Podcast o Ceramika i porcelana: Materiały i produkcja

Přepis

Chloe: …poczekaj, czyli mówisz, że ten super nowoczesny materiał to tak naprawdę tylko naturalna glina? Żadnych plastików, żadnej chemii? To jest niewiarygodne.

Dan: Dokładnie tak. W zasadzie to jest przeciwieństwo plastików. Czysto naturalny, ekstremalnie twardy, ale też kruchy. Słuchacie Studyfi Podcast, a dzisiaj przyjrzymy się ceramice.

Chloe: Świetny temat! Ceramikę mamy wszyscy wokół siebie, ale założę się, że mało kto wie, co za tym wszystkim stoi. Więc od czego zaczniemy? Może od historii?

Dan: Idealny start. Historia ceramiki to tak naprawdę historia ludzkości. Zaczęło się w prehistorii, w neolicie, kiedy ludzie odkryli, że z wypalonej gliny mogą wytwarzać naczynia na jedzenie.

Chloe: Więc pierwsze kubki i miski. To ma sens.

Dan: Dokładnie. A potem nastąpił wielki skok. W starożytnym Egipcie i Mezopotamii pojawiły się pierwsze glazurowane cegły. Wyobraź sobie pałace zdobione kolorowymi kafelkami, jak na przykład słynna Brama Isztar.

Chloe: Wow. A co z porcelaną? Ona też jest tak stara?

Dan: Nie, jest znacznie młodsza i to był prawdziwy przełom. Chiny strzegły tajemnicy jej produkcji jak oka w głowie. Nazywano ją „białym złotem” i do Europy sprowadzano ją za astronomiczne sumy.

Chloe: Więc taki starożytny high-tech, którego nikt inny nie potrafił? Super! A co było dalej?

Dan: Potem nadeszła rewolucja przemysłowa w XIX wieku. Dzięki nowym technologiom zaczęto masowo produkować ceramikę sanitarną. Spłukiwane toalety, umywalki… To całkowicie zmieniło higienę w miastach.

Chloe: Nawet nie potrafię sobie wyobrazić życia bez tego. A dzisiaj? Czy ceramika jest używana tak samo?

Dan: Wcale nie. Dzisiaj przeżywa ogromny boom wielkoformatowa ceramika spiekana. To są ogromne, cienkie płyty, które w architekturze zastępują kamień naturalny. I oczywiście ceramika techniczna, na przykład w elektronice.

Chloe: Dobrze, więc jest wszędzie. Ale jak z tej… no, z gliny, powstaje na przykład umywalka? Jak wygląda ten proces?

Dan: W zasadzie to jest przemiana fizyczno-chemiczna. Z plastycznej gliny, pod wpływem ogromnej temperatury, powstaje twarda skała. Ten proces nazywa się spiekaniem.

Chloe: Brzmi to prosto, kiedy tak to mówisz.

Dan: Za tym stoi kilka kroków. Pierwszy krok to przygotowanie mieszanki. Podstawą jest glina lub kaolin, do tego dodaje się kwarc jako tak zwaną domieszkę, żeby się nie kurczyło podczas schnięcia, i skalenie, które obniżają temperaturę topnienia.

Chloe: Taki ceramiczny koktajl.

Dan: Dokładnie! To wszystko mieli się z wodą na takie plastyczne ciasto, albo na płynną masę, którą nazywa się szlamem.

Chloe: A co dalej z tym ciastem? Piecze się to jak ciasto?

Dan: Prawie. Najpierw trzeba to uformować. Do skomplikowanych kształtów, jak umywalki czy muszle klozetowe, używa się odlewania do form gipsowych. Ten gips wchłania wodę, a na ściankach formy powstaje twarda skorupa.

Chloe: Sprytne. A co na przykład z talerzami i kubkami?

Dan: Te albo toczy się na kole garncarskim, albo prasuje do form. A potem jest jeszcze prasowanie na sucho – to sproszkowana mieszanka jest prasowana pod ogromnym ciśnieniem. Tak robi się na przykład płytki i kafelki.

Chloe: Rozumiem. Więc mamy kształt. Co dalej?

