Ceramica

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La ceramica è un materiale di antica tradizione;con il termine ceramica si intende qualsiasi oggetto, prodotto artificialmente dall'uomo, composto con materie inorganiche, non metalliche, foggiate a temperatura ambiente e consolidate a caldo.

È composta da argilla, feldspato, sabbia , ossido di ferro e allumina. Tale composizione fa in modo che la ceramica sia costituita da cristalli fini e appiattiti ; la forma dei cristalli, inoltre, conferisce all'argilla usata per la fabbricazione della ceramica una certa plasticità, che si ripercuote nella facilità di lavorazione della stessa. Le ceramiche si dividono in : CERAMICHE A PASTA COMPATTA presentano bassissima porosità e buone doti di impermeabilità ai gas e ai liquidi e non si lasciano scalfire da una punta d'acciaio. Appartengono a questo gruppo i grs e le porcellane. CERAMICHE A PASTA POROSA sono costituite da una pasta tenera, assorbente, che si lascia scalfire da una punta d'acciaio. Appartengono a questo gruppo le terraglie, le maioliche e le terracotte. Il termine ceramica comprende molti prodotti diversi e una prima classificazione si può fare sulla base dello scopo del manufatto; essenzialmente le divisioni sono in: ceramici tradizionali (usati nell'industria edilizia), da rivestimento (piastrelle), da copertura (tegole), a fine strutturale (laterizi), sanitari. Un'altra classificazione delle piastrelle ceramiche si ha in funzione del ciclo produttivo che hanno subito: abbiamo piastrelle non smaltate (cotto, grès rosso, clinker e inizialmente il gres porcellanato), bicottura (maiolica, cotto forte e terraglia) e monocottura (rossa, bianca e clinker). La bicottura è caratterizzata da un alto assorbimento di acqua mentre le monocotture e soprattutto il gres porcellanato hanno elevate caratteristiche tecniche e un assorbimento d'acqua prossimo allo zero.

Indice 1 Storia della ceramica 2 Il ciclo produttivo 2.1 Produzione artigianale 2.1.1 Preparazione dell'argilla 2.1.2 Lavorazione dell'argilla 2.1.3 Modellazione 2.1.3.1 Modellazione a mano libera 2.1.3.2 Modellazione a colombino 2.1.3.3 Modellazione a lastre 2.1.3.4 Modellazione al tornio 2.1.3.5 Modellazione a stampo 2.1.4 Essiccazione 2.1.5 Cottura 2.1.6 La smaltatura e la decorazione 2.1.7 La seconda cottura 2.2 Produzione industriale di piastrelle ceramiche 2.2.1 Preparazione delle materie prime 2.2.2 Cottura 2.2.3 Smaltatura e ricottura 3 Tipi di ceramiche 3.1 La porcellana 3.2 La porcellana di Capodimonte 3.3 La terracotta 3.3.1 Curiosità 3.4 Il grès 4 Produzione di ceramica in Italia 5 Produzioni di porcellana 6 Bibliografia 7 Voci correlate 8 Collegamento esterni

[modifica] Storia della ceramica

La ceramica è conosciuta fin dall'antichità e molti popoli ne hanno fatto uso.

I primi manufatti risalgono al periodo neolitico, quando i primi oggetti di argilla (ciotole, vasi, ecc.) venivano cotti direttamente sul fuoco. I manufatti considerati più antichi sono stati localizzati in Giappone sull'isola di Kyushu e risalirebbero all'XI millennio a.C.

L'introduzione del tornio diede un impulso alla produzione di oggetti come vasi e contenitori di ogni tipo, caratterizzati da forme simmetriche rispetto all'asse di rotazione.

L'uso di rivestimenti vetrosi su oggetti ceramici è noto a partire dal II millennio a.C. in Mesopotamia. La porcellana è stata inventata in Cina attorno al 'VIII secolo d.C. ed è caratterizzata da una tecnica di lavorazione e cottura più avanzata

Nel tardo medioevo le ceramiche venivano realizzate con il tornio, cotte al forno e impermeabilizzate con una vernice vetrosa. Dopo il XIII secolo si incominciano ad usare anche altri colori e decorazioni più sofisticate.

