CERAMICHE CHIMICA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI

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1 1 Le Argille CERAMICHE CHIMICA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI Le argille costituiscono il materiale di partenza con cui, attraverso varie lavorazioni, si ottengono tutti quei prodotti genericamente chiamati ceramiche. In Geologia le argille, dette anche crete o terre, sono definite come rocce sedimentarie clastiche poco coerenti, in altre parole sono rocce più o meno friabili costituite da piccoli frammenti di vari minerali, ossia i clasti ( dal greco Klastos = spezzato) tenuti assieme da un materiale cementante poco tenace costituito dai cosiddetti minerali delle argille. Come vedremo più avanti, tutte le rocce esposte all azione dell ambiente in cui vengono a trovarsi sono soggette a fenomeni di disgregazione di tipo fisico, chimico o biologico che tendono a ridurle in frammenti sempre più piccoli. In base alle dimensioni decrescenti dei granuli, questi frammenti prendono il nome di: massi, ciottoli, ghiaie, sabbie e silt. Per convenzione, sono chiamati sabbie i materiali costituiti da granuli con un diametro compreso tra 2 mm e 40 µm, ( 1 µm = un micrometro = un milionesimo di metro = un millesimo di millimetro), mentre i materiali costituiti da granuli con diametro inferiore a 40 µm, sono chiamati silt. I granuli costituiti dai minerali delle argille hanno, di solito, dimensioni simili a quelle dei granuli di silt, sono però di origine chimica, infatti la loro formazione avviene attraverso reazioni chimiche tra la superficie di determinate rocce e l ambiente esterno. Le Sabbie ed i Silt Siccome qualsiasi roccia può subire dei processi di disgregazione in teoria le sabbie ed i silt possono contenere frammenti di qualsiasi minerale, comunque, con il passare del tempo, tenderanno a prevalere i minerali più duri, chimicamente più stabili e più diffusi in natura. Perciò, tra i componenti più comuni delle sabbie e dei silt troveremo il quarzo, i feldspati, i granati, le miche e la magnetite, mentre minerali molto comuni, come il calcare CaCO 3 e la dolomite (Ca,Mg)CO 3, relativamente teneri e chimicamente non troppo stabili, si troveranno solo nelle sabbie più giovani. A seconda della composizione, del tipo di trasporto e dell età della sabbia, i granuli possono avere una forma spigolosa oppure più o meno arrotondata. Infine, i granuli che costituiscono una sabbia od un silt in genere assorbono e legano pochissimo l acqua, questa è una cosa molto importante da ricordare per comprendere il comportamento delle argille. I minerali delle Argille I cosiddetti minerali delle argille costituiscono il cemento che tiene uniti i granuli di sabbia e di silt. Tra tutti i minerali presenti sulla superficie terrestre sono tra i più diffusi e più importanti per la vita, ma sono anche tra i meno appariscenti perché sono costituiti da cristalli piccolissimi, raramente distinguibili ad occhio nudo, con la forma di prismi esagonali sottilissimi e molto irregolari, con una lunghezza quasi sempre inferiore a 20 µm (0,02 mm). Sono minerali dell alluminio, alcuni idrossidi come il diasporo AlO(OH) e l idrargillite Al(OH) 3 ed alcuni silicati come la caolinite, la montmorillonite, la halloisite e la nontronite. La loro origine è chimica in quanto si formano attraverso reazioni chimiche tra alcuni alluminosilicati e i componenti dell ambiente circostante, in particolare con acqua ed anidride carbonica a temperature elevate ( processi idrotermali). Esistono numerosi minerali delle argille che, mescolati a sabbie e silt, danno origine ad un grandissimo numero di argille diverse tra loro come composizione e come proprietà.

