Краткая история технологий. Идеи, процессы и устройства, при помощи которых человек изменяет окружающую среду с древности до наших дней

Тем не менее гончарное дело заслуживает почетного места среди бытовых ремесел, ибо за века производство керамики и ее вид изменились сравнительно мало. Гончарный круг появился примерно в 3000 году до н. э., но был значительно усовершенствован только в XIX веке. Перед гончаром всегда стояли три задачи: выбор, перемешивание и увлажнение глины; формование изделия; сушка и обжиг изделия, в результате чего оно становилось твердым и прочным. О ранних методах отбора, промывки и замешивания глины с водой известно очень мало. Вторая стадия процесса – формование – изменилась с изобретением гончарного круга. Подготовленный кусок глины помещался в центр быстро вращающегося колеса (по крайней мере 100 оборотов в минуту) и под легчайшим давлением рук гончара поднимался, принимая округлую форму. Изделие, которое неспециалист лепил бы руками несколько часов, гончар делал на гончарном круге за несколько минут, одновременно добиваясь идеальной симметрии изделия. Таким образом, гончарный круг, снизивший мышечное усилие со стороны гончара практически до нуля, стал одним из первых многочисленных трудосберегающих устройств, на основе которых развилась современная промышленность. Не сохранилось ни одного древнего гончарного круга, поэтому невозможно определить, как такое устройство возникло; вероятно, однажды кто-то решил сформовать изделие на вращающемся столе (рис. 23). Простейший круг вращался на оси, вставленной в паз в камне. Раскручиваемый вручную круг позволял сформовать один горшок, потом круг увеличили, чтобы повысить скорость вращения, а по центру сверху расположили круг меньшего диаметра, на котором формовали изделия. Так появился гончарный круг с двумя «колесами», при этом нижнее вращалось ногой гончара, палкой или помощником за счет троса. К VI веку до н. э. гончарный круг использовался как токарный станок для нарезания пазов и молдинга.

Рис. 23. Гончары с гончарным кругом и печью. Египетская лепная композиция, 1900 г. до н. э.

Дабы уменьшить пористость изделия, его высушивали и до обжига покрывали тонким слоем глины, а потом полировали галькой или специальным инструментом, чтобы закрыть поры и сделать изделие водонепроницаемым. На заре развития гончарного дела большие горшки обычно делались двухсекционными, чтобы секции не прогнулись под собственным весом перед сушкой; после предварительной сушки секции горшка соединяли. По тому же методу делали горшки с узким горлышком.

Во время обжига в структуре глины происходят сложные процессы, природа которых зависит от многих факторов, но особенно от максимальной температуры нагревания. Первобытный человек, вероятно, обжигал керамику при температуре 450–700 °С, при которой из глины просто выпаривалась вся влага. При достаточно высоких температурах (750–800 °С) в крупных кострах или простых печах в глине за счет структурных химических реакций повышается прочность и снижается пористость. При еще более высоких температурах структура керамики становится стекловидной; однако такая температура достигалась только в сравнительно современных печах; в древние времена гончары крайне редко обжигали изделия при температуре выше 1000 °С. Обжиг – процесс длительный, требующий много топлива. Чаще всего топливом служила древесина, а при необходимости навоз, торф и трава. Часть керамики продавали необожженной, и покупатель обжигал ее самостоятельно.

Горшки изначально сушили над домашним очагом, потом над костром, разведенным хворостом, а затем обжигали в костре, который не гас несколько дней, при этом горшки присыпались землей или другим материалом, исключающим доступ воздуха (по принципу печки на древесном угле). Считается, что в такой печке температура достигала 750–800 °С – примерно на 150° ниже температуры, необходимой для обжига афинских ваз. Неизвестно, когда появились такие печи, но примеры их использования прослеживаются начиная с 4-го тысячелетия до н. э. До Нового времени чаще встречались вертикальные печи, а не горизонтальные, в основном они строились в регионах, где умели делать кирпичную кладку. Вертикальные печи были куполообразными; горячий воздух, генерируемый в очаге, уходил через дымоход. Горшки для обжига ставились на глиняный пол-настил с отверстиями, а печь запечатывалась глиной: непрямой нагрев изделий предотвращал их загрязнение дымом и сажей. Долго удерживать горячие газы и равномерно распределять их в верхней и нижней части печи отчасти научились в горизонтальной печи, где дымоход устанавливался горизонтально между топкой и дымовой трубой, находившимися в противоположных концах печи. Горизонтальные печи применяли в Римской Британии, однако вертикальные печи строили чаще до Нового времени в других странах, за исключением Китая.