Ton kleben

Seit Urzeiten zählt Ton zu einem der bedeutendsten Bau- und Werkstoffe: als Baumaterial für Ziegel, Dachziegel oder als Töpferware bzw. Gebrauchskeramik. Kleben zählt zu den wenigen funktionierenden und effizienten Verbindungstechniken bei Ton – etwa für Reparaturen oder Ausbesserungsarbeiten.

Das natürlich vorkommende Material Ton ist einer der Hauptbestandteile von Lehm. Es besteht in erster Linie aus feinkörnigen Mineralen und lässt sich im Rohzustand aufgrund des vorhandenen Wasseranteils leicht plastisch formen. Nach dem Trocknen oder infolge des Brennvorganges wird der Ton spröde und hart. Dies führt dazu, dass er zwar leicht brechen kann, doch ist gebrannter Ton wegen der mineralogisch-texturellen Veränderungen wesentlich belastbarer als Ton, der lediglich getrocknet wurde. Schichtsilikate, wie etwa Kaolinit, Montmorillonit oder Illit gehören hauptsächlich zu den Tonmineralen, die bei feuchtem Ton für die plastischen Eigenschaften verantwortlich sind. Darüber hinaus enthalten Tone meist noch andere Minerale, wie beispielsweise Quarz, Feldspat, Dolomit, Kalzit, kolloidale Eisenhydroxidgele sowie Kieselsäure, Metalloxide und -hydroxide. Die Tonpartikel selbst sind winzig, meist nur um die 2 µm klein.

Gebrannter Ton ist zum einen als Töpferware bzw. Gebrauchskeramik wie Blumentöpfe verbreitet und zum anderen als Baumaterial in Form von Dachziegeln, Ziegeln oder feuerfesten Schamotten, wie sie bei Innenauskleidungen für Öfen zum Einsatz kommen.

Man unterscheidet daher grundsätzlich zwischen:

• Baukeramik – der Name Baukeramik spricht schon für sich: Das baukeramische Gemisch wird bei relativ hohen Temperaturen gebrannt (zwischen 1100 und 1300°C). Auf diese Weise verdichtet sich die Porigkeit. Die Folge ist, dass das Material anschließend kaum Fähigkeiten zur Aufnahme von Wasser besitzt. Dieser Eigenschaft ist es zu verdanken, dass solche Tonprodukte schon seit langem beim Mauerwerk im Hausbau und für den Außenbereich eingesetzt wurden. Bekannt sind solche grobkeramischen, meist braunroten Baumaterialien als Klinker, Ziegelsteine, Dachziegel oder auch Abflussrohre.
• Tonwaren zählen neben Porzellan wohl zu den meist verbreitetsten Feinkeramik-Produkten. Dazu zählen Haushaltsgeschirr, Pflanzenkübel und andere Gefäße oder Terrakotta-Waren als unglasierte Tonware. Hergestellt werden solche Erzeugnisse normalerweise per Hand auf Töpferscheiben, manchmal auch pressgeformt oder gegossen. Im Anschluss erfolgt das Brennen bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen zwischen 900 und 1100°C. Im unglasierten Zustand sind solche Tonwaren jedoch nicht wasserdicht. Je höher der Eisenanteil des Materials, desto kräftiger rot ist der Farbton. Gelbe Farbtöne deuten eher auf einen höheren Kalkanteil hin.

Luftgetrocknete Lehmziegel oder auch Lehmputz werden schon seit über 10.000 Jahren als Baumaterial genutzt. Der Gebrauch des Rohstoffes Ton für Töpferwaren bzw. Keramik reicht sogar zurück bis hinein ins Jungpaläolithikum: Schon rund 24.000 Jahre v. Chr. fertigten Mammutjäger erste Tonfiguren. Und zwischen 3100 und 2900 v. Chr. wurde erstmals in nennenswertem Umfang gebrannter Ton in Form von Ziegeln verwendet. Spätestens seit diesem Zeitalter zählt Ton zu einem der bedeutendsten Bau- und Werkstoffe.

Kleben zählt zu den wenigen funktionierenden und effizienten Verbindungstechniken bzw. Reparaturmethoden bei Ton. Es sind sogar hitzebeständige Klebstoffe auf dem Markt, mit denen sich Ton vor dem Brennen reparieren lässt, wenn er durchgetrocknet ist. Solche Klebstoffe sind hitzeverträglich bei Brenntemperaturen bis zu 1250° Grad und eignen sich damit perfekt für Klebungen von getöpferten Tonartikeln.