2 2 Oltre che a produrre ceramiche, le argille sono utili per un gran numero di altri impieghi. Prima di tutto, insieme alla sabbia ed all humus, le argille sono un componente indispensabile dei terreni fertili, dove hanno la funzione di trattenere l acqua e le sostanze nutritive a disposizione delle piante. Questa capacità di assorbire e trattenere determinate sostanze è maggiore in alcune argille, dette smectiche, usate per la purificazione di acque, vini ed oli vegetali, per la sgrassatura della lana appena tosata e come farmaco per assorbire sostanze tossiche presenti nell intestino oppure come fanghi terapeutici. Un argilla di questo tipo, l attapulgite, è usata nel restauro delle pietre proprio per queste proprietà assorbenti. Le argille vengono usate anche nella produzione di saponi, cosmetici, mine per matite, pastelli, paste per modellare, stucchi per vetri, stampi per colate, cariche per la carta, eccetera. Le argille ricche di calcare, chiamate marne, servono alla produzione di malte idrauliche e di cementi, mentre da una varietà particolare di argilla, la bauxite, si ricava l alluminio. Tra i minerali delle argille che entrano nella composizione di argille adatte ad ottenere le ceramiche, i più importanti sono la caolinite e la montmorillonite. Caolinite Il nome deriverebbe da quello di una località cinese chiamata Kao Ling, Composizione chimica Al 2 (OH) 4 (Si 2 O 5 ). Origine: da lenta alterazione idrotermale di feldspati, feldspatoidi e di altri silicati alluminiferi presenti come minerali essenziali in molte rocce, specialmente graniti e gneis La caolinite pura si presenta come una terra morbida, untuosa al tatto, di colore bianco, se è impura tende al grigio, al giallognolo od al verde a causa delle impurezze presenti. Un argilla costituita essenzialmente da caolinite si può trovare in depositi di origine primaria e prende il nome di caolino, usato nella produzione di porcellane e di altre ceramiche pregiate. La caolinite è molto più comune in depositi sedimentari di origine secondaria dove si trova mescolata ad altri materiali. I maggiori giacimenti di Caolino si trovano nelle località più famose per le porcellane, oltre alla Cina, ricordiamo Limoges, in Francia, la Baviera e la Sassonia. In Italia esistono giacimenti di Caolino in provincia di Sassari, Segnalata in piccoli noduli con fluorite ad Oleggio ( Novara) e nel porfido di Cuasso al Monte (Varese) Montmorillonite Il nome deriva da Montmorillon, una località francese nel dipartimento di Vienne Composizione chimica media : (Na,Ca) 0.3 (Al,Mg) 2 (OH) 2 (Si 4 O 10 ) nh 2 O Origine: da ceneri vulcaniche alterate da fenomeni idrotermali o dal disfacimento di rocce eruttive povere di silice. Come materiale relativamente puro si trova sotto forma di granuli, di aggregati di piccoli cristalli, di scaglie piccolissime oppure in ammassi terrosi. Il colore è molto variabile, a seconda delle impurezze contenute, dal bianco al rosa, al giallastro, al verdastro o al bluastro. Ha la particolarità di assorbire grandi quantità di acqua, fino a venti volte il suo volume, formando una massa gelatinosa ad alta viscosità. La montmorillonite è un componente essenziale di molte argille, in particolare delle bentoniti Origine geologica delle Argille. Come abbiamo visto all inizio, le argille sono rocce di origine sedimentaria. I processi sedimentari comprendono tutti quei fenomeni geologici che si svolgono sulla superficie terrestre od a profondità relativamente modeste per effetto degli agenti atmosferici come la pioggia ed il vento, delle acque superficiali o sotterranee e dei movimenti causati dalla forza di gravità, come le frane. Queste trasformazioni avvengono a temperature e pressioni relativamente basse e, normalmente, con tempi lunghissimi. Nei processi sedimentari possiamo distinguere quattro fasi : degradazione, trasporto,

