Keramiikan huokoisuus eroosiokatkoissa

Thumbnail Image

Files

bachelor_Lyytikkä_Axel_2022.pdf (6.21 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Arts, Design and Architecture | Bachelor's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2022

Department

Major/Subject

Muotoilu

Mcode

ARTS3015

Degree programme

Taiteiden ja suunnittelun kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

28 + 9

Series

Abstract

Opinnäytetyössäni tutkin, miten 3D-tulostetun keramiikan huokoisuus vaikuttaa eroosiokatkon toimivuuteen savirakentamisessa. Tutkintoprojekti on osa projektia, jossa arkkitehdit Maiju Suomi ja Elina Koivisto suunnittelevat ja rakentavat savipaviljongin. Hanke on nimeltään "Savipaviljonki", koska suuri osa paviljongista on rakennettu polttamattomista savitiilistä ja perinteisesti tuotetuista keraamisista tiilistä. Paviljonki rakennetaan Helsingin Designmuseon ja Arkkitehtuurimuseon väliselle sisäpihalle keväällä ja kesällä 2022, ja se on siellä noin puolitoista vuotta. Kirjallisessa osassa haastattelen Maiju Suomea, yhtä projektin arkkitehdeistä. Projektin lähtökohtana on tutkia erilaisia tapoja käyttää polttamattomia tiiliä ja savea rakennusmateriaaleina modernissa arkkitehtuurissa. Heitä kiinnostaa myös rakennetun ympäristön ja luonnon vuorovaikutus. Oma osani projektissa on löytää polttolämpötila, joka tekee kivitavarasta tehdystä esineestä mahdollisimman huokoisen. Eroosion estämiseksi savirakentamisessa käytetään keraamisia tiiliä, jotka hidastavat ja imevät vettä. Näitä tiiliä kutsutaan eroosiokatkoiksi. Tutkimuskysymys on seuraava: Mikä polttolämpötila tekee mahdollisimman tehokkaan keraamisen eroosiokatkon savirakentamista varten? Tärkeitä keramiikan keskeisiä käsitteitä ovat: raakapoltto, joka tapahtuu 900°C - 1000°C välissä, ja lasitepoltto, joka tapahtuu 1000°C - noin 1300°C välissä. Sintraus tarkoittaa keraamisen materiaalin muutosta, jossa sen rakenne muuttuu tiheämmäksi ja vähemmän huokoiseksi polttoprosessin aikana. Opinnäytetyöni produktio-osuudessa tutkin 3D-tulostimella savesta tulostettujen testikappaleiden näennäistä huokoisuutta. Tutkimusta varten tulostan savesta monta näytepalaa, jotka poltetaan gradienttiuunissa eri lämpötiloihin. Polton aikana keraamisen esineen rakenne ja huokoisuus muuttuvat. Polton jälkeen tutkin kuinka hyvin näytteet imevät vettä. Testin lähtökohtana olen käyttänyt Jylhä-Vuorion kirjaa "Keramiikan materiaalit" (1992). Kokeen perusteella pystyin laskemaan kullekin koekappaleelle luvun, joka kuvaa kuinka hyvin se imee vettä. Kolme korkeimman luvun saanutta näytepalaa oli poltettu noin 600°C, 950°C ja 1080°C lämpötilaan. 1280°C asti poltetun näytepalan luku oli pienin. Testitulosten perusteella oletan, että näytepalat, joilla oli korkea huokoisuus ja korkea imukyky, toimisivat parhaiten saviseinämän eroosion estäjinä. Opinnäytetyön jättämisen jälkeen jatkan valmistamalla täysikokoisia eroosiokatkoja. Tiilet aion polttaa kolmen parhaimman tuloksen antaneen lämpötilan mukaan. Lisäksi poltan tiiliä niiden lämpötilojen mukaan, joilla oli huonommat tulokset. Saan tällä tavalla vertailukohteita. Lopulliset lämpötilat ovat seuraavat: 650°C, 927°C, 1064°C, 1150°C sekä 1280°C. Lopuksi eroosiokatkot muurataan paviljongin seinään kevään ja kesän 2022 aikana.

