Folgen der Wahl der Tonarten und der Herstellungsverfahren von Ollas

Je nach gewünschter Produktionsqualität kann der Ton nach dem Kneten (Mischen von Ton und Wasser) und vor dem Extrudieren (Herstellen von Tonlaiben vor dem Werfen) je nach den klimatischen Bedingungen der Zeit und dem Kalender mehrere Tage oder Wochen ruhen gelassen werden.

Diese sogenannte „Zersetzungsphase“ (oder Ruhephase in der Töpfersprache) ermöglicht eine weitere Fermentation und gewährleistet so eine perfekte Homogenität für das Drehen und Trocknen, die Festigkeit nach dem Brennen und schließlich eine gleichmäßige Porosität.

Es ist ein entscheidender Schritt, der mindestens 15 Tage dauert, um hochwertige Keramik herzustellen.

Die Herstellung einer Tonmasse aus trocken gemahlenem Ton und langen Ruhezeiten ergibt zwar einen sehr hochwertigen Rohstoff, ist aber teurer und zeitaufwändiger.

Außerdem ist sie weniger formbar als gewaschener Ton, was beim Töpfern längere Drehzeiten erfordert.

Trocken gemahlene Tone ermöglichen zudem die Herstellung haltbarerer Ollas, da diese aufgrund ihrer strukturellen Eigenschaften dicker und größer sind.
Sie tragen außerdem dazu bei, das Risiko von Mikrorissen während des Trocknens, Brennens und der Nachbehandlung zu verringern.

Sobald die Keramik geformt ist, muss sie lange bei Raumtemperatur trocknen. Die Trocknungsdauer richtet sich nach den Wetterbedingungen, der Größe und dem Gewicht der Stücke.

Dadurch trocknet die Keramik schonend und ohne Spannungen, wodurch die Homogenität ihrer inneren Struktur erhalten bleibt.

Dieser einfache, aber unerlässliche Vorgang benötigt die nötige Zeit, da er zur mechanischen Widerstandsfähigkeit der Keramik beiträgt und Rissbildung und Mikrorisse verhindert.

Das Trocknen an einem windgeschützten Ort ohne direkte Sonneneinstrahlung ermöglicht die Verdunstung des größten Teils des Wassers.
Die Trocknungsgeschwindigkeit hängt primär nicht von der Temperatur ab, sondern von zwei (nahezu) unabhängigen Faktoren:

• Luftfeuchtigkeit:
  In den Tropen, wo die Luftfeuchtigkeit bei 90 % liegt, trocknen Ihre Räume selbst bei einer Temperatur von 45 °C im Schatten nur schwer oder gar nicht.
• Gasaustausch:
  Durch den Luftaustausch werden die Räume schnell mit trockener Luft getrocknet.

Dieses Phänomen kann zu Verformungen der Teile oder sogar zu Rissen führen, wenn das Material nicht gleichmäßig und/oder zu schnell trocknet.

Schnelles Trocknen sollte in jedem Fall vermieden werden, insbesondere bei der Herstellung von Bewässerungsgefäßen.

Andernfalls erhöhen wir durch die Verkürzung der Trocknungszeiten das Risiko von sichtbaren Rissen (Bersten) und nicht direkt sichtbaren Rissen (Mikrorissen).

Dieser letzte Fall beeinträchtigt die Funktion des Gefäßes, das dadurch stark ausläuft und letztendlich die Qualität (*) des Bodens negativ beeinflusst. (*) Siehe nächsten Abschnitt Mikrorisse.

Für weniger hochwertige Produkte oder Eilaufträge bietet sich das Trocknen an… -> Wenn Sie mit einem Auftrag im Verzug sind und/oder die Luftfeuchtigkeit zu hoch ist, gibt es eine Lösung. Durch das Vorheizen der Objekte im Brennofen wird die Oberflächenfeuchtigkeit vor dem eigentlichen Brennvorgang entfernt.

Bei dieser letzten Methode werden die Teile in einen Ofen bei einer Temperatur unter 100 °C gelegt! Im Allgemeinen werden 80 °C verwendet, und zwar für die Zeit, die die Teile zum vollständigen Trocknen benötigen.
Dies kann 3 bis 12 Stunden oder sogar länger dauern… (was nicht gerade umweltfreundlich ist…).

