Начинающему керамисту часто приходится сталкиваться с различными специфическими терминами. Если под рукой найдется удобный словарик, где собраны все определения, то особых проблем не возникнет. Но некоторые определения в словаре даны настолько кратко, что не позволяют читателю узнать всю необходимую для работы информацию. В частности, такое понятие, как кожетвердое состояние глины, встречается чуть ли не в каждой схеме сушки и обжига керамических изделий. В словаре же приводится его определение. Тем не менее, огромное количество вопросов связано именно с недопониманием смысла указанного термина.
Для качественного ответа на все интересующие вопросы придется охватить целый спектр понятий. Чтобы избавить начинающего мастера от необходимости сбора и анализа литературы, следует рассмотреть такие вопросы, как: основные сведения о глине, классификация керамики, подготовка глины к работе, особенности физических процессов, происходящих в глине при сушке, как получить кожетвердое состояние.
Основные сведения о глине
Керамика заняла прочное место в мировой культуре, считаясь одним из самых древних материалов. Изделия, которые относятся к художественной керамике, имеют декоративное и прикладное значение в жизни человека. Материал обладает неповторимыми физическими и эстетическими свойствами.
Слово «Керамика» пришло к нам из Греции. В знаменитой Илиаде Гомера упоминается глина, обожженная в костре. Именно ее и назвали керамикой.
Сегодня суть термина практически не изменилась, но глину предпочитают обжигать в печи, причем технология обжига может кардинально отличаться. Глина – основное сырье для керамики. Она стала популярной, благодаря своей пластичности. Ученые утверждают, что в недрах земли глина зародилась в межледниковый период. Талая вода мощными потоками устремлялась по руслам, богатым полевым шпатом. Эти потоки сыграли роль натурального глиновала. Глина и песок перемешивались, отмучивались, отлагались пластами. Вот почему находят целые месторождения глины.
Глины состоят из мелкообломочных горных пород и имеют достаточно сложный химический состав. Важно то, что при смешивании с водой из глины образуется тесто, обладающее пластичностью. Видоизменение форы при наличии даже небольшого воздействия и сохранение ее при отсутствии механического воздействия позволяет с легкостью обрабатывать и изготавливать различные изделия. При термообработке глина переходит в камнеподобное состояние.
Пластичность проявляется не только в том, что глина принимает любую форму, но и в том, что она при этом не растрескивается. Самое главное – соблюдать технологию на каждом этапе:
- приготовление глины;
- лепка;
- сушка;
- обжиг.
В составе глины содержатся такие элементы, как полевой шпат, кварц, известняк. В силу разнообразия видов природных глин, их классифицируют различными способами. Есть классификация по типу природных залежей, по цвету обожженного материала, по химическому составу, по сфере применения.
Классификация керамики
Каждый мастер, работая с материалом, должен прогнозировать результат. Именно ручная работа дает керамисту необходимые практические навыки. Порой приходится постигать тайны ремесла методом проб и ошибок.
В зависимости от вида керамики применяется та или иная технология. Схемы могут отличаться с этапа приготовления глины, поэтому необходимо различать виды керамики в нескольких классификациях. Керамика по производственно-отраслевому признаку делится на:
- архитектурно-строительную;
- электротехническую;
- химически стойкую;
- бытовую;
- огнеупорную.
По своим свойствам керамика делится на:
- пористую;
- керамику с плотно спекшимся черепком.
Подготовка глины к работе
Именно на этом этапе и приходится сталкиваться с глиной в кожетвердом состоянии. Несомненно, глина достаточно пластична. Однако только правильно подготовленный материал может дать хороший результат. Не каждому начинающему керамисту дается ремесло, поэтому приходится постоянно экспериментировать, творить, созидать.
Глину готовят к лепке различными способами. Выветренная или вымороженная в естественных условиях глина становится более пластичной. Но такой подход требует временных затрат, так как глину необходимо выдержать на свежем воздухе в течение нескольких месяцев. Глина находится под дождем, поэтому ее волокна пропитываются влагой. На морозе влага превращается в лед, расширяясь при этом. Лед разрыхляет глину, изменяя структуру ее волокон. После воздействия солнца, влаги, перепадов температур материал становится более пластичным.
