Oikean savirungon valitseminen ja valinta

Esittely

Kun teet minkä tahansa päätöksen tai tutkit oikean savirungon valintaa sovellukseesi, sinun on otettava huomioon lopputuote, kustannukset ja taitotaso. Kun valitset savea, sinun on myös tiedettävä, minkälainen uuni sinulla on käytettävissäsi ja sen lämpötilarajat. Jokaisella savella on tietty lämpötila-alueen määrittely. Saatat huomata, että haluat käyttää useampaa kuin yhtä savikappaletta, jos käytät erilaisia rakennustapoja, kuten keramiikkapyörää tai käsinrakentamista. Olemme oppineet, että ennen parhaan saven valintaa on otettava huomioon monia muuttujia, ja halutessamme jakaa kokemuksistamme saamamme tiedon kokosimme alla olevan ohjeen.

Mitä on savi

Savi koostuu tuulen ja sateen rapauttamista hienoimmista kiviaineshiukkasista, jotka juokseva vesi kuljettaa pois. Nämä hiukkaset kerääntyvät jokien tai purojen pohjalle, jossa ne tarttuvat yhteen ja tiivistyvät. Savea löytyy lähes kaikkialta ja se on halpaa. Sillä on useita siirtymätiloja; märkänä se on notkeaa ja joustavaa, ja siitä voi tehdä minkä tahansa muodon. Kun se kuivuu hieman, siitä tulee suklaan tai cheddarjuuston koostumusta, ja sitä voi veistää tai kaapia. Se kuivuu edelleen melko nopeasti paksuudesta ja kosteudesta riippuen, kun vesi haihtuu pois ja muuttuu hauraaksi. Tässä vaiheessa se voidaan tehdä jälleen pehmeäksi kastelemalla. Mikä tahansa muoto savesta siis tehdäänkin, se ei ole pysyvää ennen kuin se kuumennetaan korkeisiin lämpötiloihin.

Tärkeitä termejä:

Märkä savi: Muotoiluvalmis sekoitettu savi, joka on saven kimmoisimmassa tilassa

Nahkakova: Kuivumisprosessin vaihe, jossa saviesinettä voidaan käsitellä varovasti ilman muodon epämuodostumisen vaaraa, mutta savi on vielä niin notkeaa, että siihen voidaan haluttaessa tehdä muutoksia

Vihersavi: Keramiikan valmistusvaihe, jossa astia käy läpi kuivausprosessin, joka on välttämätön ennen kuin se voidaan turvallisesti polttaa.

Luu kuivaa: Täysin ilmakuivaa savea, hauraimmassa tilassaan, kuin keksi

Bisque: Polttamisen välivaihe (myös: ensimmäinen poltto). Astia on huokoinen polton jälkeen, jolloin se kykenee imemään itseensä lasitusliuoksen vettä, jolloin lasitusmateriaalit tarttuvat kappaleeseen samalla kun se säilyttää muotonsa

Grog: Hiekan kaltainen aine, jota lisätään savikappaleeseen työstettävyyden ja lujuuden lisäämiseksi ja joka auttaa vähentämään saven kutistumista.

Mitä on keramiikka
Keramiikka on kuumuutta kestävää, ei-metallista, eristävää (ei johda sähköä), korroosionkestävää, kovaa, mutta haurasta (kuten lasi), korkeassa lämpötilassa poltetusta savesta valmistettua epäorgaanista kiinteää ainetta. Kun savi on poltettu korkeassa lämpötilassa, sen kemiallinen koostumus muuttuu pysyvästi ja siitä tulee keramiikkaa, joka ei enää koskaan liukene veteen. Kaikki, mikä on valmistettu poltetusta savesta, on keraamista, kuten pöytäastiat, ruukut, uunitavarat, tiilet, kaakelit, kattotiilet, kylpyhuonekalusteet (esim. pesuallas) jne. Seuraavat termit kuuluvat kaikki keramiikkaan: Keramiikka, posliini, posliini, kivitavarat, savitavarat

