PASTAS DE ARCILLA O PASTAS CERÁMICA

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1 PASTAS DE ARCILLA O PASTAS CERÁMICA Hoy pedimos a las arcillas una serie de cualidades que exigen que las modifiquemos añadiendo otras sustancias minerales terrosas. En tiempos anteriores, los alfareros usaban, tal cual, o apenas con alguna adición, las arcillas de su entorno. Podemos definir las pastas de arcilla como una mezcla de arcillas, o arcilla y otras sustancias minerales terrosas, que se mezclan para lograr una finalidad cerámica determinada: Cambios de color o textura Cambio de la plasticidad Cambio en la contracción, para mejorar el secado y la cocción. Cambios para bajar la temperatura o elevarla. Cambios para mejorar el acoplamiento de los vidriados. Cómo actuar para introducir esos cambios?: Si la arcilla es demasiado refractaria, añadir algún fundente. Si la arcilla es demasiado fusible, añadirle material refractario. Si es demasiado pegajosa, añadirle material no plástico. Si es harinosa y no suficientemente plástica, añadir algún material más plástico. Si se le ha de cambiar el color, óxidos metálicos colorantes. Hay algún método para llegar a una buena mezcla de materiales?: El método empírico: probar y probar... pero conociendo muy bien las materias primas a utilizar. CUATRO GRUPOS DE MATERIALES EN UNA PASTA DE ARCILLA l. MATERIALES PLÁSTICOS: La plasticidad es la cualidad más importante de la arcilla. Podemos definirla como la capacidad que tiene una materia de adquirir, absorbiendo agua, un estado semisólido, compacto que permite imprimirle cambios de forma que puede conservar indefinidamente. Fundamentalmente son las arcillas y los caolines. Las arcillas: Cuando hablamos de arcillas lo hacemos de una amplísima gama de minerales que tienen un componente esencial y primordial: Silicato de aluminio hidratado (Al 2 O 3.2SiO 2.2(h 2 O). Hay que tener en cuenta que químicamente su composición no corresponde a una fórmula exacta sino a una media estadística. Basilio Ballesteros Paniagua Página 1

2 El Caolín: Es la arcilla más pura. Su composición porcentual promedio es: Sílice: (SiO 2 ) 46,5% Alúmina (Al 2 O 3 ) 39,5% Agua (H20) 14,0% Como ya sabemos, es un mineral que tiene estructura cristalina y se forma por descomposición del feldespato. Por eso es frecuente encontrar en los yacimientos de caolín feldespatos sin descomponer y mica, que son minerales de transición. Es difícil encontrar caolín puro en su emplazamiento original por ser un material fácilmente erosionable por los agentes geológicos. El caolín es el menos plástico pero el más refractario de cualquier arcilla. La bentonita Es una arcilla de origen volcánico. Se utiliza para dar plasticidad a las pastas de arcilla No se debe utilizar sola, debido a su tendencia a hincharse cuando se humedece y por su pegajosidad y contracción extremadamente elevada. Las margas son también materiales plásticos y están constituidos por mezcla de arcilla, carbonato cálcico (CO3Ca) y sílice (SiO2). 2. MATERIALES FUNDENTES: Son sustancias que al ser agregadas a las arcillas controlan su punto de fusión y su endurecimiento. Estas sustancias naturales ya se encuentran en la arcilla natural o se añaden artificialmente a las pastas. Los más importantes son los COMPUESTOS ALCALINOS: De Potasio (K), Sodio (Na), Calcio (Ca). Los encontramos en lo que genéricamente llamamos feldespatos. Los más importantes: ORTOCLASA: K 2 O. Al 2 O 3. 6SiO 2. ALBITA: Na 2 O.Al 2 O 3. 6SiO 2. ANORTITA: CaO. Al 2 O 3. 2SiO 2. Otros mixtos, con distinta riqueza de sílice y utilizados con frecuencia son: OLIGOCLASA: Na 2 O. CaO. Al 2 O 3. 5SiO 2. LEUCITA: K 2 O. Al 2 O 3. 4SiO 2. NEFELINA: NaO, Al 2 O 3. 2SiO 2. Las sustancias que actúan como fundentes son las alcalinas que debilitan los enlaces del Sílice y rebajan la temperatura. Basilio Ballesteros Paniagua Página 2

