Архитектурная терракота представляет собой обожженную смесь глины и воды, которую можно использовать в неструктурных, полуструктурных или структурных целях снаружи или внутри здания. [1] Терракотовая керамика, как называют глиняную посуду , когда она не используется для изготовления сосудов, представляет собой древний строительный материал , который переводится с латыни как «обожженная земля». Некоторые виды архитектурной терракоты на самом деле прочнее керамики . Он может быть неглазурованным, окрашенным, глазурованным или глазурованным . Кусок терракоты состоит из полой глиняной паутины, заключающей в себе пустое пространство или ячейку. Клетка может быть установлена на сжатие на раствор или подвешена на металлических анкерах; такие ячейки часто частично засыпаются раствором.
К концу 19 века большую популярность приобрел вариант с керамической глазурью , а именно глазурованная архитектурная терракота . Терракоту можно использовать вместе с кирпичом для декоративных помещений; если источник глины один и тот же, их можно сделать гармонирующими, а если разные, то контрастными. Это также часто облицовка другим конструкционным материалом.
Терракота изготавливается из глины или ила, флюса и грога или кусочков предварительно обожженной глины. Глины — это остатки выветрившихся пород размером менее 2 микрон. Они состоят из кремнезема и оксида алюминия. Каолинит, галлуазит, монтмориллонит, иллит и слюда — хорошие виды глин для производства керамики. При смешивании с водой они образуют водный алюминиево-кремнезем, который пластичен и поддается формованию. В процессе обжига глины теряют воду и превращаются в затвердевшую керамическую массу.
Флюсы добавляют кислород при горении, чтобы обеспечить более равномерное плавление частиц кремнезема по всему телу керамики. Это увеличивает прочность материала. Обычными флюсовыми материалами являются карбонат кальция, щелочные полевые шпаты, марганец и оксиды железа. Грог используется для предотвращения усадки и придания структуры мелкой глиняной матрице. [2]
Терракоту изготавливали древние греки , вавилоняне , древние египтяне , римляне , китайцы , жители долины реки Инд и индейские культуры. Из него изготавливали черепицу, медальоны, статуи, капители и другие мелкие архитектурные детали. [3]
Индийские производители терракоты вручную прессовали, заливали и формовали глиняную смесь вручную. Гипсовые слепки были найдены в нескольких древних памятниках в Афганистане, Бангладеш, [4] Индии и Пакистане. [5] Сходство в мотивах и производственных процессах заставило ученых отметить перекрестное культурное опыление между эллинскими и скульптурными терракотовыми традициями долины реки Инд. [6] Известные ранние примеры включают храм Бхитаргаон и джайнский храм в районе Махбубнагар .
Китайские, корейские и японские традиции изготовления терракоты были сосредоточены на неархитектурном использовании, например, в изготовлении скульптур или кухонной посуды, но различные формы терракотовой плитки были популярными кровельными материалами. [7]
Греки использовали терракоту для капителей, фризов и других элементов своих храмов, например, в Олимпии или Селениусе. [8] Внутри страны они использовали его для изготовления скульптур и черепицы. Этруски использовали терракоту для изготовления черепицы, облицованных балок и кирпичных стен. Римской терракотовой инновацией была система подогрева пола или гипокауста , которую они использовали в своих банях. [9] Средневековая европейская архитектура не расширила использование терракоты за пределы древних. Производство черепичных крыш сократилось, поскольку стала широко доступна недорогая соломенная кровля. [10] Южногерманские , итальянские и испанские города-государства сохранили эту традицию.
