Benutzer:Poupou l'quourouce/Keramische Werkstoffe

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Silikatkeramische Werkstoffe werden anhand ihrer Körnung (grob-fein), Wasserdurchlässigkeit (porös-dicht), der Farbigkeit des Scherbens (farbig-hell/weiß) in verschiedene Gruppen unterteilt.[1]

Grobe keramische Werkstoffe

Poröse grobkeramische Werkstoffe

Die meisten aus grobkeramischen Massen hergestellten Erzeugnisse sind porös. Sie enstehen bei niedrigen Brenntemperaturen und die Massen weisen einen niedigen Gehalt an Flussmitteln auf. Poröse grobkeramische Ezeugnisse sind Ziegel, Tonrohre, Terrakotten, Schamottsteine, Tonsteine und Feuertonware, [2]

Ziegel

Ziegel haben ähnlich wie Irdengut einen farbigen, porösen Scherben und unterscheiden sich vornehmlich durch die unterschiedlichen Technologien zur Aufbereitung, die bei den Ziegeln zu einer gröberen und weniger homogenen Struktur führt. Wesentliche Eingeschaften von Ziegeln (dazu zählen Mauerziegel, Dachziegel, Deckenziegel, Drainagerohre, Schornsteinziegel und Kabelschutzhauben) sind ihre Atmungsfähigkeit und Wärmeisolation. Ziegel müssen kostengünstig in großer Stückzahl produziert werden, und bestehen daher in der Regel aus lokal vorgefundenem Ton oder Lehm, der keine Frachtkosten verursacht. Für ihre Verwendung ist weniger die mineralogische Zusammensetzung (die sehr unterschiedlich sein kann) als die Korngrößenverteilung von Bedeutung, auch wenn es Hinweise darauf gibt, dass sich Ziegeltone auch anhand des Mineralbestandes optimieren lassen. Manche Ziegelrohstoffe lassen sich ohne weitere Zusätze verarbeiten, andere, sogenannte beschränkt verziegelbare Tone wie Schiefertone, benötigen die Verwendung von Zusatztonen um für die plastischen Anforderungen der Ziegelherstellung geeignet zu sein. Ziegel werden bei Temperaturen um 1000 Grad gebrannt. Um die Porosität der Ziegel noch zu steigern und die thermische Isolierfähgikeit der Ziegel zu verbessern, werden den Tonen zunehmend Porosierungsmittel wie Sägespäne, Papierschlamm oder Stoyropor beigefügt, die während des Brennvorgangs ausbrennen und Poren hinterlassen.[3]

Dichte grobkeramische Werkstoffe

Klinker

Klinker sind Ziegeln sehr ähnlich, werden jedoch bei höheren Temperaturen gebrannt, so dass der Anteil an Schmelzphase steigt und der Scherben durch den Sintervorgang nahezu nicht mehr porös ist. Seinem Gefüge nach gehört Klinker zur Gruppe des Steinzeugs.[3]


Spaltplatten säurefeste Steine Baukeramik

Feinkeramische Werkstoffe

Poröse feinkeramische Werkstoffe (Tongut)

Tongut ist ein Sammelbegriff feinkeramische poröse Werkstoffe auf Tonbasis. Dazu zählen Irdengut, Töpferwaren und Steingut. Die Massen für die Herstellung von Irdengut und Töpferwaren sind den Ziegelmassen sehr ähnlich und die Übergange zwischen den Gruppen sind nicht trennscharf. Bei Irdengut und Töpferwaren führt die feinere Aufbereitung jedoch zu einem homogeneren Scherben.[4]

Poröse feinkeramische Werkstoffe mit farbigem Scherben (Irdengut)

Ähnlich wie Ziegelmassen besteht Irdengut aus lokalen Tonen und Lehmen, die jedoch feiner aufbereitet und damit homogener sind. Typische Erzeugnisse sind Blumetöpfe und Terrakotten. Glasiertes Irdengut sind Fayencen und Ofenkacheln. Bleireiche und alkali- und kieselsäurearme Glasuren sorgen hier für haarrissfreie und damit dichte Oberflächen.[5]

Poröse feinkeramische Werkstoffe mit hellem oder weißem Scherben (Steingut)