3 OTROS FUNDENTES IMPORTANTES son los compuestos de Plomo (Pb), Hierro (Fe), Magnesio (Mg), Boro (B),... Se utilizan con frecuencia: CRETA O CALIZA: CO 3 Ca DOLOMITA: CO 2 (CaO. MgO) TALCO: 3Mg. 4SiO 2.H 2 O. ÓXIDO FÉRRICO: Fe 2 O 3 3. MATERIALES DESENGRASANTES * Carecen de propiedades plásticas y se añaden a las arcillas para: * Rebajar el grado de plasticidad, * Seque con seguridad evitando deformaciones y agrietamientos, * Disminuya el grado de contracción. * Aumenta la refractariedad. * Se utilizan también en la preparación de barnices y vidriados. Los más importantes: CUARZO: (Anhídrido de Silicio SiO 2 Es el mineral más abundante en la corteza terrestre. Es la materia prima, no plástica, más utilizada en cerámica. Se presenta: - Cristalizado: Cristal de roca que es puro y transparente. Cuando se encuentra teñido se le llama: Amatista (Violáceo), Topacio (Amarillo), Ópalo, Ágata. - Amorfo: Pedernal, calcedonia, jaspe. Se puede incorporar a la pasta de arcilla: En forma de arena rica en cuarzo como la arena de playa. Añadiendo cuarcita: Roca silícea de grano fino. En forma de Pedernal: Mineral gris, pardo o negro. El efecto que produce en las arcillas es aumentar la refractariedad y disminuir la plasticidad. También se utiliza en la preparación de barnices y vidriados. LOS FELDESPATOS: A altas temperaturas son fundentes pero a bajas, actúan como desengrasantes. Son componentes de muchas especies de rocas: Granito, sienita, pegmatita Por lo general, se incorporan a la masa cerámica en forma de pegmatita. LA MICA: Basilio Ballesteros Paniagua Página 3

4 Material frecuente en las rocas como el granito o en los gneises (roca pizarrosa feldespática). Es otra materia prima no plástica pero también rebaja la refractariedad por contener potasio que actúa como fundente. Es de difícil molienda por su estructura laminar. CRETA: Es Carbonato de calcio (CaCO 3 ). Se presenta de dos formas: Cristalino (mármol) y amorfo (tiza). Funciona como fundente en los vidriados y desengrasante en las arcillas. POLVO COMBUSTIBLE: Sustancias orgánicas combustibles que pulverizadas, se añaden a las pastas a las que aportan un aumento de porosidad al quemarse en el horno, como el serrín, las semillas y en general, todos los CARBONATOS y ÓXIDOS CERÁMICOS, y aquellos materiales que han sido fritados o calcinados como, por ejemplo, LA CHAMOTA. 4. MATERIALES REGULADORES: Cambian el aspecto externo de las pastas: a) COLORANTES: Constituidos principalmente por óxidos metálicos finamente molidos. Estos óxidos metálicos son: - Oxido férrico Fe 2 O 3 Rojo, pardo, verde (en reducción). - " de cromo Cr 2 O 3 Verde. - " de cobre CuO Verde, Azul, negro. - " de cobalto CoO Azul. - " de manganeso MnO 2 Marrón, violeta. - " de níquel NiO 2 Marrón, amarillo azul. - " de titanio TiO 2 Blanco. No da color. b) TEXTURANTES: Su misión es dar o variar algunas de las texturas posibles en cerámica: Titanio, zinc, bario, rutilo, chamotas, ilmenita,... e) OPACIFICANTES Refuerzan la opacidad de las pastas: Estaño (Sn), Circonio (Zr), Antimonio (Sb) y Titanio (Ti). ESTADOS DE LAS ARCILLAS O PASTAS Basilio Ballesteros Paniagua Página 4