Kutistuminen ja laihtuminen
Savi kutistuu sekä kuivattaessa että poltettaessa. Eri savimassat kutistuvat eri nopeudella, joka voi olla vain 4 % tai jopa 15 % joillakin savimassoilla. Jopa yksi prosenttiyksikkö voi tehdä eron lopputuotteeseen riippuen tarkkuuden tarpeesta. Siksi saven valinnassa ja astioiden suunnittelussa on otettava huomioon kutistuminen siinä lämpötilassa, jossa poltetaan. Esimerkiksi Lakeside Potteryssä käyttämämme savi on Standardin Baldwin 192 -savea, ja sen kutistumisprosentti on määritetty 11 % polttolämpötilan ollessa kartio 6. Testauksemme osoittivat, että noin 5 % kutistuu kuivausprosessin aikana, 1/2 % keksipolttamisen aikana (kartio 06) ja 5,5 % lasituspolttamisen aikana (kartio 6). Yhteensä 11 % näkyy alla olevassa lyhtykuvassa (ennen ja jälkeen).

Vuosien polton aikana olemme myös havainneet, että jopa saman savirungon kutistuminen voi vaihdella 1-2 % erästä toiseen. Kun tarkkuus on tärkeää, suoritamme eräkokeen ennen projektin jatkamista tai kerromme toimeksiantaja-asiakkaillemme, että he voivat odottaa +/- 3 %:n vaihtelua. Lisää kuivauksesta ja polttamisesta.

11 % kutistuneen saven spekseistä näyttää yllä esitetyn kaltaiselta, kun verrataan
märkää savea valmiiseen tuotteeseen (kivitavaraa / kartio 6)

Keskimääräinen savi sisältää n. 20 % vettä ja n. 9 % orgaanista ainesta, joten valmiit ruukut (keksitavarat tai lasitetut) painavat melkein 30 % alkuperäistä savipainoa vähemmän.

Polttolämpötilat
Lämpötiloja on kolme perusaluetta. Vaikka yksittäisten savenvalajien välillä on pientä vaihtelua, näitä vaihteluvälejä pidetään yleisesti

– Matalapoltto: Cone 06 – Cone 3 (1850 °F – 2135 °F)
– Mid-Range: 2290°F)
– High-Fire: Cone 4 – Cone 7 (2160°F – 2290°F)
– High-Fire: Cone 4 – Cone 7 (2160°F – 2290°F):

Mitä savelle tapahtuu polton aikana?
Savi muuttuu uunissa tapahtuvan täydellisen savipolttojakson aikana täysin hauraasta aineesta (savi) kivimäiseksi aineeksi (keramiikka), joka ei läpäise vettä eikä aikaa. Kun savi on täysin ilmakuivattu, ”Bone dry”, ja asetettu uuniin, poltto koostuu useista jäljempänä esitetyistä vaiheista.

