Wie werden wir in Zukunft Fliesen verlegen?
So verändern aktuelle Entwicklungen die Technik des Verlegens
Warum brauchen wir neue und effiziente Verlegetechniken?
Fliesen sind als Belag weltweit sehr beliebt. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Fliesen bieten alle Vorteile von Naturstein – und noch einige mehr – kosten aber weniger und sind viel breiter einsetzbar. Fliesen können im Innen- wie Außenbereich verwendet werden; man findet sie an Wänden und Böden, in Gewerbeimmobilien und Privathäusern. Fliesen sind ideal für heißes und kaltes Klima, hygienisch, leicht zu reinigen, wasserbeständig, nicht brennbar, hypoallergen – und sie sind in einer unglaublichen Vielfalt an Größen und Designs erhältlich.
Weltweiter Verbrauch von keramischen Fliesen
Der weltweite Verbrauch von Fliesen steigt, wobei China, Indien und Brasilien den Trend anführen.
Besser bauen
Beständigkeit und Resilienz
Das UN-Ziel für nachhaltige Entwicklung (SDG) Nr. 11 will ”Städte und Siedlungen inklusiv, sicher, widerstandsfähig und nachhaltig gestalten”. Können Fliesen einen Beitrag dazu leisten? Nun, als Material erfüllen sie viele der Kriterien. Fliesen sind insofern ”inklusiv”, als sie lokal beschafft werden können und zu günstigen Preisen erhältlich sind. Die Rohstoffe sind natürlich und nicht strategisch, da sie praktisch überall zu finden sind. Außerdem sind Fliesen ”sicher”, da sie feuerbeständig und in der Regel frei von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), Formaldehyd oder anderen kritischen Stoffen sind.
Und während die Produktion recht energieintensiv sein kann, fallen bei der Herstellung von Fliesen fast keine Abfälle an. Außerdem können fast alle Rohstoffe, die Glasuren und das verwendete Wasser recycelt werden. Fliesen selbst werden heute sogar aus recyceltem Material oder Abfall hergestellt.
Woran scheitern Fliesenkleber?
Langlebigkeit und Belastbarkeit sind Parameter für nachhaltige Lösungen. Wenn sich Fliesen nach kurzer Zeit ablösen, sieht das nicht nur unschön aus, sondern kann auch zu strukturellen Problemen führen und Wände anfällig für Feuchtigkeit und Witterungseinflüsse machen. Einer der Hauptgründe für das Ablösen von Fliesen ist, dass Fliesen und Fliesenkleber nicht zusammenpassen.
Sind Fliesen ”resilient”?
Fliesen sind in der Regel sehr haltbar. Wir kennen Mosaike aus dem Römischen Reich und Fliesenfassaden, die seit Jahrhunderten bestehen. Gleichzeitig gibt es geflieste Flächen, die bereits nach einigen Jahren oder sogar Monaten brechen und verfallen. Die Ursache für dieses Phänomen liegt im wahrsten Sinne des Wortes jenseits der Fliesen, nämlich im Fliesenkleber. In modernen Wand- oder Bodensystemen muss der Fliesenkleber mit völlig neuen Herausforderungen fertig werden. Diesen Herausforderungen müssen wir uns stellen, wenn wir besser, haltbarer, effizienter und nachhaltiger bauen wollen.
Die Bauindustrie gilt als einer der großen Verursacher von CO2-Emissionen – und ist gleichzeitig ein Schlüssel zur Klimagerechtigkeit. Denn der Zugang zu Wohnraum, Gesundheitsfürsorge, sauberem Wasser, Energie oder Infrastruktur zum Beispiel kann nicht ohne die Bauindustrie gesichert werden. Dies unterstreicht die Notwendigkeit und Dringlichkeit nachhaltiger Baulösungen.
Herausforderung eins: Feinsteinzeug
Der Fliesenmarkt ist designgetrieben; Farben, Formate und Materialien folgen schnell wechselnden Trends. Auf der Materialseite aber gibt es einen großen Megatrend: den Wechsel zu Fliesen aus Feinsteinzeug. Im Jahr 2020 waren bereits 40 % der verlegten Fliesen aus Feinsteinzeug. Experten gehen davon aus, dass der Anteil weiter wachsen wird, da Feinsteigzeug eine höhere Funktionalität bietet.
