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建築用テラコッタとは、粘土と水を焼成した混合物で、建物の外装または内装において、非構造用、半構造用、または構造用として使用できるものです。[ 1 ]テラコッタは古代の建築材料で、その名前はイタリア語で「焼いた土」を意味します。建築用テラコッタの中には、炻器よりも強度が高いものもあります。無釉、塗装、スリップ釉、釉薬仕上げが可能です。
初期の用途では通常、テラコッタは一体型であったが、19世紀以降はほとんどの場合、空洞の粘土網で囲まれた空隙（セル）で構成されている。セルはモルタルで圧縮して設置することも、金属製のアンカーで吊り下げることもできる。このようなセルは、しばしば部分的にモルタルで埋め戻される。
テラコッタは、装飾的な部分においてレンガと組み合わせて使用することができます。粘土の産地が同じであれば調和のとれた外観に、産地が異なる場合は対照的な外観に仕上げることができます。また、多くの場合、異なる構造材の上に外装材として用いられます。
テラコッタは古代ギリシャ人、バビロニア人、古代エジプト人、ローマ人、中国人、インダス川流域の文化、ネイティブアメリカンの文化によって作られました。屋根瓦、メダリオン、彫像、柱頭、その他の小さな建築装飾に使用されました。[ 2 ]
インドのテラコッタ製造業者は、粘土混合物を手で押し固め、流し込み、二重成形した。石膏の鋳型は、アフガニスタン、バングラデシュ[ 3 ] 、インド、パキスタンのいくつかの古代遺跡で発見されている[ 4 ] 。モチーフや製造工程の類似性から、学者たちはヘレニズムとインダス川流域の彫刻テラコッタの伝統の間で異文化交流があったと指摘している[ 5 ] 。初期の有名な例としては、マハブブナガル地区のビタルガオン寺院とジャイナ教寺院がある。
中国、韓国、日本のテラコッタ製造の伝統は、彫像や調理器具などの非建築用途に重点が置かれていましたが、様々な形のテラコッタタイルは屋根材として人気がありました。[ 6 ]
ギリシャ人は、オリンピアやセレニウスなどの神殿の柱頭、フリーズ、その他の要素にテラコッタを使用した。[ 7 ]国内では、彫像や屋根瓦に使用した。エトルリア人は、屋根瓦、梁の覆い、レンガの壁の囲いにテラコッタを使用した。ローマのテラコッタの革新は、浴場に使用した床暖房またはハイポコースト暖房システムであった。 [ 8 ]中世ヨーロッパの建築では、テラコッタの使用は古代を超えて拡大しなかった。安価な茅葺き屋根が広く普及したため、瓦屋根の製造は減少した。[ 9 ]
リチャード・ホルトとトーマス・リプリーは1722年に人工石の製法を特許取得した。この事業は小さな建築装飾品の製造でかなり成功を収めた。 1769年にジョージとエレノア・コアドが会社を引き継いだ。[ 9 ] [コアド石、エレノア・コアドを参照] ジョージは1年後に亡くなり、会社は妻と娘（どちらもエレノア・コアドという名前）に引き継がれた。コアド夫妻は、ホレス・ウォルポールやジョン・ソーン卿などの建築家の助けを借りて、石の代替品としてテラコッタの灰色の混合物を普及させた。ジョージアン様式の建築が流行しており、反復的で古典的な装飾への需要が非常に高かった。ヴィクトリア・アンド・アルバート博物館（1867～1880年）とロンドン自然史博物館（1879～1880年）の建物は、大量生産された建築用テラコッタの時代を到来させた。
米国で最初に建築用テラコッタを製造したのは、 1849年頃、マサチューセッツ州ウースターのヘンリー・トルマン・ジュニアでした。1850年代には、リチャード・アップジョンやジェームズ・レンウィックといったニューヨーク市の建築家がいくつかのプロジェクトでテラコッタを使用しましたが、この素材は広く普及せず、多くのアメリカ人建築家は北米の気候に耐えられないと誤解していました。[ 10 ] [ 11 ]
