Ton (Bodenart)

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Ton ist ein natürlich vorkommendes Material, das hauptsächlich aus feinkörnigen Mineralen besteht, bei ausreichenden Wassergehalten generell plastisch verformbar ist und spröde wird, wenn es getrocknet oder gebrannt wird. Obwohl Ton in der Regel Schichtsilikate enthält, kann er andere Materialien enthalten, die ihm Plastizität verleihen und aushärten, wenn sie getrocknet oder gebrannt werden. Als assoziierte Phasen kann Ton Materialien enthalten, die ihm keine Plastizität verleihen sowie organische Stoffe.[1]

Anders als frühere Definitionen legt diese Definition der AIPEA (Association Internationale Pour L’Etudes Des Argiles) und der CMS (Clay Minerals Society) keine exakte Korngröße der Tonbestandteile fest, da verschiedene Disziplinen hier eigene Festlegungen getroffen haben. Als Tonpartikel gelten in den Geowissenschaften, entsprechend der Norm EN ISO 14688, Partikel < 2 µm (teilweise auch < 4 µm[2]) und in der Kolloidchemie < 1 µm.[1]

Nicht zu den Tonen zählen künstlich hergestellte Materialien mit Toneigenschaften sowie Materialien mit vorwiegend organischen Bestandteilen, auch wenn diese die plastischen Eigenschaften von Ton aufweisen und natürlichen Ursprungs sind.[1]

Eigenschaften und Zusammensetzung[Bearbeiten]

Bei höherem Wassergehalt ist Ton definitionsgemäß plastisch, also formbar. Beim Trocknen oder Brennen wird Ton spröde, das heißt, er bricht bei Belastung, wobei gebrannter Ton, nunmehr als Keramik bezeichnet, aufgrund mineralogisch-textureller Umwandlungen bedeutend belastbarer ist als getrockneter Ton. Zudem ist ungebrannter Ton quellfähig, das heißt, sein Volumen nimmt mit steigendem Wassergehalt zu und nimmt mit sinkendem Wassergehalt ab.

Bei den Tonmineralen, die feuchtem Ton seine plastischen Eigenschaften verleihen, handelt es sich im Allgemeinen um Schichtsilikate, z. B. Illit, Montmorillonit oder Kaolinit. Zusätzlich können Tone noch weitere Minerale enthalten, die nicht zu den plastischen Eigenschaften beitragen, wie z. B. Quarz, Kalzit, Dolomit, Feldspäte, Metalloxide und -hydroxide oder auch kolloidale Kieselsäure und Eisenhydroxidgele. Daneben enthält Ton typischerweise auch organische, d. h. kohlenstoffreiche, Bestandteile, überwiegend in kolloidaler Form.

Verwendung[Bearbeiten]

Töpferwaren und Keramik[Bearbeiten]

Die Verwendung von Ton als Rohstoff für Töpferwaren und Keramik ist bis in das Jungpaläolithikum hinein belegt. Schon rund 24.000 Jahre v. Chr. fertigten Mammutjäger Tonfiguren wie die Venus von Dolní Věstonice, die zusammen mit zahlreichen Tierfiguren in Tschechien gefunden wurde.

Baumaterial[Bearbeiten]

Ton ist einer der Hauptbestandteile von Lehm und wird seit rund 10.000 Jahren in Form luftgetrockneter Lehmziegel und Lehmputz als Baumaterial verwendet. Zwischen 3100 und 2900 v. Chr. wurde erstmals in großem Umfang gebrannter Ton in Ziegelform verwendet. Spätestens seit dieser Zeit ist Ton einer der bedeutendsten Baustoffe der Menschheit. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurde der Lehmbestandteil Ton zu einem neuartigen Verputz weiterentwickelt.

Darüber hinaus wird Ton z. B. benötigt für die Dichtungsschicht von Deichen und die Abdichtung von Deponien gegen den Untergrund. Mächtige Formationen von hochdichtem Ton werden als Endlager für radioaktive Abfälle diskutiert.

Seit dem 20. Jahrhundert wird Ton als Rohstoff für die Zementherstellung eingesetzt.

Industrie[Bearbeiten]

Ton ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von Schamotten, die für die Innenauskleidung von Öfen z. B. in der Stahl- und Glasindustrie benötigt werden.

Bei der Herstellung von Papier wird Ton als Füllstoff eingesetzt, um das Papier weicher und geschmeidiger zu machen und ihm eine glatte Oberfläche zu verleihen.

Medizin[Bearbeiten]

Tone unterschiedlichster Zusammensetzungen werden seit prähistorischen Zeiten zu therapeutischen Zwecken eingesetzt. Die Wirkungsmechanismen sind im Detail oft kaum verstanden. In erster Linie wird die hohe Adsorptionsfähigkeit der sehr feinkörnigen Schichtsilikate als Erklärung für die beobachteten Heilwirkungen angeführt. Einerseits können an die Mineraloberflächen gebundene Nährstoffe abgegeben werden, andererseits können Giftstoffe an die Tonminerale gebunden und so neutralisiert werden.

Aktuelle Studien belegen, dass einige Vorkommen eisenreicher Tone eine bakterientötende Wirkung haben.[3] Wirksam sind hier weniger die Tonminerale selbst (Fe-Smektit, 1Md Illit) als vielmehr der hohe pH-Wert (> 9) der Tonsuspensionen in Kombination mit gelösten Spurenelementen (Na, Mn, As, Ag, Mo, U).[4]

Literatur[Bearbeiten]

  • S. Guggenheim, R. T. Martin: Definition of Clay and Clay Mineral: Joint Report of the AIPEA Nomenclature and CMS Nomenclature Committees. Clays and Clay Minerals. Bd. 43, Nr. 2, 1995, S. 255–256 (PDF; 168 kB)
  • S. Guggenheim, J. M. Adams, D. C. Bain, F. Bergaya, M. F. Brigatti, V. A. Drits, M. L. L. Formoso, E. Galán, T. Kogure, H. Stajnek: Summary of Recomandations of Nomenclature Committees Relevant to Clay Mineralogy: Report of the Association Internationale Pour L’Etudes Des Argiles (AIPEA) Nomenclature Committee for 2006. Clays and Clay Minerals. Bd. 54, Nr. 6, 2006, S. 761–772 (PDF; 182 kB)
  • S. Hillier 2003: Clay Mineralogy. S. 139–142 in: Middleton G. V., Church M. J., Coniglio M., Hardie L. A., Longstaffe F. J. (Hrsg): Encyclopedia of sediments and sedimentary rocks. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Guggenheim & Martin, 1995
  2. siehe z. B. Paul R. Pinet: Invitation to Oceanography. 5th Edition. Jones and Bartlett, 2008, ISBN 978-0-7637-5993-3, S. 94 (Tab. 4-1)
  3. Shelley E. Haydel, Christine M. Remenih, Lynda B. Williams: Broad-spectrum in vitro antibacterial activities of clay minerals against antibiotic-susceptible and antibiotic-resistant bacterial pathogens. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. Bd. 61, Nr. 2, 2008, S. 353-361, doi:10.1093/jac/dkm468
  4. * Lynda B. Williams, Shelley E. Haydel, Rossman F. Giese Jr., Dennis D. Eberl: Chemical and Mineralogical Characteristics of French Green Clays Used for Healing. Clays and Clay Minerals. Bd. 56, Nr. 4, 2008, S. 437-452, PMC 2600539 (freier Volltext)

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Ton – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien