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Experimental analysis of time and temperature dependent clay-calcite reactions
Angelika Kern
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Theodoros Ntaflos
DOI
10.25365/thesis.44558
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17027.64227.388052-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Masterarbeit untersucht in experimentellen Proben aus einer Rohmaterialmischung kalzitfreien Stoober Tons und reinen Hierlatz Kalzits den Einfluss der Brenndauer bei Maximaltemperatur auf die Entwicklung von Ton-Kalzitreaktionen, im Speziellen Gehlenit. Dazu wurden insgesamt 15 Proben bei drei Brenntemperaturen, 800°C, 900°C und 1100°C, für drei, fünf, sieben und neun Stunden gebrannt. Zudem wurden drei weitere Proben für elf, 20 und 25 Stunden bei 800°C gebrannt, um insbesondere den Einfluss der Brenndauer bei niedrigen Temperaturen zu untersuchen.
Dazu wurden alle Proben mit dem Polarisationsmikroskop, der Elektronenstrahlmikrosonde und Röntgendiffraktometrie untersucht. Um die Anwendungsmöglichkeiten auf die Brenntemperaturbestimmung archäologischer Keramiken zu untersuchen, wurden fünf voruntersuchte Scherben aus Velia mit den Vorgaben bei über 950°C gebrannt worden zu sein und Kalzit zu enthalten, ebenfalls mit Polarisationsmikroskop, Mikrosonde und Instrumenteller Neutronen Aktivierungsanalyse untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass es mit steigender Brennzeit auch zu verstärkter Entwicklung von Gehlenit kommt. Die Anwendung auf archäologisches Material konnte nicht abgeschätzt werden, da die archäologischen Scherben keinen Kalzit enthielten. Dies hebt die Wichtigkeit von multiplen Methoden in der Keramikuntersuchung hervor, insbesondere in-situ Analysen.
Abstract
(Englisch)
This thesis presents a study of the impact of soaking time and firing on clay-calcite reactions during ceramic firing, with special focus on gehlenite. Experiments were set up using a homogenized clay-calcite mixture of calcite-free Stoob clay and pure Hierlatz calcite as raw material, which was fired at three different temperatures: 800° C, 900° C, and 1100° C
Firing durations were set to three, five, seven, and nine hours for all samples in order to approximate realistic soaking times. In addition, samples have been fired for eleven, 20, and 25 hours at 800°C in order to analyze the effect of the extended firing duration at low temperatures. All fired samples were analyzed using optical microscopy (OM), X-Ray Diffraction (XRD), Electron Probe Microanalysis (EPMA).
Furthermore, to study the applicability of the results, five archaeological sherds fired above 950°C and containing calcite, were analyzed by OM, EPMA and Instrumental Neutron
Activation Analysis (INAA).
The results show an increase of gehlenite formation with increasing soaking time. However, as the raw material did not behave as would have been expected, the employed method of inferring firing temperature from clay-calcite reactions is susceptible to errors as it oversimplifies the effect of firing. The thermal reactions depend strongly on the raw materials, especially the sintering temperature of the clay, which must be taken into consideration.
The analysis of the archaeological sherds showed them to be calcite free, which subsequently defied the purpose of the analysis. This emphasizes the importance of a multi-analytical approach to ceramic analyses.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Archaeometry firing temperature soaking time clay-calcite reactions gehlenite
Schlagwörter
(Deutsch)
Archäometrie Brenntemperatur Brenndauer Ton-Kalzit-Reaktionen Gehlenit
Autor*innen
Angelika Kern
Haupttitel (Englisch)
Experimental analysis of time and temperature dependent clay-calcite reactions
Paralleltitel (Deutsch)
Experimentelle Analysen Zeit- und Temperaturabhängiger Ton-Kalzit Reaktionen
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
132 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Theodoros Ntaflos
AC Nummer
AC13666511
Utheses ID
39444
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |