Laurea Magistrale in Archeologia e Storia dell’Arte
LE CERAMICHE
Seconda, in ordine di tempo, solo alla lavorazione della pietra e delle ossa di animali, la ceramica è da millenni diffusa in tutto il mondo tanto da poter essere definita una materia ecumenica, connaturata con ogni tipo di esperienza umana.
Ciotola cinese con coperchio, epoca Shang (XVI - XI sec a.C.)
Le ceramiche hanno accompagnato il cammino di tutte le civiltà come
¡ oggetti per il culto
¡ decorazioni
¡ utensili da cucina
¡ contenitori per unguenti
¡ contenitori in genere per sostanze liquide e cibi solidi
¡ materiali da costruzione (laterizi)
LE CERAMICHE
¡
Le argille sono sedimenti sciolti, suoli, che hanno origine dal dilavamento di rocce.
Ø Argilla è il termine che definisce un sedimento non litificato estremamente fine: le dimensioni dei granuli sono inferiori a 2 µm di diametro.
Ø I minerali che compongono l'argilla sono tutti appartenenti alla sottoclasse dei fillosilicati
ARGILLA
2 µm = 2 × 10−6m = 0.002 mm
processo che conduce al compattamento e all'indurimento di rocce sedimentarie, soprattutto clastiche, trasformandole da incoerenti (per es. sabbie) in coerenti (per es. arenarie); può avvenire a causa delle pressioni cui le rocce sono sottoposte, o per fatti climatici, o anche per l'azione di soluzioni circolanti, per es. acque carbonatiche
I minerali argillosi hanno caratteristiche fisico-chimiche peculiari:
•
notevole capacità di assorbimento d'acqua
•
scambio ionico e fissazione di cationi
•
sensibile plasticità se miscelato con acqua
•
refrattarietà se disidratato
ARGILLA
La ceramica (dal greco antico κέραµος, che significa argilla) è un materiale composito, inorganico, non metallico, formato a freddo e consolidato per trattamento termico.
LE CERAMICHE
Tavoletta del Dio Sole e coperture in argilla, 860- 850 a.C. Londra, British Museum
Sinterizzazione: processo nel quale le particelle di un materiale solido in forma di polvere, sottoposte a riscaldamento, si avvicinano e si saldano, originando un pezzo di materiale compatto.
Tipicamente, la sinterizzazione viene effettuata a una
La Venere di Dolní Věstonice (Repubblica ceca) è una statuetta di una "Venere paleolitica" in
ceramica, datata tra i 29.000 e 25.000 anni fa.
Ha un'altezza di 11,1 cm e una larghezza di 4,3 cm al punto più ampio ed è composta da creta cotta ad una temperatura relativamente bassa.
Questo reperto, insieme a pochi altri provenienti dalle zone vicine, è il più antico manufatto in ceramica conosciuto al mondo.
Chimica dei Beni Culturali - 8
Gerusalemme.
Frammento di tavoletta di argilla risalente a 3.400 anni fa e recante il più antico testo mai trovato nella città santa.
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Chimica dei Beni Culturali - 8
Tavole d’argilla
I sumeri abitavano in Mesopotamia, una terra attraversata da due fiumi e che era ricca di acquitrini e di fango. Come supporto per scrivere, trovarono comodo usare tavolette d'argilla (2000- 3000 aC).
Frammento di iscrizione cuneiforme di Urukagina (o Uruinimgina), ensi di Lagash.
Terracotta, ca. 2350 a.C., scoperta a Tello (antica Girsu).
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Punica (VII aC)
Greco arcaica
(VII-V aC) Greco italica
(VII-V aC) (III-II aC) (I aC) Greco arcaica
(VII-V aC)
Massaliota
antica(VI-V aC) recente(V-VIII aC)
Rodie recente Puniche
(I aC) (I aC)
Etrusche (VII_VI aC)
Rodie antiche (III-II aC)
Bifide o di Cos (I aC IdC)
Un oggetto in ceramica è costituito da grani di materiale inorganico non fusi, ma cementati tra loro da uno strato vetroso.