Beim Aufheizen des Backofens dehnt sich die Luft im Inneren aus und erzeugt einen leichten Überdruck.
Durch diese Ausdehnung wird ein Teil der erwärmten Luft verdrängt und kühlere Luft durch die Öffnungen (Lüftungsschlitze, Ritzen, Türen usw.) angesaugt.
Selbst in einem Elektrobackofen findet ein gewisser Gasaustausch zwischen Innen und Außen statt.
Dieser Trocknungsprozess führt zu einer leichten Schrumpfung von 2 bis 8 %. Dies ist auf die Verdunstung von Wasser zurückzuführen, das in den gasförmigen Zustand übergeht und dadurch die Moleküle näher zusammenrücken lässt.

Mikrorisse sind die Folge eines Strukturdefekts, der meist durch folgende Schritte verursacht wird:

• Zubereitung von ungeeignetem Formteig.
• Die Trocknungs- und Garzeiten sind zu kurz.
• Die Temperaturen während des Trocknungsprozesses waren zu hoch.
• Küchenmanagement.

Jegliche Risse oder Absplitterungen, ob groß oder klein, die nach dem Brennen sichtbar sind, machen die Keramik unbrauchbar. Sie kann in diesem Zustand nicht verkauft werden. Im besten Fall kann die Keramik fein gemahlen werden, um daraus Schamotte für Töpfer herzustellen, die dieses Material für andere Kollektionen benötigen.

Schwerer zu erkennen sind Keramiken, die beim Verlassen des Brennofens keine Risse aufweisen, aber Mikrorisse haben. Bei der Herstellung von Bewässerungskeramik hat dies negative Auswirkungen auf die zu bewässernden Flächen.

Ein Gefäß mit Mikrorissen verliert tatsächlich deutlich mehr Wasser als üblich. Dadurch verringern sich die Wasserergiebigkeit und die Bewässerungsfläche in der Regel um die Hälfte oder sogar noch mehr.

Es wird kontinuierlich zu viel Wasser an derselben Stelle abgegeben.
Dies ist schlimmer als übermäßig trockene Böden, da die wiederholte Wasserzufuhr den Boden verdichtet und die Bakterienaktivität verringert oder gar unterbindet.
Diese Aktivität ist jedoch essenziell für das mikrobielle und biologische Leben im Boden und führt zu kühlen, gut durchlüfteten Böden, die optimale Bedingungen für das Pflanzenwachstum bieten.

Um diesen schwer erkennbaren Fehler zu vermeiden, muss jede Charge durch Überprüfung der Porosität der Gläser kontrolliert werden.

Die letzte Phase im Herstellungsprozess von Bewässerungsgefäßen, die Dauer, die verschiedenen Temperaturstufen und die maximal erreichte Brenntemperatur variieren stark von Fabrik zu Fabrik und hängen von den vorhergehenden Phasen ab.

Beim Kochen entstehen durch die Verdunstung von Wasser und kohlenstoffhaltigen Bestandteilen Hohlräume, die etwa 20 % des ursprünglichen Volumens ausmachen (dies führt nicht zu einer 20%igen Schrumpfung).

Durch die Modifizierung von Ton mittels Brennen können neue Eigenschaften entwickelt werden:

• Mechanische und thermische Beständigkeit
• niedrige oder hohe Porosität
• Wärmeleitfähigkeit
• Durchscheinung manchmal

Je nach der erreichten Maximaltemperatur variieren die Umwandlungen der Paste und die erhaltenen Produkte (Terrakotta, Steingut, Steinzeug, Porzellan).

Strukturveränderungen bei Temperaturänderungen.

• Bis zu 200°C wird das Oberflächenwasser abgelassen (Vorwärmung)
• Organische Stoffe oxidieren bei Temperaturen zwischen 200 und 450 °C und werden bei 700 °C zerstört
• Bei Temperaturen zwischen 450 °C und 650 °C beginnt sich die Struktur von Tonmaterialien aufzulösen
• Die Zersetzung von Calciumcarbonat findet zwischen 650°C und 800°C statt
• Im Temperaturbereich von 800 bis 1100 °C erfolgt unter dem Einfluss der Flussmittel eine fortschreitende „Verschleimung“ des Tons

Abfahrtsort für die verschiedenen Gewässer (von):

• Einweichwasser: > 0 °C, während der Formgebung
• Kolloidales Wasser: > 0°C, während der Trocknung und Verfestigung (Lederzustand)
• Zwischenwasser: 23 bis 100°C, während des Trocknens und zu Beginn des Garens (Übergang in den Dampfzustand!!).
• Hygrometrisches Wasser: bis zu 350°C, anfängliches Schwitzen beim Kochen.
• Wassergehalt von Kaolinit: 450°C.
• Bei 550°C ist das gesamte Wasser verdampft, der Ton kann nicht mehr rehydriert werden!

