SEKILAS LEMPUNG & GLASIR KERAMIK

Sekilas Tentang Lempung

oleh Agus Mulyadi Utomo
Hidup dan Seni.blogspot.goesmul.com.keramik
goesmul@gmail.com 

Di bumi unsur kimia terbanyak diperkirakan ada 4 unsur (90%) diantaranya terdiri dari oksida (50%), silica (25%), alumunium (8%) dan besi (6%).  Kira-kira 70% atau 80% dari kulit bumi terdiri dari batuan yang merupakan sumber tanah liat atau lempung. Pada ketebalan tanah 0,25 sampai 1 meter terdapat akar-akar dan sisa-sisa tumbuhan dan bahan organik lainnya yang membusuk, memberi warna dan sifat yang beragam pada tanah.

Lempung atau tanah liat, berasal dari proses pemecahan geologis pada permukaan bumi secara alamiah. Lempung disebut juga sebagai produk pencuacaan dari feldspar. Berawal dari pendinginan bahan-bahan yang meleleh dan pijar dari perut bumi berupa magma atau lava leleh menjadi batu-batuan, yaitu batuan beku, batuan bentukan metamorf adalah bahan yang berubah karena tekanan panas dan air, juga berbagai sumber pegmatit dengan mineral yang kadar unsur tanahnya tinggi . Juga ada pula batuan sidemen yang bahannya berpindah dari tempat asal terbentuk yang terbawa oleh angin, air (melalui sungai), salju / gletser dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah kemudian mengendap pada suatu tempat yang stabil menjadi lempung atau tanah liat, mika dan kapur, yang  terdiri dari berbagai macam mineral, feldspat, silica, alumina dan lainnya.  Ada beberapa macam bahan batuan, yang terjadinya berasal dari magma cair, kemudian membeku melalui proses pendinginan. Apabila pembekuan terjadi di dalam kawah (perut bumi) disebut batuan plutonik (granit) dan bila terjadi diluar kawah atau dipermukaan bumi disebut batuan effussi (batu apung / batu kembang). Batuan plutonik dan effussi disebut juga sebagai bahan beku atau karok (igneous rocks). Batuan beku yang telah mengalami perubahan-perubahan sifat karena pengaruh tekanan dan panas yang tinggi disebut batuan metamorfosa (metamorphic rocks) contohnya marmer, batu kapur kristalin yang berasal dari batu kapur kwarsa. Bahan yang terbentuk baik dari batuan beku maupun metamorfosa yang mengendap pada suatu tempat dan mengeras disebut batuan endapan  atau sedimen (sedimentary rocks).

Lempung berdasarkan keadaan terdapatnya di alam bisa berupa bahan gembur (limpas) yang terdapat di alam jumlahnya cukup berlimpah dan tersebar luas, misalnya pasir kuarsa dan clay.  Bisa juga berupa bahan batuan yang terdapat dalam struktur geologis yang terbatas seperti feldspar, mika dan quartzite. Dapat pula berupa bahan batuan padat yang di alam jumlahnya relatif besar seperti batu gamping, batu dolomite, batu pasir kuarsa dan sebagainya.

Tanah liat atau lempung terbagi menjadi 2 katagori yaitu:  Pertama sebagai tanah liat residu atau tanah murni (primary clay) yang terdapat ditempat asal batuan itu terbentuk atau tanah belum berpindah tempat sejak terbentuknya. Pada umumnya tanah murni berwarna cerah atau putih atau putih-keabu-abuan dan krem, berbutir kasar dan sifatnya tidak plastis. Tanah primer ini terproses secara alamiah (bisa jutaan tahun) dengan tekanan yang tinggi (veldspaat), temperatur tinggi (feldspar) dan pelapukan kulit tanah (kaolin) serta termasuk pula hasil semburan lumpur panas dari dalam perut bumi.  Katagori yang kedua, berupa tanah campuran (secondary clay), tanah liat endapan atau tanah sekunder yang terbentuk dari hasil proses perpindahan tempat oleh air, angin, gletser dan sebagainya, berbutir halus dan bersifat plastis serta  tercampur dengan kotoran mineral (impurities). Pada umumnya tanah campuran ini warnanya beragam dan itu tergantung bahan lain yang banyak mencemarinya seperti cobalt menjadi kebiruan, mangan menjadi violet, chrome menjadi kehijau-hijauan, besi terlihat kemerahan dan lainnya. Disamping itu tanah jenis tersebut terdapat aneka proses geologis lainnya.  Contoh tanah endapan adalah tanah limpah sungai, tanah marin (laut), tanah rawa, tanah danau dan tanah sawah.

