Daniela Gerner, ELEVATION, Bachelor Object Design 2022

MATERIALFORSCHUNG

BACHELORARBEIT 2022 DANIELA GERNER & AMANDINE VOILLAT HSLU – OBJEKTDESIGN 6.SEMESTER JUNI 2022

EINLEITUNG

Was macht ein poröser Ton aus? Wie sieht die Zusammensetzung aus?

Wie kann man den Ton poröser machen? Und wie viel Wasser kann er aufnehmen?

Diese Fragen waren die Ausgangslage unserer beider Bachelorarbeiten. Nach ersten individuellen Forschungsarbeiten beschlossen wir uns zusammenzuschliessen, um gemeinsam auf die Suche nach dem passenden Ton zu gehen. Die Zusammenarbeit eröffnete uns die Möglichkeit unser Wissen auszutauschen und voneinander zu profitieren.

Da sich jede von uns mit der Verdunstungskühlung auseinandersetzte, hatten wir das gleiche Ziel. Durch unsere Zusammenarbeit konnten wir die Verschwendung von Rohmaterial eindämmen, unsere Kosten halbieren, Zeit sparen und voneinander profitieren. Es ergab sich eine bereichernde Erfahrung, die der beruflichen Realität nahe kommt.

Im folgenden Dossier geben wir einen Einblick in unseren Materialforschungsprozess, unseren Arbeitsprozess und unsere Tests in Bezug auf die Porosität und die Wasseraufnahme.

PROZESS SÄGEMEHL _Mittlere Wasserzuführung _Staubig _Zerbrechlich ab 6% Anteil _Interessante Struktur beim Brennen _Schwer zu verarbeiten

ZELLULOSE _Hohe Wasserzuführung _Veränderung der Masse (nass und weich) _Interessante Struktur beim Brennen _Ändert ein wenig die Schwindung

HEU

PFLANZEN REIS SÄGEMEHL

_Wasserzuführung _Langes Einarbeiten in den Ton _Interessante Struktur _Schwer zu verarbeiten

HEU _ Mittlere Wasserzuführung _ Schwierig zu verarbeiten ab 3% Heu _ Schimmelt beim Trocknen

ZELLULOSE PEPERONI KERNEN

REIS _Zerbrechlich ab 6% Anteil _Der Ton ist beim Brennen explodiert _Schimmelt beim Trocknen _Schwierig zu verarbeiten

PFLANZEN PEPERONI KERNEN _Leichte Wasserzuführung _Angenehm zu verarbeiten _Interessante Struktur

TON 033

ECKDATEN Brennfarbe: weiss Trockenschwindung in %:

6

Brenntemperatur beim Test:

1070°C

Brennschwindung in %:

0.5

Wasseraufnahme in %:

18 bei 1070°C

GEBRANNTE VERSUCHE

1%

3%

6%

SÄGEMEHL

1% HEU

3%

6%

REIS

3%

6%

1% ZELLULOSE

3%

6%

TON 441

ECKDATEN Schamotte: 45% (0.2-0.8 mm) Brennfarbe: weiss Trockenschwindung in %:

4

Brenntemperatur beim Test:

1070°C

Brennschwindung in %:

1

Wasseraufnahme in %:

12 bei 1070°C

GEBRANNTE VERSUCHE

1%

3%

6%

SÄGEMEHL

3% 3% HEU

3%

6%

REIS

6% 6%

1% ZELLULOSE

3%

6%

TON 559

ECKDATEN Schamotte: 40% (0-2mm) Brennfarbe: helles rot Trockenschwindung in %:

6

Brenntemperatur: 1070°C Brennschwindung in %:

4

Wasseraufnahme in %:

8

GEBRANNTE VERSUCHE

1%

3%

6%

SÄGEMEHL

3% REIS

1% 3% HEU

6%

6% ZELLULOSE

3%

6%

TON 596

ECKDATEN Schamotte: 40% (0-1.5mm) Brennfarbe: flieder Trockenschwindung in %:

6

Brenntemperatur vom Test:

1070°C

Brennschwindung in %:

4

Wasseraufnahme in %:

14 bei 1070°C

GEBRANNTE VERSUCHE

1%

3%

SÄGEMEHL

3% HEU

3%

6%

6%

REIS

6%

1% ZELLULOSE

3%

6%

U19CH

ECKDATEN Schamotte: 32% (0-1.4mm) Brennfarbe: Weisstöne Trockenschwindung in %:

5

Brenntemperatur vom Test:

1070°C

Brennschwindung in %:

0.5

Wasseraufnahme in %:

15 bei 1020°C

GEBRANNTE VERSUCHE

3% SÄGEMEHL

3% UNGEMISCHT

3% PFLANZEN

6%3% ZELLULOSE

ERSTE ERKENNTNIS

Während des Brennens explodierten die Proben mit Reis und bildeten wahrscheinlich eine Flamme, welche die Farbe der umliegenden Proben beeinflusste.

Die Scherben der Reisproben waren sehr porös, aber extrem brüchig. Die Aufsaugkraft leidetet stark unter den vermuteten Flammen. Wir gehen davon aus, dass diese Flamme die Hitze punktuell erhöhte und somit die umliegenden Platten für einen kurzen Moment etwas stärker gebrannt wurden als geplant.

Während des Trocknens verformten sich die Proben und schrumpften oder verzogen sich. Wir haben festgestellt, dass die Trockenschwindung bei jedem Ton unterschiedlich ist. Interessant war allerdings, dass ein Fremdmaterial bei jedem Ton immer gleich reagierte, die Tonart hatte also keinen Einfluss auf das Fremdmaterial. Um die Schwindung ungefähr nachvollziehen zu können haben wir auf die Platten einen 10cm langen Strich gezogen. Anhand dieses Striches wollten wir sehen, wie stark die Schwindung nach dem Brennen war. Das Beimischen von Fremdmaterialien und teils auch die Wassermenge haben einen Einfluss auf die Schwindung des Tones. Weiter ist zu erwähnen, dass wir bei der Trocknung eine Verschimmelung wahrnehmen konnten, vor allem bei den Proben mit den Fremdmaterialien wie Heu und Reis. Diese verschwanden jedoch beim Brennen wieder und hinterliessen keine Spuren auf den Proben.

WASSERVERSUCHE

WASSERVERSUCHE TON 033

WASSERVERSUCHE TON 441

SÄGEMEHL

SÄGEMEHL

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

HEU

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

HEU

NACH 60 MIN

ZELLULOSE

NACH 15 MIN

NACH 15 MIN

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

ZELLULOSE

NACH 60 MIN

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

WASSERVERSUCHE TON 559

WASSERVERSUCHE TON 596

SÄGEMEHL

SÄGEMEHL

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

HEU

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

HEU

NACH 60 MIN

ZELLULOSE

NACH 15 MIN

NACH 15 MIN

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

ZELLULOSE

NACH 60 MIN

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

WASSERVERSUCHE TON U19CH

SÄGEMEHL – PFLANZEN – ZELLULOSE

NACH 15 MIN

NACH 60 MIN

saugfähigste Kombination: schlechteste Kombination:

ERGEBNISSE Nr.