1) Hiilen ja rikin palaminen pois
Kaikki savikappaleet sisältävät hiiltä, orgaanisia aineita ja rikkiä, jotka palavat pois 570°F ja 1470°F (tai 300°C ja 800°C) välillä.
2) Kemiallisesti yhdistyneen veden pois ajaminen
Kun savi on ilmakuivattu, se sisältää vielä noin 15 % vettä, joka on kemiallisesti sitoutunut. Kemiallisesti savi määritellään yhdeksi molekyyliksi alumiinioksidia ja kahdeksi molekyyliksi piidioksidia, joihin on sitoutunut kaksi molekyyliä vettä. Kemiallisesti yhdistetty vesisidos löystyy kuumennettaessa samaan aikaan, kun hiili ja rikki palavat pois. Kemiallisesti sitoutunut vesi irtoaa savikappaleesta 350 °C:n ja 800 °C:n (660-1470 °F) välillä. Ruukusta tulee huomattavasti kevyempi ilman fyysistä kutistumista. On ratkaisevan tärkeää, että tässä vaiheessa lämpötilan nousu on hidasta, jotta estetään höyryn nopea karkaaminen, joka voi johtaa räjähdykseen.
3) Kvartsi-inversio
Kvartsilla, jota kutsutaan myös piioksidiksi, on kiderakenne, joka muuttuu 573 °C:n (1060 °F) lämpötilassa. Tämä muutos (kvartsi-inversio) kiderakenteessa aiheuttaa sen, että keramiikka kasvaa kooltaan 2 % kuumentuessaan ja menettää tämän 2 % jäähtyessään. Astia on haurasta tämän muutoksen aikana ja uunin lämpötilaa on nostettava.
4) Sintraus / Bisquing
Alkaen noin 1650°F (900°C) savihiukkaset alkavat sulaa. Tätä prosessia kutsutaan sintraukseksi, jonka päätyttyä savesta on tullut keraaminen. Kun lämpötila on saavuttanut 1800°F (kartio 06) – 1950°F (kartio 04), savi on bisquied. Tässä vaiheessa keramiikka on huokoista, jonkin verran haurasta, eikä se ole vielä kovettunut, ja sitä kutsutaan savitavaraksi tai bisqueksi. Bisquen ansiosta märät, raa’at lasitteet voivat tarttua keramiikkaan ennen lasituspolttoa.
5) Vitrifikaatio ja kypsyminen
Vitrifikaatio on saven asteittainen sulaminen, joka tekee valmiista tuotteesta kovemman ja kestävämmän. Lasittumisen edetessä lämpötilan noustessa lasimaisen sidoksen osuus kasvaa ja poltetun keramiikan huokoisuus pienenee.

Tässä vaiheessa muodostuu myös mulliitti- eli alumiinisilikaattikiteitä, jotka toimivat sideaineena vahvistaen savirunkoa entisestään.

Lasittuminen yksinään ei tee keramiikasta useimmissa tapauksissa vettä läpäisemätöntä. Kuitenkin posliini, joka on yksi vahvimmista keramiikoista, on läpäisemätöntä myös ilman lasitetta. Kivitavara on puoliksi lasitettua, eikä se olisi läpäisemätöntä ilman lasitetta
6) Jäähdyttäminen
Piidioksidin kiteistä muotoa on jäähdytettävä hitaasti, kun se jäähtyy yli 220 °C:n (420 °F) lämpötilan tämän kriittisen lämpötilan ylittäessään, jotta vältytään halkeamilta.
Seuraavasti lisää saven kuivauksesta ja polttamisesta

Savirungon valintakriteerit

1) Valmistusprosessi: Käsin rakentaminen, keramiikkapyörä, Veistäminen tai valaminen

2) Teoksen koko ja muoto

3) Pinnan tekstuuri

4) Polttolämpötila ja -tyyppi

5) Lopputuotteen käyttötarkoitus

6) Lopputuotteen käyttö

6) Savivärin lasitteen vaikutus

Käsinrakentavan savirungon ensisijainen vaatimus on lujuus ja plastisuus.

Lujuus
Lujuudella tarkoitetaan muotoillun saven kykyä pitää lujuutta, kun muotoja rakennetaan, käsitellään ja kiinnitetään ilman, että se notkahtaa, venyy tai halkeilee. Käsin rakennetut muodot tarvitsevat suurta lujuutta vihersavivaiheessa. Lujuus korostuu entisestään, kun käsin rakennetut esineet ovat suurempia tai litteämpiä. Suurempi grog-suhde (5-30 %) on tyypillistä käsinrakennusvalinnoille. Grog voi olla joko hienoa tai karkeaa sen mukaan, millaisen pinnanlaadun savenvalaja haluaa. Näin suuret grogin lisäykset johtavat myös siihen, että saven ilmakuivumisaika nopeutuu ja halkeilun mahdollisuus kuivausprosessin aikana vähenee.
Plastisuus
Käsinrakennusprojekti tarvitsee myös plastisuutta ollakseen työstettävissä. Mitä äärimmäisempiä muotoja rakennetaan (esim, teräviä kulmia tai kierteitä), sitä enemmän savi tarvitsee plastisuutta.

