Alegerea și selectarea corpului de lut potrivit

Introducere

Când luați orice decizie sau faceți cercetări pentru selectarea corpului de lut potrivit pentru aplicația dumneavoastră, trebuie să luați în considerare produsul final, costul și nivelul de calificare. Atunci când alegeți o argilă, trebuie să știți, de asemenea, la ce tip de cuptor aveți acces și care sunt limitele de temperatură ale acestuia. Fiecare argilă are specificații specifice privind intervalul de temperatură. S-ar putea să constatați că doriți să folosiți mai mult de un corp de argilă dacă folosiți o varietate de metode de construcție, cum ar fi roata olarului sau construcția manuală. Am învățat că înainte de a selecta argila care va fi cea mai bună de folosit, există multe variabile de luat în considerare și, în dorința de a împărtăși cunoștințele dobândite din experiențele noastre, am alcătuit tutorialul de mai jos.

Ce este argila

Argila este formată din cele mai fine particule de rocă erodate de vânt și ploaie, care sunt antrenate de apa curgătoare. Aceste particule se adună pe fundul râurilor sau al fluviilor unde se lipesc și se compactează. Argila poate fi găsită aproape peste tot și este ieftină. Are mai multe stări de tranziție; este moale și elastică atunci când este umedă, iar tu poți face orice formă dorești. Când se usucă ușor, devine de consistența ciocolatei sau a brânzei cheddar și poate fi sculptată sau răzuită. Se usucă în continuare, destul de repede, în funcție de grosimea sa și de umiditate, pe măsură ce apa se evaporă și se transformă într-o stare fragilă. În acest moment, se poate face din nou moale prin umezire. Așadar, indiferent de forma în care este făcută argila, aceasta nu va fi permanentă până când nu va fi încălzită la temperaturi ridicate.

Termeni importanți:

Argila umedă: Argilă amestecată gata de a fi formată, în starea cea mai elastică a argilei

Dură ca pielea: Un stadiu în procesul de uscare în care un obiect de lut poate fi manipulat cu grijă fără pericol de deformare a formei, dar lutul este încă suficient de maleabil pentru a putea fi modificat dacă se dorește

Greenware: Un stadiu în producția de ceramică în care un vas trece prin procesul de uscare necesar înainte de a putea fi ars în condiții de siguranță.

Bone dry: Argilă complet uscată la aer, în starea sa cea mai fragilă, ca un biscuit

Bisque: O etapă intermediară în coacere (numită și: prima ardere). Vasul este poros după ardere, dându-i capacitatea de a absorbi apa din soluția de glazură, ceea ce face ca materialele de glazură să adere la piesă în timp ce aceasta își păstrează forma

Grog: O substanță asemănătoare nisipului care se adaugă la un corp de argilă pentru a adăuga prelucrabilitate, rezistență și ajută la reducerea contracției argilei.

Ce este ceramica
Ceramica este rezistentă la căldură, nemetalică, izolatoare (nu conduce electricitatea), rezistentă la coroziune, dură, dar fragilă (ca sticla), solidă anorganică, realizată din argilă care a fost arsă la temperaturi ridicate. Odată ce argila este arsă la temperaturi înalte, compoziția sa chimică se modifică permanent și devine ceramică, care nu se va mai dizolva niciodată în apă. Tot ceea ce este fabricat din argilă arsă este ceramică, inclusiv vesela de masă, oalele, vasele pentru cuptor, cărămida, țigla, țigla de acoperiș, instalațiile de baie (de exemplu, chiuveta), etc. Următorii termeni se încadrează toți în categoria ceramică: Ceramică, porțelan, porțelan, gresie, faianță

Încordare și pierdere de greutate
Argila se micșorează atât la uscare, cât și la coacere. Diferite corpuri de argilă se micșorează cu rate diferite, care pot fi de doar 4% sau de până la 15% pentru unele corpuri de argilă. Chiar și un singur punct procentual poate face o diferență în produsul final, în funcție de nevoia dvs. de precizie. Prin urmare, alegerea argilei și a designului de veselă trebuie să țină cont de contracție pentru temperatura la care ardeți. De exemplu, argila pe care o folosim la Lakeside Pottery este Baldwin 192 de la Standard și este specificată să se micșoreze cu 11% pentru temperatura de coacere conică 6. Testele noastre au arătat că aproximativ 5% se micșorează în timpul procesului de uscare, 1/2% în timpul coacerii biscuitului (con 06) și 5,5% în timpul coacerii smalțului (con 6). Totalul de 11% este arătat în imaginea lanternei de mai jos (înainte și după).

