4.4. Η ξήρανση και το ψήσιμο του πηλού

Ξήρανση του πηλού

Γιατί; Πριν από το ψήσιμο, το κεραμικό σκεύος πρέπει να αφεθεί να στεγνώσει, ώστε να απομακρυνθεί όλη η υγρασία του. Αν το νερό δεν αφαιρεθεί, το σκεύος θα σπάσει κατά το ψήσιμο, εξαιτίας των ατμών που θα δημιουργηθούν από τη βίαιη εξάτμιση του νερού. Έτσι, πάνω από τους 100°C το νερό εξατμίζεται, πράγμα που οδηγεί στην ανάπτυξη πιέσεων και τάσεων που μπορεί να ρηγματώσουν το σώμα του κεραμικού.

Πώς; Τα κεραμικά σκεύη μπορούν να ξηραθούν στον ήλιο, και ο όγκος του σκεύους μικραίνει, καθώς απομακρύνεται το νερό. Κατά τη διάρκεια αυτής της συρρίκνωσης μπορεί να γίνουν ρωγμές στο σκεύος, όπως, για παράδειγμα, στα σημεία ένωσης δύο κομματιών πηλού. Αν κατά τη διάρκεια της ξήρανσης δημιουργηθούν σοβαρές ρωγμές, τότε το αντικείμενο πρέπει να πεταχτεί.

---

Ψήσιμο του πηλού

Σκοπός του ψησίματος είναι να αλλοιωθούν τα αργιλούχα ο­ρυκτά μέσα στον πηλό, ώστε να δημιουργηθεί μια σκληρή και μη πορώδης δομή. Οι θερμοκρασίες που χρειάζονται για να καταστραφούν αυτά τα αργιλούχα ορυκτά εξαρτώνται από τον τύπο του πηλού που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του κεραμικού.

Έτσι, τα κεραμικά κατά τη διάρκεια του ψησίματος περνούν από τις εξής φάσεις:

• Αέρια φάση (πορώδης)
• Στερεά φάση (κρυσταλλική)
• Υαλώδη φάση (υαλώδης)

Η έκταση αυτών των φάσεων προσδιορίζει το είδος του κεραμικού και τις ιδιότητες του. Για παράδειγμα:

• Στις τερακότες κυριαρχεί η κρυσταλλική φάση, η υαλώδης φάση απουσιάζει ή είναι πολύ ελάχιστη, και το σκεύος είναι πολύ πορώδες.
• Στην πορσελάνη κυριαρχεί η υαλώδης φάση, η κρυσταλλική φάση είναι ελάχιστη ή σχεδόν απουσιάζει, και το σκεύος δεν είναι πορώδες.

---

Κατά τη διάρκεια του ψησίματος ο πηλός υφίσταται διάφορες μεταβολές.

Κατά το πρώτο στάδιο (μέχρι τους 350°C) αποσυ­ντίθενται τα οργανικά υλικά που περιέχονται σ’ αυτόν. Από τους 500°C ο άνθρακας των οργανικών υλικών αρχίζει να καίγεται και σε υψηλότερες θερμοκρασίες καίγεται πλήρως.

Στο δεύτερο στάδιο (μεταξύ 600°C-850°C) τα αργιλούχα ορυκτά αρχίζουν να αποσυντίθενται, ώσπου οι ακμές των κρυστάλλων των ορυκτών τήκονται και συνδέονται. Αυτή η διαδικασία καλείται συσσωμάτωση. Είναι σημαντικό ότι τα αργιλούχα ορυκτά του πηλού συσσωματώνονται χωρίς να τήκονται, διαφορετικά θα απορροφούσαν ξανά νερό και θα αποκτούσαν την αρχική δομή τους. Η θερμοκρασία που απαιτείται για τη συσσωμάτωση των αργιλούχων ορυκτών εξαρτάται από τον τύπο των αργιλούχων ορυκτών που περιέχονται στον πηλό.

Το τελικό στάδιο του ψησίματος είναι η υαλοποίηση. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας σχηματίζεται γυαλί από τον πηλό. Το γυαλί αυτό δεν είναι όπως το γυαλί της καθημερινής χρήσης (π.χ. δεν είναι διαφανές), αλλά ονομάζεται έτσι, επειδή έχει ορισμένες ιδιότητες παρόμοιες με αυτό. Η υαλοποίηση ξεκινά, όταν τα αργιλούχα ορυκτά (πυριτικά ή οξείδια) αρχίζουν να λιώνουν και να τήκονται. Η υαλοποίηση ξεκινά στους 850°C, αλλά δε γίνεται εμφανής στο κεραμικό παρά μεταξύ 900°C-950°C. Η υαλώδης δομή που σχηματίζεται ελαττώνει το πορώδες του κεραμικού υλικού.

 

---

Η ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια του ψησίματος επηρεάζει τον τύπο του κεραμικού σκεύους που παράγεται.

