Характеристика та діагностика глин як гончарної сировини
Характеристика вихідної сировини
Перше, до чого логічно слід звернутися щодо гончарної технології — це використовуване глиняне сировину. Його характеристика в археологічних роботах зазвичай досить скупа, відірвана від гончарних навичок давніх майстрів. Археологи, як правило, описують види цементації і мінералогічний склад глин, ніяк не інтерпретуючи властивості, що виділяються ними, для реконструкції технологічної гончарної традиції. Тим часом, визначення якісної та кількісної мінералогії цементу містить масу інформації щодо власне гончарних властивостей сировини [Августинін А.І., 1975, с. 53-75].
Що ж є різні типи глин з точки зору їх використання в гончарному виробництві?
До найпоширеніших видів глинистих мінералів відносяться каолініт, галуазит, гідрослюди та монтморилоніт [Августинік А.І., 1975, с. 7-46].
Каолініт за складом водний алюмосилікат, утворюється екзогенним шляхом при вивітрюванні різних алюмосилікатів у кислому середовищі. За типом розрізняються первинні та вторинні глини. Первинний каолініт - це продукт руйнування алюмосилікатних порід, які залишилися на місці залягання материнської породи [Зальманг Р., 1935, с. 8-11]. У цьому випадку каолініт знаходиться в асоціації з кварцом та окислами заліза (рис. 1, 5-8) [Лазаренко Є.К., 1971, с. 409]. Вторинні каолініти - це відмучені, що зазнали перемиву первинні глини, вільні від домішки кварцу та оксидів заліза [Августинік А.І., 1975, с. 13-14; Петров В.П., 1970, с. 207-213]. Для керамічної діагностики це дуже важлива обставина, оскільки є додатковим критерієм у диференціації не тільки каолінітів, а й штучних та природних уламків кварцу. Так, А.А. Бобринський зазначав у первинних каолінахгострокутні зерна кварцу, у той час, як перевідкладений пісок (еолові та алювіальні процеси) містить в основному окатані кварцові уламки [Бобринський А.А., 1978, с. 82] (табл. А).
Таким чином, якщо зіставити розмірність уламків з окатанністю, присутністю оксидів заліза та петрографічними характеристиками, то можна визначити природу родовищ каолініту та сформулювати версію про походження кварцевої уламкової домішки.
Вироби з каолінітових глин добре переносять випал і сохнуть відносно швидко без особливої шкоди для судини [Grim R.E., 1962, н. 54].
Галлуазит утворюється екзогенним шляхом у кислому чи нейтральному середовищі. Зустрічається у ґрунтах, збагачених органічними кислотами; у родовищі глин знаходиться в асоціації з каолінітом [Лазаренко Є.К., 1971, с. 411]. Галлуазит має низьку формуемость, що виражається в розтріскуванні вже в процесі формування та сушіння. Вироби з галуазиту повинні сохнути дуже повільно, щоб попередити усадкові процеси.
Гідролюди — це проміжне утворення між слюдами і глинистими мінералами шаруватої структури, має погану формуваність. Електронна мікроскопія чітко діагностує лускату структуру мінералів (рис. 1,1-4) [Heimann R.B., 1982, н. 91; Фадєєва B.C., 1961, с. 8].
Монтморилоніт - глинистий мінерал, що утворюється, головним чином, в умовах лужного середовища [Лазаренко Є.К., 1971, с. 431]. Мінерали монотморилоніту мають високу поглинальну здатність [Фадєєва B.C., 1961, с. 12], сильно набухають в асоціації з водою: тонколускатий монтморилоніт може збільшуватися в обсязі до 20 разів [Бурлаков Г.С., 1972, с. 29]. Пластичність і усадка при сушінні цього мінералу дуже висока. Тому в процесі сушіння у виробах проявляєтьсясильне розтріскування. Монтморилоніти, як правило, не можуть використовуватися одні. Добавка їх до інших глини в пропорції менше 10% може бути корисною, оскільки значно покращує формуваність [Rye O.S., 1981, p. 20].
Таким чином, усі перелічені характеристики глин безумовно враховувалися в емпіричних знаннях та навичках древніх гончарів, оскільки властивості глин (пластичність, формуваність, повітряна та вогнева усадка) визначали технологію виробництва та призначення виробів.
