Gạch nung làm từ gì: từ đất sét ruộng tới viên gạch đỏ ra lò

Gạch nung làm từ đất sét trộn nước, đóng thành khối, phơi cho khô rồi đưa vào lò nung ở khoảng 900–1.100 °C. Sức nóng biến đất sét mềm, gặp nước là nhão, thành một khối cứng như đá và không bao giờ mềm trở lại. Viên gạch đỏ trên tường nhà bạn đã đi qua đúng bốn bước ấy: lấy đất, tạo hình, phơi, nung.

Đất sét: nguyên liệu nằm ngay dưới ruộng

Đất sét là loại đất có hạt cực mịn, nhỏ hơn hạt cát hàng trăm lần. Các hạt ấy có dạng tấm mỏng như những tờ giấy xếp chồng. Khi có nước, nước len vào giữa các tấm, giúp chúng trượt lên nhau mà vẫn bám vào nhau. Vì thế đất sét ướt dẻo, nặn được, giữ được hình.

Ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, lớp phù sa mịn do sông bồi qua hàng nghìn năm chính là nguồn đất sét làm gạch. Đó cũng là lý do các làng gạch xưa hay nằm ven sông: đất có sẵn, lại chở gạch bằng thuyền đi bán thuận tiện. Nổi tiếng nhất ở miền Tây là vùng Mang Thít ven sông Cổ Chiên (Vĩnh Long), nơi từng có hàng nghìn lò gạch, lò gốm hình mái vòm đứng san sát.

Đất sét thường có lẫn một ít sắt. Chính lượng sắt nhỏ ấy quyết định màu viên gạch sau này, nên người thợ nhìn màu đất cũng đoán được gạch ra lò sẽ đỏ hay ngả vàng.

Từ đống đất tới viên gạch mộc

Đất đào lên chưa dùng được ngay. Người ta phải làm cho đất đều và sạch.

1. Ủ đất: đất được tưới nước, để ngấm vài ngày cho mềm đều từ trong ra ngoài.
2. Nhào, nhặt sạn: ngày xưa người và trâu giẫm cho đất nhuyễn, vừa giẫm vừa nhặt sỏi, rễ cây. Nay máy nhào trộn làm việc này. Một viên sỏi sót lại có thể làm gạch nứt khi nung.
3. Tạo hình: thợ thủ công vỗ đất vào khuôn gỗ rồi gạt phẳng mặt. Nhà máy dùng máy đùn: đất bị ép qua một miệng khuôn thành một dải dài liên tục, rồi dao dây cắt ra từng viên, giống như bóp kem đánh răng rồi cắt khúc.
4. Phơi: viên gạch vừa đóng gọi là gạch mộc, còn rất nhiều nước. Gạch mộc được xếp so le trên sân hoặc trong lán có mái để gió lùa qua, phơi từ vài ngày tới vài tuần tuỳ trời.

Phơi là bước dễ bị coi nhẹ nhưng rất quan trọng. Khi nước bay đi, viên gạch co lại vài phần trăm. Nếu phơi nắng gắt quá nhanh, mặt ngoài khô và co trước trong khi lõi còn ướt, gạch sẽ nứt chân chim. Còn nếu đem gạch còn ẩm vào lò, nước trong lõi gặp nóng hoá hơi đột ngột và có thể làm viên gạch vỡ toác.

Gạch lỗ (loại có hai, bốn hay sáu lỗ chạy dọc) chỉ làm được bằng máy đùn: lõi khuôn có những thanh chắn tạo thành lỗ. Lỗ giúp gạch nhẹ hơn, khô nhanh hơn, chín đều hơn và tốn ít đất hơn.

Trong lò nung xảy ra chuyện gì

Nung không phải chỉ là "sấy cho thật khô". Ở nhiệt độ cao, bên trong đất sét có những thay đổi không quay ngược được. Có thể hình dung theo các nấc nhiệt:

Khoảng nhiệt	Điều xảy ra trong viên gạch
Dưới khoảng 200 °C	Phần nước còn sót trong các khe hạt bay hơi hết. Lúc này phải tăng lửa từ từ.
Khoảng 450–600 °C	Nước gắn chặt bên trong cấu trúc khoáng sét bị đẩy ra. Từ đây đất sét mất hẳn tính dẻo, gặp nước không nhão lại nữa.
Khoảng 900–1.100 °C	Bề mặt các hạt bắt đầu chảy mềm một chút và dính liền vào nhau, như những hạt đường dính lại khi hơ nóng. Gạch cứng, chắc, kêu thanh.

