La ceramica (dal greco antico
κέραμος, 'kéramos', che significa "argilla", "terra da vasaio") è un
materiale composto inorganico, non metallico, molto duttile allo stato
naturale, rigido dopo la fase di cottura. Con la ceramica si producono
diversi oggetti, quali stoviglie, oggetti decorativi, materiali edili
(mattoni e tegole), rivestimenti per muri e pavimenti di abitazioni.
Specifiche composizioni ceramiche inoltre, trovano impiego nei
rivestimenti ad alta resistenza al calore per il suo alto punto di
fusione. Il colore del materiale ceramico varia, a seconda degli ossidi
cromofori contenuti nelle argille (ossidi di ferro, da giallo, arancio,
rosso a bruno; ossidi di titanio, da bianco a giallo), può venire
smaltata e decorata. La ceramica è usualmente composta da diversi
materiali: argille, feldspati, (di sodio, di potassio o entrambi), sabbia silicea, ossidi di ferro, allumina e quarzo. Una composizione così articolata determina la presenza di strutture molecolari appiattite dette fillosilicati. La forma di questi, in presenza di acqua, conferisce all'argilla una certa plasticità e ne rende la lavorazione più facile e proficua.
La ceramica è una lavorazione antica e molto diffusa in aree anche molto distanti tra loro. Esistono tipi diversi di ceramiche:
- ceramiche a pasta compatta. Rientrano nel gruppo i gres e le porcellane. Hanno una bassissima porosità e buone doti di impermeabilità ai gas e ai liquidi. Non si lasciano scalfire neanche da una punta d'acciaio.
- ceramiche a pasta porosa. Sono tipicamente le terraglie, le maioliche e le terracotte. Hanno pasta tenera e assorbente, più facilmente scalfibile.
I quattro tipi di ceramiche principali sono la terracotta o coccio,
le terraglie, il gres e la porcellana, che può essere tenera o dura.
Le terrecotte
Sono ceramiche che, dopo il processo di cottura presentano una
colorazione che varia dal giallo al rosso mattone, grazie alla presenza
di sali o ossidi di ferro. La cottura si effettua a 980- 990 °C. La
presenza di ossido di ferro,
oltre a dare il colore tipico, migliora anche la resistenza meccanica
della ceramica cotta, contribuendo alla vetrificazione e quindi
riducendo la porosità del manufatto.
Sono utilizzate sia senza rivestimento superficiale che con rivestimento. Le prime come ceramica strutturale e ornamentale: mattoni, tegole, coppi, vasi, brocche, ecc. Le seconde anche come vasellame da cucina: tazze, piatti.
Il ciclo produttivo
Il ciclo produttivo prevede vari passaggi, a seconda del risultato
che si desidera ottenere e a seconda che la produzione sia artigianale o
industriale.
Produzione artigianale
Selezione e preparazione dell'argilla
L'argilla viene anzitutto selezionata per la lavorazione che si intende portare avanti. I tre tipi di argilla usata sono:
- Caolino. Presenta bassa plasticità, colore bianco, scarso potere essiccante ed è refrattario. È usato nelle porcellane cinesi.
- Argilla sabbiosa. Presenta alta plasticità e grana fine.
- Argille refrattarie. Sono specialmente resistenti al fuoco.
Quale che sia l'argilla che si utilizzerà, essa non è direttamente
utilizzabile per il processo se si trova ancora al suo stato naturale.
Deve venire ripulita dalle impurità e per ottenere questo si procede
alla fase della stagionatura. Successivamente viene sciolta in acqua per la lavatura, che causa la dispersione dei sali solubili. Infine subisce una ulteriore depurazione per eliminare le residue impurità e soprattutto per affinarla, togliendo le particelle a granulometria più grossolana.
