Krijt

Achtergrond

Krijt dat in schoolklaslokalen wordt gebruikt, wordt geleverd in dunne staafjes met een diameter van ongeveer negen millimeter en een lengte van 80 millimeter. Lessen worden vaak aan hele klassen gegeven op krijtborden (of schoolborden, zoals ze oorspronkelijk werden genoemd) met krijtjes, omdat deze methode goedkoop en gemakkelijk is gebleken.

Zoals het in de natuur wordt aangetroffen, wordt krijt al sinds de prehistorie gebruikt om te tekenen, toen het volgens archeologen hielp bij het maken van enkele van de vroegste grottekeningen. Later gebruikten kunstenaars uit verschillende landen en stijlen krijt voornamelijk voor schetsen, en sommige van dergelijke tekeningen, beschermd met schellak of een soortgelijke substantie, zijn bewaard gebleven. Krijt werd voor het eerst tot stokken gevormd voor het gemak van kunstenaars. De methode was om natuurlijk krijt tot een fijn poeder te malen en vervolgens water, klei als bindmiddel en verschillende droge kleuren toe te voegen. De resulterende stopverf werd vervolgens in cilinders gerold en gedroogd. Hoewel onzuiverheden natuurlijk krijt in veel kleuren produceren, voegden kunstenaars, wanneer ze hun eigen krijt maakten, meestal pigmenten toe om deze kleuren levendiger te maken. Zo werd koolstof gebruikt om zwart te versterken, en ijzeroxide (Fe ₂ O ₃ ) creëerde een levendiger rood.

Krijt werd pas in de negentiende eeuw standaard in klaslokalen, toen de klassen groter werden en leraren een gemakkelijke manier nodig hadden om informatie aan veel studenten tegelijk over te brengen. Docenten gebruikten niet alleen grote schoolborden, maar studenten werkten ook met individuele krijtborden, compleet met krijtstiften en een spons of doek om als gum te gebruiken. Deze kleine schoolborden werden vooral onder de jongere leerlingen gebruikt om te oefenen. Pennen die in inktpotjes waren gedompeld, waren het favoriete hulpmiddel voor het schrijven van de definitieve kopie, maar deze waren gereserveerd voor oudere studenten die erop konden vertrouwen dat ze geen rommel maakten:papier - in die tijd alleen van lompen gemaakt - was duur.

Een belangrijke verandering in de aard van klaskrijt liep parallel met een verandering in krijtborden. Krijtborden waren vroeger zwart, omdat ze van echte leisteen waren gemaakt. Terwijl sommige experts pleitten voor een verandering naar gele krijtborden en donkerblauw of paars krijt om het schrijven op papier te simuleren, kozen fabrikanten, toen ze in de twintigste eeuw krijtborden van synthetische materialen begonnen te maken, voor de kleur groen, met het argument dat het beter voor de ogen was. Geel werd de voorkeurskleur voor krijt.

Bijna al het krijt dat tegenwoordig wordt geproduceerd, is stofvrij. Vroeger produceerde zachter krijt een stofwolk waarvan sommigen vreesden dat dit zou kunnen bijdragen aan ademhalingsproblemen. Stofvrij krijt produceert nog steeds stof; het is alleen dat het stof sneller neerdaalt. Fabrikanten bereiken dit door hun krijt langer te bakken om het meer uit te harden. Een andere methode, gebruikt door een Frans bedrijf, is om tachtig procent van elke stofvrije krijtstift in schellak te dopen om te voorkomen dat het krijt op de handen afglijdt.

Grondstoffen

Het hoofdbestanddeel van krijt is calciumcarbonaat (CaCO ₃ ), een vorm van kalksteen. Kalksteenafzettingen ontwikkelen zich als coccolieten (minimale kalkplaten ontstaan ​​door de ontbinding van planktonskeletten) hopen zich op en vormen sedimentaire lagen. Plankton, een klein marien organisme, concentreert het calcium dat van nature in zeewater wordt aangetroffen van 0,04 procent tot 40 procent, dat vervolgens wordt neergeslagen wanneer het plankton sterft.

Om krijt te maken, wordt kalksteen eerst gewonnen, meestal door middel van een open steengroeve. Vervolgens moet de kalksteen worden verpletterd. Primair breken, zoals in een kaakbreker, breekt grote rotsblokken af; secundair breken verpulvert kleinere brokken tot kiezelstenen. De kalksteen wordt vervolgens natgemalen met water in een kogelmolen - een roterende stalen trommel met stalen kogels erin om het krijt verder te verpulveren. Deze stap wast onzuiverheden weg en laat een fijn poeder achter.