Terjadinya lempung yang berasal dari proses peruraian batuan, terutama dari batuan beku yaitu proses hipogenik dan epigenik. Proses hipogenik terjadi di bawah permukaan bumi, biasanya oleh pengaruh uap panas yang mengandung larutan-larutan kimia. Proses ini dinamakan proses hydrothermal, khususnya untuk proses terjadinya kaolin yang disebut kaolinisasi. Proses epigenik terjadi di atas permukaan bumi, proses ini dikenal dengan sebutan pelapukan yaitu pelapukan fisika dan kimia. Pelapukan fisika umumnya oleh karena pengaruh panas, dingin, mekanis atau benturan dan jamur, sehingga batuan beku yang keras dan besar menjadi bagian-bagian yang kecil. Pasir-pasir halus hasil pelapukan fisika dilarutkan oleh pelapukan kimia yaitu terutama karena pengaruh adanya air dan udara, proses ini disebut pelapukan kimia.

Lempung adalah bahan bahan tanah sebagai hasil dari pemurnian batuan-batuan terutama feldspar dan yang mengandung senyawa alumina silikat hidrat (mineral lempung). Bahan ini akan plastis bila basah dan akan sangat keras seperti batu bila dipanaskan pada temperatur tinggi. Mineral lempung adalah senyawa alumina silikat hidrat yang mempunyai butir-butir sangat halus dan merupakan mineral yang dominan di dalam lempung, terdiri dari 3 kelompok yaitu kelompok kaolin, kelompok momorillonit dan kelompok yang mengadung alkali.

Lempung untuk bisa dimanfaatkan dengan baik sebagai bahan mentah keramik, maka bahan tanah tersebut dapat diusahakan dengan pemisahan bahan secara mekanis, yaitu dengan mencuci atau menghilangkan bahan mineral tambahan yang bersifat lemak dan kurang larut dari pada kuarsa.  Bisa juga dengan pengendapan kimia, yaitu dengan memekatkan hidroksida karbonat. Usaha lainnya dengan pembilasan kimia, yaitu dengan pencuacaan lempung dari feldspar. Dan perubahan termal (panas) dengan pemekatan unsur tanah oleh perubahan termal batuan beku.   

Bahan mentah keramik memiliki pengertian sebagai kumpulan mineral atau batuan dari mana barang-barang keramik dibuat, baik dari keadaan aslinya (alam) maupun setelah diproses (dibuat). Bahan mentah bisa berdasarkan asal bahan mentah yaitu bahan alam seperti kaolin, lempung, feldspar, kuarsa dsbnya. Lalu bahan buatan seperti borida, nitride, mullit, dsbnya. Bisa juga berdasarkan sifat keplastisannya, yaitu bahan plastis seperti ballclay, kaolin dan bentonit serta bahan non-plastis seperti feldspar, kuarsa, kapur, dolomite dsbnya.

Berdasarkan penggunaanya, bahan mentah keramik diperuntukan dalam pembuatan body (raga) keramik dan pembuatan perwarna atau glasir keramik.  Bahan mentah juga berdasarkan fungsinya didalam membuat suatu komposisi bahan keramik yaitu sebagai bahan yang bersifat sebagai pembentuk (kerangka), bahan pengikat (gelas) dan sebagai bahan pelebur (flux) yang menurunkan suhu bakar bahan secara menyeluruh. Tentu saja untuk menjadikan bahan mentah yang siap pakai diperlukan bahan-bahan penolong seperti air, minyak, bahan perekat, bahan elektrolit dan sebagainya. Dalam proses pembakaran juga diperlukan bahan-bahan kondisioner untuk suasana pembakaran yang bersifat oksidasi, reduksi, mert dan dalam proses pengglasiran.

