Sành sứ

Sành sứ đã trở thành một phần không thể thiếu trong kiến trúc, từ các công trình lớn đến các vật dụng hàng ngày trong hơn 25.000 năm, kể từ khi con người phát minh ra lửa và bắt đầu xây dựng nhà ở. Gốm có hai phương pháp chính là gốm truyền thống và gốm không nung.

Cấu tạo của đồ gốm: Sành sứ thường được chế tạo từ một hỗn hợp gồm đất sét, khoáng chất, bột và nước, sau đó được tạo hình thành các sản phẩm mong muốn. Sau khi định hình, gốm được nung trong lò nhiệt độ cao gọi là lò nung. Thông thường, gốm được phủ lớp trang trí không thấm nước, gọi là men.

Gốm truyền thống

Các bước cơ bản của gốm cổ điển bao gồm 5 công đoạn chính:

1. Chọn nguyên liệu đất: Đất sét hoặc đất sình chứa nhiều mùn là nguyên liệu chính để sản xuất gạch. Đất thường được thu gom và lọc qua nước để loại bỏ tạp chất, sau đó để ráo bớt nước đến mức thủy phần 55 - 65 ppm để dễ dàng tạo hình.
2. Tạo hình: Đất được đưa vào khuôn đúc, quay phôi hoặc nén qua khuôn để tạo hình theo mẫu đã định trước.
3. Hong khô: Phôi gốm còn ướt được đặt ở nơi râm mát để hong khô đến khi còn thủy phần 30 - 35 ppm, rồi sau đó đưa vào lò nung.
4. Nung: Nhiệt từ việc đốt củi, than, hoặc gas làm nhiệt độ lò tăng từ mức bình thường lên 1100°C đến 1600°C trong khoảng 20 đến 30 giờ, sau đó giảm nhiệt độ dần về mức bình thường trong thời gian tương tự.
5. Loại bỏ phế phẩm: Các sản phẩm bị cong vênh, vỡ do nung chưa đủ hoặc quá mức sẽ được loại bỏ, thu lại sản phẩm đạt yêu cầu. Tỷ lệ phế phẩm cao là đặc trưng của công nghệ gốm cổ điển.

Gốm không nung

Hóa thạch là lĩnh vực nghiên cứu của nhiều ngành khoa học, dù đã có một chuyên ngành riêng gọi là thạch học (petrography). Một hỗn hợp được xem là có khả năng hóa thạch khi:

• Hóa thạch thụ động (passive petrifaction): Khi năng lượng bên trong đủ lớn để tự động biến đổi, tạo ra một trạng thái cân bằng nhiệt hóa mới với năng lượng và hoạt tính hóa học thấp hơn rất nhiều.
• Hóa thạch chủ động (active petrifaction): Khi năng lượng nội tại ở mức thấp, cần tác động từ áp suất, nhiệt độ, xúc tác... trong thời gian dài để hoàn tất quá trình hóa thạch.
• Hóa thạch hỗn hợp (joint petrifaction): Khi năng lượng nội tại ở mức gần bão hòa, chỉ cần một số tác động nhẹ từ áp suất, nhiệt độ, xúc tác... trong thời gian ngắn để kích thích quá trình hóa thạch, sau đó sẽ tự động tiếp tục hóa thạch.

Độ bền

Quá trình hóa thạch giúp gốm có độ bền vượt trội. Sự hóa thạch với mức năng lượng nhiệt hóa thấp khiến gốm ít bị ảnh hưởng bởi các tác nhân tự nhiên trong thời gian dài. Các dấu vết của tác động cơ, lý, hóa... đều được lưu giữ trên hóa thạch suốt quá trình tồn tại của nó, giúp hóa thạch duy trì màu sắc và hình dạng ổn định lâu dài. Khi hóa thạch tồn tại lâu hơn, năng lượng nhiệt hóa càng giảm xuống mức thấp hơn, khiến nó càng bền vững và ổn định hơn ở mọi khía cạnh.

Như đã phân tích, có nhiều phương pháp sản xuất gốm không nung. Ở đây, chúng ta sẽ tập trung vào một phương pháp tiết kiệm và đơn giản nhất: phương pháp tự hóa thạch.

Chất liệu đông kết

Gốm không nung là lựa chọn lý tưởng cho việc tạo hình ở mọi quy mô, từ mỹ thuật công nghiệp đến các ứng dụng khác với các loại chất đông kết cụ thể như:

Keo Lignin

Hỗn hợp đất đá bazan, bazan cát pha, hoặc đất cát pha được sử dụng keo lignin kết hợp với các chất độn như rơm rạ, bã mía hay cành lá cây xay nhỏ để làm gốm dân dụng.

Keo Nanoic-silicon

Keo silic thuần túy với kích thước hạt nano là sản phẩm công nghệ tiên tiến, thuộc loại polyme vô cơ cao cấp. Nó có sự khác biệt rõ rệt so với thủy tinh lỏng. Với sự hỗ trợ của xúc tác Cloro-silicium, vữa từ nanoic-silicon sẽ cứng lại trong khoảng 3 giờ và hoàn tất quá trình hoá thạch sau 11 giờ. Sản phẩm cuối cùng có độ cứng giống như đá hoa cương, khả năng chống lại tác động cơ học tốt, tương đương với xi măng Portland loại 300 trở lên.

Keo Magne

Keo magne là loại polyme vô cơ hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất và linh hoạt nhất trong tất cả các phương án gạch không nung. Sản phẩm từ keo magne còn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác.

Các tiêu chí khác

Kỹ thuật sản xuất

Gốm không nung có đặc tính nhẹ, bóng, chống nước, chịu ẩm tốt, cách âm và cách nhiệt hiệu quả. Nó có thể được sản xuất với mọi kích thước và hình dạng khác nhau. Gốm không nung có thể được chế tạo thành dạng ngói để lót sàn hoặc lợp thay cho tôn và ngói trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa và nhiệt độ cao như ở Việt Nam. Khi ngâm gốm vào nước, bạn sẽ thấy những bọt nhỏ nổi lên.

Công nghệ sản xuất

Quá trình sản xuất gốm không nung rất đơn giản và có thể đạt năng suất cao ở tất cả các cấp độ công nghiệp, từ thủ công đến công nghệ tiên tiến. Quy trình này không gây ô nhiễm, không thải ra chất độc hại, không có chất thải và không gặp phải các vấn đề như gốm nung cổ điển.

Lợi ích kinh tế

Chi phí sản xuất gốm không nung rất thấp. Với tỷ trọng nhẹ, gốm không nung cho phép sản xuất hàng loạt với công suất lớn, giúp giảm đáng kể chi phí vận chuyển.

Ảnh hưởng đến môi trường

Gốm không nung thân thiện hơn với môi trường so với công nghệ gốm truyền thống nhờ vào tính năng ưu việt về hấp thu và thải nhiệt. Quy trình sản xuất gốm không nung không phát thải chất độc hại, bảo vệ môi trường cả trong quá trình sản xuất lẫn sử dụng.

Công suất sản xuất

Gốm không nung có khả năng sản xuất rộng lớn nhờ vào nguồn nguyên liệu dồi dào gần như vô hạn. Sự hỗ trợ từ các công cụ sản xuất chính là yếu tố quyết định năng suất của gốm không nung.

• Men gốm
• Sứ
• Gốm Bát Tràng
• Gốm Thổ Hà
• Đồ gốm
• Đồ sành
• Đồ bán sứ
• Đồ sứ

Liên kết ngoài

Tài liệu về Ceramics có sẵn trên Wikimedia Commons