Osobine sirovina i materijala Glina i keramika Glina

Osobine sirovina i materijala Glina i keramika

Glina • Glina nije zemlja! • Poreklo – od eruptivnih stena, sastoji se od minerala • Sve gline potiču od stena, pa su u analizi gline važni minerali koji formiraju stene: silikati (glavni sastojak je Si. O): Al, Mg, Fe, Ca, K i Na • KVARC (čist Si. O 2) – osnovni sastojak svih stena

Sedimentne stene • Stvorene na površini Zemlje dejstvom egzogenih procesa (razarački procesi koji dejstvuju površinski i manifestuju se erozijom, odnošenjem materijala i taloženjem) • 66% litosfere • Klastične (detritične)stene nastale su od ranijih stena koje su razorene eorzijom i raspadanjem, a ustinjeni materijal je trasnportovan na drugo mesto; mogu biti rastresite kao šljunak ili pesak ili čvrste kao konglomerat ili peščar, u kojima su zrnca kamena ili peska sjedinjena cementom (krečnjiačkim, silikatnim ili glinenim)

Gline su • Fini klastični sedimenti koji su nastali raspadanjem alumosilikata magmatskih ili metamorfnih stena • U poreklu glina važna je otpornost pojedinačnih stena na hemijske ili fizičke promene; susceptibilnost ili stabilnost stena na takve promene zavise od njihovog sastava i teksture • Najotporniji kvarc

Alumosilikati • Minerali sa velikom količinom Al 2 O 3 najbrže prelaze u glinu • Feldpsati – 39% stena; Si. O 2 i Al 2 O 3; uz okside K, Na i Ca, na osnovu čije se količine dele na alkalne i plagioklase; ti elementi utiču na osobine koje će glina pokazati u pečenju • Liskuni – silikati čiji su tetraedri raspoređeni u listiće, što ih čini lako cepljivim; najčešći: biotit i muskovit (“beli liskun”) • Iliti – liskunasti glineni minerali koji se nalaze u svakoj glini

Vrste glina • Gline su sedimentni depoziti koji su u geološkom smislu skore akumulacije proizvoda raspadanja starijih stena • Podela glina: na osnovu mesta taloženja u odnosu na primarnu stenu: – Primarne – Sekundarne

Primarne gline • Nastale nizom hemijskih reakcija i uticajem drugih faktora (mraz) • Nastaju od feldspatnih stena, granita, bazalta, diorita i tufa • Osnovna karakteristika – prisustvo grubih, uglastih, nepromenjenih čestica originalne stene – preko 90% (kvarc, feldspati i liskuni) i nizak učinak organskih komponenti • Osobine – niska plastičnost • Kaolinit – raspadanjem granita i porfira, delovanjem vode; srednja plastičnost, mala vezivna moć, veliko sakupljanje posle pečenja i visoka otpornost na termičke pritiske

Sekundarne gline • Transportovane ili sedimentne gline – nastaju premeštanjem od mesta nastanka vodom, glacijom, vetrom i erozijom. • Finije teksture • Plastičnije, zbog izloženosti vodi • Visok sadržaj organski materijal (5 -10%) i drugih nečistoća

Granulometrija gline • Glina se može definisati na osnovu veličine čestica, pa se termin “glina” odnosi i na frakcije, tj. čestice određenih dimenzija • Različiti standardi: – Glina <0, 005 mm – Alevriti – između 0. 005 i 0. 05 mm – Pesak - >0. 05 mm • Sediment je glina ukoliko sadrži određeni % glinovite frakcije – 35 ili 40% čestica manjih od 0. 002 mm

Glineni minerali i sastav glina • Gline su smeše koje se sastoje od različitih količina glavnih i sporednih sastojaka • Glineni minerali – filosilikati – Sastoje se od slojeva Si. O 2 i Al 2 O 3 i dele se na više podgrupa – dvoslojni i troslojni (smektiti – 66. 7% Si. O 2, 28. 3 Al 2 O 3 i 5% vode) – Montmorilonit, najznačajniji iz grupe smektita, sadrži Mg i Ca; u dodiru sa vodom bubri, ali nije plastičan • Sporedni sastojci – kvarc (pesak), ostaci neraspadnutih stena (feldspati i liskun), Ca. CO 3, organske materije

Svojstva gline • Većina osobina glina zavisi od njihovog ponašanja tokom mešanja sa vodom • Plastičnost • Skupljanje i sadržaj vlage • Tekstura

Plastičnost • Sposobnost gline da, kada se pomeša sa dovoljnomn količinom vode formira testo koje pritiskanjem dobija želkeni oblik, a po prestanku pritiska taj oblik i zadržava • Zavisi od granulacije, oblika čestica, sadržaja glinenih i drugih minerala, količine vode i organiskih sastojaka i dr. • Zavisi od interakcije gline i vode na površini glinenih čestica • Najvažniji uticaj na plastičnost – granulacija i oblik čestica