Im Vergleich zu traditionellen Fliesen sind Fliesen aus Feinsteinzeug stärker, dichter und undurchlässiger. Sie sind strapazierfähiger, langlebiger und haben ein viel breiteres Anwendungsspektrum. Feinsteinzeug nimmt wenig bis fast kein Wasser auf und kann deshalb praktisch überall verwendet werden. Selbst im Außenbereich in sehr kalten Regionen sinkt die Gefahr von Rissen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt.
Die Wasseraufnahme ist auch ein zentrales Unterscheidungsmerkmal für Fliesen: Klassische Keramikfliesen sind porös und haben eine Wasseraufnahme von über 6 %. Feinsteinzeug weist eine viel geringere Porosität auf und eine Wasseraufnahme von unter 0,8 %. Das ist eine Herausforderung für herkömmliche Fliesenkleber, die hauptsächlich aus Zement, Sand und Wasser bestehen und die Haftung mechanisch herstellen. Die Zementkristalle verkrallen sich hier mit den Poren der Fliese und des Untergrunds. Auf einer nicht porösen Oberfläche können diese Klebemörtel keine Verbindung herstellen.
Die Fotos zeigen, dass herkömmliche, nicht modifizierte Fliesenkleber zwar eine sichere Verbindung zu porösen Keramikfliesen herstellen können, nicht aber zu unporösem Feinsteinzeug. Für diese Fliesen sind moderne polymermodifizierte Kleber vorgeschrieben. Sie enthalten zusätzliche polymere Bindemittel, die im ausgehärteten Mörtel leimartige Brücken bilden. Diese Polymerbrücken gewährleisten eine starke Haftung zwischen der Fliesenoberfläche und dem Klebstoff unter allen klimatischen Bedingungen.
Neben der Haftzugfestigkeit verleiht das Polymer dem Klebemörtel eine weitere Superkraft: Flexibilität. Ein polymermodifizierter Fliesenkleber wirkt wie eine flexible Verbindung zwischen Fliese und Untergrund und absorbiert Stoßenergie wie Scherkräfte. Scherkräfte entstehen durch die Bewegung verschiedener Schichten in einem Wand- oder Bodensystem. Sie sind unvermeidlich, wenn z. B. Untergrund, Kleber und Fliese andere Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.
Ein flexibler Fliesenkleber verbessert die Haltbarkeit eines gefliesten Boden- oder Wandsystems erheblich, da er als flexible Fuge und Polster wirkt.
Die Entwicklung der Fliesen führt zu einer Revolution bei den Fliesenklebern, da herkömmliche unmodifizierte Dickbettkleber bei Feinsteinzeug zwangsläufig versagen. Um die Haftung zu gewährleisten, ist eine Polymermodifikation erforderlich. Aber für eine lange Lebensdauer reicht die Haftung allein nicht aus: Es muss auch Flexibilität gegeben sein.
Das Video zeigt, wie ein polymeres Vinylacetat-Ethylen (VAE)-Dispersionspulver die Haftung, Flexibilität und damit die Haltbarkeit eines Fliesenklebers verbessert.
Herausforderung zwei: Fliesen größer als 30 x 30 cm
Ein weiterer Megatrend verändert die Verlegetechniken auf der ganzen Welt: die Vorliebe für immer größere Fliesen. In Amerika und Europa sind bereits 40 % der verlegten Fliesen größer als 30 x 30 cm. Das Gleiche gilt für den asiatisch-pazifischen Raum. Der Nahe Osten und Afrika folgen dicht dahinter mit 35 % großen Fliesen. In China und Indien werden Fliesen von mindestens 60 x 60 cm sogar zur neuen Normalität.
Größere Fliesen erfordern erfahrene Fliesenleger und Hightech-Fliesenkleber. Eine hohe Anfangsklebkraft zum Beispiel ist für die Verlegung unerlässlich. Entscheidend für die Dauerhaftigkeit sind eine ausgezeichnete Klebkraft und hohe Flexibilität. Für Fliesen, die größer als 30 x 30 cm sind, ist darum ein C2-Fliesenkleber erforderlich. Für Fliesen, die größer als 60 x 60 cm sind, empfehlen Anwender einen C2S2-Fliesenkleber. Die Begriffe C2 und S2 beziehen sich auf die europäische Norm EN 12004. Um als C2S2 eingestuft zu werden, muss ein Fliesenkleber eine Klebkraft von mindestens 1 N/mm2 nach verschiedenen Lagerungsbedingungen aufweisen, z. B. bei Standardbedingungen, Wassereinwirkung, Wärmeeinwirkung und Frost-Tau-Bedingungen. Außerdem muss er flexibel genug sein, um Verformungen von mehr als 5 mm ohne Haftungsverlust oder Rissbildung zu überstehen.