Lempung sebagai bahan mentah keramik diperlukan keplastisan, adalah suatu sifat bahan basah yang dapat diberi bentuk tanpa mengalami retak dan bentuk yang dibuat tetap dapat dipertahankan setelah tenaga pembentuk dilepaskan. Sifat ini sangat mutlak atau penting dalam pembentukan barang-barang keramik.  Lempung basah mempunyai sifat-sifat tersebut, maka lempung merupakan bahan pokok dalam pembuatan keramik, terutama untuk benda seni dan kerajinan.

Sekilas Tentang Glasir Keramik

Glasir merupakan lapisan gelas tipis yang kontinyu melekat pada permukaan barang keramik, yang umumnya dibuat dari campuran bahan-bahan silikat yang melebur pada pembakaran tertentu.

Sifat fisik maupun kimia dari glasir hampir sama dengan gelas yaitu keras, licin, awet, tidak tembus air, tidak larut kecuali dalam asam florida (basa kuat lainnya) dan impermeable terhadap gas maupun cairan. Seperti halnya gelas, glasir tidak mempunyai ikatan molekul yang tegas, tetapi terdiri dari ikatan yang kompleks dan sifatnya mirip dengan larutan “lewat dingin” atau undercooled solutions.

Glasir mempunyai tekstur permukaan berwarna atau tidak berwarna, bias juga transparan, translusen (opak), matt atau dof (tidak mengkilap), yang sangat efektif dipergunakan sebagai unsur dekorasi atau ungkapan ekspresi para seniman (keramikus). Glasir mempunyai banyak fungsi, yang beberapa diantaranya tidak dapat diukur sifatnya.

Glasir keramik pada hakekatnya sama dengan gelas, yaitu keduanya dibuat dari bahan yang sama dari pasir kwarsa atau silika. Prosesnya pun sama yaitu dengan pembakaran suhu tinggi. Untuk mengerti apa sebenarnya gelas dan glasir, harus diketahui apa yang terjadi dalam proses pelelehan bahan dan gejala bahan untuk berkristal. Masalahnya adalah suhu atau temperatur sesuatu bahan padat yang tidak organis, ada yang berupa cairan, gas dan wujud padat / pasir / tepung serta tergantung pada tinggi suhu bakar. Misalnya air yang dikenal berwujud padat yaitu berupa es pada suhu di bawah 0°C, berupa cairan bila di atas 0°C sampai 100°C dan bila  di atas 100°C air berupa uap (menguap) selanjutnya sebagai gas. Demikian pula dengan bahan padat seperti batu-batuan, pada suhu yang sangat tinggi seperti yang terjadi di dalam perut Bumi batu-batuan itu berupa cairan, bahkan pada suhu yang lebih tinggi lagi akan menjadi gas. Biasanya bahan cair suhu tinggi menjadi dingin, dan bahan tersebut terlihat mengkristal / membeku / memadat / membatu. Dalam keadaan kristal, molekul-molekul bahan akan tersusun dalam pola-pola yang berulang secara 3 dimensional berupa struktur. Tiap-tiap bahan membentuk kristal-kristal dengan bentuk dan susunan yang berbeda-beda.

Bagaimana caranya bahan berkristal ? Sebagai contohnya adalah gula dan garam, yang masing-masing memiliki pola sendiri-sendiri. Apabila bahan kristalin dipanaskan, ikatan diantara molekulnya terpecahkan. Dan molekul-molekul menjadi lepas, tidak lagi terikat satu sama lain. Bahan-bahan yang meleleh tidak memiliki struktur yang kristalin. Saat menjadi dingin molekul itu menjadi jaringan yang teratur dan membeku, jadi padat dan kembali menjadi kristal.