LE CERAMICHE
ossido di silicio SiO2 1700 °C diossido di germanio GeO2 1100 °C anidride borica B2O3 450 °C anidride fosforica P O 622 °C
Solo alcuni materiali hanno la possibilità di solidificare sotto forma di vetro.
Composizione argilla
Fillosilicati, in particolare caolinite,
montmorillonite-smectite e silicati idrati
d'alluminio, feldspati, clorite ferrifera
Il colore del materiale ceramico varia, a seconda degli ossidi cromofori contenuti nelle argille
ossidi di ferro giallo, arancio, rosso, bruno ossidi di titanio da bianco a giallo
La ceramica sinterizzata ha rilevanti requisiti funzionali:
Ø dura
Ø non combustibile e resistente al calore *
Ø non ossidabile come controparte
Ø fragilità
LE CERAMICHE
Le ceramiche possono essere:
¡
a pasta porosa - hanno pasta tenera e assorbente, più facilmente scalfibile
§ coccio, terraglie, maioliche e terrecotte
¡
a pasta compatta - hanno una bassissima porosità e buone doti di impermeabilità ai gas e ai liquidi. Non si lasciano scalfire neanche da una punta d'acciaio
§ gres e porcellana (tenera e dura)
In funzione della porosità possiamo distinguere alcune delle ceramiche tradizionali.
La porosità viene ridotta fino alla quasi eliminazione per formazione di una fase vetrosa.
Tipologia di ceramica % di porosità
Terrecotte e laterizi 20-25
Terraglia tenera e faenze 18-25
Terraglia forte 12-15
Gres <3
Porcellana <0,5
Le terrecotte e le terraglie
Sono ceramiche che, dopo il processo di cottura, presentano una
colorazione che varia dal giallo al rosso mattone, dovuta alla presenza di sali o ossidi di ferro.
La cottura si effettua a 980 - 990 °C.
Sono utilizzate sia senza rivestimento superficiale che con rivestimento.
¡
ceramica strutturale e ornamentale: mattoni, tegole, coppi, vasi, brocche, ….
¡
vasellame da cucina: tazze, piatti, vasi, brocche, ….
Il grès
Si ottiene per mescolanze argillose.
Temperatura tra 1200 °C a 1350 °C.
I colori variano a seconda dei composti ferrosi presenti. Per ottenere grés bianchi si utilizzano impasti artificiali a base di argille bianche e rocce quarzoso-feldspatiche che inducono la gresificazione.
Possono venire smaltate con colorazione dopo la cottura.
La Porcellana
La porcellana è considerata il più "alto" livello di produzione ceramica.
È stata introdotta in Cina attorno al VIII secolo.
Si ottiene a partire da impasti ricchi di caolino, quarzo e feldspato.
- Il caolino (idrosilicato di alluminio - Al2O3*2SiO2*2H2O) conferisce le proprietà plastiche e il colore bianco alla porcellana;
- Il quarzo è il componente che consente la vetrificazione.
- Il feldspato è il fondente dell'impasto ceramico
.
Cottura a temperature tra i 1300 e i 1400 °C.
Materiale ricavato dalla macinazione più o meno fine di argilla cotta fino alla completa disidratazione.
Viene impiegata miscelata all'argilla cruda oppure a quarzo quale materiale antiplastico poco sensibile alle variazioni di temperatura, al fine di evitarne l'eccessivo ritiro e le deformazioni in
PROCESSI DI FORMATURA
Il conferimento all’impasto ceramico di una forma prende il nome di formatura o foggiatura.
La scelta della tecnica di formatura dipende dall’oggetto che si intende produrre, dalle caratteristiche dell’impasto ceramico e dalla tecnologia a disposizione.
