Keramika: Ekologické Glazury a Jejich Složení

Keramika je anorganický nekovový materiál vyrobený ze směsi práškových látek, jež se po vytvarování zpevní žárem. Podle jemnosti směsí a struktury výrobků se rozlišuje keramika jemná (např. porcelán) a hrubá (např. stavební keramika). Tradiční keramika (porcelán, kamenina a cihlářské výrobky, dále fajáns, majolika, terakota a hrnčířské výrobky) se vyrábí na bázi jílových surovin. V dnešní době se rozvíjí především keramika technická.

Druhy Keramiky

Druhy keramiky můžeme dělit podle rozličných kritérií, jako je druh materiálu, výrobní technologie, chemické složení, účel využití, nasákavost atd. Základní keramickou surovinou pro výrobu užitkové a ozdobné keramiky jsou jíly, kaolín a hlíny. Podle složení, použití, podle teploty vypalování a deformace v žáru se rozlišují cihlářské, hrnčířské, pórovinové, kameninové a porcelánové.

Součásti keramických pracovních hmot se dělí na plastické nebo neplastické. Kritériem rozdělení podle nasákavosti střepu je technologická zkouška, při níž se zjišťuje, kolik vody pojme keramický střep po 2 hodinovém vaření a 24 hodinovém stání ve vodě.

Typy Keramiky Podle Materiálu

• Silikátová (křemičitá) - je nejstarším typem keramických materiálů a vyrábí se především z přírodních surovin ve spojení s korundem (oxid hlinitý, silikát hliníku).
• Oxidová - zahrnuje materiály sestávající především z oxidů kovů, jako jsou oxid hlinitý, oxid zirkoničitý, aluminumtitanát nebo disperzní keramika.
• Neoxidová - představuje skupinu materiálů zahrnující keramické materiály na bázi sloučenin uhlíku, dusíku a křemíku, jako jsou karbid křemíku, nitrid křemičitý a nitrid hlinitý.

Specifické Druhy Keramiky

• Porcelán - hutný bílý keramický materiál, v tenké vrstvě transparentní, nepropustný pro vodu a plyny. Hlavní surovinou pro výrobu porcelánu je kvalitní kaolín, dále mletý křemen a živec. Vypalují se v tunelových pecích. Dle tradičního postupu se na částečně zpevněný výrobek po prvním nižším výpalu nanese glazura a pak následuje konečný výpal. Porcelán se používá pro stolní nádobí, pro chemické a elektrotechnické účely apod.
• Fajáns (majolika) - výrobky z jemné porézní keramické hmoty překryté neprůhlednou bílou olovnato-cíničitou glazurou, někdy obarvenou kysličníky kovů, zdobené malbou nebo plasticky.
• Kamenina - keramický materiál z jílových surovin s příměsí živce, křemene aj., zbarvený obvykle žlutě až hnědě (oxidy železa), s neprůsvitným, různobarevným střepem a nízkou nasákavostí. Je ideální pro výrobu užitkové keramiky.
• Terakota - pórovité výrobky z pálené hlíny obvykle žlutě až hnědočerveně zbarvené. Zpočátku bez glazury, později zdobené polychromií i glazované.
• Cihlářské výrobky - pórovité keramické výrobky charakteristicky zbarvené následkem přítomnosti oxidů železa v surovinách. Používají se ke stavebním účelům, např. cihly i tvarovky větších rozměrů, často děrované nebo duté, vypálené i nevypálené, krytinové tašky aj.

Technická Keramika

Vyspělá keramika dnešní doby se nazývá keramikou inženýrskou nebo průmyslovou. Řadíme sem vysoce specializované keramické materiály, které se vyznačují jedinečnými mechanickými, elektrickými, teplenými a biochemickými vlastnostmi. Kombinace těchto vlastností nám dnes umožňuje řešení technických problémů, se kterými si běžně používané materiály neporadí. Tyto vlastnosti umožňují využívat technickou keramiku v odvětvích, jako je automobilový průmysl, elektronika, zdravotnické technologie, energie a mechanické inženýrství.