Für gebrannte Tonwaren sind Zweikomponenten-Konstruktionsklebstoffe etwa auf Epoxidharzbasis die erste Wahl zum Kleben.

Am besten eignet sich hier ein zähelastischer Zweikomponenten-Konstruktionsklebstoff auf Epoxidharzbasis, wie etwa der Scotch-Weld DP 410 von 3M. Der Klebstoff härtet bei Raumtemperatur aus und verbindet Ton/Keramik miteinander oder mit Metallen, sowie mit einem breiten Spektrum von Kunststoffen wie PC, PA, ABS, PVC-hart etc. und Faserverbundwerkstoffen. Mit dem EPX-Auftragssystem gelingt es, den Klebstoff in einem Arbeitsgang zu dosieren, mischen und auf die zu klebenden Stellen aufzutragen. Das Produkt mit kurzer Verarbeitungszeit erzielt eine sehr hohe Schälkraft, hohe Scherfestigkeiten und zeichnet sich durch gute Alterungseigenschaften aus. Eine erste Belastung der gefügten Teile ist bereits nach sehr kurzer Zeit möglich. Die Festigkeitszunahme erfolgt dabei so zügig, dass sich die geklebten Komponenten schon nach 30-45 Minuten weiterverarbeiten lassen. Da der Klebstoff thixotrop ist, eignet er sich auch gut für komplexe Reparaturarbeiten.

Profitipp: Perfekte Festigkeiten einer Klebverbindung werden bei einer Dicke der Klebstoffschicht zwischen 0,05 bis 0,15 mm erzielt. Eine durchgängige Klebstoffschichtdicke lässt sich durch das Einlegen von geeigneten Abstandshaltern, wie beispielsweise Glasfasern, sicherstellen.

Eine interessante Klebstoff-Alternative, besonders wenn es darum geht, die Masse spaltfüllend zu vergießen oder wenn transparente Klebestellen benötigt werden, bietet auch der 2K-Konstruktionsklebstoff 3M Scotch-Weld DP 100. Die Epoxidharz-Masse verbindet effizient Ton/Keramik/Porzellan und Metalle (blank), Glas, Kunststoff (duroplastisch) wie ABS, GFK, PC. Der schnell härtende Klebstoff (Handfestigkeit in ca. 15 Min.) ergibt hohe Scherfestigkeiten für statische Belastungen.

Für kleinere Klebstellen mit Ton bzw. Keramik eignen sich aber auch Sekundenkleber hervorragend, deren Härtung durch Luftfeuchtigkeit eingeleitet wird. Diese kleben nicht nur Ton mit Ton bzw. Keramik/Porzellan, sondern auch mit Holz, Leder, Metall, Gummi und vielen Kunststoffen. Beispielhaft zu nennen sind hier die 3M Scotch-Weld Zyanakrylat-Klebstoffe, die gute Alterungs-, Temperatur- und Chemikalien-Beständigkeiten erzielen.

Falls ein Tonerzeugnis in die Brüche gegangen ist, eignet sich o.a. wasserfester Zwei-Komponenten-Klebstoffe für eine Reparatur am besten. Denn ein derartiger Klebstoff hält die einzelnen Bruchstücke nicht nur zusammen, sondern füllt gleichzeitig auch kleinere Lücken bzw. Spalte auf. Dies ist besonders wichtig, wenn z. B. sehr kleine Stückchen abgesplittert sind.

Vorgehen:

• Weil Zwei-Komponenten-Klebstoffe nur eine relativ geringe Verarbeitungszeit besitzt, empfiehlt es sich, die Bruchstücke zunächst nur trocken und probeweise zusammenzufügen.
• Nach dem Einsetzen des bzw. der Bruchstücke wird das Klebeband gespannt über die trocken zusammengesetzten Einzelkomponenten geklebt, so dass sie nicht mehr verrutschen können.
• Anschließend lässt sich das Klebeband samt darauf fixierten Bruchstücken ähnlich wie ein Buch wieder aufklappen.
• Dann kann Klebstoff auf die Bruchkanten der Einzelteile aufgetragen werden (beidseitiger Klebstoff-Auftrag).
• Anschließend lassen sich die mit Klebstoff benetzten Einzelteile mittels des Klebebandes leicht wieder zusammenfügen und so für die Härtung fixieren. Zur Sicherheit wird die Verklebung dann noch mit weiteren Klebeband-Streifen gesichert.
• Nach dem Aushärten des Klebstoffes, beide Klebebandstreifen vorsichtig entfernen und übergequollene Klebstoffreste mit einem scharfen Messer abschneiden.