3 3 sedimentazione e diagenesi. Queste fasi non si susseguono necessariamente nell ordine scritto e, nella storia delle singole rocce sedimentarie che ci circondano, possono ripetersi anche moltissime volte. Degradazione. Tutte le rocce presenti sulla superficie terrestre sono soggette a fenomeni di erosione e di disgregazione dovuti alle interazioni con l ambiente che le circonda. Queste interazioni possono essere di tipo fisico e di tipo chimico. Le interazioni di tipo fisico concorrono a frantumare le rocce in frammenti sempre più piccoli facendo, così, aumentare la superficie esposta all attacco chimico. Le principali interazioni fisiche sono : le escursioni termiche, in particolare se ampie e frequenti, l alternanza di gelo e disgelo dell acqua, l azione meccanica del ghiaccio, del vento e dell acqua in movimento. Le interazioni di tipo chimico sono esercitate specialmente dall ossigeno e dall acqua, quest ultima, quando contiene in soluzione sostanze come l anidride carbonica, ioni solfuro o ioni solfato, costituisce un reagente particolarmente attivo. L attività delle soluzioni acquose aumenta notevolmente quando è associata a fenomeni vulcanici che possono determinare un notevole aumento dei valori di temperatura e di pressione; in questo caso si parla di processi idrotermali. Infine, tra le cause di alterazione chimica e fisica, non dobbiamo dimenticare l azione di molti organismi animali e vegetali, l attività biologica che si accompagna a questi processi e la conseguente formazione di composti organici, in particolare il cosiddetto humus, porta alla formazione dei terreni fertili. Abbiamo già visto che le argille sono costituite essenzialmente da una miscela di sabbie e silt e dai minerali delle argille. Mentre le sabbie ed i silt provengono essenzialmente dalla disgregazione fisica di qualsiasi roccia e quindi di minerali di qualsiasi tipo, i minerali delle argille hanno origine, attraverso una serie di reazioni chimiche, da alcune categorie ben definite di minerali: i feldspati, i feldspatoidi ed alcune miche. I Feldspati. I feldspati costituiscono un gruppo di minerali molto diffusi in natura, da soli rappresentano circa il 60% della massa delle rocce eruttive, in percentuale minore sono presenti nelle rocce metamorfiche ed in alcune rocce sedimentarie. Chimicamente i feldspati sono alluminosilicati di sodio, potassio,, calcio e molto raramente bario. I feldspati puri sono: Ortoclasio KAlSi 3 O 8 Albite NaAlSi 3 O 8 Anortite CaAl 2 Si2O 8 Celsiana BaAl 2 Si 2 O 8. A parte la celsiana, molto rara perché il bario è un elemento poco comune, gli altri tre sono comunissimi in natura dove si possono trovare sia relativamente puri, sia in miscela isomorfa tra loro. Il più facile da riconoscere è l ortoclasio quando, a causa di piccole quantità di ossidi di ferro presenti nel suo reticolo cristallino, assume una colorazione rosa o rosso bruna come nel granito rosa di Baveno o nel porfido di Cuasso al Monte (Va). È curiosa l origine del termine feldspato, letteralmente spato di campo : feld è una parola tedesca che significa campo, mentre il termine spato, in mineralogia, indica quei minerali che si rompono facilmente in pezzi con forma di solidi geometrici relativamente regolari, infatti i frammenti di cristalli di questi minerali, provenienti dal disfacimento meccanico delle rocce che li contengono, si trovano facilmente durante la lavorazione dei terreni agricoli. I Feldspatoidi. I feldspatoidi costituiscono un gruppo di alluminosilicati di sodio e di potassio che hanno una composizione chimica simile a quella dei feldspati alcalini: l ortoclasio e l albite, sono meno diffusi dei feldspati, si trovano in rocce eruttive povere di silice e non sono mai associati al quarzo, a differenza dai feldspati che sono quasi sempre associati al quarzo. Tra quelli usati anche nella preparazione delle ceramiche, come fondente, troviamo la Nefelina KNa(AlSiO 4 ) 4.