• Steatitová keramika je keramika vyrobená ze směsi surovin, v níž převažuje mastek (steatit). Používá se jako elektroizolační materiál, zejm.
• Oxidová keramika je keramický materiál pro technické aplikace tvořený výhradně nebo převážně jediným oxidem. Nejběžnější je oxidová keramika z oxidu hlinitého, nazývaný korundová keramika. Slinutý korund má vysokou pevnost, tvrdost a je velmi dobrý elektrický izolátor. Používá se také jako bioinertní náhrada kostních tkání.
• Titaničitá keramika je skupina keramických materiálů sloužících zejména jako dielektrika kondenzátorů. Nejvýznamnější jsou materiály na bázi titaničitanu barnatého.
• Karbidová keramika je tvořena výlučně nebo převážně karbidy. Nejběžnější je karbidová keramika z karbidu křemíku (topné články).
• Nitridová keramika je nový typ keramického materiálu, nejčastěji na bázi nitridu křemíku. Vyznačuje se pevností, lomovou houževnatostí a odolností k teplotním rázům. Vyrábějí se z ní součástky plynových turbín, exponované součástky spalovacích motorů, trysky k tažení kovů, tavicí kelímky aj. Technické využití má i keramika z nitridu boru.

Glazury

Glazura je sklovitý kryt keramického střepu. Hlavní druhy glazur podle složení jsou: olovnaté, cíničité, solné, živcové a hlinité.

Čtěte také: Dopady výroby keramiky na ekologii

• Glazury cíničité: Bílé neprůsvitné glazury vznikající přidáním oxidu cíničitého do olovnaté glazury.
• Glazury olovnaté: Nízkotavitelné glazury obsahující větší díl oxidu olova. Užívaly se v římské keramice, v omezených epochách v čínské pórovině (viz níže). V islámské i evropské keramice byly nejužívanějšími glazurami. U nás např.
• Glazury solné: Dosahují se na vysokožámé kamenině vhozením kamenné soli do pece v konečné fázi pálení.
• Glazury živcové: V čínské porcelánové kamenině jsou jednou z hlavních složek jak střepu, tak glazury. Při tavení těchto glazur (viz Seladon) může být katalyzátorem buď potaš nebo pegmatit (přírodní granit), anebo samotný zásaditý živec.

Suroviny pro Výrobu Keramiky

Keramické suroviny jsou materiály používané k vlastní přípravě střepu. Patří sem jílovité suroviny, tj. s podstatným nebo převažujícím obsahem jílových minerálů.

Jíly jsou jílovité horniny, tj. nezpevněné sedimenty s podstatným obsahem jílových minerálů. Jíly dále obsahují různé příměsi, např. slídy, karbonáty, organickou hmotu, oxidy a hydroxidy Fe a další.

Kaolin je základní surovina porcelánu, zemina vzniklá dekompozicí pegmatitu a granitu.

Živce se používají jako taviva. Živcová surovina je tvořena 45 - 65 hm. draselným živcem (mikroklinem), 15 - 20 hm. 10 - 15 hm. % křemenem, 1 hm. % biotitem a 0,5 hm.

Výroba Keramiky

Výroba keramiky zahrnuje několik dílčích operací: přípravu, tvarováním, výpalem a také použitím.

Čtěte také: Jak správně s keramickým odpadem nakládat?

1. Těžba surovin: hliniště (resp. jako hliník, obr. 7).
2. Úprava surovin: zejména haldování (obr. 8). Haldování je ukládání (vrstvení) natěžené suroviny na haldy.
3. Příprava keramické směsi: homogenizace: kolové mlýny (obr. mísidla, protlačovací mísidla (obr. odležování: odležárny (obr.
4. Tvarování: ražení) nebo ústím lisu (při vytváření tažením).
5. Sušení: materiálu (výlisku) na vlhkost, která je určena podmínkami výpalu.
6. Výpal: své konečné vlastnosti.
7. Závěrečné úpravy a expedice: závěrečná etapa výrobního procesu.

Keramické Stavební Výrobky

Keramické stavební výrobky se dělí podle tvaru a rozměrů (viz obr. - CP, kde otvory zaujímají max. 15 % ložné plochy. × 72 mm a velkého formátu (vf) - 290 × 140 × 65 mm.

