Termiczna obróbka surowców krzemieniarskich

Człowiek już dawno temu odkrył, że skały z dużą zawartością krzemionki (np. krzemień), które trudno się łupią, pod wpływem ognia stają się dużo lepszym surowcem do produkcji narzędzi. Obróbkę cieplną krzemienia praktykowano na całym świecie od ponad 100 tys. lat temu, szczególnie w południowo-zachodniej Europie. W Polsce zabytki tego rodzaju należą do rzadkości. Krzemieniarze zamieszkujący w przeszłości nasze tereny niechętnie stosowali tą technikę wstępnego przygotowania surowca. Przy krzemieniu dobrej jakości jaki u nasz występuje nie ma potrzeby obróbki cieplnej. Termiczna obróbka surowców krzemieniarskich nie jest łatwa i wiąże się z ryzykiem. Możemy dużo zyskać, ale też wszystko stracić. W przeszłości najważniejsze były cechy użytkowe narzędzi, a nie łatwość ich produkcji. W pewnych przypadkach jednak obróbka cieplna surowca krzemieniarskiego jest jak najbardziej wskazana.

Na czym polega obróbka termiczna? Surowiec krzemieniarski podany zostaje ogrzewaniu do kreślonej temperatury w określonym czasie. Najprościej zrobić to wykopując w suchym, piaszczystym podłożu niewielkie zagłębienie. Następnie rozkładamy warstwą krzemienie tak, aby się nie stykały, przysypujemy piaskiem na grubość około 5-6cm i rozpalamy ognisko, które podtrzymujemy przez kilka godzin. Zadaniem piasku jest równomierne i pośrednie ogrzewanie surowca. Działa jak koc. Ułatwia utrzymanie wysokiej temperatury przed dłuższy czas i chroni przed przegrzaniem. Głębokość, na jakiej umieścić krzemień w piasku zależy od wymaganej temperatury. Na 2,5cm pod piaskiem temperatura sięga około 600°C i zmniejsza się o około 50°C na każdy centymetr głębiej. Temperatura na krawędziach ogniska jest niższa. Współcześnie osoby zajmujące się obróbką krzemienia korzystają z piekarników, w których o wiele łatwiej kontrolować czas jak i temperaturę.

Najważniejsze zmiany spowodowane obróbką cieplną, to poprawa właściwości obróbki surowca. Z krzemienia łatwiej odbijać cienkie, długie odłupki i usuwać duże płatki przy retuszu. Optycznie krzemień poddany przegrzaniu przypomina szkło. Na krawędziach pęknięć widoczny jest wyraźny połysk (nie zawsze ta zmiana jest widoczna). W niewielkim stopniu powoduje zmianę koloru. Wadą tego procesu jest zmniejszenie się odporności na pękanie (szczególnie krzemień pasiasty). To ogranicza zastosowanie przegrzewania. Najczęściej obróbka termiczna stosowana jest przy wyrobie grotów, ostrzy, noży, skrobaków. Nie stosuje się do produkcji siekier i cioseł.

Przegrzewać można cienkie wióry i odłupki oraz półwyroby nie grubsze jednak jak 5cm. Im większe rozmiary surowca, tym większe naprężenia się tworzą. Niekorzystne jest też szybkie ogrzanie, schłodzenie lub zbyt wysoka temperatura podczas przegrzewania krzemienia, która powoduje powstawanie mikropęknięć. Może to doprowadzić do zniszczenia surowca. Uwaga, skały mogą eksplodować szczególnie, jeśli są wilgotne lub za szybko je przegrzewamy. Przed przegrzewaniem surowiec trzeba wysuszyć.

Nie wszystkie jednak rodzaje surowców krzemieniarskich można poprawić poprzez obróbkę cieplną. Ma ona zastosowanie przy ''trudnym'' krzemieniu oraz agacie, jaspisie, czercie, rogowcu. Jak już wspomniałem dobrej jakości surowca nie ma sensu poddawać działaniu wysokiej temperaturze. Co najwyżej, możemy go zniszczyć. Z kolei zaś inne wręcz należy, np. twarde krzemienie czy agat, bardzo zyskują, gdy je przegrzejemy. Materiał, który wcześniej z trudem dał się obrabiać, teraz jest łatwy i przyjemny w pracy. Zrobienie pięknych grotów z krzemienia pasiastego z misternym retuszem bez uprzedniego przygotowania surowca byłoby niemożliwe.

Odnośnie temperatur, w jakich należy przegrzewać surowiec. Są ogólne wyznaczniki, ale surowce są bardzo zróżnicowane, nawet w obrębie jednego rodzaju i wymagają rożnych temperatur jak i czasów przegrzewania. Często mają niejednolitą budowę, wady, wtrącenia, spękania, są wilgotne. Nawet w obrębie jednej konkrecji krzemienia, zewnętrzne warstwy mogą mieć inne właściwości niż wewnętrzne. To wymaga za każdym razem indywidualnego podejścia. Zasadą jest zaczęcie od niższych temperatur i partii próbnej. Białe lub szare krzemienie mają nieco wyższe temperatury od krzemieni ciemniejszych. Niższe temperatury przy dłuższym czasie dają ten sam efekt, co wyższe temperatur i krótszy czas przegrzewania. Orientacyjne temperatury (maksymalne): agat 450 - 550°C , krzemień 300 - 350 °C (max. 400°C), jaspis 450 - 500°C.

Temperaturę w ognisku podnosimy powoli, stopniowo. Surowiec kiedyś ogrzewano nawet do 2-3 dni. Nie musimy aż tyle, wystarczy 7-8 godzin. Po zakopaniu krzemienia rozpalam ognisko i podtrzymuję go, przez co najmniej 5 godzin. Kilka godzin pozostawiam na wystygniecie. Często łączę to z noclegiem przy ognisku lub dłuższym kucharzeniem.

Obróbkę termiczną surowca stosuję rzadko tylko, gdy nie ma innej możliwości. Na pewno nie polecę tej techniki początkującym. Ryzyko związane ze zniszczeniem dobrego surowca jest zbyt duże. To tylko sztuczka pozwalająca na odrobinę więcej i nie należy jej traktować, jako środka na ominięcie braku podstawowej wiedzy i umiejętności.

Kilka osób pytało/prosiło mnie o nagranie filmu instruktażowego z technik krzemieniarskich. Jak wykonać grot strzały, nóż itp. Otóż jak na razie nie planuję nic zmieniać w tym temacie. Dalej pozostaną zdjęcia i słowo pisane. Poza pewnymi wyjątkami. Jak ktoś chce koniecznie mnie obejrzeć przy pracy, to zapraszam na szkolenia, warsztaty, pokazy. Pozostałych odsyłam np. na yt, pełno tam tego. W dodatku na wyższym poziomie i lepszej, jakości niż ja byłbym w stanie nakręcić. Druga sprawa to czas, którego zwyczajnie mi brakuje. Najistotniejsze, to mieć czas na spełnianie własnych pragnień.