Англичане Ричард Холт и Томас Рипли в 1722 году запатентовали рецепт искусственного камня. Бизнес был довольно успешным в изготовлении небольших архитектурных украшений. Их компания перешла во владение Джорджа [ сомнительно ] и Элеоноры Коуд в 1769 году. [10] [ нужен лучший источник ] [См. Камень Коуд , См. Элеонору Коуд ] Джордж умер год спустя, оставив компанию жене и дочери, обоих звали Элеонора Коуд. Дамы Коуд [ сомнительно ] популяризировали серую смесь терракоты как альтернативу камню с помощью таких архитекторов, как Хорас Уолпол и сэр Джон Соун. Грузинский архитектурный стиль был в моде, и спрос на повторяющийся декор в классическом стиле был очень модным. Здания Музея Виктории и Альберта (1867–1880 гг.) и Лондонского музея естественной истории (1879–1880 гг.) открыли эпоху массового производства архитектурной терракоты.
Самая ранняя терракота была доставлена из Европы или изготовлена небольшими местными керамистами. Первый производитель архитектурной терракоты был открыт Генри Толманом-младшим в Вустере, штат Массачусетс, примерно в 1849 году. В 1850-х годах нью-йоркские архитекторы, такие как Ричард Апджон и Джеймс Ренвик, начали использовать ее в качестве экономичной замены камня. [11]
_(14760399636).jpg/1280px-Architect_and_engineer_(1920)_(14760399636).jpg)
Реакция на пожар в Чикаго в 1871 году стимулировала интерес к терракоте как к огнестойкому строительному материалу. В эпоху строительства небоскребов чугунный каркас нуждался в защите. Терракота была легким, поддающимся формованию, устойчивым к огню и загрязнению материалом, который можно было производить массово. Такие архитекторы, как Бёрнем и Рут , Х.Х. Ричардсон , Луи Салливан и МакКим, Мид и Уайт заинтересовались использованием терракоты в качестве строительного материала, а не просто как имитация камня. [12]
Проблемы с установкой, проникновением воды и коррозией внутреннего металла заставили представителей отрасли организовать Национальное терракотовое общество. В 1914 и 1924 годах они опубликовали два широко используемых стандарта, в которых подробно описывались методы строительства, системы крепления, гидроизоляция и стандарты технического обслуживания. [13]
Экономический интерес к терракоте резко упал в 1930-х годах, но отрасль не вымерла. Терракота не могла конкурировать с новыми материалами массового производства, такими как листовое стекло, новые металлические сплавы и конструкции из цементных блоков. Изменение моды в сторону более минималистичных, современных стилей, таких как школа Баухаус и международный стиль, не помогло угасающей отрасли.
После Второй мировой войны промышленности пришлось столкнуться с упадком зданий, построенных в период расцвета этого материала, 1910–1940 гг. Структурные проблемы, возникшие из-за неполной гидроизоляции, неправильной установки, плохого обслуживания и внутренней коррозии мягкой стали, сделали этот материал непопулярным в новых конструкциях.
Чтобы опровергнуть эти обвинения в адрес качества, в период с 1945 по 1960-е годы было выпущено несколько других отраслевых публикаций. Возродить художественную архитектурную терракоту им не удалось, но они смогли обратить внимание на общественные здания. Достижения в области машинной экструзии терракоты сделали ее конкурентоспособной по сравнению с другими альтернативами полой глиняной плитки того времени. В форме плитки терракота была обновлена и стала отличительной чертой общественных зданий середины века.
В 1960-х годах он потерял популярность с появлением на массовом рынке большего количества синтетических материалов. Промышленность поддерживалась необходимостью замены блоков для старых зданий, полой глиняной плитки, а теперь и противодождевых экранов . [14]
Терракоту можно изготовить путем заливки или прессования смеси в форму из гипса или песчаника, глину можно вырезать вручную или смесь можно выдавить в форму с помощью специализированных машин. Глина сжимается по мере высыхания от потери воды, поэтому все формы делают немного больше необходимых размеров. После того, как зеленая посуда или высушенная на воздухе форма приобретает желаемую форму, ее обжигают в печи в течение нескольких дней, где она еще больше сжимается. Горячая глина медленно охлаждается, а затем обрабатывается вручную. Керамика доставляется на объект, где ее устанавливают местные подрядчики. Полые детали частично заполняют раствором, затем помещают в стену, подвешивают на металлические анкеры или подвешивают на уголки металлических полок. [15]
Художники с академическим образованием часто были дизайнерами терракотовых форм. Их чертежи будут интерпретированы производителем, который спланирует места соединений и систему крепления. [16] После доработки рисунки были превращены в гипсовую реальность скульпторами, которые создавали форму для мастеров. [17]
Выбор глины имел большое значение для изготовления терракоты. Предпочтительны однородные зерна более мелкого размера. [18] Цвет глиняного тела определялся типами месторождений, которые были доступны для изготовления на месте. Для смягчения процесса добавляли песок. Также добавлялись измельченные керамические отходы, называемые грогами, для придания изделию жесткости и уменьшения усадки.