I mitt examensarbete undersöker jag hur porositeten i 3D-utskriven keramik påverkar effektiviteten av erosionsstoppare i lerbygge. Examensarbetet utgör en del i projektet “Savipaviljonki - Lerpaviljongen”, i vilket arkitekterna Maiju Suomi och Elina Koivisto planerar och bygger en paviljong i lera. Projektet kallas “Lerpaviljongen” eftersom en stor del av paviljongen byggs av obrända lertegel samt av traditionellt producerade keramiska tegelstenar. Paviljongen byggs på gården mellan Designmuseet och Arkitekturmuseet i Helsingfors under våren och sommaren 2022, och den kommer att stå där under cirka ett och ett halvt års tid. I det skriftliga arbetet intervjuar jag Maiju Suomi, en av projektets arkitekter. Projektets utgångspunkt är att undersöka olika sätt att använda obrända tegel och lera som byggnadsmaterial i modern arkitektur. De är också intresserade av samverkan mellan den byggda omgivningen och naturen. Min andel i projektet går ut på att hitta en temperatur i bränningsprocessen som gör keramikföremålet så poröst som möjligt. För att motverka erosion vid lerbygge används keramiska tegel som bromsar och absorberar vatten. Dessa tegel kallas för erosionsstoppare. Forskningsfrågan är följande: Vilken temperatur möjliggör största möjliga porositet i ett keramiskt element så att det kan fungera så bra som möjligt som en erosionsstoppare (eroosiokatko) i ett lerbygge? Viktiga termer som används i samband med keramik i examensarbetet är bland annat: skröjbränning (kallas även råbränning) som sker vid 900°C till 1000° och glasyrbränning som sker vid 1000°C till cirka 1300°C. Sintring beskriver en förändring i materialet där dess struktur blir tätare och mindre poröst under bränningsprocessen. I den praktiska delen av mitt examensarbete undersöker jag den skenbara porositeten i provbitar som skrivs ut i lera med en 3D-printer. Ett stort antal provbitar används i undersökningen, och dessa bitar bränns sedan i en gradientugn i olika temperaturer. Vid bränningen ändras uppbyggnaden i det keramiska föremålet, och därmed även porositeten. Efter bränningen undersöker jag hur provbitarna suger i sig vatten. Som utgångspunkt för testet har jag använt Jylhä-Vuorios bok ”Keramiikan materiaalit” (1992). På basen av testet kunde jag räkna ut ett procenttal för varje provbit, som beskriver hur väl den absorberar vatten. De tre provbitar som fick de högsta procenttalen i testet är brända till cirka 600°C, 950°C och 1080°C. Den provbiten som var bränd till 1280°C hade det lägsta procenttalet. Som en följd av testresultatet antar jag att de provbitar som hade en stor porositet och hög absorberingsförmåga skulle fungera bäst för att motverka erosion i lerväggen. Efter inlämningen av det skriftliga examensarbetet fortsätter jag med att tillverka erosionsstoppare i full storlek. Dessa tegel bränns enligt de temperaturer som fick de tre bästa resultaten i testet. Dessutom bränner jag tegel med temperaturer som fick sämre resultat, för att få material att jämföra med. Slutligen muras erosionsstopparna in i paviljongens vägg under våren och sommaren 2022.

In my thesis, I study how the porosity of 3D-printed ceramics affects the functionality of an erosion check in clay construction. The thesis is part of a project in which the architects Maiju Suomi and Elina Koivisto design and build a clay pavilion. The project is called the "Clay Pavilion" because much of the pavilion is built of unburned clay bricks and traditionally produced ceramic bricks. The pavilion will be built in the courtyard between the Helsinki Design Museum and the Museum of Architecture in the spring and summer of 2022, and will be there for about a year and a half. In the written part, I interview Maiju Suomi, one of the architects of the project. The starting point of the project is to explore different ways to use unburned bricks and clay as building materials in modern architecture. They are also interested in the interaction between the built environment and the nature. My part in the project is to find the firing temperature that makes an object made of stoneware as porous as possible. To prevent erosion, ceramic bricks are used in clay construction to slow down and absorb water. These bricks are called erosion checks. The research question is as follows: What firing temperature makes the most effective ceramic erosion check for clay construction? Important concepts in ceramics are: bisque firing, which takes place between 900°C and 1000°C, and high firing, which takes place between 1000°C and about 1300°C. Sintering refers to a change in a ceramic material where its structure becomes denser and less porous during the firing process. After firing, I study how well the samples absorb water. As a starting point for the test, I have used an experiment from Jylhä-Vuorio's book "Keraamiset materiaalit" (1992). With the experiment, I was able to calculate a number for each test piece that describes how well it absorbs water. The three best performing samples were fired at about 600°C, 950°C and 1080°C. The sample that had the lowest performance fired to 1280°C. Based on the test results, I assume that the samples with high porosity and high absorbency would work best as erosion checks in clay walls. After submitting my thesis, I will continue to make full-size erosion checks. I will fire the bricks according to the temperatures that gave the three best results. In addition, I will fire bricks to temperatures that had worse results to get a reference point. The final temperatures I am going to use are 650°C, 927°C, 1064°C, 1150°C and 1280°C. Finally, the erosion checks will be placed in the wall of the clay pavilion during the spring and summer of 2022.

Description

Supervisor

Paavilainen, Heidi

Thesis advisor

Lautenbacher, Nathalie

Keywords

3D-tulostus, keramiikka, huokoisuus, eroosio, eroosiokatkot, polttolämpötilat

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202205313449

Collections

[kand] Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu / ARTS (Open access)