5 Dependiendo de la cantidad de agua que contengan: Pasta líquida (muga o barbotina): Tiene gran cantidad de agua. Se pueden colar y sirve para pegar las piezas. Plástica: Cuando no le salen grietas al trabajarla y no se queda pegada a las manos o en los utensilios. Dureza de cuero: El barro se encuentra bastante duro pero todavía se puede doblar un poco y puede marcarse con un punzón o la uña. Secado al hueso: La arcilla dura y seca; cuando ha perdido toda su agua de plasticidad y por tanto se puede meter ya en el horno. Terracota: La Arcilla ya cocida. CLASES DE PASTAS PARA METODOS DE CONFORMADO Pastas, que son completamente adecuadas para algunos procesos, no funcionan en absoluto con otros. Clases: Pastas para torneado: No deben tomar agua fácilmente mientras se trabajan y mantener bien su forma. Materiales plásticos: Son pastas que se forman con una mezcla de una o varias arcillas plásticas ferrosas y otras margosas. Si necesita mayor plasticidad añadir algo de arcilla de bola y no más de un 2% de bentonita. Materiales antiplásticos: Deben contener el menor material no plástico posible como el Pedernal o los Feldespatos. Para piezas de más de 30 cm. la pasta debe tener algo de "mordiente" que le ayude a sostenerse: De 8 a 10% de material granular (chamota fina). Pastas para modelar: Se necesita una arcilla que seque con rapidez y seguridad y sin peligro de agrietamiento; debe, también, cocer con seguridad. Esto se consigue fácilmente agregando chamota en un 20 o 30%, o arcilla refractaria con o sin chamota. No les estorban los materiales fundentes por ser antiplásticos. Pastas para colar: Una suspensión fluida de arcilla con agua que no se asiente en el molde. Debe soltarse bien del molde al secarse, no contraer excesivamente ni deformarse y no formar grumos. Una mezcla corriente de agua y arcilla no colará bien en un molde de yeso porque va a necesitar una gran cantidad de agua para hacer una suspensión líquida. Basilio Ballesteros Paniagua Página 5

6 Resultado: Gran cantidad de agua encima y un barro pesado en el fondo. Necesita un proceso de "DEFLOCULACION". Consiste en añadirle "defloculantes" que son álcalis como el Silicato sódico (vidrio soluble) o ceniza de sosa (carbonato sódico anhidro). Cantidad? : la mitad del 1% del peso de la arcilla. Esto reduce a la mitad la cantidad de agua que necesita y las partículas quedan en suspensión. Pasta para prensado: De plasticidad media y con el mínimo de contracción y deformación en el secado Esta cerámica se maneja inmediatamente después de prensada y debe ser suficientemente resistente para mantener su forma. Pasta para loza: Es una pasta abierta de color blanco o marfil. Sus componentes fundamentales: Caolines, arcillas Refractarias, arena, pegmatita, feldespatos y greda. Esta pasta surge en Inglaterra en el intento de descubrir el secreto de la porcelana china. Recibe distintos nombre: Mayólica fina, loza inglesa, semiporcelana, etc. Se suele vidriar con un barniz para resaltar su color claro y se decora tanto bajo como sobre baño. Hay distintas variedades según su uso: Porosas o semigresificadas, empleándose para vajillas, sanitarios, baldosas, etc. Se cuece a temperaturas de 1050 a Gres: Es un mineral natural pero que también se puede producir industrialmente. Se caracteriza por ser una pasta cerrada y opaca. Soporta temperaturas altas. Vitrifica a más de 1400 pero a 1200 ya presenta una impermeabilización importante, cualidad que le ha hecho tradicionalmente muy apta para contener líquidos y sobre todo ácidos (por ejemplo, vinagre), ya que es muy resistente y prácticamente no porosa. Pertenece a la cerámica compacta cuyo grado de absorción es menor al 5%. Tiene colores gris, marfil, gamuza o castaño muy apreciados. Composición: Puede ser muy variada: Los gres comunes se consiguen mezclando tierras arcillosas refractarias vitrificables, más o menos plásticas. Otros, donde no existen estas arcillas, mezclando arcillas refractarias vitrificables con caolines, para aportar caolinita, arena para aportar cuarzo o pegmatita para aportar feldespatos. A veces se le añade ilmenita, rutilo o chamota para texturarlo. En este sentido podemos usar la siguiente formula general: constituyentes Clinkers Gres naturales Gres duros Gres blandos Basilio Ballesteros Paniagua Página 6