Heittosavivartalo

Heittosavivartalolla on kolme ominaisuutta, jotka tarvitaan heittosavivartalolle: a) suuri plastisuus, vähäinen veden imeytymisnopeus ja c) se on riittävän luja pitämään muotonsa työstettäessä (puristettaessa, kääntäessä, painovoiman vaikutuksesta, vetäessä ja työnnettäessä).
Muovattavuus
Muovattavuus on tärkein ominaisuus, joka tarvitaan heittämiseen, jotta savi olisi työstettävissä ja liikuteltavissa keramiikkapyörällä. Kuulasavi tai posliini ovat erittäin plastisia ja niitä käytetään usein heittämiseen. Mitä plastisempaa savi on, sitä enemmän se kuitenkin kutistuu ja sen vuoksi se voi vääntyä enemmän kuivumisen aikana.
Lujuus
Heittosavella on oltava riittävä lujuus, jotta se pysyy pystyssä, kun se heitetään korkeampiin muotoihin. Lujuuden saavuttamiseksi heittosaven kappaleet sisältävät hiukkasia, kuten hiekkaa tai grogia tai molempia. Kun heittokappaleessa käytetään grogia, sen on oltava hienojakoisempaa, jotta se antaa lujuutta, mutta se ei saa olla liian karkeaa, jotta se vahingoittaisi savenvalajan käsiä. Yleisesti ottaen heittosavikappaleen tulisi sisältää enintään 7-9 % hiukkasmaisia lisäaineita.
Veden imeytyminen
Mitä pidempään savea työstetään savipyörässä, sitä pehmeämmäksi se muuttuu, kun vesi sekoittuu saveen, mikä lisää sortumismahdollisuutta ja rajoittaa astioiden kokoa/korkeutta. Veden imeytymisnopeus on siis tärkeä tekijä. Muoviset savet imevät vähemmän vettä kuin karkeamateriaaliset savet ja ovat jäykempiä. Tämä tarkoittaa myös sitä, että savi on vaikeampaa ja väsyttävämpää työstää, jolloin lihakset ja nivelet voivat vahingoittua. Siksi hyvän heittosaven on oltava tasapainossa plastisuuden, lujuuden ja vedenimukyvyn välillä.

Savirunkojen luokat

Savivaihtoehtoja on niin paljon, että oikean saven valitseminen voi olla vaikeaa. Miten valitset, mikä savi sopii sinulle ja tarpeisiisi savenvalajana? Mitä sinun tulee tietää? Miten saat sen selville?

