خشک کردن و پختن گِل رس در هنر سفالگری

هنر سفالگری یکی از هنرهای زیبا و مورد استفاده در ایران است که از گذشته های دور در این کشور رواج داشته است. این هنر به دلیل سادگی در ساخت و در دسترس بودن تمامی وسایل مورد نیاز در بین مردم از محبوبیت زیادی برخورد دار است و هنرمندان زیادی از سراسر کشور به این کار مشغول اند.

الف) خشک کردن

خاک رس وقتی به صورت گل درآید حالت چسبندگی پیدا می‌کند و پس از پخت، سفت و سخت می‌شود. دانستن اینکه انسان از چه زمانی به این خاصیت پی برد کار دشواری است و شاید قدمت آن به دوران غارنشینی عصر نوسنگی برسد که بدون شک از مهم‌ترین کشفیات انسان است. هرچند مسأله حرارت دادن به آن می‌تواند کاملا تصادفی بوده و سبدهای گل‌اندود به طور اتفاقی در کنار آتش قرار گرفته و بعد از حرارت دیدن و سرد شدن، استحکام بخشی این گل توجه انسان را به خود جلب کرده باشد. به طور کلی گل رس ورز داده شده وقتی خشک می‌شود، ۵ تا ۸ درصد آن آب می‌رود؛ زیرا برای تبدیل خاک رس به گل، مقداری آب جذب آن می‌شود و مقدار آب جذب شده ۳۵ درصد کل حجم گل مورد نظر است که در این صورت یک سوم حجم گل را آب تشکیل می‌دهد. وقتی رطوبت هوا صددرصد است عمل خشک شدن انجام نمی‌گیرد ولی وقتی رطوبت هوا کمتر باشد عمل خشک شدن (از دست دادن آب) میسر است و گل شکل‌پذیر، بدین ترتیب خشک می‌شود.

در عمل خشک شدن ذرات گل به یکدیگر نزدیک و حجم جسم کوچکتر می‌شود؛ آب رفتن گل، با اندازه ذرات و مقدار آب از دست رفته، تناسب مستقیم دارد. هنگامی که آب گل رس بخار شد ذرات گل با هم تماس پیدا می‌کنند و آب رفتن پایان می‌یابد؛ این مرحله را حالت چرم مانند می‌نامند. ذرات گل در این حالت هنوز نمدار هستند و خشک شدن کامل تا خارج شدن تمام آب موجود در گل ادامه خواهد داشت. بر اثر اختلاف ضخامت نقاط مختلف ظرف سفالی ممکن است ظرف ترک برداشته یا تاب بردارد. برای جلوگیری از این اتفاق، گل باید به آهستگی و به طور طبیعی خشک شود. برای جلوگیری از آب رفتن گل در موارد خاص مثل درست کردن مجسمه، باید از گلی با ذرات درشت‌تر ماسه که آب کمتری جذب می‌کند، استفاده کرد؛ بعضی مواقع استفاده از گراگ (گلی که یک بار پخته شده و آسیاب شده است) نیز توصیه می‌شود.

ب) پختن گل و مراحل آن

هنگامی که حرارت کوره به صد درجه سانتیگراد می‌رسد تمام آب موجود در گل بخار شده و گل در این حالت کاملا خشک شده است. زمان پختن گل پس از خشک شدن به درشتی ذرات موجود در آن بستگی دارد.

در هنگام پختن از لحاظ فیزیکی و شیمیایی تغییر کلی در گل ایجاد می‌شود. گل رس نرم و شکل‌پذیر از لحاظ فیزیکی به حجمی سخت و پر مقاومت تبدیل می‌شود. پخت گل شامل این مراحل است:

۱. خشک شدن کامل که در این مرحله تمام آب باقیمانده در گل تبخیر می‌شود و این کار باید به آهستگی انجام گیرد؛ این مرحله در نزد سفالگران به مرحله بخار شدن آب سفال معروف است که سفالگران با مشاهده بخار و نوع دود کوره این حالت را بخوبی تشخیص می‌دهند. هر قدر خمیرۂ ظرف یا سفال خلل و فرج بیشتری داشته باشد، خطر ترک‌خوردگی کمتر است و به همین علت سفالگران حرفه‌ای ابتدا مقداری کاه یا علف خرد شده را با گل سفال مخلوط می‌کنند که هنگام پخت سوخته شده و فضاهای باقیمانده خاصیت اسفنجی یافته و استحکام سفال را تضمین کند. در پایان مرحله تبخیر، سفالگران آتش کوره را افزایش می‌دهند که معمولا به ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه می‌رسد؛ در این مرحله آب شیمیایی گل رس شروع به تجزیه و خارج شدن می‌کند. آب شیمیایی از مواد ترکیبی با ملکول‌های تشکیل دهنده گل است که تا قبل از ۳۵۰ درجه بدون واکنش در گل باقی می‌ماند و معمولا میزان آب شیمیایی گل رس ۱۴ درصد است. گل در دمای ۵۰۰ درجه فاقد هر نوع آب بوده و تغییر شیمیایی در آن غیر قابل بازگشت است. در مرحله تبخیر آب شیمیایی دقت زیادی لازم است؛ زیرا اگر حرارت به سرعت بالا برود امکان ترک و تخریب زیاد می‌شود.

