Für Eilige eine Materialkunde Aus: "MODERN BAUEN MIT LEHM". EIN RATGEBER DER KIRCHBAUHOF gGmbH
Das deutsche
Wort Lehm bedeutet Leim, und weil Lehm dauerhaft klebt, zudem überall
vorkommt und leicht zu gewinnen ist, wurde er von den Menschen sehr früh
als Baustoff verwendet. Wie jedes Baumaterial hat Lehm Vor- und Nachteile.
Zum Beispiel ergibt sich aus seiner bequemen Verarbeitbarkeit mit Wasser
folgerichtig sein größter Nachteil und Vorteil: Lehm ist sehr
feuchteempfindlich und muß gut geschützt werden. Geschieht das
nicht, zeigt er sich von seiner schlechtesten Seite, seiner
Wasserlöslichkeit. Sie wiederum hat den Vorteil, daß der
gelöste Baustoff "spurlos" wieder in die Natur eingehen kann, ohne sie zu
belasten, oder neu aufbereitet ein weiteres Mal als vollwertiger Baustoff
verarbeitbar ist. Fazit: Wie bei jedem Baustoff können gute
Ergebnisse nur dann erzielt werden, wenn die Materialeigenschaften bekannt sind
und genutzt werden. Lehm erfüllt in fast idealer Weise die Forderungen
nach einem schonenden Umgang mit der Natur und nach Energieeinsparung, und er
ist ein Baustoff, der wie kaum ein anderer dem Menschen entgegenkommt.
Meßbar sind beim Lehm z.B. seine feinstoffliche Wirkung, seine
Fähigkeiten, Schadstoffe in der Raumluft zu binden und für eine
gleichmäßige, angenehme Luftfeuchtigkeit zu sorgen .
Lehm setzt sich zusammen aus Sand und Ton. Der
Ton, genauer gesagt die Tonminerale, umschließen die Sandkugeln und
kleben sie zusammen. Die sehr unterschiedlichen Korngrößen des
Sandes (von 0,002 mm bis Feldsteingröße) und die unterschiedlichen
Eigenschaften der Tonminerale ergeben eine sehr große Variationsbreite
von Eigenschaften. Das Korngerüst ist um so belastbarer, je weniger
Zwischenräume für die Tonmineralien als Klebstoff bleiben und je
besser die einzelnen Kügelchen des Sandes ineinander passen. Am wenigsten
dicht liegen sie, wenn alle Kügelchen gleich groß sind, am
dichtesten, wenn sie verschiedene Größen haben. Wichtig für die
Festigkeit ist außerdem die Größe der größten Sand-
bzw. Kieskörner und ihre Scharfkantigkeit, mit der sie sich ineinander
verzahnen.
Für Putze und Massivlehmbauten sind Lehme, die ein festes
Korngefüge haben, gut geeignet. Sie sollten etwa 10 % Tonminerale, 30 %
Schluff und den Rest Sand - gleichmäßig von 0,06-2 mm verteilt -
enthalten. Plättchenstruktur der
Tonmineralien
Die Plättchen der Tonmineralien liegen wie ein
Kartenhaufen dicht aufeinander. Wird Wasser zugegeben, bilden sich
hauchdünne Wasserfilme zwischen ihnen und das Ganze wird sehr glitschig,
bei geringer Wasserzugabe plastisch. Verdunstet das Wasser, ziehen sich die
Plättchen mit der flachen Seite gegenseitig an. Der Prozeß des
Verdunstens und Wieder-Wasser-Zugebens kann - anders als beim Zement -
beliebig oft wiederholt werden. Deshalb kann ungebrannter Lehm als Baustoff
immer wieder verwendet werden. Bei der Bearbeitung des plastischen Tons durch
äußere mechanische Kräfte werden die Plättchen wie kleine
Magneten ausgerichtet. Diese Strukturen bleiben beim Austrocknen erhalten. Man
spricht deshalb vom Gedächtnis oder Geheimnis des Tons.
> Wie entsteht Ton? Die Tonmineralien entstehen z.B. beim
Verwittern von Feldspat des Granits. Gleichzeitig werden dann die beiden
anderen Bestandteile des Granits, Quarz und Glimmer, frei und vermischen sich
mit den Tonmineralien. Diese Verwitterungsprodukte sind von Wasser, Wind und
Eis oft weit transportiert worden. Je nach endgültiger Lagerstätte
hat der Ton bzw. Lehm dann eine sehr unterschiedliche Zusammensetzung und wird
als Berglehm, Geschiebelehm, Schwemmlehm, Lößlehm, Schlicklehm,
Auelehm usw. bezeichnet. Damit sind seine technischen Eigenschaften
allerdings noch nicht ausreichend beschrieben.