Giai đoạn cuối gọi là thiêu kết: hạt không chảy thành nước mà chỉ hàn vào nhau ở chỗ tiếp xúc. Nung quá nóng thì gạch chảy nhiều, cong vênh, sẫm gần như đen; người thợ gọi là gạch quá lửa. Nung chưa tới thì gạch non lửa, màu hồng nhạt, mềm, hút nước nhiều và mau rêu mốc.

Sau khi tắt lửa, lò phải nguội dần nhiều ngày. Mở lò sớm, gió lạnh ùa vào làm gạch nóng co lại đột ngột và nứt.

Vì sao gạch có màu đỏ

Sắt trong đất sét gặp oxy khi nung chuyển thành một dạng oxit sắt màu đỏ, cùng loại với gỉ sắt. Đất càng nhiều sắt, gạch càng đỏ. Đất ít sắt mà nhiều vôi cho gạch vàng nhạt. Nếu lò bị bịt bớt gió, thiếu oxy, sắt chuyển sang dạng khác cho màu xám hoặc xanh đen. Gạch Bát Tràng lát sân đình, sân chùa ở miền Bắc có màu đỏ sẫm hơi nâu, một phần do đất và cách đốt lò riêng của làng.

Lò gạch xưa và lò gạch nay

Lò thủ công kiểu cũ là một khối xây bằng chính gạch, gạch mộc xếp bên trong, đốt bằng củi, trấu hoặc than từ cửa lò. Mỗi mẻ đốt nhiều ngày, rồi phải chờ nguội, dỡ ra, xếp mẻ mới. Cách này tốn nhiên liệu, khói đen bay khắp làng, và gạch gần cửa lửa thường chín hơn gạch ở góc xa.

Năm 1858, kỹ sư người Đức Friedrich Hoffmann được cấp bằng sáng chế cho lò vòng: nhiều buồng nối thành vòng tròn, lửa di chuyển dần từ buồng này sang buồng kia. Khí nóng đi qua sấy sẵn gạch ở buồng phía trước, nên tiết kiệm nhiên liệu hơn nhiều và lò không phải tắt.

Ngày nay nhà máy phổ biến dùng lò tuynel: một đường hầm dài hàng chục mét. Gạch xếp trên các xe goòng chạy chậm qua đường hầm, lần lượt đi qua vùng sấy, vùng nung nóng nhất ở giữa rồi vùng làm nguội. Lò chạy liên tục ngày đêm, gạch chín đều, khói được kiểm soát tốt hơn.

Ở Việt Nam, Chính phủ có chương trình chấm dứt dần lò gạch thủ công vì chúng gây ô nhiễm không khí, làm cháy lá lúa ruộng xung quanh và lấy mất lớp đất màu của ruộng. Nhiều làng gạch ven sông vì thế đã tắt lửa; một số lò hình vòm ở Mang Thít được giữ lại như di sản để tham quan.

Gạch đã có từ bao giờ

Trước khi biết nung, con người đã làm gạch bùn phơi nắng. Những khối gạch bùn sớm nhất được các nhà khảo cổ tìm thấy ở vùng Cận Đông, có tuổi khoảng mười nghìn năm hoặc hơn. Gạch phơi nắng rẻ và dễ làm, nhưng gặp mưa dầm thì rã dần, nên hợp với vùng khô.

Gạch nung ra đời muộn hơn, khi người ta đã làm chủ được lò nung gốm. Ở vùng nhiều mưa như Việt Nam, gạch nung mới thật sự trụ được. Những tháp Chăm ở miền Trung, xây bằng gạch từ hơn một nghìn năm trước, cho thấy viên gạch nung đúng cách có thể đứng vững qua cả nghìn mùa mưa bão.

Thử làm: gạch phơi nắng và gạch nung, viên nào chịu nước

Bạn có thể tự thấy khác biệt giữa đất sét chỉ phơi khô và đất sét đã nung, không cần đụng tới lửa.