De basis van pastelkrijt is calciumsulfaat (CaSO ₄ ), dat is afgeleid van gips (CaSO ₄ -2H ₂ O), een verdampingsmineraal gevormd door de afzetting van oceaanpekel; het komt ook verspreid voor in kalksteen. Krijt en gedehydrateerd gips hebben dus vergelijkbare oorsprong en eigenschappen. Pastels bevatten ook klei en oliën om te binden, en sterke pigmenten. Dit mengsel levert sticks die soepel schrijven zonder te smeren en beter tekenen op papier dan op krijtborden. Hoewel er grote zorg wordt besteed aan het verwijderen van verontreinigingen wanneer krijt wordt vervaardigd, blijven er enkele onzuiverheden die inherent zijn aan het mineraal. De belangrijkste hiervan zijn silica, aluminiumoxide, ijzer, fosfor en zwavel. In minder significante hoeveelheden kunnen mangaan, koper, titanium, natriumoxide, kaliumoxide, fluor, arseen en strontium ook voorkomen.

Het fabricageproces

Kalksteen winnen

• 1 Ongeveer 95 procent van de kalksteen die in de Verenigde Staten wordt geproduceerd, wordt gewonnen. Nadat een voldoende reserve (vijfentwintig jaar wordt aanbevolen) is geprospecteerd, wordt het land dat de afzetting bedekt met bulldozers en schrapers verwijderd. Als het krijt zich dicht bij het oppervlak bevindt, kan een steengroevemethode met open schappen worden gebruikt; dit is echter zeer zeldzaam. Meestal wordt in plaats daarvan een open-pit steengroeve methode gebruikt. Bij deze methode worden gaten in de rots geboord, worden er explosieven in geplaatst en wordt de rots uit elkaar geblazen. Afhankelijk van de aard van de afzetting kan een put lateraal of verticaal vergroot worden.

Krijt verpulveren

• 2 Zodra relatief grote brokken kalksteen zijn gewonnen, moeten ze worden vervoerd naar breekmachines, waar ze worden verpulverd om aan de eisen van de krijtindustrie te voldoen. De eerste stap is primair verpletteren. Er bestaan ​​verschillende brekers, maar het principe is hetzelfde:ze persen de steen allemaal samen met kaken of een kegel, of breken hem door een klap kapot. Secundair breken wordt bereikt door kleinere brekers die met hogere snelheden werken en kiezelstenen produceren die vervolgens worden vermalen en verpulverd.
• 3 De volgende fase, nat malen, spoelt onzuiverheden weg. Het wordt gebruikt om de fijne kwaliteit kalksteen te maken die nodig is om krijt geschikt te maken voor schrijfdoeleinden. Nat malen wordt uitgevoerd in kogelmolens - roterende stalen vaten met stalen kogels erin die het krijt verpulveren tot het zeer fijn is.

Na het malen worden de krijtdeeltjes over trillende zeven gezeefd om de fijnere deeltjes te scheiden. De deeltjes worden vervolgens gemengd met water, geëxtrudeerd door een matrijs van de juiste maat en op de juiste lengte gesneden. Ten slotte wordt het krijt gedurende vier dagen in een oven uitgehard.

Gips uitdrogen

• 4 Gips wordt, net als kalksteen, ook gewonnen en verpulverd. Het belangrijkste verschil bij het verwerken van gips is dat het gedehydrateerd moet worden om calciumsulfaat te vormen, het belangrijkste bestanddeel van gekleurd krijt. Dit gebeurt in een ketel, een grote verbrandingskamer waarin het gips wordt verwarmd tot tussen de 244 en 253 graden Fahrenheit (116-121 graden Celsius). Het mag koken totdat het met twaalf tot vijftien procent is verminderd, waarna het watergehalte is verlaagd van 20,9 procent naar tussen de 5 en 6 procent. Om het water verder te verminderen, wordt het gips opnieuw verwarmd tot ongeveer 204 graden Celsius, waarna het uit de ketel wordt verwijderd. Inmiddels is bijna al het water verdampt, waardoor calciumsulfaat overblijft.

Zeven, schoonmaken en verzenden
het krijt

• 5 De deeltjes krijt of calciumsulfaat worden nu getransporteerd naar trillende zeven die het fijnere materiaal uitzeven. Het resulterende fijne krijt wordt vervolgens gewassen, gedroogd, in zakken verpakt en naar de fabrikant verzonden. Na ontvangst van krijt of calciumsulfaat maalt de krijtfabriek de materialen meestal opnieuw om ze glad en uniform fijn te maken.

Wit klaslokaalkrijt maken

• 6 Om wit klaskrijt te maken, voegt de fabrikant water toe tot een dikke brij met de consistentie van klei. De suspensie wordt vervolgens in een matrijs geplaatst en geëxtrudeerd - een opening met de gewenste lange, dunne vorm. De stokjes worden in lengtes van ongeveer 24,43 inch (62 centimeter) gesneden en vervolgens op een vel geplaatst dat plaats biedt voor vijf van dergelijke stokjes. Het vel wordt vervolgens in een oven geplaatst, waar het krijt vier dagen uithardt bij 188 graden Fahrenheit (85 graden Celsius). Na het uitharden worden de stokjes in stukken van 80 millimeter gesneden.