4 4 Le miche Sono dei fillosilicati, come i minerali delle argille, ma con cristalli lamellari decisamente più grossi, tanto da essere state usate, ad esempio, al posto dei vetri nelle finestre. Le miche hanno una composizione chimica piuttosto complessa e sono diffusissime ed abbondanti come componenti essenziali di molte rocce vulcaniche intrusive come i graniti e di rocce metamorfiche come gneis e micascisti. Sono facilmente riconoscibili quando si trovano sotto forma di lamine brillanti di colore argenteo o dorato. ( il nome mica deriva dal latino micare = luccicare). Le più comuni sono la Biotite e la Muscovite. ======================================================================= Le reazioni chimiche che provocano la disgregazione di questi minerali, trasformandoli in minerali delle argille, sono numerose, talvolta molto complesse e sovrapposte tra loro. Un esempio abbastanza semplice può essere la rappresentazione teorica della reazione data da un feldspato come l ortoclasio a contatto con acqua ricca di anidride carbonica, meglio se ad alta temperatura: 2KAlSiO 4 + H 2 O + CO 2 Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 4SiO 2 + K 2 CO 3 Ortoclasio + acqua + anidride carbonica caolino + silice + carbonato di potassio. Questa reazione porta alla formazione di tre composti. Il caolino, un minerale delle argille che, essendo insolubile in acqua, potrà restare in loco formando un deposito di origine primaria, oppure, ad esempio per azione della pioggia, verrà trasportato e mescolato con altri minerali formando depositi argillosi di origine secondaria. La silice che, potremo ritrovare in una delle tantissime varietà che questo composto può presentare in natura. Il carbonato di potassio che, essendo solubile in acqua, verrà trasportato altrove, potrà essere utilizzato per la formazione di altre rocce o potrà rimanere disciolto nell acqua come sale e costituire quindi, per quanto riguarda lo ione K +, un ottimo nutrimento per le piante. Trasporto Le rocce disgregate in frammenti di varie dimensioni e talvolta trasformate in altri composti dalle più svariare reazioni chimiche, vengono, pian piano, prelevate e portate lontano. I principali agenti di trasporto sono i corsi d acqua, i ghiacciai, il vento e le correnti marine. Per quanto riguarda ad esempio l acqua corrente dei fiumi dobbiamo considerare che la capacità di trasporto, per una data velocità della corrente, dipende dalle dimensioni, dalla densità e dalla composizione dei granuli, ossia avremo un trasporto ed una deposizione selettiva determinati dalla granulometria ed dalle proprietà chimico-fisiche delle specie minerali presenti. In altre parole le particelle più piccole, meno dense e con maggiori interazioni con il mezzo di trasporto vengono trasportate più lontano. Contemporaneamente il trasporto nell acqua, che è il caso più comune, allontana dai sedimenti la maggior parte dei componenti solubili in essa. Inoltre, poiché un lungo trasporto determina un progressivo smussamento degli spigoli dei granuli, a causa degli urti e degli attriti tra essi, la loro forma tende a diventare sempre più arrotondata ed uniforme. Proprio in base al tipo di trasporto subito, le argille vengono distinte in: argille di origine primaria ed argille di origine secondaria. Le argille di origine primaria, come il caolino in alcuni rari depositi, sono sempre rimaste vicine alle rocce madri e non hanno subito nessun trasporto rilevante da parte di acqua, ghiaccio e vento; tutt al più sono scivolate dai fianchi delle rocce di origine depositandosi alla loro base. Per questo motivo le argille primarie possono essere particolarmente pure, però sono costituite da particelle anche relativamente grosse e spigolose, hanno una granulometria non uniforme e, nel loro interno, possono contenere dei residui di roccia madre, questi fattori rendono il materiale poco plastico e più difficile da lavorare rispetto alle argille secondarie.