Am constatat, de asemenea, prin anii de ardere, că, chiar și cu același corp de lut, contracția poate varia cu 1-2% de la un lot la altul. În cazul în care precizia este importantă, efectuăm un test de lot înainte de a continua cu un proiect sau le spunem clienților noștri de comision să se aștepte la o variație de +/- 3%. Mai multe despre uscare și ardere.

Specificațiile argilei cu contracție de 11% vor arăta ca cele de mai sus comparând
argila umedă cu produsul finit (gresie / con 6)

Argila medie conține aproximativ 20% apă și 9% materie organică, astfel, vasele finite (biscuit sau glazurate) cântăresc cu aproape 30% mai puțin decât greutatea inițială a argilei.

Temperaturi de coacere
Există trei intervale de temperatură de bază. Deși există unele variații ușoare între olarii individuali, aceste intervale sunt în general considerate a fi

– Coacere joasă: Conul 06 până la Conul 3 (1850 °F – 2135 °F)
– Gama medie: Conul 4 până la Conul 7 (2160 °F – 2290 °F)
– High-Fire: De la Conul 8 la Conul 10 (2315 °F – 2380 °F)

Ce se întâmplă cu argila în timpul arderii?
În timpul ciclului complet de ardere a argilei într-un cuptor, argila trece de la o substanță total fragilă (argilă) la o substanță asemănătoare pietrei (ceramică) impermeabilă la apă și timp. După ce argila a fost complet uscată la aer, „uscată până la os”, și plasată în cuptor, arderea constă în mai multe etape descrise mai jos.

1) Arderea carbonului și a sulfului
Corpurile de argilă conțin toate carbon, materiale organice și sulf care vor arde între 570°F și 1470°F (sau 300°C și 800°C).
2) Apa combinată chimic antrenată
După ce argila este uscată la aer, ea mai conține încă aproximativ 15% de apă care sunt legate chimic. Din punct de vedere chimic, argila este definită ca fiind o moleculă de alumină și două molecule de siliciu legate cu două molecule de apă. Legătura de apă combinată chimic se slăbește atunci când este încălzită în același timp cu arderea carbonului și a sulfului. Apa legată chimic scapă din corpul de argilă între 350° C și 800° C (660° F și 1470° F). Oala va deveni substanțial mai ușoară, fără contracție fizică. Este esențial ca, în timpul acestei etape, creșterea temperaturii să fie lentă pentru a preveni ieșirea rapidă a aburului care poate duce la explozie.
3) Inversiunea cuarțului
Cuarțul, numit și oxid de siliciu, are o structură cristalină care se modifică la o temperatură de 573°C (1060°F). Această schimbare (Quarts Inversion) în structura cristalină va face ca ceramica să crească în dimensiune cu 2% în timpul încălzirii și să piardă acest 2% când se răcește. Ceramica este fragilă în timpul acestei schimbări și temperatura cuptorului trebuie să fie ridicată.
4) Sinterizarea / Biscuitul
Începând la aproximativ 900°C (1650°F) particulele de argilă încep să fuzioneze. Acest proces se numește sinterizare care, atunci când este finalizat, argila a devenit ceramică. Odată ce temperatura a ajuns între 1800°F (conul 06) și 1950°F (conul 04), aceasta este biscuită. În acest stadiu, ceramica este poroasă, oarecum fragilă, nu este încă verticalizată și se numește Earthenware sau Bisque. Biscuitul permite glazurii umede, crude, să adere la ceramică înainte de arderea glazurii.
5) Vitrificarea și maturitatea
Vitrificarea este fuziunea progresivă a unei argile care face ca produsul finit să fie mai dur și mai durabil. Pe măsură ce vitrificarea avansează odată cu creșterea temperaturii, proporția de legătură sticloasă crește și porozitatea ceramicii arse devine mai mică.