Второй способ приготовления глины также основан на ее вылеживании. Но определяющими факторами для видоизменения материала уже служит действие биологического характера. При температуре 37-38 градусов в глине начинают активно развиваться бактерии. Помимо этого, с глиной происходит ряд физико-химических процессов. Гидролиз слюды и полевого шпата приводит к образованию кремнекислой щелочи. При разложении сернистых соединений железа образуется сероводород, который разрыхляет глину и перемешивает массу. Повысить пластичность глины можно добавлением растительного масла.
Важно на этапе подготовки глины не допустить попадания в массу посторонних примесей. Изменения в рецептуре может коренным образом изменить физические и художественные свойства конечного материала. На финальном этапе приготовления глину перемешивают ручным или механическим способом, добавляя при необходимости столько влаги, чтобы ее было достаточно для лепки изделий. На следующем этапе глину разбивают на мелкие куски и сушат. После этого сухие куски заливают горячей водой. Желательно добавить столько воды, чтобы на поверхности оставались лишь небольшие островки из глины.
Вода вытесняет воздух, который находится между частицами глины. После тщательного перемешивания практически весь воздух выйдет, а глинистая масса превратится в тесто. Если в материале отсутствуют сторонние примеси, то глиняное тесто получится мягким и мелкодисперсным. С ним удобно работать, так как оно обладает высокой степенью пластичности. Домашнему мастеру не нужно готовить большое количество материала, поэтому очистить глину от примесей можно руками, перебирая между пальцами небольшие порции. Удобно пользоваться мелкой сеткой, продавливая сквозь ее ячею тесто.
После того, как глина освободилась от лишней воды и приобрела нужную влажность, ее тщательно перемешивают и упаковывают в герметичные емкости или пластиковые пакеты. В таком состоянии она лежит несколько дней. Перед началом работ необходимо глину еще раз перемешать. Керамисты используют один прием. Они разламывают глину на две части и с силой ударяют одну часть об другую. Таким способом они выгоняют из массы остатки воздуха. Если этого не сделать, то воздух при обжиге будет расширяться и может разорвать изделие.
В процессе приготовлении материала глина пребывает в нескольких состояниях.
- Мягкое пластичное состояние. В мягком пластичном состоянии глина формуется даже под небольшим механическим воздействием. Такая глина непригодна к работе, так как при наращивании массы (при формировании изделия) она деформируется под действием собственного веса. К тому же, глина в мягком пластичном состоянии липнет к рукам. Но даже если керамисту и удастся слепить изделие, то оно начнет растрескиваться уже в процессе сушки, так как в массе слишком много влаги.
- Умеренно пластичное состояние. В этом состоянии глина также достаточно податлива и легко изменяет свою форму. Но сформированные стенки сосудов уже не разваливаются, а остаются в том виде, в котором их создал мастер. Можно сказать, что умеренно пластичное состояние – предельно влажная глина, пригодная для работы. К рукам она уже не липнет, однако небольшое количество воды приведет ее в мягкое пластичное состояние.
- Окрепшее пластичное состояние. Окрепшее состояние отличается тем, что глина формуется, однако для это8го необходимо приложить большое давление. Слепить два куска в один будет проблематично. При попытке скрутить глиняный жгут на нем будут образовываться трещины. Такое состояние подходит для подрезания элементов или зачистки. К тому же в окрепшем состоянии глина меньше подвергается усадке. Это означает, что если керамисту удалось получить изделие их глины и довести материал до окрепшего состояния без трещин, то при дальнейшей сушке трещины не появятся.
- Кожетвердое состояние. В кожетвердом состоянии глина достаточно жесткая, так как она содержит мало влаги. При деформациях наблюдаются изломы, то есть пластичность материала очень низкая. Многие начинающие керамисты не понимают, почему кожетвердому состоянию уделяется особое внимание, а также почему это состояние рассматривается, как обособленое. Дело в том, что оставшейся в массе влаги достаточно для того, чтобы обрабатывать изделие, а так как подсохшая глина практически не дает усадки, то ее смело можно отправлять в печь на обжиг, не боясь получить разрывов в черепке. На вид кожетвердое состояние можно определить постукиванием по черепку. Он начинает издавать глухой звук, похожий на звук простукивания сплошного тела. Еще один способ – провести на незаметном месте лощилом или другим гладким предметом несколько полосок. Если от лощила остаются блестящие полоски, то глина достигла кожетвердого состояния. Поверхность черепка осветляется. Так как формовке такая глина уже не подвергается, то единственным способом соединить две детали остается использование шликера в качестве клея. Изделие доводят до кожетвердого состояния, когда необходимо провести полировку или затирку поверхности, а также при необходимости замаскировать (затереть) дефекты.