5 5 Le argille di origine secondaria con il passare del tempo, inteso nell ordine di migliaia o addirittura di milioni di anni, se tra gli agenti di trasporto comprendiamo i movimenti orogenetici della crosta terrestre, possono essere state trasportate e depositate più volte. Di conseguenza le particelle delle argille secondarie sono più piccole, più uniformi e più arrotondate di quelle delle argille primarie. Però le argille secondarie sono meno pure perché, durante il loro viaggio si sono mescolate ad altre sostanze, come altre argille, sabbie, ossidi di ferro, calcare, resti di animali e di vegetali. Ad esempio nell alveo del Po si mescolano materiali provenienti sia dalle Alpi che dagli Appennini, trasportati da fiumi e torrenti che attraversano territori geologicamente molto diversi tra loro. Molti giacimenti di argilla sono ricchi di fossili perfettamente conservati, sono abbastanza comuni anche noduli concrezionati di pirite, calcite, gesso ed altri minerali. alcune impurezze presenti in forma estremamente suddivisa colorano le argille che, se fossero costituite unicamente da un minerale delle argille, avrebbero un colore tendente al bianco, al giallognolo o al verdognolo. Una tinta grigio scura o nerastra può essere data dalla presenza di sostanze carboniose di origine organica. Una tinta azzurrognola o verde scura viene attribuita alla presenza prevalente di composti di ferro con numero di ossidazione +2, mentre una tinta da giallo chiara a rosso bruna è data dal prevalere di composti di ferro con numero di ossidazione +3. Un colore rosso bruno intenso, tendente al violaceo indica in genere la presenza di composti del manganese uniti a quelli del ferro. Le argille nere, verdi o azzurre, dopo una lunga esposizione agli agenti atmosferici acquistano in superficie una tinta giallastra o rossiccia a causa di processi di ossidazione dovuti prevalentemente all ossigeno presente nell aria. Sedimentazione. Quando la forza della corrente, costituita da acqua o da aria ( il vento ) diventa insufficiente a tenere in sospensione ed a muovere i granuli di una determinata grandezza, densità e composizione, questi tenderanno a depositarsi. I sedimenti fluviali che possiamo osservare lungo il letto del fiume stesso, ci appaiono, di solito, formati da lenti più o meno appiattite, di natura sabbiosa, argillosa o ghiaiosa, separate tra loro delle oscillazioni di velocità dell acqua. Ad ogni episodio di piena questi sedimenti vengono in parte sollevati, rimescolati, nuovamente separati e depositati più avanti. I materiali più fini, che restano in sospensione più a lungo, sono quelli che arrivano più velocemente alla foce del fiume dove tendono a depositarsi sul fondo di un bacino lacustre o marino. La causa principale della sedimentazione è data dalla brusca diminuzione della velocità delle acque del fiume che si allargano stendendosi a ventaglio, di conseguenza i sedimenti tenderanno ad avanzare nel bacino stesso formando un deposito a forma di mezzo tronco di cono detto conoide di deiezione con una ulteriore separazione in frazioni diverse. Diagenesi. Il sedimento, mobile ed incoerente, impregnato d acqua e con comportamento plastico, subisce, specialmente a causa degli strati sovrastanti, dei processi chimico fisici che, attraverso l espulsione più o meno completa dell acqua, la cristallizzazione di alcuni sali presenti in soluzione ed eventuali reazioni chimiche, portano alla formazione di una roccia più coerente. L insieme dei fenomeni che avvengono durante il passaggio da sedimento a roccia più o meno coerente, a temperature e pressioni relativamente basse, prende il nome di diagenesi.