1871年のシカゴ大火は、イリノイ州シカゴの木造および石造の建物の多くを破壊し、当時の精巧な建築を可能にする耐火建築材料への関心を高めた。イギリスで訓練を受けた陶芸家ジェームズ・テイラーは、シカゴ・テラコッタ・カンパニー、ボストン・テラコッタ・カンパニー、ニューヨーク・アーキテクチュラル・テラコッタ・カンパニーなどのさまざまな企業での仕事を通じて、米国におけるテラコッタの効果的な普及に重要な役割を果たした。[ 11 ]
アメリカの建築用テラコッタ産業は1800年代後半に最盛期を迎え、高層金属フレーム構造の上に軽量構造を施すことで超高層ビルの建設を可能にした。テラコッタの耐火性により、ニューヨーク市のフラットアイアンビルなど、この時期に建設された多くの建物の構造用鋼材が保護された。[ 11 ]
1900年代の最初の10年間には、色付き、または多色釉薬を施した建築用テラコッタで作られた建築用テラコッタの人気が高まりました。建築家は、ダイナミックなデザインと外観を実現するために、色の組み合わせを使用するようになりました。この使用は、特にキャス・ギルバートのウールワースビルの成功により単色テラコッタの需要が高まった後、時間の経過とともに減少しました。1920年代のトレンドは、超高層ビルのタワーのセットバックを好むようになり、低浮彫りの彫刻形態の需要が高まりました。[ 11 ]
建築におけるテラコッタの使用は1920年代末までに減少しており、世界恐慌の到来は業界にさらなる打撃を与えた。テラコッタ会社の数は1929年の18社から1933年には11社に減少した。これは主に、建築家がより安価な金属、ガラス、セメントで建築することを好むようになったことに起因する。[ 11 ]
テラコッタの製造には時間がかかるため、新しい製品に比べて不利な立場に置かれていました。バウハウスやインターナショナルスタイルといった、よりミニマルでモダンなスタイルへの流行の変化は、メーカーがこれらのスタイルに適した製品を作ろうと努力したにもかかわらず、業界にさらなる打撃を与えました。[ 11 ]
初期のテラコッタは、防水処理の不備、不適切な設置、不十分なメンテナンス、内部の軟鋼の腐食などが原因で構造上の問題を抱えており、テラコッタの評判を落とし、建築家の間での評価をさらに低下させた。20世紀の大部分において、アメリカのテラコッタ産業は以前の規模のほんの一部に過ぎず、生き残った数少ない企業は、機械で製造されたセラミックベニヤのような、より単純な製品の製造でなんとか生き延びていた。[ 11 ]
精巧な建築用テラコッタは1950年代から1960年代にかけても使用され続けたが、しばしば見過ごされたり、誤って認識されたりした。この時期の建築家はテラコッタの自然な特性を受け入れず、代わりに他の材料を模倣するために使用する傾向があった。[ 11 ]
テラコッタの人気は1980年代に高まり始めました。歴史的建造物の保存に対する関心が再燃したことで、修復用の建築用テラコッタの需要が高まったためです。グラディング、マクビーン、ルドウィチ・セラドンといった老舗のテラコッタメーカーや、ボストン・バレー・テラコッタなどの新興企業は、いずれもランドマークの修復に使用される製品を製造しました。
建築家たちはテラコッタの新しい用途に興味を持ち、企業は雨よけや壁面被覆材などの製品を開発し、テラコッタの独特で特徴的な性質を維持しながら、現代建築様式と調和するダイナミックな設置を可能にした。[ 12 ]
テラコッタは、混合物を石膏または砂岩の型に流し込んだり押し込んだりして作ることもできますし、粘土を手彫りしたり、特殊な機械を使って型に押し出したりすることもできます。粘土は水分が失われて乾燥すると収縮するため、すべての型は必要な寸法よりもわずかに大きく作られます。目的の素焼き、つまり自然乾燥させた形ができたら、窯で数日間焼成し、さらに収縮させます。熱い粘土はゆっくりと冷やされ、手作業で仕上げられます。陶器はプロジェクト現場に輸送され、地元の請負業者によって設置されます。中空のピースはモルタルで部分的に埋め戻され、壁に埋め込まれたり、金属製のアンカーから吊り下げられたり、金属製の棚アングルに掛けられたりします。[ 13 ]