Lavorazione dell'argilla
Selezionata e ripulita, si procede a impastare l'argilla. Questa fase
tende a eliminare eventuali bolle d'aria e a renderla compatta, per
prevenire il formarsi di crepe nel prodotto finito. All'impasto si
aggiunge, talvolta, della "chamotte", ovvero polvere ottenuta dalla
macinazione della ceramica precedentemente cotta, con lo scopo
soprattutto di rendere il prodotto resistente agli sbalzi repentini di
calore. L'aggiunta della chamotte è, ad esempio, quasi indispensabile
nel Raku Giapponese e nel Raku Americano a Fumo.
Modellazione
Un'arte tanto antica ha accumulato nei secoli varie tecniche di modellazione. Tra di esse ricordiamo:
Modellazione a mano libera
È la più antica ed è simile a quanto fanno i bambini quando giocano con la plastilina:
si prende una porzione di argilla e, con il solo uso delle mani, si
modella la forma desiderata. È possibile avvalersi dell'ausilio di
alcuni strumenti, come le stecche o gli occhielli per le rifiniture
dell'oggetto modellato.
Modellazione a colombino
Questo tipo di modellazione, chiamata anche a lucignolo, prevede l'uso e l'assemblaggio dei colombini
di argilla. Si dividono blocchi di argilla delle dimensioni di un
sigaro e si stendono con i palmi delle mani, ottenendo dei lunghi
cilindri simili a lunghi grissini. Si arrotolano questi colombini gli
uni sopra gli altri, si uniscono fra di loro e si lisciano per ottenere
una superficie compatta. Con questa lavorazione, ugualmente antica, si
modellano soprattutto vasi e ciotole.
Modellazione a lastre
Si prende un pane d'argilla
e se ne tagliano lastre di spessore omogeneo usando un filo o
stendendole con un matterello. Successivamente le lastre vengono
tagliate a stampo oppure giuntate tra loro con l'aiuto di incisioni
spalmate con barbottina.
Modellazione al tornio
È usata soprattutto per la produzione di vasellame in cui vi sia una
simmetria rispetto all'asse di rotazione. Il tornio è un formato da un
supporto girevole, simile ad un piatto la cui velocità viene stabilita
tramite un pedale, come nel tornio antico, o tramite motorino regolato da reostato, ai giorni nostri.
Si pone una data massa di argilla al centro del piatto girevole,
avendo cura di posizionarla perfettamente in centro. Quindi si modella
con uso delle mani
o di altri strumenti mentre si regola la rotazione del tornio stesso.
La massa di argilla che si è deciso di usare all'inizio deve essere
sufficiente a formare tutto l'oggetto, dal momento che non è possibile
aggiungerne in corso d'opera senza pregiudicare la forma data con la
modellazione. Questo non è vero in termini assoluti, per vasi di grandi
dimensioni, con altezze e diametri superiori agli 80 cm è comune nei
tornianti professionisti la pratica di aggiungere colombini di terra
all'oggetto in formatura e proseguire nella lavorazione per raggiungere
dimensioni notevoli.
Modellazione a stampo
In questa modellazione si prepara, anzitutto, uno stampo in gesso,
che replica l'oggetto che si intende riprodurre. Quindi vi si cola
dentro argilla liquida chiamata anche colaggio e dopo un tempo adeguato
in cui il gesso fornisce all'oggetto sufficiente spessore, assorbendo
l'acqua del colo, il colaggio superfluo viene versato e si attende
pazientemente che l'oggetto asciughi. Viene quindi estratta dallo stampo
e rifinita a mano. Dopo un tempo utile all'asciugatura, il pezzo verrà
poi messo in forno per la 1ª cottura (biscotto).
Vi sono altri tipi di formatura con stampo in gesso a calco, si forma
una lastra di argilla di circa 10/15 mm di spessore a seconda della
grandezza del pezzo, si procede fornendo una pressione omogenea
all'impasto argilloso per non variare gli spessori dell'oggetto da
riprodurre sino a coprire tutta la superficie dello stampo.
Un altro procedimento è chiamato a pressatura (o procedimento RAM).