Η ατμόσφαιρα μπορεί να είναι οξειδωτική, αναγωγική ή ουδέτερη. Η οξειδωτική ατμόσφαιρα χρειάζεται οξυγόνο, η αναγωγική χρειάζεται μονοξείδιο του άνθρακα και η ουδέτερη χρειάζεται διοξείδιο του άνθρακα.

• Οξειδωτική ατμόσφαιρα έχουμε όταν η ποσότητα οξυγόνου είναι μεγαλύτερη από αυτήν που απαιτείται για την καύση της καύσιμης ύλης, και εμφανίζεται, όταν υπάρχει πλεονασμός σε αέρα.
• Αναγωγική ατμόσφαιρα υφίσταται όταν δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για την καύση της καύσιμης ύλης και σχηματίζεται μονοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, και εμφανίζεται, όταν υπάρχει έλλειψη αέρα.
• Ουδέτερη ατμοσφαιρα έχουμε όταν η ποσότητα οξυγόνου είναι η απαιτούμενη για την καύση της καύσιμης ύλης και σχηματίζεται διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Επίσης, ο τύπος της ατμόσφαιρας κατά τη διάρκεια του ψησίματος και η σύνθεση του πηλού επηρεάζουν το χρώμα του ψημένου κεραμικού. Η παρουσία σιδήρου στον πηλό επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το χρώμα του κεραμικού σκεύους.

• Αν τα αργιλούχα ορυκτά περιέχουν σίδηρο και ψηθούν σε οξειδωτική ατμόσφαιρα, ο σίδηρος θα οξειδωθεί και θα αποκτήσει κοκκινωπό χρώμα (π.χ. όπως της σκουριάς).
• Αν τα ίδια σιδηρούχα ορυκτά ψηθούν κάτω από αναγωγική ατμόσφαιρα, ο σίδηρος θα αναχθεί και θα γίνει γκρι ή μαύρος.

Έτσι, οι κεραμείς μπορούν να ρυθμίζουν και να εκμεταλ­λεύονται την ατμόσφαιρα ψησίματος, για να μεταβάλλουν το χρώμα του κεραμικού σκεύους.

 

---

Ψύξη κεραμικού

Μετά το ψήσιμο είναι πολύ σημαντικό να ψυχθεί σωστά το σκεύος. Ο ρυθμός και η ατμόσφαιρα στην οποία ψύχεται ένα σκεύος καθορίζουν τη τελική μορφή του.

---

 

Τα κεραμικά σκεύη μπορεί να ψηθούν σε ανοιχτή φωτιά, σε λάκκους ή σε φούρνους.

• Το ψήσιμο σε ανοιχτή φωτιά είναι η πιο απλή μορφή ψησίματος. Δεν απαιτεί καμία υποδομή παρά μόνο καύσιμη ύλη, και ήταν πιθανώς η πρώτη μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για το ψήσιμο των κεραμικών.
• Τα κεραμικά σκεύη μπορούσαν επίσης να ψηθούν σε λάκκους που περι­κλείονταν με πέτρες. Τοποθετούνταν ξύλο κάτω και πάνω από τα σκεύη και το ξύλο καιγόταν. Και στις δύο περιπτώσεις (σε ανοιχτή φωτιά και σε λάκκους) είναι πολύ δύσκολο να ελεγχθεί η ατμόσφαιρα κάτω από τέτοιες συνθήκες ψησίματος.
• Υπάρχουν διάφοροι τύποι καμίνων, όπως οι κάμινοι ευθείας φλόγας ανοδικής κίνησης του αέρα και οι κάμινοι αναστρεφόμενης φλόγας καθοδικής κίνησης του αέρα, οι οποίες είναι κατασκευασμένες από διαφορετικούς τύπους υλικών, όπως πέτρα ή τούβλα και χρησιμοποιούνται για το ψήσιμο κεραμικών σκευών.

1. Η κάμινος ευθείας φλόγας είναι μια θολωτή κατασκευή που χρησιμοποιήθηκε για το ψήσιμο κεραμικών, όπου η φωτιά βρίσκεται κάτω από τα κεραμικά και υπάρχει άνοιγμα-αεραγωγός στην κορυφή που επιτρέπει τη διέξοδο του καπνού. Κατά τα αρχαία και ρωμαϊκά χρόνια χρησιμοποιούνταν περισσότερο κάμινοι ευθείας φλόγας για το ψήσιμο των κεραμικών σε θερμοκρασίες κάτω από 1100°C. Για να παραχθούν θερμο­κρασίες υψηλότερες από 1100°C, απαιτείται κάμινος αναστρεφόμενης φλόγας.
2. Στις καμίνους αναστρεφόμενης φλόγας η φωτιά βρίσκεται στο ίδιο σημείο, όπως και στην κάμινο ευθείας φλόγας, αλλά η θερμότητα εκτρέπεται από την οροφή του φούρνου προς τα κάτω, προς τα κεραμικά.