6 6 Il comportamento delle Argille con l acqua La plasticità Tutte le argille assorbono e trattengono più o meno facilmente l acqua trasformandosi in una massa pastosa che, in determinate condizioni di viscosità, può essere modellata. Aumentando la quantità di acqua, alcune di esse possono formare una sospensione piuttosto stabile, una specie di gelatina con caratteristiche colloidali. Queste sospensioni, che possono essere più o meno fluide, sono quelle che comunemente chiamiamo limo, fanghiglia, fango, melma, mota. Proprio perché tra gli aggregati di minerali delle argille e l acqua si formano dei legami chimici abbastanza forti, quando l argilla è impregnata d acqua tende a costituire uno strato impermeabile all acqua stessa. Le stesse argille, asciugando all aria, si contraggono sensibilmente, spesso screpolandosi e formando delle zolle con una crosta superficiale molto dura e difficilmente bagnabile, possono però ritornare plastiche quando vengono nuovamente bagnate. Questo comportamento è più evidente nelle argille povere di sabbia e ricche di minerali argillosi, sono infatti questi ultimi quelli che hanno la proprietà di assorbire e legare fortemente l acqua. mentre la sabbia è costituita da particelle che assorbono e legano pochissimo l acqua. Abbiamo già visto che i minerali delle argille sono dei fillosilicati, ossia sono costituiti da aggregati di cristalli lamellari piccoli e sottilissimi. La struttura del reticolo cristallino di questi cristalli è piuttosto complessa, ma è proprio a causa di questa struttura che essi presentano sulla superficie esterna delle cariche elettriche residue responsabili della facilità con cui le argille stesse possono assorbire e cedere acqua o altri composti muniti di carica elettrostatica. Quando un argilla è umida gli aggregati di cristalli dei minerali argillosi si circondano di molecole d acqua che permettono loro di scivolare uno sull altro se il materiale viene sottoposto ad una sollecitazione meccanica e di rimanere nella nuova posizione quando la sollecitazione cessa di agire. Questa proprietà tipica delle argille, di poter essere modellate a temperatura ambiente in qualsiasi forma, senza rompersi e creparsi, è chiamata plasticità. La grandezza e l uniformità delle particelle che compongono un argilla hanno una notevole influenza sulla sua plasticità, infatti più le particelle costituite da aggregati di minerali argillosi sono piccole, più è estesa la superficie esposta in grado di legare e trattenere l acqua e, quindi, l argilla è più plastica. Per questo motivo le argille secondarie, che contengono particelle più fini e più uniformi, sono più plastiche delle argille primarie. Al contrario le particelle non argillose, come i minerali contenuti nelle sabbie, fanno diminuire notevolmente la plasticità di un argilla, fino ad annullarla quando sono in quantità eccessiva. L argilla fresca, cioè l argilla appena estratta dal sottosuolo è di solito poco plastica e difficile da lavorare perché le particelle che la compongono sono fortemente compattate e legate tra loro. Diventa più plastica se la si lascia invecchiare all aria aperta immersa nell acqua e se viene rimescolata piuttosto spesso per almeno alcuni mesi. In alcune zone della Cina l argilla veniva lasciata invecchiare addirittura per alcune decine di anni. L invecchiamento ed il rimescolamento permettono all acqua di penetrare sempre più all interno del materiale argilloso, frammentando in particelle sempre più piccole gli aggregati di cristalli dei minerali delle argille, idratandoli in modo più completo. Durante l invecchiamento la plasticità migliora anche grazie alle sostanze di rifiuto colloidali prodotte da piccoli microorganismi animali, detti infusori, che vivono negli strati superficiali delle argille umide.

7 7 La Classificazione delle Argille Le argille adatte alla produzione delle ceramiche vengono classificate in vari modi, abbiamo già visto la distinzione tra argille di origine primaria ed argille di origine secondaria. In base al loro comportamento quando vengono lavorate sono distinte in: Argille grasse e argille magre. Nelle argille grasse predominano i minerali delle argille, le particelle hanno dimensioni uniformi e la sabbia è presente in piccole quantità. Queste argille sono morbide e pastose al tatto ed hanno una plasticità elevata. Le argille magre sono più ricche di sabbia che può avere una granulometria più o meno uniforme, ma che determina comunque una plasticità più ridotta. Al tatto sono ruvide e dure. In base al loro comportamento alle alte temperature sono distinte in: Argille refrattarie ed argille fusibili. La temperatura di cottura e di vetrificazione di una argilla dipende sia dalla temperatura di fusione dei suoi singoli componenti, sia dalle reazioni chimiche a cui questi componenti possono dare luogo durante il processo di riscaldamento. Tra due componenti di una miscela sottoposta ad un aumento graduale di temperatura si vengono a creare delle interazioni di tipo chimico-fisico per cui il componente con temperatura di fusione più bassa fa sì che la miscela fonda, in genere, ad una temperatura di fusione intermedia a quella dei due e, talvolta, ad una temperatura di fusione minore a quella di entrambe ( miscele