzen? Haben Temperaturunterschiede Einfluss auf die Stabilität?

Die Wolfshöher Tonwerke haben sich diesen Fragen gestellt und die Grenzen ihrer Schamotte einmal ganz praxisnah ausgetestet.

Um erst einmal ganz grundsätzlich Orientierung zu bieten, wie viel Gewicht Schamotte unterschiedlicher Formate trägt, wurden rechnerisch Graphen erstellt, aus denen sich genau das ablesen lässt. Ausgegangen wird dabei von einer Punktbelastung wie auf der Zeichnung dargestellt.

So ist daraus beispielsweise erkenntlich, dass eine Wolfshöher HBO+ / WKS Schamotte mit einer Breite von 25 cm und einer Stärke von 4 cm, bei einer Länge von 40 cm einer Punktbelastung bis ca. 160 kg stand hält. Oder dass eine Schamotte-Hourdis mit einer Breite von 25 cm und einer Stärke von 4 cm, bei einer Länge von 75 cm einer Punktbelastung bis ca. 100 kg standhält.


Ofensetzer, die Interesse an dieser Traglasttabelle haben, können diese unter info@wolfshoehe.de anfordern.

In der täglichen Praxis werden sich Statik-Fragen allerdings vermutlich wesentlich fallbezogener stellen. Beispielsweise: Welches Material ist für überhängende Konstruktionen gut geeignet? Verwendet man besser leichtes oder schweres Material?

Die Wolfshöher Tonwerke empfehlen für solch einen Aufbau 30 mm starke Schamotteplatten, zum Beispiel HBO+, verklebt mit einem Haftmörtel, zum Beispiel Universalmörtel HM.
Dass ein Hersteller sein eigenes Material empfiehlt ist nicht ungewöhnlich. Dass dieser auch den Beweis erbringt, dass dieses eine optimale Lösung ist, schon eher. Und genau das haben die Wolfshöher Tonwerke getan:

In einem Experimentaufbau hat die Firma eine Panoramakamin-Außenhülle aus ihrer HBO+ Schamotte 1000x250x30 mm und dem Universalmörtel HM gebaut. An vermeintlichen Schwachstellen wurde zur Verstärkung zweischalig gearbeitet. Der Aufbau konnte 7 Tage trocknen. Anschließend wurde das Modell mit immer mehr Gewicht belastet.


Das beeindruckende Ergebnis des Bruchtests zeigt: Erst bei einer Belastung von über 450 kg gab der Aufbau nach. Schamotte hat zwar ein höheres Eigengewicht als Leichtbauplatten; doch aufgrund der hohen Biegefestigkeit sind selbst Überhang-Konstruktionen aus HBO+ sehr stabil, ein guter Mörtel natürlich vorausgesetzt.

Stellt sich nun noch die Frage: Welche Auswirkungen hat es auf die Festigkeit, wenn Schamotte thermisch beansprucht wird?

Anschauliche Versuche dazu sind nicht ganz einfach umzusetzen, weil Auswirkungen nur bei sehr hohen Temperaturen sichtbar werden. Die Wolfshöher Tonwerke wollten es trotzdem wissen und haben auch hier einen Test gefahren: Auf der Unterseite einer Schamotteplatte wurde bei gleichbleibender Druckbelastung (das Gewicht war der möglichen Traglast der Platte angenähert) die Temperatur erhöht. Auch bei ca. 500 °C hielt die Platte dem Gewicht weiterhin stand.

 
Neben der Traglast eines Materials unter Temperatureinwirkung, ist auch die Ausdehnung interessant – vor allem dann, wenn verschiedene Materialien kombiniert werden müssen. Denn die Unterschiede vor allem bei Temperaturen, die im Feuerraum herrschen, erfordern idealerweise die Kombination von Materialien mit annähernd gleicher Ausdehnung, Dehnungsfugen oder, wenn verschiedene Materialien verwendet werden, eine Entkopplung. Die Wolfshöher Tonwerke haben deshalb von verschiedenen Materialien, die im Ofenbau eingesetzt werden, Ausdehnungskurven bei steigender Temperatur aufgezeichnet.

Sie möchten dazu mehr erfahren, die Experimente gerne einmal live sehen und selbst ausprobieren? Die Wolfshöher Tonwerke bietet dafür über Schulungstermine regelmäßig Gelegenheit. Haben Sie Interesse? Dann erfragen Sie den nächstmöglichen Termin unter marketing@wolfshoehe.de.

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