A fini industriali la ceramica iniziò a prendere corpo all'inizio del secolo scorso. La tecnologia della piastrella nacque in Italia nel 1902 quando iniziarono a comparire nel modenese le prime lavorazioni di piastrelle con una tecnologia non molto diversa da quella usata per cuocere i biscotti. Lo scopo era lo sfruttamento di argille locali per la produzione di un materiale da rivestimento di pavimenti e pareti dotato di buone caratteristiche meccaniche e di durabilità, da impiegare prevalentemente in aree della casa come cucina e bagno. Negli anni '50 vennero introdotte due grosse innovazioni tecnologiche: la pressa automatica e il forno a tunnel che consentirono le prime produzioni industriali su scala medio-larga. La istanza questa volta era l'aumento della produttività delle aziende per soddisfare la domanda di un mercato in forte espansione. Negli anni '60 e inizio '70 si ebbe il grande sviluppo della ceramica in Italia. Il ciclo produttivo venne completamente automatizzato tramite la realizzazione di linee continue di produzione, automazione del movimento del materiale e lo sviluppo dell'atomizzatore che consentì la sostituzione dei filtri pressa nella preparazione ad umido degli impasti. All'inizio degli anni '80 la crisi energetica, unita alla sempre maggior produzione industriale, portò ad un periodo di crisi che costrinse i ceramisti a sviluppare nuove tecnologie. In primis quella della cottura rapida monostrato che permetteva di ridurre notevolmente i tempi di cottura e di conseguenza i costi energetici. Dagli anni '90 in poi la ricerca si indirizzò verso l'introduzione di tecnologie che presentino valenze ambientali e /o di qualificazione del prodotto.

[modifica] Il ciclo produttivo

[modifica] Produzione artigianale

[modifica] Preparazione dell'argilla

L'argilla allo stato naturale, prima di poter essere utilizzata, deve subire un trattamento di "stagionatura" che facilita l'eliminazione delle impurità organiche, dopodiché viene sciolta in acqua per la "lavatura" e la dispersione dei sali solubili e infine subisce una "depurazione" per eliminare altre impurità e le particelle granulotricamente piu' grossolane. I principali tipi di argille in funzione della lavorazione:

• Caolino: ha una bassa plasticità, è di colore bianco, ha scarso potere essiccante ed è refrattario, è usato nelle porcellane cinesi;
• Argilla sabbiosa: molto plastica e di grana fine;
• Argille refrattarie: argille resistenti al fuoco;

[modifica] Lavorazione dell'argilla

Prima della modellazione, l'argilla deve essere impastata correttamente, per eliminare le eventuali bolle d'aria e per renderla compatta. Una eccessiva manipolazione puo' però sfaldare la sua struttura, con la conseguente formazione di crep L'aggiunta di "chamotte" (polvere ottenuta dalla macinazione della ceramica precedentemente cotta) modifica le caratteristiche dell'impasto argilloso di base.

[modifica] Modellazione

Esistono varie tecniche per la modellazione dell'argilla, alcune delle quali risalgono all'antichità; Eccone alcune:

[modifica] Modellazione a mano libera

È una delle più antiche tecniche di modellazione; partendo da una palla di argilla si usano le sole mani per ottenere la forma desiderata.

[modifica] Modellazione a colombino

Innanzi tutto devono essere preparati i colombini di argilla, partendo da blocchi di argilla delle dimensioni di un sigaro e stendendoli con i palmi delle mani, fino ad ottenere dei lunghi cilindri del diametro e lunghezza voluti. Questi colombini sono poi sovrapposti gli uni agli altri, uniti fra di loro e lisciati, per ottenere le forme volute, soprattutto vasi e ciotole.

[modifica] Modellazione a lastre

Da un pane d'argilla vengono ricavate delle lastre, tagliandole con un filo, oppure stendendo l'argilla con un mattarello, fino ad ottenere una lastra di spessore omogeneo; le lastre sono poi tagliate per ottenere le varie forme e sono unite tra di loro per ottenere il manufatto finale. Particolare attenzione deve essere posta nell'unione delle lastre, per evitare rotture durante le fasi di essiccamento o cottura. A tale scopo si praticano piccole incisioni sulle superfici da unire e si spalmano con barbottina per facilitarne l'unione.