Objemová hmotnost CP je 1900 kg.m-3. Hmotnostní je minimálně 10 %. - CD, kde převážná část otvorů je tvořena dutinami (tj. jednoho otvoru > 25 cm2, oba rozměry otvoru > 15 mm). - CD - s větším počtem děr a štěrbin (tj. čímž vznikne střepově lehčený výrobek (např. určené pro režné zdivo.

Dějě Při Výpalu

Při výpalu probíhají jak chemické děje, tak chemické děje. změnám fázovým (mineralogickým). reakce jsou značně složité a často se vzájemně ovlivňují.

• dehydroxilace (tj.
• (tj.
• (tj.
• transformace (tj.
• před slinováním (např.
• tj. tvorba skelné fáze.
• těkají uhlovodíky, pokud jsou ve střepu přítomny (např. dehydroxilace kaolinitu (obr.
• karbonátů.

Ekologické Glazury

V poslední době se často pohybujeme ve vodách přírodních materiálů a zůstaneme v nich i tentokrát. Chemie keramiky je chemií anorganickou. Veškerých organických látek se zbavujeme výpalem a zůstávají nám pouze anorganické složky. Hoření je exotermní reakce, kdy se nejčastěji slučuje uhlík a kyslík za vzniku oxidu uhličitého. Uvolňuje se teplo a světlo. Hoření je pro nás keramiky velmi důležitý proces.

Paliva jsou tvořena hlavně uhlíkem, dále pak kyslíkem, dusíkem, vodíkem, někdy také sirnými sloučeninami. Jedná se o těkavé látky, které se v průběhu hoření mění na plyny a v popelu nezůstávají. V popelu ale můžeme najít pestrou škálu sloučenin jiných prvků, například Si, Ca, Mg, K, Na, P, S, Cl, Al, Fe, Mn.

Čtěte také: Přírodní motivy v keramických obkladech

Pokud je v palivech přítomná voda, při hoření se vypaří. Zmíněné minerální složky zůstávají nedotčeny. Pokud jsou málo tepelně stabilní (těkavé), mění se na oxidy. Alkalické kovy (hlavně Na, K) a kovy alkalických zemin (hlavně Mg, Ca) reagují s oxidem uhličitým, někdy i s oxidem siřičitým. Vytvářejí uhličitany a někdy i siřičitany. Vzniká tak potaš (K2CO3 - uhličitan draselný), který je příčinou zásaditosti popela.

Zatímco v případě biomasy je to jen 1-2 %, u fosilních paliv jde až o desítky procent. Protože se v případě fosilních paliv jedná o materiály sedimentárního původu, obsahují často sloučeniny síry, další jedovaté a radioaktivní prvky (Thorium, Uran), a tak nejsou dobré ani do glazur ani jako hnojiva.

V biomase je obsah minerální složky přibližně 0,1 - 5% hmotnosti paliva. Výtěžnost je tedy relativně malá a popel není úplně snadné získat. Živé organismy - rostliny, jsou velmi variabilní. I proto je obsah složek popela velmi proměnlivý.

Základní dvě skupiny rostlinných popelů tvoří popely z dřevin a popely z travin. Odlišnost těchto dvou skupin spočívá v obsahu křemíku. Popely travin totiž na rozdíl od popelů dřevin obsahují zásadní procento křemíku. Vysoké procento křemičitého oxidu v popelu předurčuje rostlinné popely jako výborný materiál do glazur.

Popely byly pro keramiku zjevně objevovány postupně díky vysokožárným a dlouhým výpalům na dálném východě - Tradiční čínské glazury I. Tamní podmínky a dostupné přírodní materiály předurčily vývoj tímto směrem. Kaolinitické hmoty, takzvané protoporcelány, žádaly dlouhý výpal, aby byly dostatečně vypáleny.

Dodnes v řadě případů není úplně jasné, kdy byl použit popel a kdy vápenec, protože obě suroviny obsahují hlavně oxid vápenatý. Popel je, nebo byl, součástí mnoha dalších tradičních glazur, třeba seladonů. Dalším typickým zástupcem jsou takzvané nuky.