Wie man einen Fliesenkleber auswählt
Fliesenkleber werden häufig als C1, C2, C2E, C2F, C2T oder C2S2 bezeichnet. Diese Kennzeichnungen beziehen sich auf die Norm EN 12004 (ISO 13007) und können wie folgt gelesen werden:
Zusätzliche Eigenschaften
E = verlängerte offene Zeit
Fliesenkleber vom Typ E werden empfohlen, wenn Umgebungsbedingungen z.B. heißes und trockenes Klima die offene Zeit verkürzen.
T = höhere Standfestigkeit (Thixotropie)
Fliesenkleber vom Typ T erleichtern das Verlegen von Fliesen auf vertikalen Flächen. Dies ist besonders wichtig für großformatige Wandfliesen.
F = schnell abbindend
Fliesenkleber vom Typ F werden empfohlen für große Fliesen und enge Zeitfenster.
Herausforderung drei: der Untergrund
Bei großen Fliesen ist ein ebener Untergrund Voraussetzung. Andernfalls können Hohlräume entstehen, die die Fliese bei Belastung brechen lassen. Aber das ist noch nicht alles. Fliesen werden heute nicht nur in Bädern und Küchen, sondern auch an Fassaden, auf Terrassen, in öffentlichen Bereichen oder in Schwimmbädern verwendet. Über 50 % der Bodenbeläge weltweit waren im Jahr 2019 aus Keramik.
Geflieste Böden sind auf der ganzen Welt beliebt. Sie halten dem Klima der Wüste von Arizona ebenso stand wie den eisigen Wintern in Kasachstan. Man findet sie auf Böden in hochfrequentierten Bereichen wie U-Bahn-Stationen (innen) und öffentlichen Bereichen (außen).
Das bedeutet auch, dass Fliesen auf allen möglichen Untergründen verlegt werden, z. B. auf Holzplatten, Trockenmauern, Ziegeln, Beton und anderem Mauerwerk – manchmal sogar auf Fußbodenheizung.
Auch hier stoßen die traditionellen unmodifizierten Dickbettmörtel an ihre Grenzen. In den meisten Fällen bieten nur Fliesenkleber mit einem polymeren Bindemittel ausreichend Haftung und Flexibilität.
Die Lösung:
polymermodifizierte Fliesenkleber
Die verbesserte Haftung und Flexibilität polymermodifizierter Fliesenkleber ermöglicht vielfältige, dauerhafte Fliesenlösungen. Aber das ist nicht der einzige Grund, auf diese Klebemörtel umzusteigen. Polymermodifizierte Fliesenkleber führen auch zu einer neuen Verlegetechnik. Während traditionelle, unmodifizierte Fliesenkleber im so genannten Dickbettverfahren aufgetragen werden, ermöglichen polymermodifizierte Fliesenkleber das Dünnbettverfahren.
Bei der Dickbetttechnik werden die Fliesen in einem Bett aus zementärem Mörtel verlegt und anschließend zurecht gerückt. Beim Dünnbettverfahren wird der Fliesenkleber mit einer Zahnspachtel in einer sehr dünnen Schicht aufgetragen, in die die Fliesen eingedrückt werden.
Typische Fußbodensysteme
Hier sind drei typische Fußbodensysteme dargestellt. Links wird der polymermodifizierte Fliesenkleber direkt auf die glatte und ebene Betonplatte aufgetragen. In der Mitte wird ein nicht modifizierter Mörtel als Dickbett aufgetragen. Rechts wird ein Estrich verwendet, um den unebenen Boden auszugleichen. Darauf kommt der polymermodifizierte Fliesenkleber in einer dünnen Schicht.
Vorteil: Material- und Zeitersparnis
Auf ebenen Untergründen benötigt das Dünnbettverfahren deutlich weniger Fliesenkleber und spart dem Fliesenleger Zeit. Um das zu belegen, haben wir eine Testsituation geschaffen und zwei erfahrene Fliesenleger gebeten, einen Boden zu verfliesen. Die Ergebnisse waren überzeugend: Das Dünnbettverfahren spart 90 % Sand und Zement und 75 % Arbeitszeit.