[modifica] Modellazione al tornio

Utilizzata soprattutto per la produzione di vasi, prevede l'utilizzo di un supporto girevole, azionato da pedali o tramite motorino elettrico. Si parte con una certa massa di argilla, sufficiente alla creazione dell'oggetto, che viene lavorata utilizzando le mani o altri strumenti mentre questa continua a girare. La rotazione del tornio permette di realizzare oggetti centrati di varie forme.

[modifica] Modellazione a stampo

Consiste nella creazione di uno stampo in gesso a partire da un oggetto che si vuole replicare una o più volte. All'interno dello stampo viene colata argilla molto liquida, che una volta essiccata puo' essere estratta dallo stampo e successivamente rifinita. È da tenere conto che, rispetto al modello originale da cui è stato ricavato lo stampo, gli oggetti in argilla creati con tale stampo, una volta essiccati e cotti, avranno una notevole riduzione di volume (intorno al 10%)

[modifica] Essiccazione

I manufatti in argilla devono essere essiccati all'aria, prima di poter procedere alla cottura. Durante l'essiccazione viene eliminata gran parte dell'acqua e l'argilla perde la sua plasticità. Gli oggetti si riducono di volume (in proporzione variabile a seconda della qualità dell'argilla utilizzata). L'essiccazione deve avvenire lentamente per evitare la formazione di crepe e la conseguente rottura degli oggetti durante la successiva fase di cottura. Particolare attenzione deve essere posta all'uniformità di essiccazione, per evitare deformazioni dei manufatti. Prima dell'essiccazione vera e propria, quando l'argilla raggiunge la "durezza cuoio" (cioè non è ancora completamente essiccata, ma ha già una certa durezza) puo' essere facilmente incisa e decorata.

[modifica] Cottura

La cottura avviene in forni speciali, che raggiungono temperature molto elevate, oltre i 1000°C. Il processo di cottura puo' durare anche molte ore, in quanto la temperatura deve aumentare progressivamente secondo curve prestabilite. Anche il raffreddamento deve essere graduale e seguire determinate fasi.

Durante la cottura avvengono una serie di reazioni che influenzano le proprietà del prodotto finale. Modulando opportunamente la curva di cottura, si possono ottenere risultati diversi a seconda delle proprietà che si vogliono ottenere:

• tra 960 e 1030°C si ottiene la "Terracotta"Argilla Ferrosa, materiale poroso e poco resistente alla forza meccanica;
• tra 960 e 1070°C si ha la terraglia tenera,tra 1050 e 1150°C si ha la terraglia dura meno porosa della terracotta;
• tra 1200 e 1300°C si ha il gres, un prodotto fortemente vetrificato, impermeabile e poco poroso (kinkler, ball clay, fireclay);
• tra 1200 e 1300°C (se si utilizza il caolino) si ottiene la porcellana tenera un prodotto che vetrifica e raggiunge la translucidità, ed è impermeabile.
• tra 1300 e 1400° C si ottiene la [[porcellana dura) uso industriale.
• tra 1400 e 1700° C si ottiene la ceramica HIGH-TECH (caolino, allumina, ........)

Se, durante la cottura, è presente ossigeno nel forno, avviene l'ossidazione delle sostanze minerali presenti nel materiale argilloso e la degradazione del materiale organico eventualmente presente. In presenza di atmosfera ricca di ossigeno (ossidante) si ha lo sviluppo del colore rosso dovuto al ferro; in atmosfera povera di ossigeno e ricca di vapore acqueo o monossido di carbonio (riducente), si ha invece la formazione di colore nero.

Nelle diverse fasi della cottura, avvengono varie trasformazioni:

• a 150°C viene eliminata l'acqua naturale residua nell'impasto e l'acqua contenuta fra gli interstrati;
• tra i 250°C e i 350°C avviene la combustione delle materie organiche e viene liberata l'acqua zeolitica "chimicamente combinata";
• tra i 350°C e i 600°C viene liberata l'acqua igroscopica
• a 800°C avviene la decomposizione e trasformazione dei carbonati;
• oltre i 1000°C (per la cottura del gres o del caolino) fondono i feldspati, dando luogo alla vetrificazione.