eutettiche). Il componente che abbassa la temperatura di fusione viene chiamato fondente. Le argille refrattarie sono argille che vetrificano a temperature maggiori di 1500 C, sono le argille più ricche in minerali argillosi, in silice SiO 2 ed in allumina Al 2 O 3, tutti composti che fondono a temperature molto elevate : allumina 2050 C, silice 1670 C, caolinite 1800 C, mentre mancano quasi del tutto gli ossidi di ferro, i carbonati ed altre sostanze che agiscono come fondenti abbassando la temperatura di cottura e di vetrificazione. Le argille fusibili, al contrario, vetrificano e fondono al di sotto dei 1500 C, esse contengono una percentuale più elevata di sostanze che agiscono da fondenti, come ossidi di ferro e carbonati. Le argille vengono classificate anche in base alla loro composizione chimica: Caolini. I caolini sono argille primarie costituite da caolinite quasi pura, hanno origine da processi idrotermali dovute all azione di acque circolanti in zone vulcaniche attive, per questo, molto calde e ricche di gas, come l anidride carbonica, che hanno agito su rocce contenenti feldspati come l ortoclasio. Essendo rimaste nello stesso posto in cui si sono formate sono costituite da particelle relativamente grosse e con una granulometria non uniforme. Di solito contengono anche piccoli frammenti di roccia madre non reagita, in particolare quarzo, feldspati e miche. Per queste ragioni, nonostante il contenuto piuttosto elevato di minerali argillosi, il caolino non è molto plastico ed ha un leggero ritiro. se è relativamente puro risulta bianco, sia prima che dopo la cottura e fornisce oggetti translucidi se è lavorato in spessore sottile, è un materiale piuttosto raro e costoso ed è il componente indispensabile per ottenere le vere porcellane. Puro, cuoce a circa 1800 C, per renderlo più plastico e per abbassare la temperatura di cottura viene mescolato con argille bianche più plastiche e con fondenti come feldspati o calcare puri.

8 8 Bentoniti Le bentoniti contengono, come minerale argilloso, quasi unicamente la montmorillonite, hanno origine da ceneri e tufi vulcanici, sempre per azione dell acqua ricca di anidride carbonica. Come già visto, assorbono grandi quantità di acqua e sono molto plastiche. Quando piove i terreni ricchi di bentonite si gonfiano, aumentano di volume e diventano sdrucciolevoli e gelatinosi, Questi terreni costituiscono zone ad elevatissimo rischio idro-geologico, la causa delle cosiddette colate di fango. Una bentonite terrosa ed impura, mescolata ad illite, costituisce la Terra bianca di Vicenza. Nella produzione di ceramiche le bentoniti vengono aggiunte ad altre argille poco plastiche, al esempio il caolino, per aumentarne la plasticità. Argille Ferruginose. Sono argille secondarie che contengono una percentuale elevata di ossidi più o meno idrati di ferro, questi composti agiscono sia da fondente che da colorante, quando la percentuale di composti di ferro e, talvolta, di manganese è abbastanza elevata queste argille costituiscono le cosiddette terre colorate usate dai pittori. Cuociono tra 850 e 950 C, dopo la cottura risultano di colore rosso o rosso bruno e molto porose. Sono le argille più usate per la produzione di ceramiche a basso costo come laterizi e vasi per fiori. Argille Calcaree. Sono argille secondarie contenenti una percentuale elevata di carbonato di calcio CaCO 3, in genere sono usate in miscela con altre argille, specialmente con quelle ferruginose. La presenza di calcare o di altri carbonati in un argilla può essere rivelata facendone reagire una piccola quantità con acido cloridrico: CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2. L effervescenza dovuta alla anidride carbonica CO 2 indica la presenza di carbonati, la vivacità della reazione può dare un idea, sia pure approssimata, della loro concentrazione. Naturalmente esistono dei metodi di analisi per determinare in modo preciso la composizione e la percentuale dei vari componenti delle argille. Argille Silicee. Sono argille secondarie ricche di sabbie silicee, si trovano facilmente lungo gli alvei dei fiumi. Cuociono tra 850 e 900 C ed hanno un colore bruno, rossastro o giallo ocra a seconda della quantità e del tipo di ossidi di ferro contenuti. Sono usate, tra l altro, per produrre oggetti destinati alla cottura di alimenti perché la percentuale elevata di silice contenuta favorisce la resistenza agli sbalzi di temperatura. Ball Clays Si tratta di un termine anglosassone, letteralmente argille palla usato per indicare alcune argille secondarie a grana fine che rimangono bianche dopo la cottura. Cuociono a circa 1300 C ed hanno un ritiro molto elevato, fino al 20%, per questo non possono essere usate da sole, sono spesso mescolate al caolino. In base ai prodotti che vengono ottenuti sono classificate come: Terraglie. Si possono trovare allo stato naturale, oppure sono preparate con impasti artificiali. Nel primo caso si tratta di argille ferruginose, comunemente chiamate crete, contengono notevoli quantità di ossidi di ferro, calcare ed altre impurezze che ne abbassano la temperatura di cottura. Anche la plasticità ed il colore dipendono dalle impurezze contenute, in genere danno prodotti porosi e sono usate per ceramiche a basso costo..

