Experiment: Schmelzen von Glas

Auf den Hunsrücker Archäologietagen 2012 haben wir ein Experiment zur Herstellung von Glas durchgeführt.

Zunächst haben wir einen Schmelz-Ofen gebaut. Erfahrungsgemäß erreicht man im Ofen ohne Luftzufuhr Temperaturen bis zu 1000 Grad Celsius. Ob das reicht?

Nach den Rezepten befüllen wir drei Schmelzgefäße, die bei den Glasmachern "Häfen" heißen. In jedem Hafen befindet eine andere Mischung von Rohstoffen, jeweils etwa 300g: "mesopotamisches" Glas, "ägyptisches" Glas und "mittelalterliches" Glas. Die beiden ersten Mischungen bestehen aus Sand, Soda und Kalk, das "mittelalterliche" Glas aus Sand und Asche.

Der Ofen wird zunächst 5 Stunden lang ohne künstliche Luftzufuhr betrieben und dabei fortwährend (etwa alle 5 Minuten) mit kleinen Eichenholzstäbchen (Durchmesser 1 - 5cm) versorgt. Messungen mit einem drahtgebundenen Thermometer im Schornstein ergeben maximale Temperaturen von 850 Grad Celsius. Mit einem Pyrometer messen wir in der Glut maximal etwa 900 Grad Celsius. Die Häfen glühen dunkelrot. Die Mischungen, die Soda enthalten, scheinen etwas zusammenzuklumpen.

Nach 5 Stunden erfolgt zusätzliche Luftzufuhr mit Hilfe eines elektrischen Gebläses. Die Luftzufuhr wird so eingestellt, dass die Temperatur im Schornstein dauerhaft auf etwa 950 - 1000 Grad Celsius steigt. Die Temperatur im Glutbett liegt bei etwa 1100 Grad. Die Holzzufuhr wird deutlich gesteigert, nun muss etwa alle 2 - 3 Minuten nachgelegt werden. Es werden jeweils nur kleine Mengen Holz zugeführt, um die Verbrennung zu erleichtern. Zu große Holzzugaben senken die Temperatur deutlich. Aber auch zuwenig Holz führt innerhalb von ein oder zwei Minuten zu einem Temperaturabfall von bis zu 200 Grad.

Die Luftzufuhr wird über 6 Stunden aufrechterhalten. Nach drei Stunden wird aus jedem der Häfen eine Probe entnommen. Die beiden Soda-Mischungen sind nun eindeutig klumpig und zäh. Die "mittelaterliche" Mischung bleibt pulvrig.

Ergebnisse

Nach 6 Stunden wird das Experiment vorläufig beendet. Die "mesopotamische" und die "ägyptische" Mischung haben sich in eine glasähnliche Masse verwandelt. Die Masse ist zäh und kann nur mit Mühe aus den Häfen entnommen werden. Eine Formung mit einem Stück Holz ist etwa 3 Minuten lang möglich. Die Masse hat wie erwartet eine grünliche Färbung und ist teilweise durchscheinend, aber nicht durchsichtig. Beim Auseinanderziehen eines Teils der Masse entstehen extrem dünne Fäden, die nach dem Erkalten brechen. Im Gegensatz dazu hat sich die "mittelalterliche" Mischung gegenüber ihrem Ursprungszustand überhaupt nicht verändert.

Probenentnahme
Probenentnahme nach 6 Stunden
Probe mit Fäden
Deutlich erkennt man die Glasfäden
Glasähnliche Masse
Die Proben nach dem Erkalten
Glasähnliche Masse
"Ägyptisches" und "mesopotamisches" unterscheiden sich optisch kaum