Fliesen, Mosaik, Stein

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Die Geschichte der Keramik

Keramik stammt von dem griechischen Wort für Ton, "Keramos", ab.

Die ersten europäischen Keramikindustrien waren im Römischen Reich zu finden: Rote, glasierte Gebrauchskeramik, sogenannte Terra Sigillata, war im gesamten Römischen Reich verbreitet. Keramikfliesen als Wandbelag wurden im Altertum bereits in Ägypten, Mesopotamien und Persien angewendet, besonders in der islamisch-arabischen Architektur. Mit den Mauren kamen farbig glasierte Fliesen nach Spanien und Portugal.

Aus dem Jahre 1000 kennt man die ersten nichtrömischen keramischen Bodenbeläge in Deutschland. Die Handelswege der Niederländer, Spanier und Italiener verbreiteten die Keramiken in ganz Europa. Allerdings war die Herstellung sehr aufwendig und teuer, da das technische Wissen der Römer zur industriellen Herstellung verloren gegangen war. Für das 15. und 16. Jahrhundert finden vor allem Fayencefliesen aus Italien, Spanien und Frankreich Erwähnung. Von dort gelangten die Fayencen nach Antwerpen, das sich zwischen 1520 und 1570 zu einem Zentrum der Fliesenherstellung entwickelte.

Mit der industriellen Revolution im 19. Jahrhundert stieg die Verbreitung der keramischen Bodenbeläge stark an. Anfangs noch als Zubrot der Ziegeleien, entstand eine eigenständige Industrie. Heute werden Fliesen meist in hochautomatisierten Fabriken hergestellt. Es gibt aber immer noch kleine handwerkliche Betriebe, die individuelle Keramiken in kleinsten Serien erstellen.

Die Herstellung

Seit den Anfängen der Keramikherstellung haben sich die verwendeten Rohstoffe nur wenig geändert. Basis ist der Werkstoff Ton als Hauptinhaltsstoff. Hierbei werden je nach Anwendung Gemische aus verschiedenen Tongruben verwendet. Neben Ton gehören noch andere mineralische Rohstoffe zur Rezeptur einer Keramik. Die wichtigsten Zuschlagstoffe sind Quarz, Kaolin und Feldspat. Je nach Anwendungszweck werden unter anderem auch Kalzit, Dolomite, Flussspat oder Schamotte beigemischt. Die Kunst bei der Aufbereitung ist es, unter anderem die Verhinderung der Entmischung vor der Formgebung und das Schrumpfverhalten beim Brand kontrollieren zu können.

Handgeformte Keramikfliesen findet man heute meistens nur noch bei Cotto oder bei Spezialanwendungen. In der modernen Keramikherstellung werden das Strangpressverfahren und die Pulverpressung (auch Trockenpressung genannt) angewendet. Beim Strangpressen wird aus einer plastischen Keramikmasse durch Extrusion ein endloses Band hergestellt und anschließend in Fliesengröße zerteilt (Spaltklinker). Im Trockenpressverfahren wird speziell aufbereitetes Keramikpulver mit hohem Druck in Formen gepresst und danach gebrannt.

Die Farbe des Keramikscherbens entsteht durch färbende Oxide. Diese Oxide sind entweder natürliche Bestandteile der Rohstoffe (beispielsweise Eisenoxid, Mangandioxid, Titandioxid) oder sie werden dem Scherben gezielt zugemischt (z. B. Kobaltoxid zur Herstellung blauer Farben).

Häufig wird die Oberfläche durch eine Glasur gefärbt. Hierbei handelt es sich um Gläser, die je nach Geschmack unterschiedliche Farben und Rauigkeiten besitzen.

Zusätzlich werden die Glasuren häufig durch Drucke weiter veredelt. Farbpigmente und feingemahlene Gläser werden mittels Siebdruck, Rollentiefdruck, in malerischer Handarbeit oder anderer Verfahren auf die Glasur aufgebracht.

Die Arten

Steingut

Als Steingut (DIN EN 14411, Gruppe BIII, Anhang L) bezeichnet man Keramik, deren "Scherben" nach dem Brand bei 950–1150 °C eine Wasseraufnahme von mehr als 10 % aufweist. Vorteil ist die gute Bearbeitbarkeit sowie Dekorierungsfähigkeit. Aufgrund der hohen Porosität ist Steingut nicht frostfest und bleibt auf Anwendungen in Innenbereichen beschränkt. Hierbei ist die Hauptanwendung die Verwendung als glasierte Wandfliese.

Steinzeug

Steinzeug ist definiert als eine Keramik mit einer Wasseraufnahme von unter 3%. Aufgrund der geringen Porosität ist das Material frostbeständig. Gegenüber dem poröseren Steingut hat Steinzeug eine höhere Dichte und bessere mechanische Festigkeiten. Fast alle Fliesen für stark beanspruchte Anwendungsbereiche, zum Beispiel in Industrie, Gewerbe oder öffentliche Bereiche, sind aus unglasiertem Steinzeug. Steinzeugfliesen mit Glasuren sind die klassische Bodenkeramik. Die technischen Eigenschaften der Glasur bestimmen die Abriebfestigkeit und die Rutschhemmung.

Im Gegensatz zum Steingut wird der Scherben bei 1150–1300 °C gebrannt. Durch Zugabe von Flussspat und anderen Flussmitteln kann die Porosität verringert werden.


Feinsteinzeug

Feinsteinzeug (FSZ) zeichnet sich durch eine sehr geringe Wasseraufnahme von weniger als 0,5 % aus. Es stellt damit eine Weiterentwicklung der Steinzeugfliesen dar, deren Wasseraufnahme unter 3 % liegt. Die Herstellung von FSZ-Fliesen erfolgt, indem man fein aufbereitete keramische Rohstoffe mit hohen Anteilen an Quarz, Feldspaten und anderen Flussmitteln unter hohem Druck trocken verpresst. Danach wird der Scherben in einem Rollenofen bei hohen Temperaturen (1200 - 1300 °C) gebrannt.

Wegen der hohen Bruchfestigkeit und der guten Verschleißeigenschaften wird FSZ häufig in öffentlichen und stark beanspruchten Bereichen eingesetzt.

Die geringe Porosität erlaubt ein Polieren der Fliese, wobei eine besonders schön strukturierte und glänzende Oberfläche entsteht.

Cotto oder Terrakotta

Basismaterial ist Kalkmergel mit starken "Verunreinigungen" aus Quarzkrümeln. Man nennt dieses Gemisch auch toskanischen Schieferton. Der im Tagebau gewonnene Ton wird mit Wasser vermengt und geknetet wie Teig. Dieser wird darauf wie bei der Zubereitung von Weihnachts–Spritzgebäck durch einen Wolf gedreht und anschließend strang- beziehungsweise trockengepresst. Die raue Oberfläche wird nach dem Trocknungsprozess durch die Bearbeitung mittels Stahlbürsten erzielt. Alternativ wird die Grundmasse auch in Holzformen gedrückt und an der Luft getrocknet. Bei einer Temperatur von 950-1050 °C wird Cotto nach dem Trocknen dann in einem Ofen 36 bis 48 Stunden lang gebrannt. Dabei wird aus dem blau-grauen Ton durch Oxidation der typisch rötlich gefärbte Cotto. Bei dieser Herstellungsmethode können auch Reliefs oder Muster in den frischen Teig eingedrückt werden.

Klinker und Spaltklinker

Zu den sogenannten grobkeramischen Produkten gehören die klassischen Klinker. Bestehend aus Schamotte, Feldspäten und weiß- oder rotbrennenden Tonen (d. h. die Farbe entsteht erst durch den Brand), werden sie wie Cotto als Teig angerührt und im Strangpressverfahren geformt. Wenn bei der Trocknung eine Restfeuchte von circa drei Prozent erreicht worden ist, wird der Hartziegel glasiert oder unglasiert bei 1200 °C gebrannt.

Hohe Kantenschärfe und Beständigkeit gegen Wasser und Frost lassen den Klinker zu einem idealen Boden- und Wandbelag für Außenbereiche werden. Als Vollmauerstein ist er relativ selten anzutreffen. Meistens handelt es sich bei seinem Einsatz um Verblendungen, die vor ein Mauerwerk mit einem Klinkermörtel aufgeklebt werden.

Die Kriterien für die Gebrauchseigenschaften

Fliesen werden im Wesentlichen nach ihrer Wasseraufnahmefähigkeit, ihrer Frostbeständigkeit, ihren rutschhemmenden Eigenschaften und der Beständigkeit ihrer Oberfläche gegenüber Abrieb klassifiziert.

Keramikfliesen werden in 1. und 2. Wahl eingeteilt. Dabei werden sowohl optische wie auch qualitative Anforderungen an Glasur, Oberfläche, Maßhaltigkeit und Wasseraufnahme gestellt. Fliesen mit groben Fehlern werden oftmals auch als 3. Wahl angeboten oder gelangen in den Ausschuss.

Die ökologischen Aspekte

Keramikfliesen enthalten durch den Brand keine ausgasenden Stoffe. Bei Verarbeitung mit hydraulischem Mörtel (EC1) und Fugenmörtel beeinflussen sie die Raumluft nach dem Abbindeprozess nicht mehr.

Feinsteinzeug oder glasiertes Steinzeug/Steingut besitzen eine sehr dichte Oberfläche. Allergene Stoffe wie Milben und Hausstaub können sich fast nicht darauf entwickeln und einnisten, wohl aber auf und in den Fugen.

Unpoliertes Feinsteinzeug ist geruchsneutral und nimmt keinen Dampf oder Qualm auf. Unglasiertes Steingut, Spaltklinker oder Terracotta haben diese Eigenschaft nicht, ebenso wie die Verlegematerialien.

Reaktionsharze sind zwar säurebeständig, aber anfälliger gegenüber mikrobiologischer Besiedlung.