De asemenea, în această etapă se formează cristale de mulită sau silicat de aluminiu care acționează ca un liant care întărește și mai mult corpul de argilă.

Glazura singură nu face ceramica impermeabilă la apă în majoritatea cazurilor. Cu toate acestea, porțelanul care este printre cele mai vertificate ceramice este impermeabil chiar și fără glazură. Gresia este semi-vitrificată și nu ar fi impermeabilă fără glazură
6) Răcirea
Forma cristalină a siliciului, pe măsură ce se răcește după 220°C (420°F), trebuie răcită încet pe măsură ce trece de această temperatură critică pentru a evita fisurile.
Vezi mai multe despre uscarea și coacerea argilei

Criterii de alegere a corpului de argilă

1) Procesul de realizare: Construirea manuală, roata de olărit, Sculptură sau turnare

2) Dimensiunea și forma lucrării dumneavoastră

3) Textura suprafeței

4) Temperatura și tipul de coacere

5) Utilizarea produsului final

6) Efectul de glazurare a culorii argilei

Cerința principală a unui corp de argilă pentru construcții manuale este rezistența și plasticitatea.

Rezistența
Rezistența este capacitatea lutului format de a se menține mai ferm pe măsură ce formele sunt construite, manipulate și atașate fără a se încovoia, întinde sau crăpa. Formele construite manual au nevoie de un grad ridicat de rezistență în stadiul de greenware. Rezistența devine și mai importantă pe măsură ce obiectele construite manual sunt mai mari sau mai plate. Un raport mai mare de grog (5% până la 30%) este tipic pentru opțiunile de construcție manuală. Grog-ul poate fi fin sau grosier, în funcție de calitățile de suprafață pe care le dorește olarul. Astfel de adaosuri mari de grog determină, de asemenea, un timp mai rapid de uscare a argilei la aer și cu o reducere a posibilității de fisurare în timpul procesului de uscare.
Plasticitate
Un proiect de construcție manuală va avea nevoie, de asemenea, de plasticitate pentru a fi prelucrabil. Cu cât formele construite sunt mai extreme (de ex, unghiuri ascuțite sau înfășurare), cu atât mai multă plasticitate va avea nevoie lutul.

Corp de argilă pentru aruncare

Există trei caracteristici necesare pentru un corp de argilă pentru aruncare: a) grad ridicat de plasticitate, rată scăzută de absorbție a apei și c) suficient de puternic pentru a-și păstra forma în timp ce este lucrat (stors, rotit, forța gravitațională, tras și împins).
Plasticitatea
Plasticitatea este cea mai importantă caracteristică necesară pentru aruncare, pentru a o face prelucrabilă și mobilă pe roata de olărit. Argila cu bile sau porțelanul sunt foarte plastice și sunt adesea folosite pentru aruncare. Cu toate acestea, cu cât o argilă este mai plastică, cu atât se va contracta mai mult și, prin urmare, are un potențial mai mare de deformare în timp ce se usucă.
Rezistență
Argila pentru aruncare trebuie să aibă suficientă rezistență pentru a sta în picioare atunci când este aruncată în forme mai înalte. Pentru a obține această rezistență, corpurile de argilă de aruncat conțin unele particule, cum ar fi nisip sau grog sau ambele. Atunci când grog-ul este folosit într-un corp de aruncare, acesta trebuie să fie mai fin pentru a asigura rezistența fără a fi prea grosier pentru a răni mâinile olarului. În general, un corp de lut pentru aruncare nu ar trebui să conțină mai mult de 7-9% de aditivi sub formă de particule.
Absorbția apei
Cu cât mai mult timp este lucrată o argilă pe roata olarului, cu atât devine mai moale, deoarece apa se amestecă cu argila, crescând șansele de prăbușire și limitând dimensiunea/înălțimea vaselor. Prin urmare, rata de absorbție a apei este un factor important. Argilele plastice absorb mai puțină apă decât argilele cu materiale grosiere și sunt pe partea rigidă. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că lutul este mai greu și mai obositor de lucrat, cu posibilitatea de a răni mușchii și articulațiile. Prin urmare, o argilă bună de aruncat trebuie să fie echilibrată între plasticitate, rezistență și absorbția apei.