Dan: Potem trzeba to powoli wysuszyć, żeby nie popękało. A następnie następuje pierwsze wypalanie, nazywa się je biskwitowym, w temperaturze około 900 stopni. Dzięki temu ceramika twardnieje, ale pozostaje porowata.

Chloe: A dlaczego musi pozostać porowata?

Dan: Żeby wchłonęła glazurę. Glazura to w zasadzie zmielone szkło z tlenkami metali, które dają kolor. Nakłada się ją na ten półprodukt, a potem następuje finalne, ostre wypalanie.

Chloe: A to jest ten moment, kiedy to wszystko się spieka w całość?

Dan: Dokładnie tak. Temperatury dochodzą nawet do 1400 stopni. Glazura się topi i tworzy na powierzchni twardą, nieprzepuszczalną, szklistą powierzchnię, którą znamy.

Chloe: Wow, to jest nauka. A czy każda ceramika jest taka sama? Na przykład doniczka i talerz?

Dan: Wcale nie. W projektowaniu dzielimy ceramikę ze względu na skład i temperaturę wypalania na cztery główne rodzaje. Pierwsza to ceramika niskotemperaturowa.

Chloe: To brzmi… jakby się za bardzo nie wypalało.

Dan: Wypala się do 1000 °C. Jej czerep jest porowaty, więc bez glazury przepuszcza wodę. Typowo są to doniczki, dachówki lub rustykalne kafle do pieców.

Chloe: Jasne. Co dalej?

Dan: Druga to delikatna ceramika porowata. Ma biały czerep, który pokrywa się nieprzejrzystą białą glazurą, a na nią maluje się dekory. To są na przykład artystyczne wazony lub historyzujące płytki.

Chloe: Aha, czyli ta zdobiona ceramika. Trzeci rodzaj?

Dan: Ceramika spiekana. Ta z kolei wypalana jest w wysokich temperaturach, powyżej 1200 stopni. Jej czerep jest prawie nieprzepuszczalny nawet bez glazury, jest ekstremalnie twarda i wytrzymała. Z tego robi się płytki podłogowe o dużej wytrzymałości, naczynia żaroodporne lub kufle do piwa.

Chloe: Więc to jest ten niezniszczalny typ. A ostatni to na pewno…

Dan: Porcelana. Najszlachetniejsza ceramika. Wypala się powyżej 1350 stopni, jest idealnie biała, twardsza niż szkło, a w cienkiej warstwie jest nawet półprzezroczysta.

Chloe: To ten, co tak ładnie dzwoni, jak w niego stukniesz, prawda?

Dan: Dokładnie ten. Używa się go do ekskluzywnych serwisów obiadowych, luksusowych wazonów, ale też na przykład do abażurów lamp, ponieważ przepuszcza piękne, miękkie światło.

Chloe: Zostańmy chwilę przy porcelanie. Mówiłeś, że jest najszlachetniejsza. W czym jest tak specjalna? Tylko w tej temperaturze?

Dan: Nie tylko. Chodzi głównie o czystość surowców. Podstawą jest tak zwana triada porcelanowa.

Chloe: Triada? To brzmi tajemniczo.

Dan: To jest dokładnie określona mieszanka trzech minerałów. Pięćdziesiąt procent stanowi kaolin, czyli czysta biała glina. On daje porcelanie biel i plastyczność.

Chloe: Dobrze, to pierwszy. A ci pozostali dwaj?

Dan: Dwadzieścia pięć procent to kwarc. On działa jak szkielet, zapewnia wytrzymałość podczas wypalania. A ostatnie dwadzieścia pięć procent to skaleń. On działa jak topnik – podczas wypalania topi się i wypełnia wszystkie pory. Dzięki temu masa idealnie się spieka.

Chloe: Więc kaolin, kwarc i skaleń. To jest ta magia. A produkcja jest chyba jeszcze bardziej wymagająca niż w przypadku zwykłej ceramiki, prawda?

Dan: Zdecydowanie. To jest najbardziej energochłonny i technologicznie wymagający proces ceramiczny w ogóle. Wszystko musi być znacznie drobniej zmielone, a cały proces jest ściślej kontrolowany.

Chloe: Dobrze, podsumujmy to dla projektantów. Jakie są największe plusy i minusy ceramiki?

