2. Lehrjahr WAM - Werkstoffe - Stein, Keramik

Erläutere den Begriff «Stein».

Ein Stein ist etwas, dass in der Natur vorkommt. Es kann ein winziger Kieselstein bis ein riesiger Berg sein. Er kann auch verschiedene Farben bestimmen. In der Regel ist ein Stein jedoch ein loses Objekt.

Stein wird umgangssprachlich auch als Synonym für «Gestein» verwendet. Die Definition von Gestein ist viel klarer gefasst: «Gestein ist in der Regel ein Gemisch aus Mineralkörnern. Es kann aber auch aus organischen Stoffen, wie Holz oder Rückständen von Lebewesen bestehen.»

Zähle die vier Klassen der Gesteinen auf.

Sedimentgesteine:

Sedimente sind Ablagerungen verschiedener organischer und / oder mineralischer (anorganische) Lockermaterialien. Sedimente sind gut an den Spuren der Schichtung zu erkennen. Beispiele: Stein in Gewässer, Kalkstein.

Magmatische Gesteine:

Magmatische Gesteine (Magmatite, Erstarrungsgesteine) entstehen durch das Erkalten und Auskristallisieren des geschmolzenen Materials aus dem Erdinneren, des so genannten Magmas. Beispiele: Lava, Granit.

​Metamorphe Gesteine:

Metamorphe Gesteine (Umwandlungsgesteine) entstehen aus älteren Gesteinen beliebigen Typs durch Metamorphose, das heisst durch Umwandlung unter hohem Druck bzw. hoher Temperatur. Beispiele: Schiefer, Marmor.

Meteoriten:

Dies sind Steine aus dem Weltall. Meteoriten enthalten zahlreiche Minerale, die sich nicht in andere Gesteinen irdischen Ursprungs finden lassen. 

Was sind «Natursteine»?

Als Naturstein bezeichnet man Gesteine die man in der Natur vorfindet. Die bekanntesten Gesteine sind Marmor, Granit, Schiefer, Kalkstein und Basalt. 

Der Grobabbau in einem Steinbruch erfolgt durch Spalten oder Sägen mit diamantbesetztem Stahlseil. Die erste Weiterverarbeitung in gewünschte Plattengrössen erfolgt mit dem Laserstrahl, dem Wasserstrahl oder dem Diamantbohrer. Die anschliessende formgebende, plastische Bearbeitung wird traditionell mit Hammer und Meissel oder mit moderneren CNC-Maschinen oder 3D-Lasertechink ausgeführt. Zur Oberflächenbearbeitung eignen sich je nach gewünschtem Effekt die Fertigungstechniken Schleifen, Polieren oder Sandstrahlen. 

Was sind «Kunststeine»?

Wie es der Name schon sagt, sind Kunststeine in der Form nicht in der Natur zu finden, sondern werden vom Menschen künstlich erschaffen. Mit Kunststein werden mineralische (Zement und Baukalk) oder harzgebundene Werkstoffe bezeichnet, die mit Zuschlägen von Kies, Sand und Gesteinsmehl hergestellt werden.

Der Antrieb etwas künstliches zu erschaffen, liegt immer in der begrenzten Verfügbarkeit des natürlichen Produktes, was den Preis hebt. Die meisten Kunststeine imitieren daher einen natürlichen Stein. Beim künstlich hergestellten Stein geht es aber auch um eine Verbesserung der natürlichen Eigenschaften. So sind Kunststeine in der Regel härter und widerstandsfähiger. Kunststeine werden als Wand- und Bodenbeläge oder als Arbeitsoberfläche in Küchen eingesetzt. 

Mit welchen Methoden können Natur- und Kunststeine beschriftet werden?

• Hammer und Meissel
• CNC Maschinen
• Abrasivverfahren
• Farbe
• Folie

Zähle einige Fakten über Beton auf. 

• Beton nimmt eine Sonderstellung bei den künstlichen Steinen ein. Er wird aus Zement, Wasser und einer Mischung aus Gesteinskörnern in unterschiedlicher Grösse hergestellt. Dazu kommen je nach gewünschter Qualität, Eigenschaft und Farbe, Zusatzstoffe wie z.B. Kalksteinmehl oder Steinkohleflugasche. 
• Durch Rütteln, Schleudern, Stampen, Stochern, Spritzen oder Walzen wird der zähflüssige Beton in die gewünschte Form gebracht und dadurch vollständig verdichtet (möglichst wenig Lufteinschlüsse). Nach ungefähr vier Wochen ist Beton dann vollständig ausgehärtet.
• Um Beton stabiler zu machen hat man das Gesteinsgemisch mit Stahl verstärkt und ermöglicht dadurch den Bau von Hochhäusern und grossen tragenden Konstruktionen wie Brücken. 

Nenne Eigenschaften von Beton. 

• druckfest
• speichert Wärme
• gibt Kälte ab
• wasserundurchlässig
• Schutz vor Feuchtigkeit
• schalldicht
• Oberfläche ist leicht staubig
• frei formbar
• hoher Widerstand bis 250°C
• hoher Strahlenschutz

Erkläre den Begriff «Keramik».

Der Begriff Keramik wird allgemeinsprachlich für gebrannte Produkte aus Tonerde verwendet. In der Fachsprache meint man damit aber eine Vielzahl anorganischer nichtmetallischer Werkstoffe. 

Wie wird Keramik in der Werbetechnik verwendet?

Wir begegnen Keramik hauptsächlich in der Form von Wand- oder Bodenbelägen. Diese lassen sich problemlos mit Folie bekleben. 

Keramik kann aber auch zur Dekoration oder als Werbemittel bedruckt werden. Dies geschieht in der Regel im Sieb- oder Tintenstrahldruckverfahren. Dafür werden spezielle Keramiktinten verwendet.