Gevolgen van de keuze van kleisoorten en productiemethoden van Ollas
Om irrigatiebassins , is het noodzakelijk om de gebruikte klei zorgvuldig te selecteren en de productiemethode daarop aan te passen.
Dit is een complex proces waaraan Poterie Jamet jarenlang onderzoek en ontwikkeling om Ollas te verkrijgen die de hoogst mogelijke kwaliteit bieden.
Onze expertise vormt de kern van al onze ollas, met de meest strenge kwaliteitscontroles.
De meeste hiervan zijn zogenaamde "gewassen" pasta's die in baden worden geweekt en vervolgens gefilterd.
Dit proces heeft als voordeel dat het een goedkope grondstof oplevert die snel te produceren en gemakkelijk te verwerken is.
Door de filtratie van onzuiverheden bevatten deze "gewassen" kleien weinig tot geen resterende kleideeltjes, wat resulteert in een compacte klei met weinig lucht in de natuurlijke micro-aders en een verminderde porositeit.
Om dit gebrek aan waterdoorlaatbaarheid te compenseren, is het nodig om potten met dunne wanden te gebruiken, waardoor ze fragieler en gevoeliger voor stoten zijn; anders zouden ze te waterdicht zijn, maar ook vatbaarder voor micro-scheurtjes.
Omgekeerd levert klei gemaakt met drooggemalen klei een mengsel op met een natuurlijke korrelstructuur, waardoor dichte en regelmatige micro-aderen ontstaan. Dit geeft het keramiek een uitstekende porositeit en structuur, ongeacht de dikte.
De drooggebroken-aarde-techniek vereist meer apparatuur en aanzienlijk meer voorbereidingstijd.
Afhankelijk van de gewenste productkwaliteit kan de klei, na het kneden (het mengen van klei en water) en vóór het extruderen (het vormen van kleibroden vóór het draaien), enkele dagen of weken rusten, afhankelijk van de klimatologische omstandigheden en de kalender.
Deze zogenaamde "rijpingsfase" (of rustfase in de pottenbakkerswereld) maakt extra fermentatie mogelijk, wat zorgt voor een perfecte homogeniteit tijdens het draaien en drogen, weerstand na het bakken en uiteindelijk een consistente porositeit.
Het is een cruciale stap die minimaal 15 dagen duurt voor de productie van hoogwaardig keramiek.
Het maken van een kleimassa met behulp van drooggemalen klei en lange rusttijden resulteert in een grondstof van zeer hoge kwaliteit, maar het is duurder en de productie ervan duurt langer.
Bovendien is het minder kneedbaar dan "gewassen klei", waardoor langere draaitijden nodig zijn bij het maken van keramiek.
Drooggemalen klei maakt het ook mogelijk om duurzamere Ollas te maken, omdat ze door hun structurele eigenschappen dikker en groter zijn.
Ze helpen bovendien het risico op microscheurtjes tijdens het drogen, bakken en nabakken te voorkomen.
Nadat de keramische stukken in vorm zijn gebracht, moeten ze lange tijd op kamertemperatuur drogen. De droogtijd wordt aangepast aan de weersomstandigheden, de grootte en het gewicht van de te drogen stukken.
Hierdoor kunnen de keramische stukken rustig drogen, zonder ze te belasten, waardoor de homogeniteit van hun interne structuur behouden blijft.
Deze eenvoudige, maar essentiële handeling vergt de nodige tijd omdat ze bijdraagt aan de mechanische weerstand van het keramiek en voorkomt dat er scheuren en microscheurtjes ontstaan.
Door het drogen op een beschutte plek, uit de buurt van wind en direct zonlicht, kan het meeste water verdampen.
De droogsnelheid is voornamelijk afhankelijk van twee (vrijwel) onafhankelijke factoren, en niet zozeer van de temperatuur:
- Luchtvochtigheid:
In de tropen, met een luchtvochtigheid van 90%, zullen uw kamers zelfs bij een temperatuur van 45°C in de schaduw moeilijk, zo niet helemaal niet, drogen. - Gasverversing:
Door luchtverversing worden de ruimtes snel droog met droge lucht.
Dit verschijnsel kan leiden tot vervorming van de onderdelen, of zelfs tot scheuren als het onderdeel niet gelijkmatig en/of te snel droogt.
Snel drogen moet in elk geval worden vermeden, vooral bij de productie van irrigatiepotten.