美術教育を受けた芸術家がテラコッタの造形をデザインすることが多かった。彼らの図面は製造業者によって解釈され、接合部の位置や固定システムが計画された。[ 14 ]図面が完成すると、彫刻家が石膏で実物を作り、職人のための型を作成した。[ 15 ]
テラコッタの製造において、粘土の選択は非常に重要でした。均質で粒度の細かいものが好まれました。[ 16 ]粘土の色は、製造に利用できる地元の鉱床の種類によって決まりました。砂は、工程を調整するために加えられました。また、製品を硬くし、収縮を減らすために、グロッグと呼ばれる砕いた陶器の破片も加えられました。
粘土の風化により、黄鉄鉱は化学的に水酸化第二鉄に変化し、アルカリ含有量が減少した。この熟成により、製造工程の残りの部分で起こりうる化学変化が最小限に抑えられる。[ 17 ]風化した生の粘土は乾燥、粉砕され、ふるいにかけられた。その後、回転する刃を使って粘土と水を混ぜ合わせ、混合物をふるいに通すミルで練られた。
アーティストは粘土のポジティブプロトタイプに基づいてネガティブな石膏型を作る。粘土と水の混合物を1～1¼インチの厚さで型に押し込む。ワイヤーメッシュやその他の補強材を追加して、中空のセルを囲むウェブ、つまり粘土本体を作る。製品を自然乾燥させて、石膏が生の粘土製品から水分を吸い取るようにする。焼成してからゆっくりと冷却する。[ 13 ]
1920年代に流行したテラコッタブロックの大量生産には、機械式押出成形が用いられた。準備された粘土を機械に投入し、機械が混合物を型を通して押し出す。この技術ではブロックを単純な形状で作る必要があったため、このプロセスは床材、屋根材、外装材、そして後には中空粘土タイルによく用いられた。 [ 18 ]
素焼き前の最後の工程は釉薬をかけることでした。本物の釉薬はさまざまな塩から作られますが、1890 年代以前は、ほとんどのブロックはスリップ釉薬をかけたり、粘土混合物を水で薄めたものでコーティングしたりしていました。粘土を液状化することで、ブロックの表面に付着する小さなシリカ粒子の量が増えます。これらは焼成中に溶けて固まります。1900 年までには、塩釉を加えることでほぼすべての色を実現できるようになりました。黒や茶色は酸化マンガンを加えることで作られました。[ 15 ]
窯焼き工程は数日から最長で2週間かかることがあります。粘土はゆっくりと約500℃まで加熱され、分子間の緩い水やマクロな水分が蒸発します。次に温度を900℃近くまで上げて、化学的に結合した水を気体として放出し、粘土粒子が溶け合って焼結し始めます。窯が1000℃に達すると、粘土粒子はガラス化してガラス状になります。最高温度に達した後、粘土は数日かけてゆっくりと冷却されます。焼成中に火皮が形成されます。火皮とは、素焼きの生地や内部を覆うガラス状の「パンの皮」のことです。
技術の発展と投資資金の増加に伴い、さまざまな窯が使用されるようになった。最も一般的な窯はマッフル窯で、1870年には既に使われていた。この窯はガス、石炭、または石油を燃焼させ、外部の炉から内部の炉を加熱する。壁が熱を「遮る」ため、素焼きの陶器は炎に直接さらされない。[ 15 ]
下降気流式窯も広く使用されていた。内部の炉室は、外側の空洞壁の後ろから熱い空気を引き込むことで、テラコッタの周りに熱を放射した。マッフル壁と同様に、空洞壁は素焼きの陶器が燃えるのを防いだ。[ 14 ]
初期のテラコッタ部材は石積みに直接埋め込まれていましたが、構造用金属が普及するにつれて、テラコッタは金属製のアンカーで吊り下げられるようになりました。鋳鉄、そして後に錬鉄が構造材料として発展したことは、テラコッタの台頭と密接に関係していました。鋳鉄は1820年代にウィリアム・ストリックランドによって初めて柱として使用されました。19世紀を通じて金属は建築にますます取り入れられるようになりましたが、構造材として広く使用されるようになったのは1890年代後半になってからです。
