Keramiikan käsikirja

Saven synty ja koostumus

Savet ovat syntyneet rapautumalla erilaisista kivilajeista. Rapautumista tapahtuu mekaanisesti, kemiallisesti ja biologisesti.

Mekaanista rapautumista aiheuttaa veden, lämpötilan vaihteluiden ja jään vaikutukset kiveen.

Kemiallinen rapautuminen on sarja maan pinnalla tapahtuvia kemiallisia reaktioita kiven, ilmakehän ja veden välillä. Kemiallista rapautumista tapahtuu, kun esim. sadevedessä olevat hiili-, rikki- tai muut happoyhdisteet vaikuttavat kiveen. Kemiallista rapautumista tapahtuu myös maan kuoressa. Magman leviäminen maan kuoren kivikerrosten väliin aiheuttaa rapautumista. Myös magman nousun aikaan saamat kuumat hiilidioksidi-, vesi-, boori- ja fluorikaasut rapauttavat kivikerroksen maasälpää.

Biologinen rapautuminen tapahtuu, kun mikrobit, jäkälät sekä puiden ja muiden suurien kasvien juuret hajottavat kiveä tuottamillaan hapoilla.

Rapautuminen on osa jatkuvasti käynnissä olevaa aineen kiertokulkua, jossa kivi eri muodoissaan kiertää syvältä maankuoresta maan pinnalle ja takaisin maankuoreen. Kiven kierto kivisulasta magmakiveksi, kerrostuneeksi sedimentiksi ja sedimenttikiveksi, metamorfoituminen vuorijononmuodostuksessa ja uudelleensulaminen saattaa kestää satoja miljoonia vuosia. Tämä prosessi on nimeltään aineen suuri kiertokulku.

Kivilajit

Kivilajit jaetaan magmakiviin, metamorfisiin kiviin ja sedimentteihin syntytavan mukaan. Magmakivet ovat muodostuneet sulasta magmasta joko syvällä maankuoressa (syväkivet) tai maan pinnalla (pintakivet). Kivilajien painuessa takaisin syvemmälle maankuoreen, tapahtuu metamorfoosi. Siinä kivilaji muuttuu uudeksi korkean paineen ja lämpötilan vaikutuksesta. Sedimentit jaetaan kahteen ryhmään niiden olomuodon mukaan. Sedimenttikivet ovat muodostuneet joko metamorfisista kivilajeista uuden metamorfoosin kautta lähempänä maan pintaa tai sora-, hiekka- ja savikerroksista kovettumalla.

Noin 95 % maan kuoresta koostuu silikaattimineraaleista, joista noin 60 % on maasälpiä ja 12 % kvartsia. Kaikissa silikaattimineraaleissa esiintyy yhdistelmä piitä (Si) ja happea (O). Keramiikan näkökulmasta tärkeimpiä silikaattimineraaleja ovat hohkasilikaatit l. kvartsi ja maasälpä.

Saviesiintymät Suomen alueella

Suomen saviesiintymät ovat pääsääntöisesti punaiseksi palavaa luonnonsavea eli rautapitoista punasavea. Rauta kuuluu maankuoren yleisimpiin alkuaineisiin ja Suomen maaperän kiviaineksessa sen osuus on noin 3 %. Veden mukana kulkenut hienojakoinen maa-aines eli savi on sitonut itseensä helpoimmin rapautuvista alumiinisilikaattimineraaleista irronnutta rautaa.

Suomen kallioperä on suurimmaksi osaksi ikivanhaa. Se on peräisin arkeeisesta ajasta 2800–2700 miljoonaa vuotta sitten ja kuuluu prekambristen kivilajien (ikä 1600–2800 miljoonaa vuotta) muodostamaan Fennoskandian kilpeen. Euraasian mantereen vanhimpiin osiin kuuluva kallioperä on näkyvissä vain Fennoskandian ja Ukrainan alueella. Muualla se on nuorempien sedimenttikivilajien peittämä.