Clasi de corpuri de argilă

Există atât de multe opțiuni de argilă și poate fi greu să o alegeți pe cea potrivită pentru dumneavoastră. Cum alegeți ce argilă este potrivită pentru dumneavoastră și pentru nevoile dumneavoastră ca olar? Ce trebuie să știți? Cum puteți afla?

Cele trei corpuri de argilă cel mai des folosite sunt: teracotă, gresie cu foc mediu, gresie cu foc mare și porțelan. Toate trei sunt disponibile în comerț în pachete de 25 lbs umede și gata de utilizare. Corpurile de argilă pot fi, de asemenea, produse prin amestecarea argilelor uscate și a aditivilor cu apă pentru a crea propriul corp de argilă dorit pentru aplicații specifice și pentru economii de costuri.
Argilele de lut
Argilele de lut sunt cele mai vechi cunoscute de olarii antici și sunt cele mai des întâlnite în mod natural. Aceste argile sunt foarte plastice și ușor de lucrat. Argilele Earthenware conțin fier și alte impurități minerale care fac ca argila să atingă duritatea optimă la temperaturi mai scăzute, între 950°C și 1100°C (1745°F și 2012°F), rezultând o ceramică poroasă mai moale, nevitrificată (care nu se transformă în sticlă), care permite obținerea unor culori bogate de argilă după ardere, un factor de contracție scăzut și poate fi colorată cu ușurință. Ceramica nevitrificată, cum ar fi terra cotta, este poroasă și nu este etanșă. Gresia este mai iertătoare decât argila cu particule mai fine. Este comună în natură și este utilizată în principal pentru cărămizi, țigle și produse de plantare. Gresia nu va funcționa bine pentru vasele care rețin lichide (de exemplu, vaze, căni, ulcioare), cu excepția cazului în care este smălțuită. Produsele din faianță smălțuită tind să fie mai fragile decât cele din gresie smălțuită. Culorile tipice pentru majoritatea argilelor de faianță sunt roșu, portocaliu, galben și gri deschis. Culorile pentru faianța arsă includ maro, roșu, portocaliu, buf, gri mediu și alb. Culorile obținute prin ardere sunt determinate în principal de conținutul de impurități minerale și de tipul de ardere. Deoarece arderea glazurii are loc la o temperatură mai scăzută, culorile glazurii tind să fie mai vii decât cele ale glazurii de gresie care sunt arse la temperaturi mai ridicate.
Argile de gresie
Argilele de gresie sunt plastice și sunt adesea gri când sunt umede. Culorile lor arse variază de la gri deschis și șampanie, la gri mediu și maro. Culorile arse sunt influențate în mare măsură de tipul de ardere.

Argilele de gresie au un factor de absorbție de aproximativ 2 până la 5 procente și sunt de obicei arse la temperaturi cuprinse între 2100 grade și 2372 grade F (conul 3-conul 11). Argilele de gresie sunt denumite „Stoneware” deoarece vasele arse prezintă caracteristici asemănătoare pietrei (suprafață dură, densă, cu culori pestrițe). Gresul se leagă bine cu glazura sa și ar trebui să fie rezistent la scurgeri după ardere până la maturitate. Este rezistent și iertător în timpul etapelor de aruncare și ardere. Gresul este o argilă foarte comună pentru olarii de producție.

Culoarea gresiei arse variază de la buff sau gri deschis la maro sau gri închis. Datorită calităților sale dure și strânse, această argilă este o alegere excelentă pentru aplicații funcționale, cum ar fi vesela. Cu cât temperatura de maturare a argilei de gresie este mai ridicată, cu atât ceramica este mai durabilă și mai rezistentă la apă.
Argile de porțelan / caolin / argile cu bile
Argilele de porțelan și caolin sunt utilizate pentru articole de înaltă calitate, inclusiv echipamente de laborator. Argilele de porțelan și caolin sunt practic identice și sunt considerate cele mai bune argile disponibile pentru fabricarea ceramicii. Ele sunt, de asemenea, cele mai scumpe. Ele sunt o argilă în mare parte silicată și sunt rezistente la temperaturi ridicate. Dacă doriți să realizați veselă de înaltă calitate, atunci acest tip de argilă este cel mai potrivit pentru dumneavoastră. Ceramica va fi probabil de culoare albă sau palidă, cu excepția cazului în care cumpărați argilă care a fost amestecată cu oxid de fier pentru a o face mai roșie.