In seguito alla cottura il prodotto subisce un'ulteriore riduzione di volume.

[modifica] La smaltatura e la decorazione

Dopo la prima cottura i manufatti in argilla possono essere "smaltati" con appositi smalti costituiti da una miscela in vari rapporti di vetro, opacizzanti e fondenti e terre. La smaltatura può essere effettuata con aerografo, immersione, a cascata, pennello, campana, elettrostatica. Ricoperta la superficie dell'oggetto tramite la smaltatura, si può quindi passare alla decorazione, realizzata a mano con applicazione tramite pennelli di appositi colori ceramici (ottenuti da ossidi minerali o metallici mescolati a fondenti o indurenti).

I rivestimenti possono essere di vario tipo:

• Gli ingobbi: sono di tipo argilloso e si applicano sui manufatti ancora leggermente umidi prima della cottura; la superficie colorata con gli ingobbi, una volta cotto l'oggetto, risulterà porosa, opaca e non vetrificata se non si raggiunge la temperatura limite dell'argilla usata per l'ingobbio;
• Le Cristalline (vetrine nel passato): sono di tipo vetroso, impermeabili e lucide. Sono trasparenti, benché possano anche essere colorate, e lasciano intravvedere l'argilla sottostante. Per abbassare il punto di fusione della silice utilizzata per le cristalline, vengono aggiunti i fondenti, come l'ossido di piombo (tossico) sostituito dal germano, gli alcali o i borati ;
• Gli smalti: sono di tipo vetroso, ma non sono trasparenti come le vernici, bensì coprenti perchè hanno una parte di materia prima che viene dalle argille come il feldspato potassico o sodico, bentonite, stagno, etc.

[modifica] La seconda cottura

Gli oggetti che, dopo la prima cottura, vengono sottoposti a smaltatura devono subire un secondo processo di cottura in forno ad una temperatura compresa tra i 850 e i 970°C (a seconda dei fondenti utilizzati nello smalto). Questo ulteriore procedimento ha lo scopo di fondere il rivestimento applicato dopo la prima cottura, fino a farlo vetrificare. La vetrificazione del rivestimento rende l'oggetto più impermeabile e conferisce lucidità alla superficie. La temperatura della seconda cottura potrà essere innalzata più velocemente rispetto alla prima (in quanto non c'è più l'evaporazione dell'acqua, con conseguenti pericoli di rottura).

[modifica] Produzione industriale di piastrelle ceramiche

I due processi tecnologici fondamentali nella produzione di piastrelle ceramiche sono la monocottura e la bicottura. La differenza sostanziale è relativa alla fase di cottura, che nel caso della bicottura comprende due trattamenti termici: la cottura del biscotto, nel corso della quale avviene la sinterizzazione del supporto, e la cottura dello smalto avente la funzione di stabilizzare smalti e decori. Nel caso della monocottura invece la smaltatura viene effettuata delle pistrelle essiccate e ad essa segue solamente un trattamento termico nel corso del quale avvengono contemporaneamente sinterizzazione e stabilizzazione dello smalto. Una ulteriore differenza riguarda la preparazione delle materie prime. L'attribuzione del processo a secco alla bicottura e del processo ad umido con essiccazione a spruzzo alla monocottura è, salvo casi eccezionali, ciò che avviene nella realtà produttiva. Oggi il grès porcellanato rappresenta circa i due terzi della produzione italiana, e per metà viene smaltato. Il ciclo produttivo è composto da varie fasi: preparazione delle materie prime, formatura, essiccamento, smaltatura, cottura e scelta.