-
Foggiatura allo stato secco
-
Formatura allo stato plastico
Chimica dei Beni Culturali - 8
Foggiatura allo stato secco
È la tecnica più semplice e primitiva, consiste nella lavorazione mediante
pressione delle dita di un blocco d’argilla bagnato.
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Detta anche a cercine o a lucignolo, è una piccola evoluzione della tecnica plastica.
Vengono preparati lunghi cilindri di argilla (colombini,..) che avvolti a spirale danno la foggia dell’oggetto. La
finitura poteva essere ottenuta o a mano o per pressione con una tavola ed una pietra.
Utilizza per la preparazione degli stampi o matrici, in cui veniva stesa il materiale plastico.
Formatura a colombino
Stampatura
Foggiatura allo stato secco
È la tecnica più semplice e primitiva, consiste nella lavorazione mediante
pressione delle dita di un blocco d’argilla bagnato.
Chimica dei Beni Culturali - 8
Il tornio è costituito da un piatto appoggiato su un perno fissato ad una ruota con la funzione di volano che
permette di imprimere un movimento rotatorio con la spinta del piede.
Il tornio è stato utilizzato per la formatura di oggetti a simmetria cilindrica.
Formatura al tornio
Modellazione plastica
Chimica dei Beni Culturali - 8
La calibratura consiste in un tornio chiuso (stampo)
Produzione di oggetti ceramici in cui l’impasto viene fatto passare attraverso un sezione prestabilita,
ottenendo oggetti che vengono tagliati ad intervalli regolari (mattoni, tavelle, tegole, etc.
Calibratura
Estrusione
Chimica dei Beni Culturali - 8
La barbottina è un legante liquido, ma piuttosto viscoso e di consistenza cremosa, ottenuto dall'impasto di acqua e argilla in quantità variabili a seconda dell'uso (30-40% in acqua).
È utilizzata per il "colaggio", cioè la tecnica di colare l'impasto di argilla liquida (barbottina) all'interno di uno stampo in gesso.
Possono essere utilizzati o stampi singoli (oggetto rifinito solo sul lato esterno) o due stampi (oggetto rifinito su entrambe le superfici).
Colaggio o a
barbottina
ESSICCAMENTO
Per prevenire la formazione di vuoti, fessurazioni o crepe, una volta
formato il manufatto, che contiene dal 15 (formatura allo stato plastico) al 30-40 % (barbottina) di acqua, viene posto ad asciugarsi in opportuni
essiccatoi.
CICLO DI COTTURA
Il processo di cottura avviene in tre stadi
¡
riscaldamento progressivo fino alla temperatura desiderata
¡
permanenza in forno per il tempo necessario ad ottenere le caratteristiche ceramiche
¡
raffreddamento
Nelle diverse fasi della cottura avvengono varie trasformazioni:
Ø tra la T ambiente e 200 °C à si elimina l'acqua igroscopica residua nell'impasto
Ø tra i 250 °C e i 350 °C à le materie organiche vanno in combustione e viene liberata l'acqua zeolitica, cioè quella chimicamente combinata
Ø tra i 450 °C e i 850 °C à si decompongono i minerali delle argille, liberando l'acqua reticolare
Ø 850°C à si decompongono i carbonati (decarbonatazione) e si ossidano i solfuri
Ø tra i 1100 ° e 1200 °C à fondono i feldspati e inizia il processo di
L'insieme delle trasformazioni è inoltre connesso con l'atmosfera del forno, ossia lo stato riducente od ossidante dell'ambiente di cottura che influisce sulle reazioni chimiche.
Per ogni tipo di forno e di oggetto prodotto esiste uno specifico andamento della temperatura in funzione del tempo.
La fase di riscaldamento generalmente si può definire lenta fino a 200 ºC, veloce tra 200 e 500 ºC, lenta tra 500 e 700 ºC, veloce fino alla temperatura prevista per la cottura, costante alla temperatura di cottura per un tempo determinato dallo spessore dei manufatti; il raffreddamento è invece veloce sino a 750 ºC, lento fino a 500 ºC, veloce sino a 250 ºC, lento sino a estrazione dei pezzi dal forno.
