Keramik
Keramik stammt von dem griechischem Wort für Ton, „Keramos“, ab. Millionen Jahre vor der griechischen Sprache entstanden Tonminerale aus dem Verwitterungsprodukten von Feldspäten, die mit unterschiedlichsten Beimengungen abgelagert wurden. Die Zusammensetzung des Tons, die Aufbereitung und der Brand bestimmen die Farbe des unglasierten Scherbens. Die ersten Gegenstände aus gebranntem Ton entstanden vor ca. 30.000 Jahren, während die ersten keramischen Gefäße vor ca. 11.000 Jahren im Nildelta entstanden sind.

Die ersten europäischen Keramikindustrien waren im Römischen Reich zu finden: Rote, glasierte Gebrauchskeramik, sogenannte Terra Sigillata, war im gesamten Römischen Reich verbreitet. Die typischen roten Dachziegel sind ebenfalls bereits in riesigen Mengen hergestellt worden. Bodenziegel waren bereits im unteren Mittelstand zu finden. Die römischen Fußbodenheizungen basierten auf keramischen und somit hitzebeständigen Werkstoffen. Die rote Farbe kam durch die kontrollierte Belüftung des Brennofens. Schwarze Keramik wurde unter Luftabschluss gebrannt und war relativ teuer, da es sehr aufwendig war, den Brennofen abzudichten.

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.

In West- und Mitteleuropa wurden Fliesen im Mittelalter vor allem als Fußbodenbelag und zur Kaminumrandung genutzt. Diese Tonplatten waren häufig mit Reliefverzierungen versehen oder es wurde andersfarbiger Ton eingelegt, so dass ein zweifarbiges Muster entstand. 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. Nach dem Frieden von Antwerpen 1609 nahm man in den Niederlanden die Fliesenherstellung auf. Obwohl man meist von „Delfter Fliesen“ spricht, verliert Delft als Fliesenproduzent ab 1650 an Bedeutung und wird von Fabriken in Rotterdam, Utrecht, Haarlem und Makkum abgelöst. Die blau-weißen holländischen Fliesentableaus und Einzelfliesen erlangten eine solche Bedeutung, dass sie sogar wieder nach Portugal exportiert wurden oder dort die Herstellung von „Azulejos in der holländischen Mode“ anregten. Auch Norddeutschland und Dänemark importierten Delfter Fliesen, mit denen häufig ganze Stuben (Pesel) ausgeschmückt wurden. Entsprechend weit reichte das Bildprogramm von Bibelfliesen bis hin zu Seefahrt und Jagd.

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.

Quelle: de.wikipedia.org, 10.11.2011 | Bild Würfelspiel: © Dieter Schütz / pixelio.de | Bild Arabische Fliesen: © CFalk / pixelio.de

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.

Bei der Herstellung von Steingut unterscheidet man zwei Verfahren. Bei dem Einbrandverfahren (Monoporosa) wird auf die Fliese direkt nach der Formgebung flüssige Glasur aufgetragen. Anschließend wird die Fliese mit einem gewünschten Muster bedruckt. Beim Zweibrandverfahren (Biporosa) wird zuerst der Scherben gebrannt. Danach wird die Fliese glasiert und bedruckt und anschließend nochmals gebrannt.

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, die man z. B. im Nürnberger Bahnhof sehen kann. 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.
Am Anfang der Entwicklung wurde FSZ nur unglasiert hergestellt. Die geringe Porosität erlaubt ein Polieren der Fliese, wobei eine besonders schön strukturierte und glänzende Oberfläche entsteht.

Durch das Aufbringen von unterschiedlich gefärbten Keramikpulvern oder durch lösliche Salze kann unglasiertes FSZ unterschiedlich dekoriert werden. Allerdings ist die Vielfalt der möglichen Optiken eingeschränkt. Deshalb wird in zunehmendem Maße glasiertes und bedrucktes FSZ hergestellt. Dieses Material bietet die Möglichkeit eine enorme Vielfalt an Dekoren zu erzeugen. Beispielsweise werden unterschiedlichste Steine, Hölzer, Stoffe, Kork, Leder etc. kopiert.

Von glasiertem Steinzeug unterscheidet sich glasiertes FSZ insbesondere durch eine etwas höhere Bruchfestigkeit und völlige Frostunempfindlichkeit. Die anderen Eigenschaften, wie z.B. chemische Beständigkeit, Rutschhemmung und Ritzhärte können je nach Art der Oberfläche sehr unterschiedlich sein.

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. In bestimmten Gegenden sind Vollklinker auch als Gehwegbelag anzutreffen. Hierbei handelt es sich meistens um unglasierte Sorten. Spaltklinker haben ihren Namen aus dem Produktionsprozess: Stranggepresste Klinker, die erst nach dem Brand gespalten werden, nennt man Spaltklinker. Auf der Rückseite sind dann die Rillen der Strangpressung zu erkennen. Bedingt durch die rückseitige Form ist die Anhaftung von Mörtel sehr gut.

Quelle: de.wikipedia.org, 10.11.2011 | Bild Terrakotta Treppe: © Gabi Schoenemann / pixelio.de | Bild Klinkermuster: © Ursula Kröll / pixelio.de

Rohstoffaufbereitung
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. Diese Faktoren hängen zum großen Teil nicht nur von der Korngröße, sondern vor allen Dingen von der Kornform ab. Runde Körner sorgen für mehr Spannungen als scharfkantige.

Formgebung
Handgeformte Keramikfliesen findet man heute meistens nur noch bei Cotto oder bei Spezialanwendungen. In der modernen Keramikherstellung wird 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.

Farben

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.

Quelle: de.wikipedia.org, 10.11.2011 | Bild Fliesenmosaik: © Karl-Heinz Liebisch / pixelio.de