蒙脫石
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蒙脫石是那種會膨脹的黏土,黏土世界的戲劇女王。它是膨潤土(bentonite)的主要礦物,那種一遇水就鼓脹、能封住池塘、增稠鑽井泥漿、在貓砂裡結塊的黏土。在硬瓷坯體裡加一點點,整團泥就忽然變得絲滑而可塑;它對可塑性這種不成比例的效果,正是陶匠把它當成用量微小卻威力強大的添加劑、常備於架上的原因。
就結構而言,蒙脫石是 2:1(TOT)層狀矽酸鹽,與雲母是同樣的四面體-八面體-四面體三明治,但層間有個關鍵差異。它的層只帶適度的負電荷,不是靠緊鎖的鉀、而是靠鬆散、可交換的陽離子(Na+、Ca2+)來平衡,而這些陽離子帶著水分子而來。水分子能直接開進 TOT 層之間,把間距從乾燥時的約 0.96 奈米撬開到潤濕時遠超 1.5 奈米,於是黏土膨脹,有時脹到乾燥體積的許多倍。它的顆粒又極細極薄,使蒙脫石有巨大的表面積(每克數百平方公尺)與很高的離子交換能力,這正是它成為如此有效的塑化劑、黏結劑與吸附劑的原因。
那股膨脹力是一把雙面刃。少量使用時,蒙脫石是絕佳的塑化劑與懸浮穩定劑(解絮的膨潤土讓注漿泥漿既流動又不沉降)。但太多就惹麻煩:富含蒙脫石的坯體乾燥時收縮巨大、極易開裂,而地基或原料中的膨脹性黏土會使結構隆起、龜裂。讓它如此可塑的那些層間水,正是讓它如此易縮的原因,提醒我們在黏土裡,優點與缺點通常共用同一套機制。
把一匙乾膨潤土丟進水裡,看它膨脹成好幾倍大的凍膠,那是水把 TOT 層撐開的結果。正是同樣的吸水,讓只加百分之一二到硬脆瓷坯體中,就能把它變成光滑、好拉坯的黏土。
水走進層與層之間:蒙脫石膨脹,這讓它極為可塑、也極易收縮。
可塑性更高並不總是更好。由於蒙脫石膨脹與收縮都很劇烈,加太多的坯體在乾燥與燒成時會嚴重開裂;它是調味料,用少許百分比,而非主黏土。