Beispiele für Baustoffe, die im Wesentlichen aus Ton bestehen. Fotos: Wienerberger
Ton: Bestandteile und Entstehung
Die meisten Menschen wissen, wie sich Ton an den Händen anfühlt. Irgendwann hat schließlich jeder im Kindergarten oder in der Schule schon mal getöpfert. Ton ist uns also in gewissem Maße vertraut: als weiche, erdige Masse, die man zu Gegenständen aller Art plastisch verformen kann und die sich dann – nach einem Brennvorgang im Ofen – in harte Keramik verwandelt. Doch solche sinnlichen Erfahrungen bedeuten nicht, dass wir auch wirkliches Know-how über das Material besitzen. Oder wisst Ihr etwa, woraus Ton überhaupt besteht und wie er entstanden ist? Nein? Die Antwort bietet unser Fachwissenbeitrag.
Die meisten werden noch wissen, dass Ton ein Material ist, das in der Erdkruste natürlich vorkommt und dort oberflächennah abgebaut werden kann. Nun besteht die Erdkruste zum größten Teil aus unterschiedlichen Gesteinsschichten, die wiederum aus verschiedenen Mineralien zusammengesetzt sind. Zu den häufigsten Mineralien, die sich in fast allen Steinsorten nachweisen lassen, gehören Quarz, Glimmer und Feldspat.
Im Laufe der Zeit verwittern auch härteste Steine durch die Einwirkung von Wind, Wasser und jahreszeitlichen Temperaturdifferenzen. In der Erdgeschichte wurden auf diese Weise schon ganze Gebirge abgetragen. Und umgekehrt entstanden auch wieder neue Steinformationen, indem Verwitterungsreste durch fließendes Wasser an andere Orte transportiert wurden, wo sie zunächst neue Ablagerungsschichten und nach Millionen von Jahren auch neue Gebirgszüge formten.
Die Rolle des Feldspats
Durch die Verwitterung zerfallen große Gesteinsblöcke irgendwann in kleinere Teilchen – es bilden sich also zum Beispiel Kiese und Sand. Oder eben Ton. Denn auch der gehört zu den Zerfallsprodukten ursprünglicher Steine. Dabei entsteht Ton durch die Zersetzung von Feldspaten. Diese Mineraliengruppe besteht immer aus Verbindungen von Aluminium mit Silizium. Chemisch betrachtet sind Feldspatmineralien also Aluminiumsilikate. Sie bestehen aus einem Kristallnetz, das im Wesentlichen aus SiO4– und AlO4-Molekülen aufgebaut ist. Zwischen diese Hauptbausteine können noch weitere Elemente eingefügt sein, zum Beispiel Natrium, Kalzium oder Kalium.
Feldspate gehören zu den Mineralien, die besonders anfällig für die Zersetzung durch Wasser sind. Der dabei entstehende Ton besteht aus sehr feinkörnigen Mineralien (Korngröße kleiner als 0,002 mm). Bei natürlichen Tonschichten, die noch relativ viel Wasser enthalten, ist das Material weich und plastisch formbar – also so, wie wir es aus dem Werkunterricht kennen. Trockener Ton ist dagegen fest, spröde und relativ brüchig. Er handelt sich dann um Tonstein.
Baustoffe aus Ton
Die Ockerbrüche bei Roussillon (Südfrankreich bestehen aus Ton mit hohem Eisenoxid-Anteil. Foto: TiM Caspary / www.pixelio.de
In der Baustoffindustrie gehört Ton zu den wichtigsten Rohstoffen. Er ist zum Beispiel die Basis für Dach- und Mauerwerkziegel sowie für Fassaden- und Pflasterklinker. Diese Produkte bestehen aus gebranntem Ton, also aus Keramik. Allerdings wird für ihre Herstellung in der Regel kein reiner Ton verwendet. Der hat nämlich die Eigenschaft, dass er beim Trocknen stark schrumpft und durch den Brennprozess extrem hart wird. Härter als es für die genannten Produkte sinnvoll ist. Für Ziegelprodukte wird der Ton deshalb meist mit verschiedenen Zusatzstoffen vermengt, durch die er die Eigenschaften erhält, die von den Herstellern gewünscht sind.
Wobei der Ausdruck „reiner Ton“ ohnehin irreführend ist. Denn auch in der Natur kommen reine Tonablagerungen nur selten vor. Dadurch erklären sich auch die unterschiedlichen Farben, die Tonerde haben kann. So deutet rostbrauner Ton auf einen hohen Eisenanteil hin. Chloreinlagerungen bewirken dagegen eine Grünfärbung, und wenn die Tonmasse von brauner bis schwarzer Farbe ist, dann ist meist das Metall Mangan im Spiel. Der reinste Ton, der in der Natur vorkommt, ist die so genannte Porzellanerde (Kaolin). Diese eisenfreie, weiße Substanz wird – wie ihr Name schon sagt – unter anderem zur Herstellung von Porzellan verwendet. Beim Brennen wird diese Tonsorte sehr hart und glasig. Aber das ist für Porzellan eben ein gewollter Effekt.