7 Colinita. Cuarzo. Feldespato. Greda magnesic % 30-40% 5-15% - Aprox. 55% 40% 5% % 40-45% 8-20% % 30-45% 20-35% 0-2% - Cocción: Templa. Cubierta CLAUDE VITTEL, Ccrámica (pastas y vidriados), Paraninfo; Madrid 1978 En la actualidad es muy utilizada por los artistas, tanto por su resistencia a como por la gran calidad de sus acabados. Si queremos un gres de formulación propia debemos conocer las materias primas que se suelen usar y su función según otro autor. Como veis hay variaciones: 1. Arcilla de gres. - Are. Secundaria, plástica y bastantes partículas de tamaño medio. 2. Arcilla refractaria. - Are. Secundarias con bajo contenido en fundente. Si lleva partículas gruesas se disminuye su plasticidad. 3. Arcilla de bolo: Secundaria, muy plástica, alto índice de encogimiento. 4. Arcilla de China: Primaria, blanca al cocer, menor índice de encogimiento que la de bolas. 5. Caolín: Similar a la arcilla de China. 6. Piedra de Cornualles: Granito parcialmente descompuesto con feldespato, mica y cuarzo que funde a la temperatura del gres. 7. Feldespato: Material alcalino combinado con alúmina y cuarzo. Funde a temperaturas de gres. 8. Pedernal o cuarzo: Fuentes de sílice. 9. Blanco España: Tiza de creta (Carbonato Cálcico) 10. Chamota: De distintos grosores. Es arcilla u otros cuerpos sometidos a cocción y triturados. 11. Bentonita: Are. Secundaria de gran plasticidad. "Las pastas de GRES son mezclas de arcillas, ya sean de gres, refractarias o de bola, modificadas por la adición de feldespatos o piedra de Cornualles, que actúan como fundentes; cuarzo o pedernal, que separan las partículas de arcilla y dan blancura a la pasta; y arcilla de China o caolín, que reducen el encogimiento y la plasticidad e incrementan la blancura y las cualidades refractarias". MATERIAS PRIMAS Arcilla de China (caolín) Basilio Ballesteros Paniagua Página 7

8 Arcilla refractaria Arcilla de bola Feldespato Cuarzo o arena Pedernal Chamota Posibles recetas generales de pastas de gres susceptibles de cambiar según lo expresado anteriormente: DAVID HAMILTON: Gres y Porcelana; Ccac, Barcelon a Porcelana: Es una cerámica blanca vítrea de mayor o menor translucidez. Es una pasta" cerrada" o sea, no porosa, al vitrificarse. No necesita, por tanto, ninguna cubierta que la impermeabilice. Si la lleva es como decoración. Como arcilla natural tiene color blanco amarillento o ligeramente azulado. Al cocer da un color muy blanco, resultando traslúcida si sus paredes son muy finas. Se fabrica artificialmente combinando arcillas de cochura blanca con feldespatos y pedernal. El aprecio por la porcelana china desató en Europa una apasionante búsqueda para la posesión de la fórmula de esta pasta. La autentica porcelana no se consigue en Europa hasta 1708, en Meissen cuando Botger descubrió el primer yacimiento de caolín. Punto de partida para formar una pasta de porcelana: 50% arcilla de China (caolín) 25% de feldespato 25% de pedernal. Conviene conservar el 25% de Feldespato aunque pueda ser sustituido en parte por Nefelina, La Sílice puede sustituirse hasta un 15% como límite inferior. Si sustituimos parte del caolín por arcilla de bolas, se mejoran las cualidades en el tomo pero disminuye su carácter traslúcido. Un 2-5% de bentonita la dispone también mejor para el tomo pero aumenta su contracción y las impurezas. Con algunos de estos cambios se intenta paliar la dificultad de la poca plasticidad y la alta temperatura de vitrificación (unos 1600 ) de estas pastas. Esta misma finalidad hace que a veces el porcentaje de caolín disminuya a favor de arcilla plástica aunque pierda blancura. Presento una receta de David Leach para una temperatura de C Arcilla de china 53% Feldespato potásico 25% Cuarzo molido 17% Basilio Ballesteros Paniagua Página 8

9 Bentonita 5% Se puede sustituir algo de cuarzo por caolín si se producen agrietamientos. Refractaria: Sus características principales son su elevado punto de vitrificación (Soporta temperaturas superiores a 1300 ) y su granulometría más bien gruesa. Son arcillas secundarias de bajo contenido en materiales fundentes. Su alta proporción de partículas gruesas reduce su plasticidad. Una pasta refractaria se puede conseguir a partir de cualquier tipo de pastas añadiéndole más de un 50% de chamota (polvo de molturar arcilla ya cocida) u otro desengrasante. Por tanto, cuando nos referimos a "refractario" no nos referimos a un material concreto sino a una cualidad de cualquier tipo de arcilla. Hay refractarios de arcilla roja, de gres, de caolín, etc. Los refractarios pueden ser naturales o compuestos. La característica principal de un refractario es la resistencia a los cambios bruscos de temperatura. Por eso se han hecho siempre con refractarios los cacharros destinados al horno y son también muy utilizados por los artistas contemporáneos que construyen cerámicas de tipo escultórico. La refractariedad de una arcilla se puede alterar por adición de sustancias fundentes o exaltadoras de la refractariedad. Basilio Ballesteros Paniagua Página 9