Viimeisin jääkausi ja varsinkin mannerjään sulaminen muokkasi Fennoskandia kilven aluetta. Sulava jää siirsi suuria määriä maa-ainesta ja Suomen maaperä onkin sen jäljiltä alle 10 000 vuotta vanhaa. Suomessa maakerros on keskimäärin 8,6 m paksua. Lapissa se voi olla paikoin jopa 100 m. Mannerjään sulamisen eri vaiheiden lopputuloksena on syntynyt Itämeri, jonka vaiheet liittyvät olennaisesti Suomen saviesiintymien syntymiseen.

Savien jaottelu

Syntysijoilleen jääneitä savimineraaleja kutsutaan primäärisaviksi ja syntypaikoiltaan muille alueille siirtyneitä savia kutsutaan sekundäärisaviksi. Savien siirtyminen on tapahtunut esimerkiksi jääkauden sulamisvesien mukana.

Primäärisavet eivät ole joutuneet veden kuljetettaviksi eikä lajiteltaviksi, joten samalta paikalta löytyy erilaisia raekokoja. Tärkein primäärisavien ryhmä on Kaoliniitti-ryhmä, johon kuuluu useita lajeja. Yleisin näistä on kaoliniitti (Al₂O₃ · 2SiO₂ · 2H₂O), joka koostuu alumiinioksidista, piidioksidista ja kidevedestä. Muita ovat mm. halloysiitti, dikiitti ja nakriitti. Kaoliniitti on yksi puhtaimpia savimineraalien muotoja ja sitä löytyy lähes kaikkien luonnon savien koostumuksesta.

Kaoliniitti on yksi historiallisesti tärkeimmistä keramiikassa käytetyistä mineraaleista. Se on tunnettu Kiinassa jo noin 200 eaa. Han-dynastian aikana. Puhdasta, valkoista kaoliniittia louhittiin Kiinassa sijaitsevasta Kao-Ling-vuoresta ja siitä syystä materiaali saikin nimen kaolin (suomeksi kaoliini).

Kaoliini oli kiinalaisen posliinisaven tärkein raaka-aine. Posliinista valmistettuja esineitä kuljetettiin ja markkinoitiin Kiinasta Eurooppaan silkkitien kautta ja meritse 1300-luvulta alkaen. Eurooppalaiset yrittivät selvittää kiinalaisen posliinin läpikuultavuutta aiheuttavaa salaista ainesosaa pitkään. Se selvisi vasta vuonna 1700-luvun alussa, kun ranskalainen jesuiittalähetyssaarnaaja lähetti kaoliininäytteitä Eurooppaan esimerkkeinä kiinalaisten posliinin valmistuksessa käyttämistä materiaaleista.

Myös Suomessa on kaoliniittiesiintymiä mm. Enossa, Puolangalla ja Virtasalmella.

Sekundäärisavet ovat syntypaikoilta pois kulkeutuneita savia, joihin on tullut mukaan erilaisia epäpuhtauksia. Kulkiessaan esimerkiksi jääkauden sulamisvesien mukana mineraalit lajittuivat ja kerrostuivat raekoon mukaan maaperään. Siksi erilaiset sekundäärisavet vaihtelevat koostumukseltaan ja eroavat toisistaan sekä plastisuudessa että polttolämpötiloissa. Johtuen sekundäärisavien epäpuhtauksista, suurin osa on poltettuna väriltään ruskehtavia, harmahtavia tai punertavia. Sekundäärisavia ovat mm. pallosavet.

Sekundäärisaviin tulleita epäpuhtauksia ovat esimerkiksi:

• Rautayhdisteet → yleisimpiä värin antajia
• Kalsium-yhdisteet → vaikuttavat väriin ja polttolämpötilaan
• Rikkiyhdisteet
• Kiille → heikentää lujuutta ja lämpötilan vaihteluiden kestoa
• Maasälvät → alentavat sulamispistettä
• Liukoiset suolat
• Humus
• Hiiliyhdisteet

Kuvitus
Kerimov, Nikolo. Aineen suuri kiertokulku.
Palmu, Sanna. Kivilajien muodostuminen.
Palmu, Sanna. Itämeren syntyvaiheet.