Выветривание глины позволило пириту химически превратиться в гидратированный оксид железа и снизить содержание щелочи. Такое старение сводит к минимуму потенциальные химические изменения во время остальной части производственного процесса. [19] Выветрившуюся необработанную глину сушили, измельчали и просеивали. Позже его помещали в мельницу, которая смешивала глину с водой с помощью вращающихся лопастей и пропускала смесь через сито.
Художник изготавливает негативную гипсовую форму на основе глиняного позитивного прототипа. 1–1¼ дюйма смеси глины и воды прессуется в форму. Добавляется проволочная сетка или другие элементы жесткости, чтобы создать полотно или глиняное тело, окружающее полую ячейку. Изделие высушивается на воздухе, чтобы гипс мог впитать влагу. из зеленой глины, его обжигают, а затем медленно охлаждают. [15]
Механизированная экструзия использовалась для массового производства терракотовых блоков, популярных в 1920-х годах. Подготовленную глину загружали в машину, которая затем пропускала смесь через форму. Техника требовала изготовления блоков простой формы, поэтому этот процесс часто использовался для изготовления полов, кровли, облицовки, а позже и полой глиняной плитки. [20]
.tif/lossy-page1-1280px-Pomona_Terra_Cotta_Manufacturing_Company,_West_Market_Street,_Greensboro,_Guilford_County,_NC_HAER_NC,41-GREBO,4-_(sheet_3_of_3).tif.jpg)
Последним этапом перед обжигом зелени было глазурование . Настоящие глазури изготавливаются из различных солей, но до 1890-х годов большинство блоков покрывалось шликерной глазурью или покрывалось разбавленной версией глиняной смеси. Разжижение глины увеличило количество мелких частиц кремнезема, которые отложились на поверхности блока. Они плавятся во время обжига и затвердевают. К 1900 году почти все цвета можно было получить с помощью соляной глазури. Черный или коричневый были получены путем добавления оксида марганца. [17]
Процесс обжига печи мог занять от нескольких дней до двух недель. Глину медленно нагревают примерно до 500°C, чтобы удалить рыхлую или макроскопическую воду между молекулами. Затем температуру повышают почти до 900°C, чтобы высвободить химически связанную воду в газообразной форме, и частицы глины начнут плавиться или спекаться. Если температура в печи достигнет 1000°C, частицы глины остеклуются и станут стекловидными. После достижения максимальной температуры глину медленно охлаждали в течение нескольких дней. Во время обжига создается огненная шкура. Огненная шкура — это стеклянная «хлебная корка», покрывающая печенье или внутреннюю часть тела.
По мере развития технологий и появления капитала для инвестиций использовались различные печи. Муфельные печи были наиболее распространенными печами. Их использовали еще в 1870 году. В печах сжигался газ, уголь или масло, которые нагревали внутреннюю камеру из внешней. Стены «приглушали» тепло, поэтому зелень не подвергалась прямому воздействию огня. [17]
Широко использовались также печи с нисходящей тягой. Внутренняя камера излучала тепло вокруг терракоты, втягивая горячий воздух из-за внешней полой стены. Как и муфельная стенка, полая стенка предохраняла зелень от горения. [16]
Самые ранние терракотовые элементы закладывались непосредственно в кладку, но по мере того, как конструкционный металл становился все более популярным, терракоту подвешивали на металлических анкерах. Развитие литого, а затем и кованого железа как конструкционного материала было тесно связано с появлением терракоты. Чугун впервые был использован в качестве колонн в 1820-х годах Уильямом Стриклендом. В течение 19-го века металл стал более широко использоваться в строительстве, но широко не использовался в конструкциях до конца 1890-х годов.
