Blähvermiculit

Vermiculite (Singular: Vermiculit) sind glimmerähnliche Magnesium-Aluminium-Eisen-Silikate und werden der Montmorillonit-Saponit-Gruppe innerhalb der Tone zugeordnet(1) . Sie sind durch Verwitterung vor Jahrmillionen entstanden. Die bekanntesten Vorkommen liegen in den USA und in Südafrika, wo Blähvermiculit häufiger Substraten zugemischt wird als in Europa(2) . Weitere Vorkommen sind in China, Brasilien und Simbabwe. Je nach Fundort und geologischer Entstehungsgeschichte hat Rohvermiculit unterschiedliche Ausgangseigenschaften.
Als Dreischichttonminerale haben Vermiculite einen plattigen Aufbau mit zwischen den Plättchen eingeschlossenem, chemisch gebundenem Kristallwasser(3) . Ihre Farbe ist goldgelb bis hellbraun. Als Rohmineral kann Vermiculit nicht verwendet werden, er muss zu Blähvermiculit (= expandierter oder exfoliierter Vermiculit) aufbereitetet werden.

Herstellung von Blähvermiculit


Nach seinem maschinellen Abbau im Tagebau wird der Vermiculit auf die gewünschte Korngröße gemahlen und fraktioniert. Generell kann das im Vermiculit gebundene Kristallwasser nicht ausgetrieben werden, ohne dass die Kristallstruktur zusammenbricht(3) . Durch Erhitzen in Spezialöfen kann das aber erreicht werden. Ihre plattige (lamellenähnliche) Form und das zwischen den Plättchen eingeschlossene Wasser sind wichtig für den Exfoliationsprozess. Bei Temperaturen über 850 °C wird das enthaltene Kristallwasser schockartig ausgetrieben und drückt dabei die Mineralplättchen auseinander. Die Folge ist eine völlige Strukturveränderung vom ursprünglich festen und plattigen Rohvermiculit zu langen würmchenförmigen (lat. vermiculus) ausgedehnten Partikeln. Eine 10- bis 35-fache Volumenzunahme, eine erhebliche Abnahme der Schüttdichte und eine Zunahme der Wasseraufnahmefähigkeit sind die Folge(4) .

Eigenschaften und Verwendung


Blähvermiculit ist keimfrei, nicht brennbar, geruchsneutral und gesundheitlich unbedenklich.
Sobald Vermiculit expandiert, verliert er seine Kompaktheit und Strukturstabilität, gewinnt aber an Volumen. Das trägt zu einer erheblichen Vergrößerung der inneren Oberfläche bei, wodurch eine Kationen- und Nährstoffpufferkapazität geschaffen wird. Insbesondere Kalium, Ammonium-N und Magnesium werden gepuffert; eine Auswaschung von Nitraten und Phosphaten kann aber nicht verhindert werden(5) . Die Pufferungseigenschaften von Blähvermiculit, bei gröberen Körnungen auch die Wirkung auf die Luftkapazität sind Gründe, warum dieser Ausgangsstoff in Substraten verwendet werden kann.

Tabelle 51: Wertebereiche der chemischen Eigenschaften von Blähvermiculiten unterschiedlicher Herkunft und PartikelgrößenVergrößerte Darstellung von: Tabelle 51: Wertebereiche der chemischen Eigenschaften von Blähvermiculiten unterschiedlicher Herkunft und Partikelgrößen
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Blähvermiculit wird vorrangig industriell eingesetzt, z. B. als Schall-, Wärme- und Kältedämmstoff, Isolier- und Verpackungsmaterial, oder zum Aufsaugen von verschütteten Flüssigkeiten verwendet(4) . Durch Siebung ist Blähvermiculit als Granulat in verschiedenen Partikelgrößen erhältlich, wobei Größenbereiche von 0-2, 2-4 und 4-8 mm für die erwähnten Einsatzbereiche die gebräuchlichsten sind. Je gröber die Partikel, desto niedriger ist die Wasserkapazität und entsprechend höher die Luftkapazität bei gleichem Gesamtporenvolumen. Wesentliche physikalische Eigenschaften stehen in Tabelle 52.

Tabelle 52: Physikalische Eigenschaften von Blähvermiculit (Schmilewski, unveröffentlicht)Vergrößerte Darstellung von: Tabelle 52: Physikalische Eigenschaften von Blähvermiculit (Schmilewski, unveröffentlicht)

Die Verwendung von Blähvermiculit ist im Substratbereich in Europa preisbedingt (hohe Produktionskosten) gering. Die Strukturstabilität der wurmähnlichen Partikel ist gering. Dennoch wird Blähvermiculit gelegentlich als Anzuchtsubstrat ohne Zugabe anderer Ausgangsstoffe oder in Kombination mit z. B. schwach zersetztem Torf verwendet. Üblich sind dann ca. 20 % (v/v) im Substrat. In Anzuchtbetrieben wird Blähvermiculit manchmal zur Abdeckung von Aussaaten verwendet. So wird Sonnenlicht reflektiert, was eine übermäßige Erwärmung der Keimlinge verhindert, und die Substratfeuchtigkeit gehalten. Für diese Anwendungen wird in der Regel Blähvermiculit mit einer Partikelgrößenverteilung von 0 bis 2 mm eingesetzt. Dieser Ausgangsstoff sollte immer trocken eingesetzt werden, da sonst die ziehharmonikaähnlichen Plättchen auseinanderfallen und die physikalischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.

(1) BLUME, H.-P., BRÜMMER, G.W., HORN, R., KANDELER, E., KÖGEL-KNABNER, I., KRETZSCHMAR, R., STAHR, K. & WILKE, B.-M. (2010): Scheffer/Schachtschabel: Lehrbuch der Bodenkunde. 16. Auflage, Nachdruck 2013; Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg.
(2) BUNT, A. (1988): Media and mixes for container-grown plants. Unwyn Hyman, London.
(3) RÖMPP (1997): Lexikon Chemie. Band 3, H-L; Hrsg.: Falbe, J. & Regitz, M., Thieme Verlag, Stuttgart.
(4) Rheinische Vermiculite GmbH (2015): www.rheinische-vermiculite.de
(5) BRAGG, N. (1998): Growing media. Grower Handbook 1, 2. Edition, Grower Books, Nexus Media Limited, Kent.
(6) LOHR, D. (2009): Mineralische Substrate und Substratausgangsstoffe – Vermiculit/Vermiculite. Informationsdienst Weihenstephan, Ausgabe September. Staatliche Forschungsanstalt für Gartenbau Weihenstephan.