Dan: Największą zaletą jest na pewno ekstremalna twardość i odporność na ścieranie. Glazurowanej ceramiki po prostu nie porysujesz. Dlatego jest świetna na podłogi czy nawet blaty kuchenne.

Chloe: Super. Co dalej?

Dan: Jest chemicznie obojętna. To znaczy, że jest odporna na kwasy, zasady, nie uwalnia żadnych substancji, zapachów... Jest też absolutnie niepalna i trwała w kolorze. Nigdy nie wyblaknie na słońcu jak plastiki.

Chloe: I jest ekologiczna, ponieważ jest z naturalnych materiałów.

Dan: Dokładnie. Po rozbiciu to tylko obojętny odłamek, który nie obciąża natury. Ale ma to też swoje wady.

Chloe: Mów. Zgaduję, kruchość?

Dan: Zgadłaś. Ceramika jest krucha. Kiedy spadnie ci ciężki garnek na płytki lub do umywalki, pęknie. A naprawa jest w zasadzie niemożliwa.

Chloe: Au. To znam. A inne wady?

Dan: Wysoka kurczliwość podczas produkcji. Produkt podczas suszenia i wypalania zmniejsza się nawet o 15%. Dlatego jest strasznie trudno wyprodukować na przykład idealnie prostą, dużą umywalkę.

Chloe: To nigdy mi nie przyszło do głowy. Więc duże elementy to technologiczne wyzwanie.

Dan: Ogromne. I jest też energochłonne, wypalanie czegoś przez dziesiątki godzin w 1300 stopniach kosztuje mnóstwo energii. I ostatnia rzecz – w dotyku jest zimna.

Chloe: No tak, ceramiczna podłoga zimą bez ogrzewania podłogowego… brr.

Dan: Dokładnie. A po wypaleniu już nic w nią nie wywiercisz. Wszystkie otwory, na przykład na baterię, muszą być wykonane jeszcze w stanie surowym.

Chloe: Spójrzmy jeszcze na łazienki. To takie królestwo ceramiki. Czy jest jakaś różnica między ceramiką w toalecie a tą na podłodze?

Dan: Ogromna. Do sanitariatów, czyli muszli WC i umywalek, używa się specjalnej ceramiki sanitarnej. Wypala się ją w około 1250 stopniach i ma ekstremalnie niską nasiąkliwość, poniżej pół procenta. Powierzchnia jest stuprocentowo nieporowata, żeby nie osadzały się na niej bakterie.

Chloe: Więc jest bardziej higieniczna. A co z tymi olbrzymimi umywalkami na całą ścianę?

Dan: Do nich używa się delikatnej ceramiki szamotowej. Do mieszanki dodaje się szamot, czyli właściwie już raz wypaloną i zmieloną glinę. On działa jako stabilizator i zapobiega wyginaniu się i pękaniu dużych elementów.

Chloe: A płytki podłogowe w łazience, to ta spiekana, o której mówiłeś?

Dan: Dokładnie tak. Spiekana płytka ceramiczna, często nazywana gresem. Jest twardsza niż granit, nienasiąkliwa i robi się ją także w wersji antypoślizgowej. Idealna do kabin prysznicowych.

Chloe: A co z tymi klasycznymi małymi kafelkami na ścianę?

Dan: To jest zazwyczaj fajans. Ceramika niskotemperaturowa. Jest lekka, porowata od tyłu, więc świetnie wchłania klej i trzyma się ściany. Ale uwaga – nigdy nie wolno jej używać na podłogę. Pękłaby, jak tylko byś na nią stanęła.

Chloe: Dobra pułapka. A czy w sanitariatach są jakieś nowoczesne udogodnienia, o których powinniśmy wiedzieć?

Dan: Na pewno dwie. Pierwsza to hydrofobowe powłoki powierzchniowe. To jest specjalna warstwa, dzięki której woda zbiera się w kuleczki i spływa w dół razem z zanieczyszczeniami. Umywalka wtedy znacznie łatwiej się czyści.

Chloe: To chcę! A ta druga?

Dan: WC bez kołnierza spłukującego. To jest konstrukcja miski bez tego wewnętrznego, zwisającego brzegu. Usuwa to najtrudniejsze do czyszczenia miejsce, gdzie wcześniej gromadziły się bakterie.