- Хрупкое состояние. Если черепок находится в последнем, хрупком состоянии, то его можно обжигать даже при стремительно нарастающей температуре, так как трещин не будет образовываться. Глина в хрупком состоянии имеет светлый оттенок. Поверхность черепка можно зачищать наждачной бумагой или полировать. Особенно популярным способом полирования считается обработка поверхности влажной губкой. Здесь необходимо соблюдать осторожность, чтобы не напитать черепок влагой.
Особенности физических процессов, происходящих в глине при сушке
Обезвоживание глины представляет собой достаточно сложный физический процесс. Влага испаряется с поверхности классическим способом, описанным в школьном курсе физики. После испарения влаги к поверхности начинает поступать вода из глубины массы. Новая порция влаги также испаряется. Данный процесс будет продолжаться определенное время, после чего влажность глины перестанет изменяться.
Если с испарением воды с поверхности все более или менее понятно, то объяснить движение жидкости из массы глины в направлении поверхности достаточно сложно. Первым делом необходимо представить себе структуру глинистой массы. Частицы глины находятся в окружении водяных пленок. В сырой глине такие частицы представляют собой трубочки-капилляры, заполненные водой. С точки зрения физики глина представляет собой множество капилляров, ориентированных хаотично.
При испарении воды с конца трубочек происходит понижение давления жидкости. Вода перетекает из области высокого давления в область низкого. Скорость движения жидкости по капиллярам пропорциональна интенсивности испарения, то есть внешней температуре. Для движения жидкости по трубочке из глубины на поверхность требуется определенное время.
У большинства глин скорость испарения превышает скорость подачи влаги к поверхности, поэтому внешние слои переходят в кожетвердое состояние раньше, чем внутренние. Чем толще черепок, тем отчетливо проявляется неравномерность сушки.
Удаление влаги из капилляров сопровождается уменьшением объема участка черепка. Но в полостях между капиллярами тоже есть вода, и она тоже движется к поверхности. Таким образом, уменьшается объем всего изделия равномерно. Это явление называют воздушной усадкой или усушкой. Чрезмерная усадка может вызывать трещины, так как в разных областях глинистых масс объем изменяется по-разному.
Как получить кожетвердое состояние
Сушка и последующий обжиг позволяют глине приобрести необходимые показатели прочности и долговечности. Оба этих процесса сопровождаются испарением воды. Но при сушке удаляется вода из капилляров, а при обжиге удаляется химически связанная вода, то есть даже при длительной сушке вся вода из черепка не выйдет. Помещать же сырую глину в печь без предварительной сушки нельзя, так как вода в капиллярах начнет резко расширяться и это приведет к разрыву массы. На сушку может уйти до 10 дней (все зависит от толщины стенок изделия). Важно, чтобы процесс сушки протекал равномерно.
Изделие следует разместить на ровной поверхности, желательно выполненной из дерева. Если нет деревянной подставки, то можно подстелить газету, чтобы выделившаяся влага впитывалась. Необходимо исключить воздействие сквозняков и прямых солнечных лучей, так как они значительно увеличивают скорость испарения влаги с поверхности. Не рекомендуется также использовать отопительные приборы, сушка от этого более качественной не станет.
Первые 2-3 дня изделие лучше сушить, поместив его в полиэтиленовый пакет. Периодически пакет приоткрывается для удаления конденсата. Когда глина начнет изменять свой цвет, начинается переход в кожетвердое состояние. Изделие можно продолжать сушить в естественной среде. Ускорять сушку можно только на финальной стадии.
В кожетвердом состоянии глину досушивают в духовых шкафах. Важно, чтобы к изделию подходил воздух. Вся подведенная к глине тепловая энергия идет на удаление влаги, поэтому реакции окисления не происходят. Это значит, что глина не набирает положенной прочности и требуется дополнительный обжиг.