Steingut besteht aus weißbrennenden Tonen, Kaolinen, Quarz und Flussmitteln. Je nach Flussmittel unterscheidet man Feldspatsteingut (7-10% Feldspatanteil in der Masse), Kalksteingut (5-20% Kalkanteil in der Masse) oder Mischsteingut (1-3% Feldspat und 5-7% Kalk in der Masse). Weitere Flussmittel sind Dolomit, Magnesit oder Talk. Um Wasserdichtigkeit zu erzielen muss der Scherben beim Steingut glasiert werden. Dabei ist zu beachten, dass der Glasur- oder Glattbrand bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt werden muss als der Schrühbrand und dass die Glasur beim Auftragen nicht anhaftet, wenn der Scherben wegen einer (zu) hohen Brenntemperatur beim Schrühbrand nicht mehr porös genug ist, um die Glasur bzw. den Wasseranteil der Glasur aufzusaugen. Der Schrühbrand erfolgt bei Temperaturen zwischen 1100 und 1250°C. Damit der Scherben durch Glasur dicht wird, muss die Glasur den Scherben vollständig umschließen und unter Druckspannung aufliegen, damit sich keine Haarrisse bilden. Die Dehnung des Scherbens sobald Feuchtigkeit eindringt, führt zum Auftreten von Haarrissen und dem Verlust der Dichtigkeit. Es wird daher versucht, durch die Zusammensetzung der Steingutmassen und entsprechend abgestimmte Brenntemperaturen eine möglichst geringe Feuchtigkeitsdehnung zu erreichen.[6]

Dichte feinkeramische Werkstoffe (Tonzeug)

Dichte keramische Werkstoffe entstehen durch Sintern. Dazu muss der Anteil an Schmelzphase während des Brennvorgangs gegenüber den porösen Keramikwerkstoffen erhöht werden. Dies geschieht entweder durch höhere Brenntemperaturen, wie bei den Ziegeln, oder durch eine Zusammensetzung der Massen mit einem höheren Gehalt an Flussmitteln, zum Beispiel Feldspat, Kalk, Nephelinsyenit und Lithiumaluminiumsilicate. Eine weitere Möglichkeit ist eine Veränderung der Brennatmosphäre. Um energieintensive Verfahren zu vermeiden, wird industriell meist der Verwengung höhrer Flussmittelanteile der Vorzug gegeben. Während Steinzeug einen sehr hohen Grad an Dichtigkeit erreicht, aber dennoch eine geringe Porosität (offene Poren) geduldet wird, werden Porzellane völlig dicht gebrannt und sind damit für Gase und Flüssigkeiten vollkommen undurchlässig.[7]

Dichte feinkeramsche Werkstoffe mit farbigem bis hellem Scherben (Steinzeug)

Nachdem zuvor nur poröse keramische Erzeugnisse bekannt waren, gelang es um 400 v. Chr. in China erstmals, dichten Scherben herzustellen, der als Steinzeug angesehen werden kann. Die Entwicklung gelang durch ein Zusammenspiel aus dem Auffinden geeigneter Tone und der Beherrschung höherer Brenntemperaturen. In Deutschland wurde ab dem 11. Jahrhundert das rheinische Steinzeug hergestellt. Grundlage der Herstellung von Steinzeug sind Steinzeugtone, die teils bereits bei 1200°C dichtsintern. Diese Tone sind meist reich an Illit und kommen in Deutschland im Westerwald, der Pfalz und der Oberpfalz natürlich vor. Steinzeugmassen sind in der Regel aus mehreren Steinzeugtonen zusammengesetzt, wobei sich die Eigenschaften zur Verarbeitung, das Brennen und den Gebrauch durch die Wahl der Tone und den Zusatz von Flussmitteln, Schamotten und weitere besondere Zusätze verändern und optimieren lassen.[8]

Feinsteinzeug
Vitreous China
Cordierit

dichte feine Massen mit weißem Scherben (Porzellen)

Hartporzellan
Weichporzellan
Li-Al-Silicate

Dentalkeramik (S. 703)

Einzelnachweise

  1. ↑ Salmang, Hermann / Scholze, Horst / Telle, Rainer [Hrsg.]:Keramik. 7. A., Heidelberg, 2007, S. 692ff.
  2. ↑ Salmang, Hermann / Scholze, Horst / Telle, Rainer [Hrsg.]:Keramik. 7. A., Heidelberg, 2007, S, 693.
  3. ↑ a b Salmang, Hermann / Scholze, Horst / Telle, Rainer [Hrsg.]:Keramik. 7. A., Heidelberg, 2007, S, 694-699, 702.
  4. ↑ Salmang, Hermann / Scholze, Horst / Telle, Rainer [Hrsg.]:Keramik. 7. A., Heidelberg, 2007, S. 699.
  5. ↑ Salmang, Hermann / Scholze, Horst / Telle, Rainer [Hrsg.]:Keramik. 7. A., Heidelberg, 2007, S. 699.
  6. ↑ Hermann Salmang/ Horst Scholze/ Rainer Telle [Hrsg.]:Keramik. 7. A., Heidelberg, 2007, S. 699-701.
  7. ↑ Hermann Salmang/ Horst Scholze/ Rainer Telle [Hrsg.]:Keramik. 7. A., Heidelberg, 2007, S. 702-718.
  8. ↑ Hermann Salmang/ Horst Scholze/ Rainer Telle [Hrsg.]:Keramik. 7. A., Heidelberg, 2007, S. 703-704.
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