Cottura dei mattoni di argilla in una fornace a catasta — Il mattone da costruzione della civiltà

L'argilla adatta alla produzione di mattoni si trova generalmente a 30-60 cm sotto lo strato di terreno superficiale nella maggior parte delle valli fluviali e delle pianure alluvionali. Scava una buca di prova e raccogli un campione. Per verificarne l'idoneità, forma una palla di argilla umida delle dimensioni di una pallina da tennis e lasciala cadere dall'altezza della vita su una superficie dura. Se si appiattisce senza creparsi, l'argilla è troppo plastica (troppo contenuto di argilla); se si frantuma, è troppo sabbiosa. L'argilla ideale per mattoni si deforma con lievi crepe superficiali: contiene un equilibrio naturale di particelle di argilla e sabbia.

Una seconda prova: arrotola un cordoncino di argilla dello spessore di una matita e avvolgilo attorno al dito. Se si avvolge senza creparsi, l'argilla ha una buona plasticità per la produzione di mattoni. Raccogli circa 200-300 kg di argilla per un piccolo lotto di 100-200 mattoni. Rimuovi a mano pietre, radici e detriti organici.

L'argilla pura si restringe dell'8-12% durante l'essiccazione e la cottura, causando crepe. Aggiungere sabbia (temperatura) riduce il ritiro al 4-6% e previene le screpolature. Mescolare l'argilla con sabbia pulita e a grana spigolosa in un rapporto di circa 70% di argilla e 30% di sabbia in volume. Il rapporto esatto dipende dal contenuto naturale di sabbia della tua argilla: fai prima una prova con un piccolo lotto.

Aggiungere l'acqua gradualmente e mescolare pestando (camminando sull'argilla in una fossa poco profonda) o impastando a mano fino a ottenere un composto uniformemente liscio, senza sacche asciutte o bolle d'aria. La consistenza deve essere abbastanza soda da mantenere la forma di uno stampo per mattoni senza cedere, ma abbastanza morbida da riempire ogni angolo dello stampo quando viene pressata. Lasciare riposare l'argilla impastata per una notte: questo periodo di tempra permette all'acqua di distribuirsi uniformemente nella massa.

Uno stampo per mattoni è una scatola rettangolare aperta in alto, essenzialmente una cornice senza fondo. I mattoni mesopotamici tradizionali misuravano circa 30 × 15 × 7 cm; i mattoni romani erano più piatti, di 30 × 15 × 4 cm. Costruisci uno stampo con assi di legno duro levigate, fissate agli angoli. Le superfici interne devono essere lisce: qualsiasi ruvidità impedisce all'argilla di staccarsi in modo pulito.

Per maggiore efficienza, costruisci uno stampo multiplo che formi 2-4 mattoni contemporaneamente. Lo stampo non deve avere fondo: si appoggia su una superficie piana (una tavola o un terreno ben compattato) e viene sollevato dopo che il mattone si è formato. Bagna o sabbia l'interno dello stampo prima di ogni uso per evitare che si attacchi.

Posizionare lo stampo bagnato su una superficie piana e sabbiata. Prendere una porzione di argilla preparata leggermente più grande della cavità dello stampo e lanciarla con forza nello stampo — l'impatto spinge l'argilla in ogni angolo ed espelle le sacche d'aria. Premere con forza l'argilla con i pugni, poi raschiare l'eccesso livellandolo con la parte superiore dello stampo usando un bastoncino o un filo dritto.

Sollevare lo stampo verticalmente per liberare il mattone formato. Il mattone dovrebbe mantenere la sua forma senza cedere o creparsi. Se cede, l'argilla è troppo bagnata; se i bordi si crepano, è troppo secca. Posizionare ogni mattone formato su un'area di essiccazione piana, con una distanza di 5-10 cm per la circolazione dell'aria. Un mattonaio esperto può modellare 300-500 mattoni al giorno.