Kolme yleisimmin käytettyä savimassaa ovat savitavarat, keskipalon kivitavarat, korkeapalon kivitavarat ja posliini. Kaikkia kolmea on saatavilla kaupallisesti kosteina ja käyttövalmiina 25 kilon pakkauksina. Savimassoja voidaan valmistaa myös sekoittamalla kuivia savia ja lisäaineita veteen, jolloin saadaan aikaan oma haluttu savimassa tiettyihin käyttötarkoituksiin ja kustannussäästöihin.
Maasälpäsavet
Maasälpäsavet ovat vanhimpia muinaisten savenvalajien tuntemia savimassoja, ja se on yleisin luonnossa esiintyvä. Nämä savet ovat erittäin plastisia ja helposti työstettäviä. Maasälpäsavi sisältää rautaa ja muita mineraalisia epäpuhtauksia, jotka saavat saven saavuttamaan optimaalisen kovuutensa alhaisemmissa lämpötiloissa, jotka vaihtelevat 950 °C:n ja 1100 °C:n välillä, jolloin savesta tulee pehmeämpää, lasittumatonta (joka ei ole muuttunut lasiksi), huokoista ja huokoista keramiikkaa, joka mahdollistaa rikkaat savivärit polttamisen jälkeen, alhaisen kutistumiskertoimen, ja se on helposti värjättävissä. Lasittamaton savi, kuten terrakotta, on huokoista eikä se ole vesitiivistä. Maasälpä on anteeksiantavampaa kuin savi, jossa on hienompia hiukkasia. Se on yleistä luonnossa, ja sitä käytetään pääasiassa tiiliin, laattoihin ja istutustuotteisiin. Maasälpä ei sovellu hyvin nesteitä sisältäviin astioihin (esim. maljakot, mukit, kannut), ellei niitä ole lasitettu. Lasitetut savitavaratuotteet ovat yleensä hauraampia kuin lasitetut kivitavaratuotteet. Tyypillisiä värejä useimmille savitavaroille ovat punainen, oranssi, keltainen ja vaaleanharmaa. Poltettujen savitavaroiden värejä ovat ruskea, punainen, oranssi, ruskea, keskiharmaa ja valkoinen. Polttovärit määräytyvät enimmäkseen mineraalisten epäpuhtauksien pitoisuuden ja polttotyypin mukaan. Koska lasituspoltto tapahtuu alhaisemmassa lämpötilassa, lasitevärit ovat yleensä elävämpiä kuin korkeammassa lämpötilassa poltetut kivitavaralasit.
Kivitavarasavi
Kivitavarasavi on plastista ja kosteana usein harmaata. Niiden poltetut värit vaihtelevat vaaleanharmaan ja ruskean kautta keskiharmaaseen ja ruskeaan. Polttoväriin vaikuttaa suuresti polttotyyppi.

Kivitavarasavien absorptiokerroin on noin 2-5 prosenttia, ja ne poltetaan tavallisesti lämpötiloissa, jotka vaihtelevat 2100 asteen ja 2372 asteen välillä (kartio 3-kartio 11). Kivitavarasavista käytetään nimitystä ”Stoneware”, koska poltetuilla ruukuilla on kivimäisiä ominaisuuksia (kova, tiivis pinta, jossa on kirjava väri). Kivitavarat sitoutuvat hyvin lasitteisiinsa, ja niiden pitäisi olla tiiviitä sen jälkeen, kun ne on poltettu kypsiksi. Se on sitkeää ja anteeksiantavaa heitto- ja polttovaiheessa. Kivitavaraa on hyvin yleinen savi tuotantokeramiikassa.

Poltetun kivitavaran värit vaihtelevat buffista tai vaaleanharmaasta ruskeaan tai tummanharmaaseen. Kovien ja tiiviiden ominaisuuksiensa vuoksi tämä savi on erinomainen valinta toiminnallisiin sovelluksiin, kuten ruokailuvälineisiin. Mitä korkeampi kivitavarasaven kypsymislämpötila on, sitä kestävämpi ja vedenpitävämpi tavara on.
Porcellain / Kaoliini / Pallosavi
Porcellain- ja kaoliinisavea käytetään korkealuokkaisten tavaroiden, kuten laboratoriolaitteiden, valmistukseen. Posliini- ja kaoliinisavet ovat käytännöllisesti katsoen identtisiä ja niitä pidetään parhaina savina, joita on saatavilla keramiikan valmistukseen. Ne ovat myös kalleimpia. Ne ovat suurelta osin silikaattisavea ja kestävät korkeita lämpötiloja. Jos haluat valmistaa korkealaatuisia esineitä, tämä savityyppi sopii sinulle parhaiten. Keramiikka on todennäköisesti väriltään valkoista tai vaaleaa, ellet osta savea, johon on sekoitettu rautaoksidia punaisemman värin saamiseksi.