خطر دیگر در حرارت حدود ۵۷۳ درجه سانتیگراد و برای سفال‌های نازک با مقدار بیشتر کوارتز است؛ زیرا در این نقطه، کوارتز، ساختمان مولکولی خود را تغییر می‌دهد و در چنین مواردی حدود ۲ درصد در حجم، انبساط حاصل می‌شود.

٢. اکسید شدن: اکسید شدن یعنی ترکیب با اکسیژن هوا. تغییر دیگری که در عمل پختن انجام می‌گیرد، تجزیه یا اکسید شدن موادی است که قبلا اکسید نبوده‌اند؛ اینها شامل مواد آلی چون کربن یا مواد غیر آلی کربنی و سولفات‌ها هستند. این عمل با رسیدن به حرارت ۹۰۰ درجه انجام می‌گیرد. مواد کربنی معمولا در تمام گل‌ها وجود دارد و پختن باعث سوختن این ماده یا اکسید شدن آن می‌گردد. اکسید شدن مستلزم وجود اکسیژن کافی در فضای کوره است؛ اگر اکسیژن کافی وجود نداشته باشد، مقداری از کربن در گل باقیمانده و آن را به رنگ قهوه‌ای یا سیاه درمی‌آورد. ممکن است مقدار کمی از کربنات کلسیم یا سولفات در گل وجود داشته باشد که این ناخالصی‌ها در حرارت‌های بالا از آن خارج می‌شود.

۳. تجزیه کوارتز. مقدار قابل توجهی کوارتز به صورت‌های مختلف در گل وجود دارد. کریستال کوارتز به شکل‌های مختلف دیده می‌شود و با افزایش درجه حرارت بلورهای آن تجزیه شده، این امر باعث تغییر ظرفیت مولکول‌ها می‌گردد. در بالاتر از ۵۷۳ درجه تغییرات اساسی در گل ایجاد می‌شود؛ اصطلاحا این تغییرات را تغییر آلفا به بتا می‌نامند که ۲۰٪± تغییر ظرفیت را باعث می‌شود. هنگام سرد شدن، این تغییر ظرفیت به جای خود باز می‌گردد. کوارتز شکل و اندازه خود را به دست می‌آورد. با در نظر گرفتن این تغییرات باید در افزایش و کاهش حرارت کوره دقت کرد.

۴. شیشه‌ای شدن یا استحاله: هنگامی که حرارت از گداختن گذشت فعل و انفعالی انجام می‌گیرد که آن را استحاله می‌نامند. استحاله در سفالگری یعنی سخت شدن، انجماد و بالاخره شیشه‌ای شدن که در این مرحله گل حالت شکنندگی پیدا می‌کند. اگر حرارت از این حد هم بگذرد، گل سخت‌تر شده، ممکن است به مرحله ذوب و از هم پاشیدن نیز برسد (جوش کوره).

سخت شدن گل به این علت است که در درجات مختلف حرارت، مواد معدنی و در درجه حرارت بالا، بویژه آهن داخل گل با یکدیگر جوش می‌خورد. اگر درجه حرارت را بسیار بالا ببریم تمام این مواد به صورت مادهٔ شیشه‌ای درخواهند آمد. بعضی گل‌های قرمز چون مقدار بیشتری آهن دارند، نقطه ذوب آنها پایین‌تر است. سختی اشیای سفالی بستگی به نوع ترکیب کریستال‌های آن پس از پختن دارد و این خاصیت بویژه به وجود کریستال‌های دوگانه آلومینیوم و سیلیکات برمی‌گردد که دراز و سوزنی‌شکل است و باعث چسبندگی و سختی اجزای سفال می‌شود.

استحاله گل‌ها در حرارت‌های مختلف صورت می‌پذیرد؛ مثلا گل قرمز به علت وجود آهن، ۱۰۰۰ درجه و بعضی دیگر از گل‌ها حرارت ۱۲۵۰ درجه لازم دارند. آخرین مرحله آب رفتن در این حالت بوده و علت آن ذوب و مخلوط شدن اجزای گل است. آب رفتن این مرحله به اندازه آب رفتن گل در مرحله خشک شدن کامل نیست. در این مرحله آب رفتن گل به طور کلی ۱۰ درصد است که این مقدار بسته به درجه انجام استحاله متغیر است. هنر پختن اشیای سفالی در گرو تنظیم درجه حرارت به مقدار معینی است که در آن درجه ذوب شدن و جوش خوردن همزمان انجام شود. خوب پخته شدن سفال براساس سختی، استقامت و غیر قابل نفوذ بودن در مقابل مایعات و مواد شیمیایی مشخص می‌شود.