I mattoni crudi devono asciugarsi lentamente e completamente prima della cottura — qualsiasi umidità residua si trasformerà in vapore all'interno del mattone durante la cottura, facendolo esplodere. Asciugare i mattoni in un'area riparata, lontano dal sole diretto e dalla pioggia, per 7-14 giorni a seconda del tempo. Dopo 2-3 giorni, girare ogni mattone su un lato per esporre la superficie inferiore.

Un mattone completamente asciutto è sensibilmente più leggero di uno bagnato, di colore uniforme (senza macchie umide scure) e produce un suono sordo al colpo invece di un tonfo morbido. Per verificarlo, rompine uno: l'interno deve avere lo stesso colore dell'esterno, senza un nucleo più scuro. Tentare di cuocere mattoni con un nucleo umido è la causa più comune di perdita di lotti nella produzione tradizionale di mattoni.

Una fornace a cumulo utilizza i mattoni stessi come struttura della fornace. Su un terreno piano e ben drenato, posa una fondazione di mattoni ben cotti o pietre piatte. Costruisci canali di fuoco (tunnel) a livello del suolo: lascia spazi larghi 15-20 cm che corrono per tutta la lunghezza della catasta, distanziati ogni 50 cm in larghezza. Questi canali sono dove viene caricato il combustibile e acceso.

Impila i mattoni crudi sopra i canali di fuoco con uno schema a spina di pesce o a corsi sfalsati, lasciando intercapedini di 1-2 cm tra i mattoni per la circolazione del calore. Costruisci la catasta alta 1-1,5 metri. Rastrema leggermente i lati verso l'interno per la stabilità. Lo strato più esterno di mattoni funge da isolamento: questi cuociono in modo meno uniforme ma proteggono i mattoni interni dalla perdita di calore. Sigilla l'esterno con uno strato di 5 cm di intonaco di argilla bagnata, lasciando fori d'aria in alto per il tiraggio.

Accendere il fuoco in tutti i canali a livello del suolo contemporaneamente, usando esca e carbone di legna. Per le prime 12 ore, mantenere un fuoco basso e fumoso: questo elimina le ultime tracce di umidità dai mattoni senza shock termico. Aumentare gradualmente il combustibile nelle 12 ore successive, fino a quando i canali di fuoco bruciano intensamente.

Mantenere la temperatura massima (bagliore rosso-arancio visibile attraverso i fori d'aria in cima alla catasta) per 24-48 ore. La temperatura obiettivo è 900-1100°C: a questo intervallo, i minerali argillosi subiscono cambiamenti chimici irreversibili (sinterizzazione e vetrificazione) che rendono il mattone permanentemente duro. Alimentare il combustibile in continuo attraverso le aperture dei canali. Quando la sommità della catasta diventa di un rosso opaco e il fumo dai fori d'aria passa dal nero al trasparente, la cottura è completata.

Sigillare i canali del fuoco e tutti i fori d'aria con intonaco di argilla e lasciare raffreddare la catasta per 3-5 giorni. Non smontare quando è ancora calda: il raffreddamento rapido provoca crepe da shock termico nei mattoni finiti. Quando l'intonaco di argilla esterno è freddo al tatto, iniziare a rimuovere con cura i mattoni dall'esterno verso l'interno.

Ordinare i mattoni in tre qualità: Qualità 1 (mattoni interni, completamente cotti, che risuonano chiaramente se battuti, colore uniforme rosso-bruno) sono mattoni di qualità strutturale adatti a muri portanti. Qualità 2 (parzialmente cotti, colore più chiaro, leggermente più morbidi) possono essere usati per tramezzi interni e muri non strutturali. Qualità 3 (mattoni esterni poco cotti, ancora un po' morbidi) possono essere frantumati e riciclati come chamotte per la prossima infornata. Una catasta ben cotta produce tipicamente il 60-70% di mattoni di Qualità 1.