Ancora oggi tali operazioni sono guidate manualmente nei forni per produzioni artistiche, mentre per produzioni industriali si usano forni intermittenti o continui programmati e automatizzati.
Poiché la cottura modifica la struttura del prodotto finale, in funzione delle temperature si ottengono risultati diversi:
¡ Terracotta - si ottiene mantenendosi tra 960 e 1030 °C
¡ Terraglia tenera - si ha tra 960 e 1070 °C
¡ Terraglia dura - si ha tra 1050 e 1150 °C
¡ Gres - si ottiene tra 1200 e 1300 °C. Il Gres è un prodotto fortemente vetrificato, impermeabile e poco poroso. Prodotti quali il klinker, il ball clay, e il fireclay appartengono a questa famiglia
¡ Porcellana tenera - si ha tra 1200 e 1300 °C, previo utilizzo di caolino. A questo stadio otteniamo sia la vetrificazione, sia la traslucidità, sia
l'impermeabilità.
¡ Porcellana dura - si ha tra 1300 e 1400 °C. È di solito di uso industriale.
¡ Ceramica High-Tech - si ottiene tra 1400 e 1700 °C, previo utilizzo di
COTTURA
La cottura dei manufatti può avvenire
¡
in ambienti ossidanti per avere una combustione completa che non lasci residui carboniosi (nerofumo) o idrocarburi che possano dare luogo a reazioni con l’argilla
¡
in ambienti riducenti per impartire determinate caratteristiche cromatiche al prodotto.
I metodi di cottura si distinguono in:
¡
manufatti in intimo contatto con il combustibile
¡
manufatti separati dal combustibile
Chimica dei Beni Culturali - 8
Questa tecnica si chiama cottura a cielo aperto.
Manufatti poggiati sul terreno o in una buca e ricoperti dal combustibile.
Manufatti a
contatto con il
combustibile
Chimica dei Beni Culturali - 8
Il materiale non è a contatto diretto con i materiali di combustione.
In queste fornaci la temperatura può arrivare fino a 1300 °C.
Con opportune regolazione dei flussi d’aria si può passare da un’atmosfera completamente ossidante ad una riducente.
Cotture in fornaci
http://www.arteraku.it/pagine/argilla.asp
EFFETTI DOVUTI AD UNA COTTURA NON CORRETTA
SOTTOCOTTURA
– non si raggiunge la formazione completa della fase vetrosa, il materiale può assorbire umidità con conseguenti fessurazioni o rotture.SOVRACOTTURA –
rigonfiamenti o deformazioni all’interno del manufatto dovuti alla formazione di masse vetrose in eccesso che chiudono qualsiasi porosità impedendo ai vapori interni di fuoriuscire.RIVESTIMENTI E DECORAZIONI
Ci sono molti modi di decorare e colorare la ceramica, anche in relazione al tipo di risultato che si desidera ottenere e alla cottura cui si sottoporrà il pezzo.
I colori da ceramica sono essenzialmente di tre tipi:
¡ Ingobbio - colori composti da argille cotte e triturate, caolino, sostanze minerali e ossidi.
Sono smalti adatti ad essere applicati sull'oggetto essiccato prima della cottura. Questo permette di cuocere l'oggetto una sola volta.
Gli ingobbi sono poco diffusi, essendo costosi e dalle tinte tenui.
¡ Per raggiungere la vetrificazione è necessario portare l'oggetto alla temperatura dell'argilla che si ritrova nella composizione dell'ingobbio.
RIVESTIMENTI E DECORAZIONI
¡ Cristalline o Vetrine sono rivestimenti vetrosi, impermeabili e lucidi. Vengono applicate direttamente sul biscotto*.
Trasparenti, solo occasionalmente sono colorati.
Alle cristalline si aggiungono, allo scopo di abbassare il punto di fusione, sostanze fondenti (alcali, borati), grazie ai quali possono essere cotte a temperature tra 920 °C e 970 °C.