Die bekanntesten Tonmineralien sind Kaolinit, aus dem Porzellan
hergestellt wird, Montmorillonit - dem wichtigsten Bestandteil des Bentonits,
einem Verwitterungsprodukt aus vulkanischen Aschen, das zum Plastifizieren von
Tonen verwendet wird -, Illit und Chlorit.
Die Tonmineralien sind
unvorstellbar kleine Kristallblättchen, etwa 1/1000 mm klein, deren
elektrostatische Aufladung die Klebekraft des Tons ausmacht. Je mehr Sand als
Füllmaterial im Ton enthalten ist, desto "magerer" nennt man ihn. "Fetter"
Ton besteht etwa zu zwei Dritteln aus Tonmineralien. Bei 50 % Tonanteil spricht
man von lehmigem Ton; toniger Lehm enthält nur noch ein Drittel, Lehm rund
20 % und sandiger Lehm 10 % Tonmineralien. Baulehm soll 10-15 % Tonmineralien
haben, für Leichtlehmbauweisen bis 30 %, der Rest ist Schluff, Sand und
evtl. Kies. Mergel, also Lehm mit Kalk, ist zum Bauen genauso wenig geeignet
wie Lehm, der Mutterboden enthält.
Von Interesse ist außerdem
das Schwindmaß, um das sich der Lehm beim Trocknen zusammenzieht, ferner
der Kalkanteil (Salzsäuretest) und die Abschlemmprobe. Durchgetrocknete
Kugeln von 5 cm Durchmesser aus geringer Höhe auf einen Steinboden fallen
gelassen, zerspringen bei gutem Baulehm in mehrere Teile. Zerkrümeln sie,
ist der Lehm zu sandig, behält die Kugel ihren Zusammenhalt, ist er zu
fett.
Die Druckfestigkeit des Baustoffs Lehm ist abhängig von dem
Korngerüst, der Bindigkeit, da quer zur Druckspannung eine Zugspannung
aufgenommen werden muß. Es gibt bisher erstaunlich wenig Angaben
über die Druckfestigkeit, weil Lehm bei uns bisher selten als
lastabtragender Baustoff verwendet wird.
In allen
Lehmbautraditionen spielt die Aufbereitung des Lehms eine große Rolle.
Oft war sie verbunden mit schwerer körperlicher Arbeit. Möglichst
gründliches Durchtreten, Mischen - Lehmmühlen von Mensch oder Tier
bewegt. Traditionell wurde im Herbst der Lehm für eine Baustelle
"gestochen", d.h. in schmalen Spatenstichen geborgen und zum Auswettern in etwa
1 m hohe und 2 m breite lange Haufen geschüttet, damit Frost und Regen die
Arbeit übernehmen konnten: Regen wird aufgesaugt und Frost zersprengt
knollenartige Tonansammlungen. Vor der weiteren Verarbeitung wurde der durch
ein Walzwerk - einen Kollergang - oder durch eine Lehmmühle geschickt.
Erst durch eine gute Aufbereitung entfaltet Lehm seine Eigenschaften. Vor allem
die Bindigkeit und Druckfestigkeit wachsen mit der Aufbereitung, weil die
Klebekraft der Tonplättchen besser aufgeschlossen wird. "Im Sommer
kühl und im Winter warm" - so beschreiben die meisten Bewohner ihre
Lehmhäuser, und viele führen das fälschlich auf die guten
Wärmedämmeigenschaften von Lehmwänden zurück.
Die Nachteile des Baustoffs Lehm:
das Schwinden, das Quellen, die Individualität, die Feuchteempfindlichkeit
und die Frostempfindlichkeit feuchten Lehms. Das Schwinden oder Sacken des
Lehms ergibt sich aus seiner Eigenschaft, beim Trocknen das Volumen zu
verringern. Es ist abhängig vom Tonmineral, vom Ton- und Wassergehalt des
Lehms und beträgt 3-7 %. Das Quellen ist eine Folge der Tatsache,
daß Lehm sich der Umgebungsfeuchtigkeit hervorragend anpaßt und in
Feuchteperioden Wasser aufnimmt; der Lehm "arbeitet". Obwohl die
Veränderungen des Volumens beim Quellen gering sind, muß darauf
geachtet werden, daß verbundene Baustoffe (wie z.B. Kalkputze) weich
genug sind, um das Arbeiten mitmachen zu können. Daher sollten
Kombinationen mit starreren Baustoffen (z.B. eine Fensterlaibung aus gebrannten
Mauersteinen) vermieden werden. Die Individualität des Lehms folgt aus
seinem natürlichen Vorkommen. Lehm ist weltweit verbreitet, hat aber an
jedem Fundort eine andere Zusammensetzung. Obwohl es einfache Versuche zur
Feststellung der für Baulehm nötigen Klebekraft gibt, paßt die
Individualität des Lehms ganz und gar nicht zu unseren Erwartungen an
einen Baustoff: Er soll immer und überall die gleichen Eigenschaften
haben, standardisiert, genormt sein, damit eine verläßliche und
einfache Anwendung möglich ist. Für den jeweils individuellen Lehm
eignen sich die üblichen Baumaschinen nicht ohne weiteres zur
Verarbeitung, und wetterabhängigen Bedingeungen z. B. beim Stampflehmbau
widersprechen unseren heutigen Erwartungen an Bauzeiten und Bauabläufe.