9 9 Nel secondo caso si possono preparare degli impasti costituiti da argille bianche, sia prima che dopo la cottura, in quelli più pregiati si aggiungono anche piccole quantità di caolino, vengono usati per imitare le porcellane specialmente nel caso di piatti, tazzine ecc. Porcellane. Si tratta di impasti formati da caolino e ball clays od altre argille bianche che costituiscono la parte argillosa, come fondenti si usano in genere feldspati. Cuociono tra 1400 e 1500 C dando un prodotto bianco e translucido. Le cosiddette porcellane tenere cuociono a circa 1200 C, questa temperatura di cottura più bassa viene ottenuta usando come fondenti il fosfato di calcio Ca 3 (PO 4 ) 2 sotto forma di cenere d ossi, la sienite nefelinica od il carbonato di calcio. Fire Clays o Argille a Fuoco Impasto poco plastico con una percentuale elevata di chamotte, contiene caolino o argille refrattarie e feldspati. Resistono senza deformarsi a temperature attorno ai 1500 C. la loro plasticità varia moltissimo a seconda della miscela. Gres Impasti di argille refrattarie, con temperature di cottura relativamente elevate, da 1200 a 1350 C, si possono trovare anche in natura. Dopo la cottura sono compatti, con aspetto vetroso e di colore bruno, grigio o rosato. Alcuni nomi sono termini usati dai ceramisti : Barbottina Impasto più o meno fluido di argilla ed acqua. Viene usato durante la modellatura per migliorare la coesione tra le varie parti di un oggetto. Dovrebbe essere preparata con la stessa argilla usata per modellare. Una barbottina non troppo fluida e trattata con sostanze emulsionanti viene usata nella la formatura per colata in stampi di gesso. Ingobbio. Anche gli ingobbi sono miscele più o meno fluide di argilla ed acqua, usate per coprire o decorare, con un colore diverso, l argilla usata per modellare il pezzo. Il colore naturale dell argilla usata per l ingobbio può essere modificato aggiungendo un ossido metallico colorante. Prima di usare un ingobbio è meglio controllare che esso sia compatibile con l oggetto da ricoprire durante l essicazione e la cottura. Chamotte. Termine francese usato per dare importanza lessicale al banale coccio pesto, si tratta di scarti di argilla cotta e macinata. Si trova in commercio già pronta in varie granulometrie, è un ottimo dimagrante per le argille troppo plastiche, facilita l essiccamento e da maggiore resistenza agli oggetti durante la cottura. Biscotto. Con questo termine si indica un oggetto di ceramica dopo la prima cottura ottenuta ad una temperatura inferiore a quella di vetrificazione, in questo modo l oggetto risulta poroso, quindi può assorbire liquidi e fissare vetrine e smalti. Talvolta, come nel caso di molti laterizi o di vasi per fiori,l oggetto è commerciato allo stato di biscotto.