*Biscotto: qualsiasi oggetto in ceramica (terraglia, terracotta o porcellana) cotto una prima volta in forno e adatto, dopo averlo rivestito con smalti/vernici o ingobbio, a successive cotture e quindi
RIVESTIMENTI E DECORAZIONI
¡ Smalti - di tipo vetroso coprente (presenza di feldspato, ossidi di stagno, titanio, alluminio, zirconio). Possono avere aspetto lucido o satinato.
La smaltatura avviene dopo la prima cottura, al biscotto.
Dopo che la superficie dell'oggetto è stata smaltata, si passa alla decorazione pittorica che è usualmente fatta a mano con pennello e colori ceramici. Questi colori sono ottenuti da ossidi minerali, talora addizionati di fondenti o indurenti.
Dopo smaltatura e decorazione si procede alla seconda cottura per fissare lo smalto.
Questa seconda cottura porterà lo smalto a vetrificare, rendendolo lucido e impermeabile.
Tale cottura avviene ad una temperatura compresa tra i 850 °C e i 970 °C, al di sotto della temperatura utilizzata per la prima cottura.
Degrado
Conservazione e restauro
¡ Alterazione: modificazione del materiale che non implica necessariamente un peggioramento delle caratteristiche sotto il profilo conservativo
¡ Degrado: modificazione del materiale che implica un peggioramento delle caratteristiche sotto il profilo conservativo (strutturale)
__________________
¡ Difettosità: mancanza di qualità del materiale, a livello tecnico ed estetico, derivante da errori verificatisi durante il processo di fabbricazione
¡ Cause fisiche: agenti meccanici, luce, agenti meteorologici
¡ Cause chimiche: reazioni che avvengono per presenza di sostanze che reagiscono con il materiale
¡ Cause biologiche: batteri, funghi, micro e macro-organismi
Variazioni cromatiche (alterazione)
§
Variazione naturale, a carico dei componenti del materiale o dei
parametri che definiscono il colore. E’ generalmente estesa a tutto il materiale interessato; se l’alterazione si manifesta in modo
localizzato è preferibile utilizzare il termine macchia
Alveolizzazione (degrado)
§
Presenza di cavità di forma e dimensioni variabili (alveoli), spesso interconnesse e con distribuzione non uniforme
Colonizzazione biologica (alterazione/degrado)
§
Presenza riscontrabile macroscopicamente di micro e/o macro
organismi (alghe, funghi, licheni, muschi, piante superiori)
Crosta
§ Modificazione dello strato superficiale. Di spessore variabile, generalmente dura, distinguibile dalle parti sottostanti per le
caratteristiche morfologiche e, spesso, per il colore. Può distaccarsi anche spontaneamente dal substrato che, in genere, si presenta disgregato e/o polverulento
Degradazione differenziale
§ Perdita di materiale dalla superficie, che evidenzia l’eterogeneità della tessitura e della struttura
Deposito superficiale
§ Accumulo di materiali estranei di varia natura, quali polvere, terriccio, guano, grassi, e altro. Ha spessore variabile, generalmente scarsa coerenza e scarsa aderenza al materiale sottostante.
Disgregazione
§
Decoesione con caduta del materiale sotto forma di polvere o minutissimi frammenti. Talvolta viene usato anche il termine
PolverizzazioneEfflorescenza
§
Formazione superficiale di aspetto cristallino o polverulento o
filamentoso, generalmente di colore biancastro
Fratturazione o fessurazione
§
Soluzione di continuità nel materiale che implica lo spostamento reciproco delle parti
§
Per i materiali ceramici, nel caso di fratturazione incompleta e senza
frammentazione dell’oggetto si usa il termine cricca o, in presenza
di un rivestimento vetroso, il termine cavillo
Restauro
▪ http://www.restauroceramica.it/index.php?option=com_content&view=article
&id=56&Itemid=54