Die Feuchteempfindlichkeit des Lehms: Länger andauernde Feuchtigkeit
vermindert seine Festigkeit und führt zur Verwitterung. Folglich
müssen Lehmbauteile gegen aufsteigende Feuchtigkeit und Regen
geschützt werden: durch große Dachüberstände,
sorgfältig ausgeführte Horizontalsperren, Außenputz
(Kalkmörtel) oder Holzfassaden. Natürlich folgt aus der
Feuchteempfindlichkeit die Frostempfindlichkeit des feuchten Lehms.
Gefrierendes Wasser im feuchtem Lehm führt zu Frostabsprengungen. Deshalb
kann in unseren Breiten bei allen Naßlehmverfahren wegen der notwendigen
Trockenzeiten nur zwischen April und Ende September gebaut werden.
Vorteile des Baustoffs Lehm
Welche
Vorteile stehen den eben beschriebenen Nachtzeilen gegenüber? Zuallererst
die Tatsache, daß Lehm wie kaum ein zweiter Baustoff die Anforderungen
ökologischen Bauens und der Baubiologie erfüllt. Lehm ist
örtlich verfügbar, schont Ressourcen, spart Energie, ist beliebig
wiederverwendbar, angenehm zu verarbeiten, ist hoch dauerhaft, schützt
Holz, wirkt wärmedämmend, gibt keine Schadstoffe ab, verbessert
Raumluft und Raumklima, denn er reguliert die Luftfeuchtigkeit, bietet guten
Schallschutz und weist ange-nehme Oberflächentemperaturen auf. Ein
großes ökologisches Plus des Baustoffs Lehms ist seine fast weltweit
lokale Verfügbarkeit und die damit verbundene Schonung natürlicher
Ressourcen. Da Lehm i.d.R. unweit der Baustelle oder sogar als Baustellenaushub
gewonnen wird, ist der Energieverbrauch für Verarbeitung und Transport
äußerst gering. Gebrannte Ziegel oder Beton benötigen das
10-20fache an Energie. Baulehm ist auch nach der Nutzung, sogar nach dem
Abriß jederzeit und völlig problemlos als Baumaterial beliebig
wiederverwendbar. Grenzen der Wiederverwendbarkeit ergeben sich nur dann, wenn
dem Lehm nichtlösliche Zuschläge beigemengt wurden. Lehm ist angenehm
zu verarbeiten. Im Gegensatz zu Kalk und Zement greift er die Haut nicht an.
Sogar die Staubbelastung ist bei feuchter Verarbeitung unerheblich. Bei
fachgerechter Anleitung erlaubt das Bauen mit Lehm ein hohes Maß an
Eigenleistung und z.B. nachbarlicher Hilfe. Fast legendär ist die
Dauerhaftigkeit von Lehmbauwerken. Moderne Stahl-, Beton- und
Glaskonstruktionen verlangen einen hohen Erhaltungs-, Nach- und
Ausbesserungsaufwand, Lehmbauten dagegen überdauern bei richtiger
Verarbeitung, Anwendung und Pflege Jahrhunderte. Zudem altert Lehm bei guter
Pflege "in Würde", und zeigt im Gegensatz zu vielen modernen Baustoffen
keine Festigkeits- und Qualitätsverluste. Wenn heute - im Zeitalter
schadstoffhaltiger, allergener Baustoffe, Möbel und Textilien - von den
Vorteilen des Baustoffs Lehm die Rede ist, steht sein Einfluß auf
Raumluft und Raumklima auf jeder Bewertungsliste obenan. Hier spielen mehrere
seiner Eigenschaften zusammen: Lehm ist ein fabelhafter Schallschlucker, er
speichert Wärme, strahlt sie aus, nimmt ausgezeichnet Wasserdampf auf und
gibt ihn wieder ab, so daß sich eine relative Raumluftfeuchtigkeit im
Idealbereich von 45-55 % ergibt und damit, alles in allem, ein angenehmes
Raumklima..