1. Xin một nắm đất sét (đất thịt ở ruộng, bờ ao, hoặc đất sét nặn mua ở hiệu sách loại tự khô). Thêm chút nước, nhào tới khi dẻo như bột bánh.
2. Ấn đất vào khay đá tủ lạnh hoặc hộp sữa chua cũ để làm vài "viên gạch tí hon". Gạt phẳng mặt.
3. Để khay chỗ thoáng, có bóng râm, 3–5 ngày. Mỗi ngày quan sát: màu có nhạt đi không, viên gạch có tách khỏi thành khuôn không (đó là co ngót), có vết nứt không.
4. Khi đã khô hẳn, lấy thước đo một viên và so với kích thước khuôn. Bạn sẽ thấy viên gạch nhỏ đi một chút.
5. Thả một viên gạch tí hon vào cốc nước, và thả một mẩu gạch nung thật (mảnh gạch vỡ nhặt ở công trình, rửa sạch) vào cốc khác.

Sau một giờ, viên đất phơi nắng mềm ra, bở dần và làm đục nước. Mảnh gạch nung vẫn nguyên, chỉ thấy những bọt khí nhỏ bám quanh hoặc nổi lên: đó là không khí trong các lỗ rỗng li ti bị nước đẩy ra. Thí nghiệm này cho thấy đúng điều lò nung làm được: biến đất thành thứ không còn sợ nước.

Muốn đo thêm, nhờ người lớn cân mảnh gạch nung lúc khô và sau khi ngâm một ngày. Phần nặng thêm là nước gạch hút vào. Gạch non lửa hút nhiều nước hơn gạch chín tới.

Nhận ra viên gạch tốt khi đi ngang công trình

• Màu đều: cả viên một màu, không loang chỗ hồng nhạt chỗ sẫm đen.
• Cạnh thẳng, góc vuông: không cong vênh. Gạch cong là dấu hiệu quá lửa.
• Tiếng gõ: hai viên gõ nhẹ vào nhau kêu đanh, thanh. Tiếng bịch đục thường là gạch non lửa hoặc có vết nứt bên trong.
• Không có hạt trắng nổ: những hạt vôi lẫn trong đất, sau khi nung gặp ẩm có thể nở ra, làm bong một mảng mặt gạch. Thợ gọi là gạch bị nổ vôi.

Gạch đặc đất sét nung phổ thông ở Việt Nam có kích thước khoảng 220 × 105 × 60 mm và nặng chừng hai ký rưỡi. Lần tới khi thấy một xe gạch đổ trước ngõ, bạn có thể ước thử cả xe nặng bao nhiêu nếu đếm được số viên.

Câu hỏi thường gặp

Gạch nung được làm từ nguyên liệu gì?

Nguyên liệu chính là đất sét trộn nước. Đất sét có hạt rất mịn nên dẻo, đóng khuôn được. Một số nơi trộn thêm một ít cát hoặc tro để gạch ít nứt khi phơi và nung.

Gạch nung ở nhiệt độ bao nhiêu?

Gạch đất sét thường được nung khoảng 900 đến 1.100 °C, tuỳ loại đất. Nhiệt độ thấp quá thì gạch non lửa, mềm và hút nước; cao quá thì gạch cong vênh, sẫm màu.

Vì sao gạch có màu đỏ?

Trong đất sét có sắt. Khi nung có đủ oxy, sắt chuyển thành oxit sắt màu đỏ, giống màu gỉ sắt. Đất ít sắt cho gạch màu vàng nhạt, còn lò thiếu gió cho gạch xám hoặc sẫm.

Gạch nung khác gạch không nung thế nào?

Gạch nung cứng lại nhờ sức nóng của lò làm các hạt đất sét hàn vào nhau. Gạch không nung cứng lại nhờ chất kết dính như xi măng phản ứng với nước, không cần đốt lò, nên ít khói bụi hơn.

Vì sao phải phơi gạch trước khi nung?

Gạch mộc còn rất nhiều nước. Nếu đưa vào lò ngay, nước trong lõi hoá hơi đột ngột làm gạch nứt vỡ. Phơi chậm trong bóng râm giúp gạch co đều, ít nứt.