Porsliini, jolle on ominaista 0-1 prosentin imeytymisaste, on varhaisten kiinalaisten savenvalajien monen sadan vuoden kehitystyön tulos. Sen tärkein ainesosa on kaoliini, joka tunnetaan myös nimellä posliinisavi. Kaoliinin sulamispiste on noin 3275 celsiusastetta, ja sitä on vaikea muotoilla, koska sen plastisuus on alhainen. Jotta saadaan aikaan tiivis, kova, valkoinen, läpikuultava savi, joka tunnetaan nimellä posliini, kaoliini sekoitetaan muiden savien kanssa, jotta saavutetaan hyvä työstettävyys ja alennetaan polttolämpötilaa. Tyypillisesti posliini poltetaan yli 2300 asteen lämpötiloissa (kartio 9), mutta se voidaan muotoilla poltettavaksi jopa 1900 asteen lämpötiloissa (kartio 04*) lisäämällä epätavallisia ainesosia.

Koska posliini koostuu niin pienistä hiukkasista, se tarjoaa optimaaliset sileysominaisuudet, ja sitä voidaan manipuloida, vaikka se olisi erittäin ohutta, jotta saadaan aikaan läpikuultavia, herkkiä muotoja. Sitä on kuitenkin vaikea työstää heittovaiheessa sen vähäisen plastisuuden vuoksi. Se halkeilee ja muotoutuu helposti kuivaus- ja polttovaiheessa, koska sen optimaalinen tiheys saavutetaan vasta lähes saven sulamispisteessä.

Pallosavet ovat erittäin plastisia ja sisältävät vain vähän mineraalisia epäpuhtauksia. Ne palavat kypsään kovuuteensa noin 1300 °C:ssa (2340 °F). Kosteina ne ovat tummanharmaita ja poltettuina joko vaaleanharmaita tai vaaleanruskeita. Pallosavilla on vakava haittapuoli. Niitä ei voida käyttää sellaisenaan, koska ne kutistuvat liikaa kuivauksen ja polton aikana. Ne ovat kuitenkin erittäin käyttökelpoisia, kun niitä lisätään muihin saviin työstettävyyden ja plastisuuden lisäämiseksi.

Saven värit
Saveja on valkoisia, luonnonvalkoisia ja tummia värejä, kuten Terra Cotta. Päätökseen vaikuttavia osa-alueita ovat lasituksen vaikutus valmiiseen tuotteeseen ja studion kunnossapito.

Lasituksen vaikutus
Meillä on useita testilaattoja, joissa on käytetty samaa lasitetta eri saville, ja joillakin lasitteilla (erityisesti läpikuultavilla lasitteilla) lopputulokset ovat hyvin erilaisia. Varmista, että testaat ensin mahdolliset savet lasitteiden kanssa, ennen kuin sitoudut suureen savi- tai lasitemäärään

Studion ylläpito
Tummat savivärit, erityisesti Terra Cotta, aiheuttavat suurta sotkua. Niitä on paljon vaikeampi puhdistaa (lattia, työkalut, kädet) ja ne voivat värjätä vaatteet. Jos valitset useamman kuin yhden saven muista, että sinulla on oltava kierrätysastia jokaiselle tyypille ja kiilalauta ei saisi jakaa tummaa ja vaaleaa savea värien kontaminaation välttämiseksi.

Savien sekoittaminen Käyttökohteet

Jos kahta savityyppiä käytetään samassa astiassa (ei suositella), kutistumisnopeus on enimmäkseen erilainen ja erottumista voi tapahtua kuivauksen ja/tai polton aikana. Meidän tapauksessamme törmäsimme ongelmaan, jossa halusimme käyttää slipiä (lietettä) koristeellisena pintarakenteena, mutta käyttämämme kivitavaratyypin grog-tason huomioon ottaen lopputulos oli karkea eikä houkutteleva. Harkitsimme toisenlaisesta grogittomasta savesta valmistetun slipin valmistamista tai ostamista, mutta erottuminen ja värierot olisivat olleet ongelma. Ratkaisumme oli valmistaa slip (ks. linkki slipin valmistukseen) ja seuloa se kahdesti 100-silmäisellä seulalla. Tämä ratkaisu on toiminut täydellisesti jo lähes 15 vuoden ajan.

Mitä?