Dr.-Ing. Stefan Vogt

Unterschiede in den Fertigungseigenschaften der drei Haupttonminerale Kaolinit-Illit-Montmorillonit (Teil 1)

»1 SiO₄-Tetraeder und Al(O,OH)₆- Oktaeder als Baueinheiten der Schichtgittersilikate nach [4]

»2 Schichtstruktur des Montmorillonits nach [5]

»3 Kornklassenhistogramm der Haupttonminerale und deren Varietäten

»4 Summendurchgangskurven der Haupttonminerale und deren Varietäten

»5 Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Tonmineralen nach [10]a) gut ausgebildetes hexagonales Kaolinitblättchenb) Kaolinitblättchen im Geldrollenstapelc) stark verwitterter Kaolinit (Fireclay)d) Seladonite) Illitf) feinfaseriger Montmorillonit

»6 Differentialthermoanalyse von Tonmineralen

»7 Dilatometerkurven von Glimmer und glimmerähnlichen Tonmineralen

»8 Masseverlustkurven der bei 20 °C und 60 % Luftfeuchte gelagerten Tonminerale

»9 Temperaturabhängige Koeffizienten der statistischen Analyse für die Brennschwindung von Tonmineralvarietäten nach dem Brand

»10 Temperaturabhängige Koeffizienten der statistischen Analyse für die Biegezugfestigkeit von Tonmineralvarietäten nach dem Brand

»11Temperaturabhängige Koeffizienten der statistischen Analyse für die Wasseraufnahme von Tonmineralvarietäten nach dem Brand

10b

10c

11b

11c

zweites 5

drittes 5

Durch verschiedenartige Kristallstrukturen weisen die Haupttonminerale Kaolinit, Illit und Montmorillonit auch voneinander abweichende stoffliche und fertigungstechnische Eigenschaften auf. Aufgrund unterschiedlicher Bildungs- und Umlagerungsbedingungen werden von den jeweiligen Haupttonmineralen zudem oft zwei oder drei verschiedene Varietäten angetroffen, die in ihrer Korngröße und chemischen Zusammensetzung differieren. Die Ergebnisse statistischer Analysen an einer Vielzahl von Ziegelrohstoffen und Massen, die die Unterschiede im Formgebungs-, Trocknungs- und Brennverhalten der Tonmineralvarietäten offenlegen und zahlenmäßig dokumentieren, werden in zwei Teilen beschrieben.

1 Einleitung

Nanotechnologie und Nanopulver sind heute populär gewordene Begriffe. Es gibt jedoch einen Rohstoff, der seit Jahrtausenden angewendet wird und dessen besondere Eigenschaften sich gerade aus seinen Partikeln im Nanometerbereich ableiten - der Ton. Das Wort Ton kommt vom urgermanischen thahon („Tonerde“, „Lehm“, wohl ursprünglich „dicht“ im Sinne von „undurchlässig“) [1].

Hervorragende Eigenschaften von Ton sind seine hohe Plastizität, die im feuchten Zustand eine gut formbare Masse ermöglicht, sowie die Entstehung eines festen keramischen Scherbens nach dem Brand. Seine...

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