[modifica] Preparazione delle materie prime

La preparazione delle materie prime consiste in una serie di operazioni finalizzate all'ottenimento di un materiale di composizione omogenea (impasto) con una distribuzione granulometrica e forma dei grani appropriata, e un contenuto d'acqua adatto al sistema di formatura scelto (pressatura, estrusione o colaggio). Il colaggio (sanitari) comporta un 40% di acqua, l'estrusione (laterizi) circa il 20% mentre la pressatura (piastrelle) un 5-6% di acqua. La granulometria fine garantisce uno sviluppo della superficie specifica tale da assicurare la giusta velocità di essiccamento e reattività in cottura; la forma dei grani e il grado di umidità permettono invece di ottenere un semilavorato che sia pressato uniformemente. Le operazioni che compongono questa prima fase sono tre: macinazione, miscelazione-omogeneizzazione e regolazione del contenuto d'acqua. La macinazione ha anche la funzione di miscelare l'impasto (work in progress)

[modifica] Cottura

I materiali ceramici possono essere ottenuti da polveri tramite sinterizzazione, un processo chimico-meccanico che avviene in forni ad altissime temperature, dove le polveri stesse, causa le energie in gioco, si uniscono tra di loro creando appunto i materiali cosiddetti ceramici; in particolare il feldspato portato ad alte temperature avvolge i cristalli di sabbia e argilla. Dopo l'essiccazione normalmente i prodotti modellati subiscono il processo di cottura, che conferisce maggiore resistenza meccanica ai manufatti ed elimina l'acqua residua rimasta dopo l'essiccamento.

[modifica] Smaltatura e ricottura

Al fine di impermeabilizzarli, i prodotti ceramici possono venire smaltati e ricotti con vetrina trasparente o con smalto opaco. Negli smalti vengono aggiunti ossidi di piombo per abbassare la temperatura della seconda cottura in modo da ridurre i costi di produzione, per le porcellane, invece, la vetrina viene usata senza piombo e la ricottura è a 1500°C.

Una delle caratteristiche di questi materiali è di essere degli ottimi isolanti elettrici.

[modifica] Tipi di ceramiche

[modifica] La porcellana

La porcellana è considerata il più "alto" livello di produzione ceramica per gli orientali. Principale componente ne è il caolino idrossisilicato di alluminio. È stata inventata in Cina attorno al ’VIII secolo d.C ed è realizzata appunto con una particolare argilla bianca (il caolino), la silice (o sabbia quarzosa) e il feldspato. Il caolino conferisce le proprietà plastiche e il colore bianco della porcellana; il quarzo è il componente inerte e svolge la funzione da sgrassante (inoltre consente la vetrificazione); infine il feldspato, viene definito fondente, perché, fondendo a temperature più basse, abbassa notevolmente la cottura dell'impasto ceramico (1280°c).

[modifica] La porcellana di Capodimonte

Alla metà del 1700 nasce la più famosa produzione di porcellane artistiche d'Italia: La porcellana di Capodimonte. Questa tradizione risale al periodo in cui, sotto la dominazione spagnola, Carlo di Borbone istituì la Real Fabbrica di Capodimonte invogliato anche dalla moglie Maria Amalia di Sassonia. La tradizione è proseguita con la Real fabbrica ferdinandea ad opera di Ferdinando IV di Borbone. La differenza tra la porcellana nord europea e quella napoletana di Capodimonte consiste proprio nell'impasto. Nel sud Italia infatti non esisteva il caolino pertanto si creò un impasto ceramico più tenero e malleabile dato dalla fusione di varie argille delle cave del sud Italia e dal felspato. Questa arte è andata avanti con gli anni grazie all’opera dei tanti artisti napoletani. Nella seconda metà del 1800 nacquero le prime fabbriche artigianali a carattere famigliare (Majello,Mollica,Cacciapuoti). Con l'Unità d'Italia e la fine della monarchia è seguito un periodo di decadenza artistica. La produzione di sontuosi servizi da tavola viene sostituita da uno stile floreale puramente decorativo. Di questa tradizione resta tutt'oggi il Museo di Capodimonte la cui espressione massima è il Salottino di Porcellana, boudoir della Regina Maria Amalia di Sassonia, la Scuola di Capodimonte e l'antica fabbrica artigianale Majello fondata nel 1867 dal Cavaliere del Lavoro Alfonso Majello che ha tramandato le tradizioni fino allo scultore Lucio Majello ed i suoi figli permettendo la continuazione di una delle più famose forme artistiche italiane fortemente riconoscibile in tutto il mondo.