Vorteil: Reduzierter CO2-Fußabdruck
Die Umstellung vom Dickbett- zum Dünnbettverfahren verbessert die CO2-Bilanz des gesamten Systems. Beim Bau wird weniger Mörtel benötigt, wodurch weniger Transport und weniger Ressourcen, insbesondere Sand, anfallen. Beim Abriss wird Schutt gespart. Dadurch verursacht ein Dünnbettfliesenkleber von der Entstehung bis zur Entsorgung bis zu 60 % weniger Treibhausgasemissionen als ein auf der Baustelle angemischter Dickbettfliesenkleber.
Die Berechnung des CO2-Fußabdrucks basiert auf ISO 14040/44. Es wurde ein VINNAPAS® Vinylacetat-Ethylen (VAE)-Bindemittel in einem C2-Mörtel gemäß EN 12004 verwendet. Das Ergebnis kann aufgrund lokaler Bedingungen variieren. Hier wurde ein europäisches Szenario angenommen. Wenn das fossilbasierte VINNAPAS® Vinylacetat-Ethylen (VAE) durch ein biobasiertes VINNAPAS® eco Produkt ersetzt wird, reduzieren sich die CO2-Emissionen weiter.
Vorteil: Qualität wird erschwinglicher
Gesamtkosten der Verlegung
Es stimmt: Polymermodifizierung macht die Rezeptur eines Fliesenklebers teurer. Allerdings fällt dies kaum ins Gewicht, wenn man die Gesamtkosten für die Verlegung von Feinsteinzeug betrachtet. So hat die Wahl eines hochwertigen Klebemörtels keinen großen Einfluss auf den Gesamtpreis, führt aber zu einer erheblichen Steigerung bei Qualität und Haltbarkeit während Materialverbrauch, CO2-Emissionen und Arbeitskosten sinken. Längere Haltbarkeit bedeutet auch, dass man sich die Unannehmlichkeiten und Kosten für häufige Renovierungen spart. Es lohnt sich also, über einen höherwertigen Fliesenkleber nachzudenken.
Von links nach rechts: Quarzsand, gebrochener Kalkstein, Dünensand
Neue Möglichkeiten für Recyclingmaterialien
Sand ist ein stark gehandelter Rohstoff, der in vielen Anwendungen wie Beton, Ziegeln, Glas oder Straßen vorkommt und immer knapper wird. Auch in Fliesenklebern ist Quarzsand der wichtigste Zuschlagstoff: in der Regel macht er 50 – 60 % des Gewichts vom Gesamtprodukt aus.
In unserem technischen Kompetenzzentrum in Dubai haben wir getestet, ob Quarzsand durch Dünensand ersetzt werden kann. Das Problem dabei: Dünensand besteht aus sehr runden, gleichförmigen und nahezu gleichgroßen Partikeln, die nur schwer eine stabile Matrix ausbilden. Daher kann in Trockenmörteln nur ein Teil des Quarzsandes durch Dünensand ersetzt werden.
Interessant wäre es auch, wenn man Baumaterialien wie Beton und Bauschutt so wiederverwenden könnte, dass ihr Wert weitgehend erhalten bleibt. Eine Möglichkeit wäre die Verwendung von Recyclingbeton in Trockenmörteln, insbesondere in Fliesenklebern. Testergebnisse in unserem technischen Kompetenzzentrum zeigen, dass sich bis zu 50 % des Quarzsandes durch feinkörnigen Recyclingbeton ersetzen lassen, ohne dass die Eigenschaften des Fliesenklebers beeinträchtigt werden. Dadurch könnten Ressourcen geschont werden.
VINNAPAS® – für eine nachhaltigere Zukunft
Effizienz ist ein wichtiger Hebel für Nachhaltigkeit. VINNAPAS® Dispersionspulver und Dispersionen verbessern die Eigenschaften von Mörteln und ermöglichen es, mit weniger Material und in kürzerer Zeit bessere Ergebnisse zu erzielen. In dieser Hinsicht sind sie ein Wegbereiter für nachhaltigere Lösungen. Gleichzeitig arbeiten wir daran, die Umweltbilanz von VINNAPAS® selbst zu verbessern. Wir reduzieren kontinuierlich den spezifischen Energieverbrauch unserer Produktionsprozesse und bieten mit VINNAPAS® eco Typen an, die über den Massebilanzansatz aus erneuerbaren Rohstoffen gewonnen werden. Dies ist erst der Anfang. Wir laden Sie ein, die nächsten Schritte gemeinsam mit uns zu gehen. Lassen Sie uns das Bauen zirkulär gestalten und eine bessere Welt aufbauen.
Wie sehen Sie die Zukunft des Fliesenlegens? Lassen Sie uns darüber reden!
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