Anders gezegd, door de droogtijd te verkorten, vergroten we het risico op zichtbare scheuren (barsten) en niet direct zichtbare scheuren (microscheuren).
Dit laatste geval zal de werking van de pot beïnvloeden, waardoor deze overmatig zal lekken en uiteindelijk een negatief effect zal hebben op de kwaliteit (*) van de grond. (*) Zie volgende paragraaf Microbarsten.
Voor producties van lagere kwaliteit of spoedopdrachten is er echter de mogelijkheid om te drogen… -> Als u achterloopt op schema met een bestelling en/of er te veel luchtvochtigheid is, is er een oplossing. Door de objecten voor te verwarmen in een oven wordt het oppervlaktevocht verwijderd vóór het eigenlijke bakproces.
Bij deze laatste techniek worden de onderdelen in een oven geplaatst bij een temperatuur onder de 100 °C! Over het algemeen wordt 80 °C gebruikt voor de tijd die nodig is om de onderdelen te laten drogen.
Dit kan 3 tot 12 uur of zelfs langer duren (niet bepaald milieuvriendelijk).
Naarmate de oven opwarmt, zet de lucht binnenin uit, waardoor een lichte overdruk ontstaat.
Deze uitzetting duwt een deel van de verwarmde lucht naar buiten en zuigt koelere lucht aan via de openingen van de oven (ventilatieopeningen, kieren, deuren, enz.).
Zelfs in een elektrische oven vindt er enige gasuitwisseling plaats tussen de binnen- en buitenkant.
Dit droogproces resulteert in een lichte krimp van 2 tot 8%. Dit komt door de verdamping van water, dat in gasvorm overgaat, waardoor de moleculen dichter bij elkaar komen.
Microbarsten zijn het gevolg van een structureel defect, meestal veroorzaakt door de volgende stappen:
- Bereiding van ongeschikt vormbaar deeg.
- De droog- en kooktijden zijn te kort.
- De temperatuur tijdens het drogen was te hoog.
- Kookmanagement.
Eventuele scheuren of afsplinteringen, groot of klein, die na het bakken zichtbaar zijn, maken het keramiek onbruikbaar. Het kan niet in deze staat worden verkocht. In het beste geval wordt het keramiek fijn vermalen tot chamotte voor pottenbakkers die dit materiaal nodig hebben voor andere collecties.
Moeilijker te detecteren zijn keramische producten die niet gebarsten zijn bij het verlaten van de oven, maar wel microscheurtjes vertonen. In het geval van de productie van irrigatiekeramiek heeft dit een nadelige invloed op de te irrigeren gebieden.
Een pot met een microbarst zal inderdaad veel meer lekken dan normaal. Over het algemeen worden de waterreserves en het irrigatiegebied met de helft, of zelfs meer, verminderd.
Het zal continu te veel water op dezelfde plek afgeven.
Deze situatie is erger dan te droge grond, omdat het herhaalde overschot aan water de grond verdicht, waardoor de bacteriële activiteit afneemt of stopt.
Deze activiteit is essentieel voor het microbiële en biologische leven in de bodem, wat resulteert in koele, luchtige grond die bevorderlijk is voor plantengroei.
Om dit moeilijk te detecteren defect te voorkomen, moet elke partij worden gecontroleerd door de porositeit van de potten te verifiëren.
De laatste fase in het productieproces van irrigatiepotten, de duur ervan, de verschillende temperatuurfasen en de maximaal bereikte baktemperatuur, variëren sterk van fabriek tot fabriek en zijn afhankelijk van de voorgaande fasen.
Tijdens het koken ontstaan er holtes door de verdamping van water en koolstofhoudende elementen, die ongeveer 20% van het oorspronkelijke volume uitmaken (dit leidt niet tot een krimp van 20%).
Door klei te bewerken tijdens het bakken, kan deze nieuwe eigenschappen ontwikkelen:
- Mechanische en thermische weerstand
- Lage of hoge porositeit
- Thermische geleidbaarheid
- Doorzichtigheid soms
Afhankelijk van de maximaal bereikte temperatuur variëren de transformaties van de pasta en de verkregen producten (terracotta, aardewerk, steengoed, porselein).
Structuurveranderingen als gevolg van temperatuurschommelingen.