[modifica] La terracotta

Sono ceramiche che, dopo il processo di cottura presentano una colorazione che varia dal giallo al rosso mattone ( per la presenza di sali o ossidi di ferro, che, a seconda della concentrazione, variano la colorazione ), processo che viene effettuato ad una temperatura compresa tra 880 - 980°C, in tal modo il pezzo risultante sarà reso stabile. La presenza di ossido di ferro, oltre al tipico colore, migliora anche la resistenza meccanica della ceramica cotta.

Sono utilizzate, senza rivestimento superficiale come ceramica strutturale ( mattoni, tegole, ecc...) o ornamentale ( vasi da fiori, brocche, ecc..)

[modifica] Curiosità

• I kwevri sono contenitori in terracotta utilizzati ancor oggi in Georgia per la fermentazione dei mosti e la vinificazione.

[modifica] Il grès

Deriva da alcune mescolanze argillose naturali che producono ceramiche greificate a temperatura tra 1050 - 1100°C o 1200 - 1250°C. Possono risultare più o meno colorate per la presenza di composti ferrosi. Per ottenere gres bianchi si utilizzano impasti artificiali a base di argille cuocenti bianco e rocce quarzoso - feldspatiche che provocano la greificazione della massa.

A fini decorativi possono essre rivestite da smalti o essere colorati già nell'impasto.

Il grès porcellanato si distingue per le elevate caratteristiche tecniche e in particolare per il bassissimo assorbimento di acqua (fino allo 0,05%) e la elevata resistenza meccanica. Questo fa si che il grès sia un prodotto essenzialmente da pavimento, e il suo impasto contiene un 33% circa di argille caolinitiche (bianche), un 50% di fondenti (principalmente feldspato) e la percentuale restante di inerti (sabbie o quarzo).

[modifica] Produzione di ceramica in Italia

Vi sono numerose città che possono vantare una produzione e lavorazione di ceramiche. Alcune di queste:

• Albissola Marina (SV)
• Albisola Superiore (SV)
• Ariano Irpino (AV)
• Ascoli Piceno
• Assemini (CA)
• Bassano del Grappa (VI)
• Burgio (AG)
• Calenzano (FI)
• Campi Bisenzio (FI)
• Capodimonte (NA)
• Caltagirone (CT)
• Castellamonte (TO)
• Castelli (TE)
• Cava dei Tirreni (SA)
• Cerreto Sannita (BN)
• Civita Castellana (VT)
• Cutrofiano (LE)
• Deruta (PG)
• Faenza (RA)
• Grottaglie (TA)
• Gualdo Tadino (PG)
• Gubbio (PG)
• Impruneta (FI)
• Lodi
• Montelupo Fiorentino (FI)
• Monte San Savino (AR)
• Nove (VI)
• Oristano
• Orvieto (TR)
• Pesaro (PU)
• San Lorenzello (BN)
• Santo Stefano di Camastra (ME)
• Sassuolo (MO)
• Sciacca (AG)
• Squillace (CZ)
• Sesto Fiorentino (FI)
• Urbania (PU)
• Vico Equense (Na)
• Vietri sul Mare (SA)

[modifica] Produzioni di porcellana

• Sèvres
• Meissen
• Capodimonte

[modifica] Bibliografia

• Enciclopedia Italiana Grolier, Grolier Hachette International, 1994
• T.EMILIANI, E.EMILIANI, Tecnologia dei Processi Ceramici, Società Editrice Ceramurgia s.r.l., Faenza, Novembre 1982
• G.P. EMILIANI, F. CORBARA, Tecnologia Ceramica “Le Materie Prime”, vol.1, Faenza, Gruppo Editoriale Faenza Editrice S.p.A., Gennaio 1999
• G.P. EMILIANI, F.CORBARA, Tecnologia Ceramica “Le Lavorazioni”, vol.2, Faenza, Gruppo Editoriale Faenza Editrice S.p.A., Settembre 1999
• G.P. EMILIANI, F. CORBARA, Tecnologia Ceramica “Le Tipologie”, vol.3, Faenza, Gruppo Editoriale Faenza Editrice S.p.A., Aprile 2001

[modifica] Voci correlate

• Argilla

[modifica] Collegamento esterni

• Fornaci della terracotta dell'Impruneta