Je pravděpodobné, že ve staré Číně používali popel dokonce i jako přídavek do keramických hmot. Nigel Wood ve své knize Chinese glazes popisuje pokusy o výroby repliky zboží Yue, kde do hlíny přidávali až 40 % popela a snižovali teplotu slinutí hmot až na 1170 °C.

Dřevní popel není průmyslově vyráběn, a tak se dostane ke slovu příslovečná řemeslná vynalézavost. Můžeme vybírat popel z kamen a postupně jej hromadit. Pokud máme zásobu jednotného paliva, budeme nakonec mít i stejnorodý popel. Doporučuji vytipovat v lese místa těžby a počkat si až budou lesníci pálit klest. Tady jsme pak schopni sbírat popel po vědrech, a to už stojí za to.

Co se týká popelů z travin a obilovin, je situace mnohem problematičtější. Běžně se jimi netopí, a i když existují kotle na spalování celých balíků slámy, není tato technologie rozšířená. Dostaneme se občas ke spálení starého sena, popela však získáme jen menší množství. I to ale postačí alespoň na testy a zkoušky, co senný popel dovede.

Co se týká praktické přípravy, je popel při přípravě k použití nutno prvně přesít. Podle mé zkušenosti jde hlavně o to odstranit zbylé uhlíky, kamínky a další nečistoty, které jsme při sběru mohli nabrat. I z tohoto úhlu pohledu je skvělý popel z velkých hromad a ohňů, který dohoříval i několik dnů.

Otázka praní popelů je námětem k diskusi. Mnozí popely perou, a to i několikrát, pak je suší a teprve pak používají. Tím je zbavují vodou rozpustných taviv a snižují účinek popela jako taviva. Já popel neperu, z mých zkušeností vyplývá, že se pak na nukách tvoří méně vpichů a kráterků. Ušetří to také spoustu práce. Pokud popel chcete prát, je opět dobré proces standardizovat a dodržet postup, aby byly výsledky opakovatelné.

Pokud popelovou glazuru nepereme, zachová si veškerá taviva i tendenci stékat. Pokud to trefíme, mohou být efekty krásné. Než rozmícháte navážku ve vodě, „zmýdelní“ vám kůže a není to nic příjemného. Stačí však použít gumové rukavice a jste dostatečně ochráněni. Samotnou glazuru pak rozhodně po rozmíchání přeceďte, určitě po hrubém setí ještě zbyly nějaké nečistoty, snáz se ale přesejí až v suspenzi.

Protože se potaš rozpouští ve vodě, mějte na paměti, že sléváním vody z glazury přicházíte o taviva a že měníte složení popelové glazury. Krásné popelové glazury vzniknou mícháním popela s hlinitými glazurami nebo živci. Můžete zkoušet postupky ze dvou surovin, nebo tříosé blend testy ze tří surovin. S popelem jako tavivem můžete míchat kdejaké suroviny a výsledky se dostaví.

Za zmínku stojí užití popelových glazur v elektrickém oxidačním výpalu. Patrně budete pálit níže než ve dřevě, ale už na 1220°C lze namíchat krásné popelovky do elektriky. Díky obsahu alkálií je glazura méně viskozní, ochotně teče a lze odzkoušet a trefit efektní zamrzlé kapky. Popelovky krásně vypadají na tmavých hlínách a vytvářejí pěkně haló efekty na kamenině.

Pokud máte rádi přírodní suroviny, je popel pro vás to pravé. Pomůže vám dotavit jakýkoliv přírodní materiál, jako např. živce, mleté horniny, přírodní jíly. Pro výpal na vysoko kolem 1350 °C je to dostačující. Nebojte se ho ani v elektrické či plynové peci. Funguje stále stejně dobře, jen pro teploty kolem 1220 °C musíte přitlačit ještě dalšími tavivy, třeba boritou fritou.

tags: #keramika #ekologické #glazury #složení

Oblíbené příspěvky:

• Jak ochránit majetek ve svěřenském fondu
• Ekologická láhev pro děti: Recenze
• Jak získat potvrzení o daru od Greenpeace
• Výskyt růženínu
• Turecká riviéra: Alanya