- Tot 200 °C wordt het oppervlaktewater afgevoerd (voorverwarming)
- Organisch materiaal oxideert bij temperaturen tussen 200 en 450 °C en wordt vernietigd bij 700 °C
- Tussen 450 °C en 650 °C begint de structuur van kleimaterialen af te breken
- De ontbinding van calciumcarbonaat vindt plaats tussen 650 °C en 800 °C
- Bij temperaturen tussen 800 en 1100 °C vindt er een geleidelijke "verzanding" van de klei plaats onder invloed van de "vloeimiddelen"
Vertrekpunt voor de verschillende wateren (vanaf):
- Weekwater: > 0°C, tijdens het vormen
- Colloïdaal water: > 0°C, tijdens het drogen en verstevigen (leerfase) in de productie
- Tussenliggend water: 23 tot 100 °C, tijdens het drogen en het begin van het koken (overgang naar de stoomfase!).
- Hygrometrisch water: tot 350 °C, beginnende condensvorming tijdens het koken.
- Watergehalte van kaoliniet: 450 °C.
- Bij 550 °C is al het water verdwenen, de klei kan niet meer gehydrateerd worden!
Evolutie van klei tijdens het bakken:
- Tijdens het drogen, van 0 tot 100 °C: het tussenliggende water verdampt bij 100 °C en gaat over in damp. Risico op het barsten van onderdelen.
- Bij temperaturen tussen 200 en 450 °C oxideert organisch materiaal, waardoor gas vrijkomt. Het risico is hetzelfde als hierboven beschreven.
- Kwartspunt: tijdens de temperatuurstijging rangschikken de kwartskristallen zich in een andere volgorde.
Bij ongeveer 573 °C treedt een volumeverandering op (van circa 2%).
Alfa-kwarts transformeert in bèta-kwarts. Deze verandering is omkeerbaar bij afkoeling.
Deze volumeveranderingen kunnen ervoor zorgen dat het onderdeel barst als de temperatuur te snel stijgt of daalt in verhouding tot de vormbaarheid van de klei.
Het is belangrijk te begrijpen dat dit de werkelijke temperaturen in de kern van de onderdelen zijn, en hiermee moet nog meer rekening worden gehouden als de onderdelen dik zijn.
Sommige onderdelen kunnen secties met variërende dikte hebben (dunne secties in vergelijking met de rest, dunne wanden op een dikke basis, of dunnere secties die aan elkaar zijn gelijmd).
In deze laatste gevallen bestaat er, als de uitzetting te snel verloopt, een risico op scheurvorming op de overgang tussen de dunne en dikke delen, omdat de uitzetting niet gelijktijdig plaatsvindt.
Het bakken van een irrigatiepot met "gewassen" klei
Potten gemaakt van gewassen klei worden op een lage temperatuur gebakken, onder de 1000 °C, om een effectieve porositeit te bereiken (ongeveer 18 tot 20% bij een temperatuur van 850/1000 °C).
Boven de 1000 °C zou de porositeit van de pot aanzienlijk afnemen, waardoor deze mogelijk volledig waterdicht zou worden.
Deze klei heeft onvoldoende micro-adering omdat deze te compact is door een gebrek aan natuurlijke korrelstructuur. In combinatie met de krimp van de pot na het drogen en bakken, verhindert dit dat de normale porositeit bij hoge temperaturen (>1000 °C) behouden blijft.
Het is echter aan te raden de potten niet op een te lage temperatuur te bakken, anders kunnen ze breken door een chemische reactie wanneer ze in contact komen met te kalkrijke of zoute grond.
De productie met dit type klei is, vanwege de structuur en de dunheid van de resulterende stukken, gevoelig voor onregelmatige porositeit (te luchtdicht of met microlekkages) als gevolg van een of meer van de voorgaande fasen.
De productie is echter binnen een week te realiseren en daardoor goedkoop, maar is beperkt tot containers met een maximale inhoud van 10 liter.
Als de gewassen kleipot niet voldoende doorlaatbaar is, kan het buitenoppervlak licht worden geschuurd, waardoor de waterdoorlaatbaarheid met maximaal 30% toeneemt.
Het aardewerk mag in geen geval worden geglazuurd.
Het bakken van irrigatiepotten met behulp van drooggemalen pasta
Daarentegen heeft drooggemalen pasta een aanzienlijke en regelmatige micro-adering dankzij de hoge dichtheid van de natuurlijke korrel en kan het, mits het productieproces correct wordt gevolgd, op temperaturen boven de 1050/1100 °C worden gebakken met behoud van een uitstekende porositeit, hoewel dit complexer en tijdrovender is.
Dit maakt de productie mogelijk van grote potten (>35 liter) met een hoge structurele sterkte en vorstbestendigheid.
