Rund zwei Millionen Tonnen Ton werden in Österreich jährlich verarbeitet, der Rohstoff kann beinahe vollständig aus heimischen Abbaugebieten bezogen werden.

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Das Bauen mit Ziegeln hat eine lange Tradition in Österreich. Übrig geblieben ist davon etwa die Geschichte der "Ziegelbehm" – der armen, aus Böhmen zugewanderten Arbeiterschaft, die in den Ziegeleien im Süden Wiens schuftete, um das Baumaterial für die Ringstraße und viele weitere Bauten der Stadt im 19. Jahrhundert herzustellen.

Dass schon lange davor in den ehemaligen Vorstädten Ziegel gebrannt wurden, davon zeugen heute noch Straßennamen wie die Ziegler- oder die Ziegelofengasse. Selbst aus der Römerzeit sind Lehmgruben im Wiener Becken bekannt, die diese elementaren Baumaterialien lieferten.

Das Bauhandwerk floriert bis heute. 30 Ziegelwerke gibt es etwa in Österreich. Ihr Bedarf von rund zwei Millionen Tonnen Ton kann nach wie vor beinahe vollständig mit heimischen Rohstoffen gedeckt werden.

CO2 beim Brennprozess entlassen

Dafür sorgen die reichhaltigen Lagerstätten – nicht nur im Wiener Becken, sondern auch in vielen anderen Gegenden des Voralpenlandes und alpennahen Beckenlagen. Mit der Erderwärmung kommt das Erfordernis, klimaneutral zu bauen.

Die größten Emittenten der Branche sind zwar Betonwerke, doch auch in der Ziegelproduktion wird CO2 ausgestoßen. Denn der Kohlenstoff, der im Ton in Form von Karbonaten enthalten ist, wird beim Brennprozess als CO2 in die Atmosphäre entlassen. Allerdings: Nicht jeder Ton enthält einen gleich hohen Anteil an Karbonaten.

Forscher der Geologischen Bundesanstalt, einer Forschungseinrichtung des Wissenschaftsministeriums, arbeiten deshalb im aktuellen Projekt "Karbonatarme Tonrohstoffe in Österreich" daran, diese klimafreundlichen Tonvorkommen zu charakterisieren. Es soll geklärt werden, wie groß die heimischen Lagerstätten sind und in welcher Qualität der karbonatarme Ton dort vorhanden ist.

Wenig Kalkgestein, wenig Karbonat im Ton

"Die Zusammensetzung eines Tons hängt davon ab, wo und wie er gebildet wurde", erklärt Projektleiterin Julia Rabeder von der Fachabteilung Rohstoffgeologie der Geologischen Bundesanstalt. "Das Karbonat, das in vielen Tonvorkommen enthalten ist, entstammt vor allem den Kalk- und Dolomitgesteinen der Alpen."

Große Bedeutung für die Ziegelproduktion in Österreich haben Löss- und Lösslehmlagerstätten. Der feine Kalkstaub kam als windverfrachtetes, sogenanntes äolisches Sediment ins Flachland und wurde dort Teil der gegenwärtigen Tonlagerstätten.

"Karbonatarme Tone haben sich dagegen entweder dort gebildet, wo wenig Kalkgestein zu finden ist, beispielsweise im Nahbereich der Böhmischen Masse, wo Silikate die Hauptbestandteile des Ausgangsgesteins sind", sagt Rabeder. "Oder er entstand durch Verwitterung von zuvor karbonathaltigen Sedimenten. Im Wasser, das die Lagerstätten durchdringt, lösen sich die Karbonate, und mit der Zeit werden sie ausgeschwemmt."

Recherche in K.-u.-k.-Akten

Um herauszufinden, wo sich die gesuchten Lagerstätten befinden, zapfen die Forschenden das Wissen an, das sich in der jahrhundertelangen Tradition der Tonverarbeitung in Österreich angesammelt hat. Denn einst hatte beinahe jeder Ort nicht nur einen eigenen Ziegelofen, sondern auch eigene Tongruben, die den Rohstoff lieferten. "Zu vielen dieser Lagerstätten sind Beschreibungen überliefert. Sie geben einen ersten Überblick, wo überall Ton oder Lehm abgebaut wurden", resümiert Rabeder.

Die Aufzeichnungen aus der bekannt bürokratieverliebten K.-u.-k.-Monarchie werden hier genauso durchforstet wie die jüngste Forschungsliteratur in diesem Bereich. Geologische Karten, einschlägige Datenbanken sowie Daten aus früheren Projekten werden herangezogen. Gleichzeitig werden Daten zu Bohrungen gesammelt sowie auch eigene durchgeführt.

Untersuchung per Röntgen

Werden vielversprechende Tonlagerstätten identifiziert, nehmen die Forschenden Proben vor Ort, um sie im Labor zu untersuchen. Die Eigenschaften des Rohstoffs – plastische Verformbarkeit in Kombination mit Wasser, spröde Härte nach dem Austrocknen und Brennen – sind unter anderem auch von der Partikelgröße der vorhandenen Tonmineralien abhängig.

"Von Ton spricht man, wenn die Korngröße kleiner als zwei Mikrometer ist", sagt Rabeder. "Um zu untersuchen, wie hoch der Karbonatanteil ist, werden die aufbereiteten Proben unter anderem mittels Röntgendiffraktometer untersucht."

Die ausgesendete Röntgenstrahlung wird dabei von den Kristallstrukturen der Partikel in unterschiedlicher Weise gebeugt. Aus den Diagrammen, die die verschiedenen Beugungsgrade widerspiegeln, lässt sich auf die vorhandenen Minerale schließen.

Lagerstättenkarte

Das Ergebnis des bis Ende 2023 laufenden Projekts wird eine Karte mit nutzbaren Lagerstätten von karbonatarmem Ton in Österreich sein. Ist absehbar, dass wesentliche Anteile der heimischen Ziegelproduktion mit den klimafreundlicheren Rohstoffen gedeckt werden können? "Karbonatarme Tonvorkommen sind eigentlich gar nicht so selten", sagt Rabeder dazu.

"Das Problem ist eher, dass manche dieser Ablagerungen sehr kleinräumig und von der Qualität her oft recht unterschiedlich sind. Kleinere Ziegelwerke können diese Art von Lagerstätten meist einfacher nutzen. Wir können wahrscheinlich auch größere Vorkommen identifizieren." (Alois Pumhösel, 3.11.2021)