Porțelanul, caracterizat de o rată de absorbție de 0 până la 1 la sută, este produsul a mai multor sute de ani de dezvoltare de către primii olari chinezi. Ingredientul său principal este caolinul, cunoscut și sub numele de argilă chinezească. În sine, caolinul are un punct de topire de aproximativ 3275 grade F și este dificil de modelat din cauza plasticității scăzute. Pentru a obține corpul de argilă dens, dur, alb și translucid, cunoscut sub numele de porțelan, caolinul este amestecat cu alte argile pentru a obține un grad ridicat de prelucrabilitate și pentru a reduce temperatura de coacere. În mod obișnuit, porțelanul este copt la temperaturi de peste 2300 grade F (con 9), dar poate fi formulat pentru a fi copt la temperaturi de până la 1900 grade F (con 04*) prin adăugarea unor ingrediente neobișnuite.

Pentru că este compus din particule atât de mici, porțelanul oferă calități optime de netezime și poate fi manipulat chiar și atunci când este extrem de subțire pentru a obține forme translucide și delicate. Cu toate acestea, este dificil de lucrat în timpul etapei de turnare din cauza plasticității sale scăzute. Se fisurează și se deformează cu ușurință în timpul etapelor de uscare și de ardere, deoarece densitatea sa optimă nu este atinsă până aproape de punctul de topire a argilei.

Argilele pentru bile sunt foarte plastice și conțin puține impurități minerale. Ele se coc la duritatea lor matură la aproximativ 1300°C (2340°F). Când sunt umede sunt de culoare gri închis, iar când sunt arse sunt fie gri deschis, fie șampanie deschisă. Argilele cu bile au un dezavantaj serios. Ele nu pot fi folosite singure din cauza contracției lor excesive în timpul uscării și arderii. Cu toate acestea, sunt extrem de utile atunci când sunt adăugate la alte argile pentru a crește lucrabilitatea și plasticitatea.

Culoarea argilelor
Argilele sunt disponibile în culori albe, alb închis și întunecate, cum ar fi Terra Cotta. Domeniile care influențează decizia dvs. sunt efectul glazurii asupra produsului finit și întreținerea atelierului.

Efectul glazurii
Avem mai multe plăci de test folosind aceeași glazură pe diferite argile și unele dintre glazuri, (în special glazurile translucide), rezultatele finale sunt foarte diferite. Asigurați-vă că testați mai întâi argilele posibile cu glazurile dvs. înainte de a vă angaja la o cantitate mare de argilă sau de glazură

Întreținerea atelierului
Culoarea închisă a argilei, în special Terra Cotta, face o mare mizerie. Mult mai greu de curățat (podea, unelte, mâini) și vă poate păta hainele. Dacă alegeți mai mult de o argilă, amintiți-vă că va trebui să aveți un coș de reciclare pentru fiecare tip, iar placa de calupuri nu trebuie să împartă argila închisă și cea deschisă pentru a evita contaminarea culorilor.

Aplicații ale amestecului de argile

Dacă două tipuri de argilă sunt folosite în același vas (nerecomandat), rata de contracție va fi de cele mai multe ori diferită și ar putea apărea o separare în timpul procesului de uscare și/sau de ardere. În cazul nostru, ne-am confruntat cu o problemă în care am vrut să folosim barbotina (slurry) ca textură decorativă a suprafeței, dar având în vedere nivelul de grohotiș din tipul de gresie pe care îl folosim, efectul final a fost aspru și neatrăgător. Ne-am gândit să fabricăm sau să achiziționăm barbotină făcută dintr-o altă argilă fără grog, dar separarea și diferențele de culoare ar fi fost o problemă. Soluția noastră a fost să realizăm barbotina (a se vedea linkul privind modul de realizare a barbotinei) și să o cernem de două ori cu o sită de 100 de ochiuri. Această soluție a funcționat perfect timp de aproape 15 ani.