一連の壊滅的な火災（1871年のシカゴ、 1872年のボストン、 1906年のサンフランシスコ）により、テラコッタは耐火性があり軽量な外装材として、金属の溶融を防ぐことができるという評判を得ました。中空のブロックには、金属製の「J」または「Z」フックを取り付けてブロックを耐荷重鋼フレームや石積みの壁に接続できるように、適切な場所に穴が開けられました。金属は垂直に吊るすことも、水平に固定することもできました。ピン、クランプ、クリップ、プレート、その他さまざまな装置がブロックの固定に使用されました。その後、接合部はモルタルで埋められ、ブロックは部分的に埋め戻されました。[ 14 ]
テラコッタは、粘土またはシルトの基質、融剤、および焼成済みの粘土の破片（グラッグ）から作られます。粘土は、2ミクロン以下の風化した岩石の残骸です。粘土はシリカとアルミナで構成されています。カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、イライト、雲母はすべて、陶磁器製造に適した粘土です。これらを水と混ぜると、可塑性があり成形可能な含水アルミナシリカが生成されます。焼成工程で粘土は水分を失い、硬化した陶磁器になります。
フラックスは燃焼時に酸素を供給し、セラミック本体全体にわたってシリカ粒子のより均一な溶融を促します。これにより材料の強度が増します。一般的なフラックス材料は、炭酸カルシウム、アルカリ長石、マンガン、および酸化鉄です。グロッグは収縮を防ぎ、微細な粘土マトリックスの構造を与えるために使用されます。[ 19 ]
テラコッタが破損する最も一般的な原因は、製造不良、不適切な設置、風化、凍結融解の繰り返し、大気汚染による塩分生成などです。
テラコッタの多孔性は、その性能に大きく影響します。水や汚染物質が材料内部に入り込む能力は、その構造的耐力と直接相関しています。テラコッタは圧縮強度には非常に強いですが、引張強度とせん断強度は弱いです。粘土内部で異常な物質が膨張すると（氷、塩、不適合な充填材、錆びによる膨張を引き起こす腐食した金属アンカーなど）、ひび割れが生じ、最終的には剥離します。[ 20 ]
材料固有の欠陥は、材料の性能に深刻な影響を与える可能性があります。成形不良は気泡の発生を招き、劣化速度を速めます。ブロックが適切に焼成または冷却されない場合、焼成皮膜が基材に均一に接着せず、剥がれ落ちることがあります。同様に、釉薬が適切に焼成されない場合、ひび割れ、剥がれ落ちます。黄鉄鉱や炭酸バリウムなどの鉱物不純物によって変色が生じることもあります。
材料の運搬、保管、設置の際の不注意が、かなりの損傷の原因となります。ブロックの周囲や内部に使用されるモルタルが強すぎると、応力がテラコッタブロックに伝わり、時間の経過とともに破損します。内部の金属製アンカーが腐食すると、周囲のセラミック本体よりも速い速度で膨張し、内部から破損を引き起こします。中空のテラコッタブロックに不適切な荷重をかけると、応力亀裂が発生する可能性があります。
不完全な補修作業は、根本的な問題を悪化させ、周囲の要素の劣化も加速させることがよくあります。テラコッタユニットに穴を開けて外壁に物を固定すると、湿気がシステム内に入り込み、テラコッタにひびが入ることもよくあります。モルタルの代わりにシーラントを取り付けたり、不浸透性のコーティングを施したりすると、テラコッタ内部に湿気が閉じ込められます。[ 20 ]
環境もテラコッタの保存に大きな役割を果たします。さまざまな種類の大気汚染は、さまざまな種類の表面問題を引き起こす可能性があります。雨が降ると、毛細管現象によって水と塩分がテラコッタの内部および周囲の空隙に吸い込まれます。凍結すると氷が形成され、材料に内部応力がかかり、内部からひび割れを引き起こします。雨水によって隙間に運ばれる大気汚染物質でも同様の問題が発生します。汚染物質は粘土本体を侵食する弱酸性の溶液を生成するか、塩の皮膜が形成され、氷と同様の問題を引き起こします。[ 21 ]
テラコッタ建築物の大部分は築100年以上であるため、ニューヨークなどの多くの都市ではテラコッタの劣化が問題となっています。定期的な検査とメンテナンスおよび修理プログラムは法律で義務付けられていますが、それでも105年前の建物からテラコッタの破片が落下してエリカ・ティッシュマンが死亡したような広く報道された事故があります。[ 22 ]