Entwicklung der Tone während des Brennvorgangs:

• Beim Trocknen im Temperaturbereich von 0 bis 100 °C verdampft das eingeschlossene Wasser bei 100 °C und geht in den gasförmigen Zustand über. Es besteht die Gefahr des Berstens von Teilen.
• Bei Temperaturen zwischen 200 und 450 °C oxidiert organische Substanz und es entstehen Gase. Das Risiko ist dasselbe wie oben beschrieben.
• Quarz-Punkt: Beim Temperaturanstieg ordnen sich die Quarzkristalle in einer anderen Reihenfolge an.

Bei etwa 573°C tritt eine Volumenänderung (in der Größenordnung von 2%) ein.

Alpha-Quarz wandelt sich in Beta-Quarz um. Diese Umwandlung ist beim Abkühlen reversibel.

Diese Volumenänderungen können zu Rissen im Bauteil führen, wenn der Temperaturanstieg oder -abfall im Vergleich zu den Formbarkeiten des Tons zu schnell erfolgt.

Es ist wichtig zu verstehen, dass es sich hierbei um die tatsächlichen Temperaturen im Kern der Teile handelt, und dies sollte umso mehr berücksichtigt werden, wenn die Teile dick sind.

Einzelne Abschnitte können unterschiedliche Wandstärken aufweisen (dünne Abschnitte im Vergleich zum Rest, dünne Wände auf einem dicken Sockel oder miteinander verbundene dünnere Abschnitte).
In diesen Fällen besteht bei zu schnellem Anstieg die Gefahr von Rissen an den Übergängen zwischen dünnen und dicken Abschnitten, da die Ausdehnung nicht gleichzeitig erfolgt.

Bewässerungsgefäßbrand mit „gewaschenem“ Ton

Gefäße aus gewaschenem Ton werden bei niedriger Temperatur unter 1000 °C gebrannt, um eine effektive Porosität zu erzielen (ca. 18 bis 20 % bei 850–1000 °C).
Oberhalb von 1000 °C würde die Porosität des Gefäßes deutlich abnehmen, wodurch es unter Umständen vollständig wasserdicht würde.
Dieser Ton weist aufgrund fehlender natürlicher Körnung zu geringe Mikroadern auf. In Verbindung mit der Schrumpfung des Gefäßes nach dem Trocknen und Brennen verhindert dies, dass es bei hohen Temperaturen (>1000 °C) seine normale Porosität beibehält.

Es wird jedoch empfohlen, die Gläser nicht bei zu niedriger Temperatur zu brennen, da sie sonst durch eine chemische Reaktion beim Kontakt mit zu kalkhaltigem oder salzhaltigem Boden zerbrechen könnten.

Die Herstellung mit dieser Tonart ist aufgrund ihrer Struktur und der geringen Dicke der entstehenden Stücke anfällig für unregelmäßige Porosität (entweder übermäßig luftdicht oder mit Mikrolecks), die durch einen oder mehrere der vorhergehenden Produktionsschritte verursacht wird.
Die Produktion ist jedoch innerhalb einer Woche möglich und daher kostengünstig, allerdings auf Behälter mit einem maximalen Fassungsvermögen von 10 Litern beschränkt.

Ist der „gewaschene“ Tonkrug nicht ausreichend durchlässig, kann die Außenfläche leicht angeschliffen werden, wodurch die hydraulische Leitfähigkeit um bis zu 30 % erhöht wird.
Die Keramik darf unter keinen Umständen glasiert werden.

Brennen von Bewässerungsgefäßen mit "trocken gemahlener" Paste

Im Gegensatz dazu weist „trocken gemahlene“ Pasta aufgrund der hohen Dichte ihres natürlichen Korns eine ausgeprägte und regelmäßige Mikrostruktur auf und kann bei Temperaturen über 1050/1100 °C gebrannt werden, wobei die ausgezeichnete Porosität erhalten bleibt, sofern der Herstellungsprozess korrekt eingehalten wird. Allerdings ist dieser Prozess komplexer und zeitaufwändiger.
Dadurch lassen sich großvolumige Gläser (über 35 Liter) mit hoher Stabilität und Frostbeständigkeit herstellen.