Untuk mengerti sebaik – baiknya apa yang disebut glasir,  pertama – tama harus mengetahui apa yang disebut gelas itu. Gelas dapat disebut sebagai bahan yang transparan (yang tembus oleh cahaya) dan terbentuk dari pendinginan suatu lelehan bahan – bahan bumi, khususnya bahan silica dan berupa bahan yang tidak berbentuk kristal. Untuk mengenal sifat gelas sebaiknya harus meninjau masalah pelelehan dan pembentukan kristal (kristalisasi) waktu pendinginan.

            Pada umumnya apabila suatu bahan dari bumi dipanaskan cukup tinggi, maka bahan itu akan meleleh dan sewaktu dingin kembali bahan itu akan berbentuk kristal. Memang kabanyakan dari bahan – bahan bumi berstruktur kristal. Dan dalam bentuk kristal, molekul – molekul dari bahan itu tersusun menurut pola – pola tertentu yang berulang – ulang. Pada waktu bahan yang berbentuk kristal dipanaskan, ikatan molekul itu akan terpacah. Molekul – molekul itu akan lepas dari susunan menurut pola tadi dan apabila sampai dalam keadaan cair maka disebut lelehan, karena suatu lelehan tidak memiliki kristal – kristal atau struktur kristal. Pada umumnya bahan-bahan diwaktu menjadi dingin molekul – molekulnya akan mulai lagi menyusun diri menurut pola kristalnya dan jika bahan itu membeku akan berbentuk kristal lagi.

            Ada kalanya suatu bahan yang meleleh menjadi cairan waktu mendingin dan membeku kembali tidak berbentuk kristal, sehingga tetap memiliki sifat – sifat cairan. Cairan yang membeku demikian adalah gelas, sehingga dapat dianggap bahwa gelas itu sebagai “cairan” yang mendingin dan membeku tanpa re – kristalisasi. Adapun oksida yang membeku demikian itu dan menjadi gelas adalah Silika.

            Silika adalah bahan dasar untuk membuat gelas. Silika leleh pada suhu 1710°C suatu suhu yang cukup tinggi, didalam alam jarang sekali terdapat gelas alam. Salah satu gelas adalah Obsidian. Gelas yang dibuat dari pasir kwarsa atau silika yang berada dalam keadaan kristalin. Dan dalam pemanasan tinggi seperti pasir kwarsa yang meleleh dan tidak lagi berbentuk kristalin, cairan ini didinginkan secara khusus hingga menjadi padat. Dan bahan padat gelas tidak menjadi kristalin lagi, juga memilki karakteristik seolah seperti cairan. Cairan dimaksud adalah cairan yang membeku yang bersifat solid (padat) dan disebut gelas. Jadi gelas adalah: “Cairan yang membeku menjadi padat (solid) tanpa re-kristalin”. Bahan silika yang menjadi bahan utama gelas, bila didinginkan tidak berkristal kembali, yaitu berada dalam bentuk cairan yang disebut amorphous, sebagai gelas. Dan proses pencairan silika menjadi gelas disebut fitrifikasi (penggelasan). Adakalanya cairan glasir biasa membeku padat dan kembali menjadi kristalin, kejadian ini dinyatakan sebagai de-fitrifikasi. Untuk menjadi gelas yang bening / transparan dan tembus cahaya, cairan silika yang meleleh dalam proses pendinginannya tidak boleh mengalami de-fitrifikasi.

            Di atas telah dikatakan bahwa glasir keramik pada hakekatnya adalah “gelas”, akan tetapi walaupun glasir itu adalah gelas, komposisi bahannya memang agak berbeda karena fungsinya adalah sabagai pelapis suatu benda keramik. Glasir pada prinsipnya harus melekat pada suatu benda keramik, sedangkan gelas dibentuk secara langsung dari lelehan bisa berupa botol, gelas, kaca, dan lainnya. Dengan demikian lelehan gelas itu harus agak cair.

            Pada keramik, glasir itu tidak boleh meleleh turun dari benda yang dilapisi sehingga glasir itu harus lebih kaku. Glasir dibuat dari bermacam – macam campuran bahan baku yang belum meleleh dan campuran itu dicairkan dengan air kemudian dilapiskan merata pada permukaan benda keramik, dimana bahan tersebut akan meleleh ditempat (dalam tungku / oven) waktu dibakar.

            Gelas dibuat dari campuran bahan Silika dengan bahan – bahan tambahan untuk menurunkan suhu pembakaran yang seluruhnya dilelehkan dulu menjadi cairan, dan kemudian pada saat cair itu dibentuk menjadi bermacam – macam benda.

Di atas telah dikatakan bahwa glasir itu tidak boleh terlalu cair sehingga akan turun dari benda yang dilapisi. Glasir itu harus lebih kaku dan hal tersebut dapat dicapai dengan membubuhkan alumina kedalam glasir. Alumina ini mempertinggi viskositas (viscous = lengket, liat) dari glasir. Dengan demikian glasir yang pada hakekatnya adalah ‘gelas’ tersebut dibuat dengan bahan dasar untuk gelas yaitu Silika beserta dengan bahan pelapis tambahan lainnya untuk menurunkan suhu pembakaran glasir,  diperlukan  juga bahan alumina untuk membuatnya lebih liat serta melekat pada benda keramik yang dilapisi.

Glasir adalah lapisan berupa gelas yang telah dilelehkan setempat pada permukaan benda keramik, sehingga membuat benda yang dilapisi itu menjadi halus dan tidak berpori, serta bisa diberi warna atau tekstur menurut kehendak si pembuat.

Glasir harus melekat pada benda keramik yang akan dilapisi. Untuk mencapai itu ada 3 komponen yang diperlukan, misalnya pasir kwarsa / silika sebagai bahan gelas; lalu  bahan peleleh (flux) yang dapat mempercepat pelelehan dan menurunkan titik lebur / titik leleh seluruh bahan glasir; Dan diperlukan pula bahan yang memungkinkan glasir itu dapat melekat dan bersatu dengan body benda keramik, berupa bahan tanah liat.

Dengan demikian dalam pembuatan glasir telah dapat ditetapkan komponen dasar yang umumnya dipakai para keramikus sebagai berikut:

a)   terdiri dari komponen bahan pembentuk gelas, misalnya:

      pasir kwarsa murni atau silika --- SiO2

b) terdiri dari komponen flux atau bahan peleleh (pelebur), misalnya: oksida-oksida yang titik leburnya relatif rendah; dan c) terdiri dari komponen pelekat, yang merupakan kerangka glasir yang sifatnya sama dengan bahan body benda keramik yang akan dilapisi (unsur tanah liat) misalnya: alumina --- Al2.2SiO2.2O2 

Menurut Brian Alexander yang mengemukakan bahwa diperlukan 3 macam bahan mentah dalam membuat glasir , yaitu 1)  Gelas forma (Glass former) adalah bahan mentah untuk

      membuat bahan seperti kaca (silika),

2)   Stabilisator (stiffener) adalah bahan mentah untuk mencegah

      meleleh (alumina) sebagai kerangka.

3)   F l u x s  (pelebur) adalah bahan yang membuat melebur   

      bahan-bahan di atas (1&2), melebur dan meleleh di dalam

      suhu yang lebih rendah ( Brian Alexander, 2001: 44 ).

Selanjutnya untuk dapat membuat glasir diperlukan pengetahuan khusus (tersendiri) yaitu tentang jenis-jenis glasir, bahan-bahan baku glasir, rumus- perhitungan-formula dan resep-resep glasir.

Email:  agusmulyadiutomo@yahoo.co.id  &   goesmul@gmail.com 

Blog : Hidup dan Seni.blogspot.goesmul.com.keramik

Dari Buku Wawasan & Tinjauan Seni Keramik, 2007