Серия катастрофических пожаров ( Чикаго, 1871 г .; Бостон, 1872 г .; и Сан-Франциско, 1906 г. ) заработала терракоте репутацию огнеупорного, легкого облицовочного материала, способного защитить металл от плавления. В полых блоках в выбранных местах были просверлены отверстия, чтобы можно было прикрепить металлические J-образные или Z-образные крючки к несущему стальному каркасу и/или каменным стенам. Металл можно было повесить вертикально или закрепить горизонтально. Для фиксации блоков использовались штифты, зажимы, зажимы, пластины и множество других устройств. Затем швы будут залиты раствором, а блок будет частично засыпан. [16]
Наиболее распространенными причинами выхода из строя терракоты являются: плохое производство, неправильная установка, погодные условия, циклическое замораживание/оттаивание и образование солей в результате загрязнения атмосферы. Пористость терракоты сильно влияет на ее характеристики. Способность или неспособность воды и загрязняющих веществ проникать в материал напрямую зависит от его структурной способности. Терракота очень прочна на сжатие, но слаба на растяжение и сдвиг. Любой аномальный материал, расширяющийся (лед, соли, несовместимый наполнитель или корродирующие металлические анкеры, вызывающие ржавление ) внутри глиняного тела, приведет к его растрескиванию и, в конечном итоге, растрескиванию . [21]
Собственные дефекты могут серьезно повлиять на эксплуатационные характеристики материала. Неправильное формование может привести к образованию воздушных карманов, которые увеличивают скорость разрушения. Если блок не обожжен или не охлажден должным образом, огненная шкура не будет равномерно приклеена к основе и может отслоиться. Аналогично, если глазурь не обжигать должным образом, она треснет, отслоится и отпадет. Изменение цвета может быть результатом минеральных примесей, таких как пирит или карбонаты бария.
Значительный ущерб возникает из-за неуклюжей транспортировки, хранения или монтажа материала. Если раствор, используемый вокруг и внутри блоков, слишком прочный, напряжение будет перенесено на терракотовый блок, который со временем выйдет из строя. Корродирующие внутренние металлические анкеры расширяются быстрее, чем окружающий их керамический корпус, что приводит к разрушению изнутри наружу. Неправильная загрузка полых терракотовых блоков может привести к образованию трещин под напряжением.
Некачественные ремонтные работы часто усугубляют основные проблемы, ускоряя разрушение окружающих элементов. Проделывание отверстий в терракотовых блоках для крепления предметов к внешним стенам также позволяет влаге проникать в систему и часто растрескивать терракоту. Установка герметика вместо раствора или нанесение непроницаемого покрытия приведет к удержанию влаги внутри терракоты. [21]
Окружающая среда также играет большую роль в выживании терракоты. Различные типы загрязнения воздуха могут вызывать различные типы поверхностных проблем. Когда идет дождь, вода и соли засасываются в пустоты внутри и вокруг терракоты за счет капиллярного действия. Если он замерзнет, образуется лед, который создает внутреннее напряжение на материале, вызывая его растрескивание изнутри. Аналогичная проблема возникает с атмосферными загрязнителями, которые заносятся в зазоры дождевой водой. Загрязнение создает слабокислый раствор, который разъедает глиняное тело или образует соляную корку, вызывая те же проблемы, что и лед. [22]
Поскольку большинству терракотовых зданий более ста лет, разрушение терракоты стало проблемой во многих городах, таких как Нью-Йорк . По закону требуются регулярные проверки, а также программы технического обслуживания и ремонта, но, тем не менее, широко освещаются инциденты, такие как смерть Эрики Тишман после того, как кусок терракоты упал из 105-летнего здания. [23]