1

2

3

4

5

6

9

10

11

Ton

Material

33

Sägemehl

33

Sägemehl

33

33

33

33

33

33

33

Sägemehl Heu

Heu

Heu

Paperclay

Paperclay

Paperclay

Zusatz

Gewicht 1%

3%

6%

1%

3%

6%

1%

3%

6%

Gewicht

TROCKEN

319 g

292 g

264 g

335 g

314 g

315 g

262 g

270 g

254 g

NASS

380 g

356 g

330 g

402 g

393 g

400 g

312 g

336 g

332 g

[Gewicht] [Prozent] 61 g

19.1%

30.0%

66 g

25.0%

25.0%

25.2%

20.0%

19.1%

15.0%

64 g 67 g 79 g 85 g 50 g 66 g

21.9% 20.0% 27.0% 24.4%

78 g

30.7%

10.0%

Sägemehl

1%

360 g

401 g

41 g

11.4%

30.0%

14

441

Sägemehl

6%

297 g

354 g

57 g

19.2%

25.0%

18.0%

20.0%

16.5%

15.0%

15

16

19

20

21

441

441

441

441

441

Sägemehl Heu

Heu

Paperclay

Paperclay

Paperclay

3%

1%

3%

1%

3%

6%

330 g

374 g

333 g

329 g

316 g

260 g

381 g

426 g

393 g

370 g

368 g

313 g

51 g 52 g 60 g 41 g 52 g 53 g

Sägemehl Heu Paperclay

441

441

1%

3%

13.9% 12.5%

Sägemehl Heu Paperclay

20.4%

22

559

Sägemehl

1%

362 g

396 g

34 g

24

559

Sägemehl

6%

300 g

341 g

41 g

13.7%

43 g

12.8%

36 g

12.6%

25

26

29

30

31

559

559

559

559

559

559

32

596

34

596

33

35

36

39

40

41

Sägemehl Heu

Heu

Paperclay

Paperclay

Paperclay

3%

6%

331 g

285 g

282 g

380 g

371 g

321 g

310 g

27 g 40 g 28 g

387 g

35 g

Sägemehl

6%

258 g

302 g

44 g

Heu

596

1%

337 g

398 g

20 g

352 g

596

596

3%

371 g

358 g

1%

Sägemehl

596

1%

338 g

Sägemehl

596

596

3%

Heu

Paperclay

Paperclay

Paperclay

3%

1%

3%

1%

3%

6%

286 g

340 g

300 g

307 g

270 g

245 g

320 g

377 g

340 g

10.0%

344 g

305 g

287 g

5.9%

35 g 42 g 66 g

20.6%

46

U19 CH

Paperclay

3%

290 g

361 g

71 g

24.5%

Peperoni

3%

47

0.1 WEISS

0.2 GELB/WEISS

U19 CH

559

33

441

Pflanzen

366 g

336 g

328 384

432 g

357 g

378 424

66 g

21 g

6%

Sägemehl Heu

15.0%

Paperclay

10.0%

17.1%

387 g

3%

20.0%

13.0%

321 g

1%

25.0%

12.1%

3%

Paperclay

30.0% 30.0%

13.3%

Sägemehl

45

5.0%

17.1%

U19 CH

Heu

10.0%

9.9%

44

Sägemehl

15.0%

9.9%

10.9%

37 g

20.0%

12.1%

37 g

6%

25.0%

7.3%

11.9%

3%

30.0%

9.4%

34 g

40 g

6%

15.5%

1%

23

5.9%

Aufnahme Aufnahme

12

13

30.7%

5.0%

1%

3%

6%

18.0%

saugfähigste Kombination: schlechteste Kombination:

6.3%

Aufnahme Aufnahme [Gewicht] [Prozent] 61 g 64 g

19.1% 21.9%

30.0%

30.7%

5.9%

FAZIT Diese Zusammenarbeit war für die Analyse verschiedener Materialforschungen wie auch bei der Suche nach Lösungen für unsere jeweiligen Projekte von großem Nutzen. Unser Austausch brachte uns neues Wissen und neue Ideen für die Entwicklung unseren jeweligen Produkte.

Die gemeinsame Forschung ermöglichte es uns, unsere Bachelorarbeit mit mehr Selbstvertrauen und Wissen über Keramik zu beginnen. Keramik hat viele Parameter, auf die man während des Arbeitsprozesses achten muss. Einige Elemente sind vorhersehbar, andere weniger: Es ist ein lebendiges Material, welches sich beim Trocknen und Brennen verändert. Das Verständnis für die technischen Daten eines Materials ist wichtig um damit weiterarbeiten zu können.

Nach der experimentellen Auseinandersetzung haben wir anhand einer Tabelle den trockenen und nassen Zustand des Tones gemessen.

Daraufhin hat sich eine Auswertung ergeben, die uns aufgezeigt hat, welche Mischungen am Besten funktioniert haben. Amandine hat sich für Ton U19CH entschieden und Daniela wird mit einer externen Giessmasse die in den technischen Daten der 033 Masse nahekommt arbeiten. Jede für sich hat einen Herstellungsprozess ausgesucht welchen die Wahl des Tones beeinflusst hat. Aus der Statistik heraus haben wir im Bezug auf die Wasseraufnahme die besten zwei Tonarten ausgesucht. Beide werden mit dem Fremdmaterial Zellulose arbeiten, weil es den Ton poröser macht.

Durch diese Arbeit haben wir einen neuen und weiten Einblick in die Verarbeitung von Keramik und ein Verständnis wieviel Zeit, Planung und Geduld das Verarbeiten dieses Materials braucht bekommen. Die Zusammenarbeit war eine Bereicherung für beide Projekte und wir würden es auf jeden Fall wieder so machen. Unsere Ängste und Zweifel wurden während dem Prozess zur Motivation und Freude. Auch wenn die Zusammenarbeit nach der Materialrecherche aufgehört hat, haben wir uns weiterhin ausgetauscht und Problematiken besprochen.