Chloe: Więc ceramika to nie tylko historia, ale rozwija się cały czas. To jest świetne. Dzięki, Dan, to było super wyczerpujące.

Dan: Cała przyjemność po mojej stronie. To jest fascynujący materiał.

Chloe: Więc mamy za sobą mnóstwo tematów, ale ten ostatni jest dosłownie… kruchy. Spójrzmy na porcelanę!

Dan: Dokładnie tak. Ostatnio skończyliśmy na formowaniu i suszeniu. Ale to dopiero początek drogi.

Chloe: Dobrze, więc co się dzieje, kiedy produkt jest suchy? Jeszcze nie wygląda jak produkt końcowy.

Dan: Wcale nie. Teraz następuje pierwsze wypalanie w piecu! Nazywa się je biskwitowym. Wypala się w temperaturze około 900 stopni.

Chloe: To już brzmi dość gorąco.

Dan: Dla porcelany to tylko rozgrzewka. To wypalanie go utwardza, ale celowo pozostawia porowatym. Mniej więcej jak kredę.

Chloe: Aha, rozumiem! Żeby mógł wchłonąć glazurę.

Dan: Dokładnie! Produkt zanurza się w płynnej glazurze, co jest w zasadzie mieszanką zmielonego szkła. A ten porowaty czerep wchłania wodę i na powierzchni pozostaje idealna proszkowa powłoka.

Chloe: A potem idzie znowu do pieca na finał?

Dan: Tak, teraz następuje tak zwane ostre wypalanie. A to dopiero są temperatury! Mówimy o 1350 do 1420 stopniach Celsjusza.

Chloe: Wow. A jest tam jakiś specjalny trik?

Dan: Jest. Wypala się w atmosferze redukcyjnej. To znaczy bez nadmiaru tlenu. Właśnie to gwarantuje, że porcelana pozostanie lśniąco biała i nie zżółknie.

Chloe: Ciekawe. A co się dzieje z tą masą?

Dan: Wszystko idealnie się łączy, pory zanikają i powstaje nieprzepuszczalna, spiekana masa. Ale uwaga… podczas całego procesu produkt kurczy się o 12 do 15 procent.

Chloe: Więc jeśli chcę wyprodukować małą filiżankę do espresso, muszę zacząć od dużego kubka do herbaty?

Dan: Dokładnie tak! Z tym trzeba się liczyć z góry.

Chloe: Super. Ale na pewno nie ma porcelany jak porcelany, prawda?

Dan: Zgadza się. Mamy kilka rodzajów. Najbardziej znana jest chyba porcelana twarda. Jest ekstremalnie wytrzymała, dlatego robi się z niej talerze do restauracji lub na przykład umywalki.

Chloe: A co z tą bardziej miękką?

Dan: Porcelana miękka jest raczej do celów artystycznych. Ma cieplejszy kolor i jest bardziej przezroczysta, idealna do figurek i dekoracji.

Chloe: Słyszałam o porcelanie kostnej. To brzmi… trochę makabrycznie.

Dan: Brzmi, ale to absolutny szczyt luksusu. Dodaje się do niej popiół z kości, i dzięki temu jest niewiarygodnie lekka i przezroczysta. Przez cieniutką filiżankę zobaczysz pod światło zarys swojej dłoni.

Chloe: Wow! A ostatni rodzaj?

Dan: Porcelana techniczna. Ta jest doskonałym izolatorem. Znajdziesz ją na przykład w starych retro włącznikach lub na słupach wysokiego napięcia.

Chloe: Wow, to jest fascynujące. Od zwykłej gliny aż po luksusowe serwisy i high-tech izolatory. Co jest więc najważniejsze do zapamiętania?

Dan: Kluczowe są surowce, a przede wszystkim te ekstremalnie wysokie temperatury podczas dwóch faz wypalania, które nadają porcelanie jej unikalne właściwości — twardość, biel i nieprzepuszczalność.

Chloe: Świetnie. Dan, bardzo ci dziękuję za kolejny wspaniały wgląd w świat materiałów. I dziękujemy wam, drodzy słuchacze, że byliście z nami do końca.

Dan: Mamy nadzieję, że wam się podobało. Trzymajcie się pięknie i do usłyszenia w kolejnym odcinku Studyfi Podcastu!