Для технологічних операцій однією з найважливіших характеристик є формуемость глини чи її в'яжуча здатність.
Формування слід відрізняти від пластичності. Пластичність - це властивість глини набувати будь-якої стійкої форми після замочування її водою [Зальманг Г., 1935, с. 56; Бурлаков Г.С., 1972, с.42]. Формування визначається здатністю глини зберігати пластичність при змішуванні з непластичними матеріалами [Фадєєва B.C., 1961, с. 61]. Наприклад, сильно пластичні глини (монтморилоніти) мають гарну формуємість, коли використовуються одні. Введений у глиняну сировину непластичний матеріал забирає частину пластичності глини (отощує її). З іншого боку, малопластична глина може мати необхідну сполучну здатність і бути придатною для формування. Її пластичність може бути посилена введенням добавок, що пластифікують: дубильних кислот [Rye O.S., 1981, p. 31], послід тварин [Matson F.R., 1956, p. 356-357], молочної кислоти [Зальманг Р., 1935, с. 50], кислого вина, водоростей [Rye O.S., 1981, p. 49]. Г. Зальманг пише: «Водорослева флора проростає всю глину і діє як холодець, що полегшує формування» [Зальманг Г., 1935, с. 48].
Іншим способом, що збільшує пластичність сировини, є закисання глини при тривалому вилежуванні ввологий стан. Збільшення пластичності відбувається завдяки вторинному поглинанню глиною води, яка була в ній спочатку. Поливання глини та багаторазове перелопачування (І.І. Шопік) може посилити дію вилежування [Зальманг Г., 1935, с. 53]. Цей спосіб відомий мені із польових спостережень серед білоукраїнських гончарів (д. Ружани, Західна Білоукраїнсія). У процесі вилежування спостерігається закисання (розкладання) органіки (утворення колоїдних речовин), що знаходиться в глині, у зв'язку зі зростанням бактерій і мікроорганізмів і вимивання розчинних солей (сульфатів, хлоритів). Саме це обставина характеризує приказка: «Дід готує глину для онука», тобто. властивості глини покращуються з часом у процесі вилежування.
Ще одним способом обробки глинистої сировини є виморожування. Вода, що у мікротріщинах і порах, при замерзанні збільшується обсягом приблизно 10%, руйнуючи зв'язку глинистих частинок, роблячи породу одноріднішою. Це своє чергу посилює пластичність і формуемость [Волков М.І., 1974, з. 20].
в українському та українському гончарстві, наприклад, виморожування глини служило одним із прийомів, що покращують її властивості [Данченко Л.С., 1974, с. 54; Волков Ф.Н., 1893, с. 3]. Так, Л.С. Кітіцина повідомляє, що глину видобували зазвичай узимку, збивали її в грудки та проморожували. Після цього глину возили і складали в глинники або просто у дворі [Кітіцина Л.С., 1964, с. 150].
Таким чином, пластичність та формуваність глин може регулюватися різними способами обробки сировини. Залежно кількості присутньої непластичної фракції природного походження глини діляться такі види: жирні — понад 50% від ваги глини; пластичні - 20-50%; худі - до 20% [Бурлаков Г.С., 1972, с. 42]. Різні потипу глини потребують різних кількостей домішки. У білоукраїнських гончарів ступінь жирності глини визначалася кількістю домішки, що вводиться в неї [Милюченков C.Л., 1984, с. 36]. Для каолінітових глин доцільною є добавка непластичних матеріалів від 20 до 50%, для монтморилоніту — до 80%. Якщо добавки становитимуть до 15%, вони малоефективні зміни властивостей (пластичність, формуемость) глини [Rye O.S., 1981, p. 49]. Однак, у зв'язку з тим, що глинисті матеріали часто вже містять природні домішки, кількість включень, що штучно вводяться, може бути набагато менше.
Властивості глини як матеріалу для керамічного виробництва багато в чому залежать від гранулометричного складу та текстури складових її частинок. Текстура глини, А. Шепард [Shepard А.О., 1963, tab. 5], класифікується так:
64-4 мм - гравелітова 4-2 мм - грубозерниста 2-1 мм - дуже сильно запесочені 1000-500 мк - сильно запесочені 500-250 мк - середньо запісочені 250 -125 мк - слабо запесочені 125-60 мк - дуже слабо запесочені 60-4 мк - мулуваті