Određivanje plastičnosti • Definicija plastičnosti – deformacija gline uticajem sile • Tačka razvlačenja – počinju da deluju kompresione sile koje menjaju oblik plastične mase, pri čemu glina postaje savitljiva; – meri se silom prema površini, tj. kg po m 2 • Rastegljivost – količina deformacije koju glina može da izdrži ispod tačke razvlačenja, a da se ne pojave pukotine • Međusobno obrnuto proporcionalne osobine

Broj plastičnosti • Određivanje dodatne vode i određivanje granica plastičnosti • Dodatna voda se meri gubitkom težine, koja se izračunava % prema suvoj glini; – Broj koji označava plastičnost dobija se kao razlika količine vode u glini, između njene granice lepljivosti i granice istegljivosti

Podela gline na osnovu količine vode koju primaju • Masne: čiste gline bez primesa – osobine: velika plastičnost, izrazita vezivna moć zadržavanja neplastičnih primesa i jako skupljanje tokom sušenja – Montmorilonitske gline • Posne: imaju hrapave površine, lako se rastvaraju u vodi, primaju malo vode i vezuju malo neplastičnih primesa

Skupljanje • Sušenje: kada dodatna voda ispari (“voda sakupljanja”), stvara se tenzioni pritisak, čestice se približavaju jedna drugoj i gušće su raspoređene; “kožno stanje” – masa postaje tvrda i gubi plastičnost • Zapremina se tokom sušenja i pečenja smanjuje: “skupljanje pri sušenju” i “skupljanje pri pečenju” zajedno čine “ukupno skupljanje” • Svako skupljanje označava se % od početnog stanja

Sušenje • Izlazi sva dodatna voda • Javljaju se pritisci koji mogu da dovedu do pucanja i lomljenja • Predgrevanje • Značajan faktor – veličine čestica – Fina glina – voda brže isparava sa površine nego iz zidova – neujednačeno skupljanje • Razlika u stepenu skupljanja različitih delova posude različite tehnike oblikovanja • Vrsta, količina i veličina dodatih primesa

Tekstura • Zavisi od količine, veličine i oblika uključaka, prirodnih (primarne gline) i veštački dodatih

Svojstva keramike • Mikrostruktura • Tvrdoća i čvrstoća • poroznost

Mikrostruktura • Fazni sastav, tj. međusobni odnosi (morfologija, granulacija i distribucija) staklaste, ne-staklaste faze i makro- i mikropora • Faze – svaki homogeni materijal koji se mehanički odvaja od ostalih komponenti • Sastav – kristalne i staklaste komponente, amorfne faze i pore • Tekstura – morfologijs, distribucija i veličina kristala, amorfnih faza i makro- i mikro- pora

Tvrdoća • Otpornost na abraziju – materijal je tvrđi ukoliko zasecanjem po njegovoj površini ostaje manji trag • Meri se na osnovu ogreba ili prema Mosovoj skali (2, 5 -4) • Na nju utiču: temperatura pečenja, atmosfera pečenja, obrada površina glačanjem ili apliciranje premaza

Tvrdoća: oblik preloma Mekša keramika Tvrđa keramika

Čvrstoća • Posledica svojstava materijala, sastava fizičkih svojstava, tehnika oblikovanja, uslova sušenja i pečenja, oblika posuda i debljine zidova • Odnosi se na mehanička svojstva materijala – otpornost na mehaničke pritiske

Poroznost • Prazni prostori između tvrdih čestica • Otvorene pore – međusobno povezane pore koje se bez prekida pružaju od jedne do druge površine • Zatvorene pore – nisu povezane sa površinom ili su odvojene od nje glazurom, premazom ili vitrifikacijom

Analiza poroznosti • Ukupna poroznost – odnos zapremine pora i celog primerka posude • Prividna poroznost- zapremina otvorenih pora • Upijanje vode: odnos “suve težine” i “mokre težine”; povećanje težine odražava sposobnost upijanja vode i predstavlja se kao % težine u suvom stanju

Faktura • “prečišćena” ili “neprečišćena” “zemlja”? ! • Svaka sirovina mora biti prečišćena • Shvatanje grube fakture

Podela faktura • Gruba, srednja, fina – na osnovu vrste, količine i veličine dodatih primesa ili prirodno prisutnih grubih uključaka • Granulacija osnovne sirovine ili primesa (< 1 mm, fina > 0. 5 mm)

Primese • Definicije: – materijal koji se dodaje u osnovnu sirovinu da bi poboljšao ili na neki drugi način uticao na karakteristike ponašanja neke posude u toku upotrebe; – Svi grubi sastojci u masi, koji su dodati da bi se modifikovala svojstva gline, vlažne ili suve, tokom sušenja ili pečenja • Neorganske • organske

Primese utiču na: • Plastičnost – pozitivno ili negativno • Opšćivači – smanjenje plastičnosti; Ca. CO 3, kvarcni pesak i šamot • Primese koje povećavaju plastičnost – masne organske primese • so