Viene usata argilla più dura e vengono usate due matrici di stampo, una
maschio e una femmina, e una che si incastra sull'altra lasciando
all'interno il vuoto che viene occupato dall'argilla. Gli stampi si
montano su una macchina che si chiama pressa, ponendoli uno di fronte
all'altro, con una dose di argilla sufficiente per foggiare l'oggetto
quando la macchina inizia il suo ciclo. Le due superfici si avvicinano e
foggiano l'argilla all'interno dello stampo.
Essiccazione
Qualunque sia la tecnica che si è adottata, è necessario che i manufatti in argilla essicchino completamente all'aria. A questa fase va dedicata una particolare cura. Una essiccazione
omogenea e uniforme è garanzia di durevolezza dell'oggetto finito e
soprattutto della coerenza della sua forma: una essiccazione non
uniforme può generare deformazioni. Solo dopo questa fase si può
procedere alla cottura. L'essiccazione, infatti, consente che l'oggetto perda l'umidità residua e la sua plasticità. Viene così fissata la forma che si è inteso dargli.
Dopo un certo periodo di essiccazione l'argilla raggiunge lo stadio
adatto ad essere incisa e decorata. Tale stadio è detto della stadio della durezza cuoio: l'argilla è infatti già indurita, ma mantiene ancora una certa residua plasticità.
Cottura
Terminata la delicata fase dell'essiccazione si procede con quella
della cottura. Questa avviene in forni appositi, che raggiungono
temperature che possono andare parecchio oltre i 1000 °C fino i 1500 °C.
Il processo può durare anche molte ore. È infatti necessario che la
temperatura segua curve di crescita e decrescita graduali e
prestabilite, e che tutte le varie fasi abbiano una durata prestabilita.
In seguito alla cottura il prodotto subisce un'ulteriore riduzione di
volume.
Poiché la cottura modifica la struttura del prodotto finale, modulandola si possono ottenere risultati diversi:
- Terracotta - si ottiene mantenendosi tra 960 e 1030 °C
- Terraglia tenera - si ha tra 960 e 1070 °C
- Terraglia dura - si ha tra 1050 e 1150 °C
- Gres - si ottiene tra 1200 e 1300 °C. Il Gres è un prodotto fortemente vetrificato, impermeabile e poco poroso. Prodotti quali il klinker, il ball clay, e il fireclay appartengono a questa famiglia
- Porcellana tenera - si ha tra 1200 e 1300 °C, previo utilizzo di caolino. A questo stadio otteniamo sia la vetrificazione, sia la traslucidità, sia l'impermeabilità.
- Porcellana dura - si ha tra 1300 e 1400 °C. È di solito di uso industriale.
- Ceramica High-Tech - si ottiene tra 1400 e 1700 °C, previo utilizzo di sostanze aggiuntive, quali caolino e allumina.
Nelle diverse fasi della cottura, inoltre, avvengono varie trasformazioni:
- tra la T ambiente e 200 °C - si elimina l'acqua igroscopica residua nell'impasto e quella contenuta da alcuni sali, come ad esempio il gesso
- tra i 250 °C e i 350 °C - le materie organiche vanno in combustione. Viene liberata l'acqua zeolitica chimicamente combinata
- tra i 450 °C e i 850 °C - si decompongono i minerali delle argille, liberando l'acqua reticolare
- 850 °C - si decompongono i carbonati (decarbonatazione) e si ossidano i solfuri
- tra i 1100 e 1200 °C - fondono i feldspati, e si ottiene la vetrificazione
Va ricordato, infine, che la presenza di ossigeno in camera di
combustione determina il degrado delle sostanze organiche presenti,
nonché l'ossidazione delle sostanze minerali. Come risultato si ottiene un prodotto di color rosso ruggine per azione dell'ossigeno (ossidante) sul ferro. Si otterrà, invece, un colore nero scuro per azione del vapore e monossido di carbonio (riducente).
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