Gekleurd klaskrijt maken

• 7 Pigmenten (droge, natuurlijke, gekleurde materialen) worden gemengd met calciumcarbonaat terwijl beide droog zijn (de procedure is vergelijkbaar met het zeven van bloem en bakpoeder voordat vloeistof wordt toegevoegd, zoals in een cakerecept). Vervolgens wordt er water aan het mengsel toegevoegd, dat vervolgens op dezelfde manier wordt gebakken als wit klaskrijt.

Pastelkleuren maken

• 8 Een andere productiemethode wordt gebruikt voor pastels, het krijt dat wordt gebruikt voor kunsttekenen. De procedure lijkt op die voor gekleurd klaskrijt, maar calciumsulfaat wordt gebruikt in plaats van calciumcarbonaat. Bovendien wordt het droge materiaal gemengd met klei en oliën, en worden er meer pigmenten toegevoegd om een ​​slurry te produceren die de consistentie van tandpasta heeft. Omdat de eindproducten relatief vochtig moeten zijn, worden pastels meestal aan de lucht gedroogd in plaats van gebakken.

Het krijt in dozen doen

• 9 De voltooide krijtstokken worden in kleine dozen geplaatst en in grote dozen gestapeld om naar de bevoorradingswinkels te worden verzonden.

Kwaliteitscontrole

Krijt dat bedoeld is voor de klas moet strenge tests ondergaan om goed te presteren en als niet-toxisch te worden bestempeld. Alle binnenkomende materialen worden getest op zuiverheid voordat ze worden gebruikt. Nadat van het krijt staafjes zijn gemaakt, wordt uit elke batch één staafje geselecteerd voor tests. De dichtheid en breeksterkte van het monsterstaafje worden bepaald. Het monster wordt vervolgens gebruikt om mee te schrijven en de kwaliteit van het cijfer wordt bestudeerd. Ook de uitwisbaarheid wordt onderzocht. Eerst wordt het krijtstreepje gewist met een droge gum en wordt de kwaliteit van het wissen onderzocht. Daarna wordt het bord gewassen en wordt opnieuw gekeken naar de hoeveelheid krijt die op het bord is achtergebleven. Bovendien wordt van elke partij vijf jaar lang een monster bewaard, zodat het kan worden gecontroleerd als de kwaliteit in de toekomst in twijfel wordt getrokken.

Krijt voor gebruik in de klas voldoet aan de prestatienormen van het American National Standards Institute. Schriftelijke specificaties vermelden de juiste lengte van de krijtstok, evenals hoeveel stokjes in een doos moeten. Op 18 november 1990 werd een federale wet (Public Law 100-695) werd van kracht, waarbij werd voorgeschreven dat alle kunstmaterialen die in de Verenigde Staten worden verkocht, moeten worden beoordeeld door een gekwalificeerde toxicoloog, die vervolgens een label moet uitgeven met uitleg over hun toxiciteit. Toxicologen houden zich niet bezig met kosten, maar met veiligheid, en ze moeten veel factoren in overweging nemen voordat ze goedkeuring verlenen. Elk ingrediënt, de hoeveelheid waarin het wordt gebruikt en de mogelijke bijwerkingen met andere ingrediënten worden bestudeerd. De grootte en verpakking van het product, de mogelijke schade voor mensen en de neiging om allergische reacties te veroorzaken, worden ook overwogen. Toxicologen houden ook rekening met het gebruik van de producten en mogelijk misbruik, evenals met alle federale en staatsvoorschriften. Formules voor elke kleur en elke formulewijziging moeten aan goedkeuring voldoen.

Klaslokaalkrijt heeft het label "CP [gecertificeerd product] niet-toxisch" als het voldoet aan de normen van het Art and Craft Materials Institute, een non-profitorganisatie van fabrikanten. Dit label bevestigt dat kunstmaterialen voor kinderen niet-toxisch zijn en voldoen aan vrijwillige kwaliteits- en prestatienormen, en dat de giftigheid van kunstmaterialen voor volwassenen correct is geëtiketteerd. Het CP-zegel geeft ook aan dat het product voldoet aan de normen voor materiaal, vakmanschap, werkkwaliteiten en kleur die zijn ontwikkeld door het Art and Craft Materials Institute en anderen, zoals het American National Standards Institute en de American Society for Testing and Materials (ASTM). Om eerlijk te zijn, worden de meeste krijtfabrikanten willekeurig getest door een onafhankelijke toxicoloog, die controleert of ze voldoen aan niet-toxische normen. De meeste fabrikanten voldoen aan dergelijke strenge normen omdat goed geïnformeerde scholen geen krijt zullen kopen dat niet correct is geëtiketteerd.

De Toekomst

Veel mensen vinden het gebruik van krijt en krijtborden om materiaal achterhaald te presenteren. Sommige deskundigen beweren dat leraren hardnekkig weerstand hebben geboden aan nieuwe technologieën die het lesgeven zouden kunnen verbeteren - en het schoolbord volledig hebben geëlimineerd. Een onderzoek waarin onlangs werd onderzocht of lesgeven met overheadprojectoren effectiever was dan het gebruik van krijtborden, concludeerde dat krijtborden interactiever, vooruitstrevender en vruchtbaarder waren.

Een ontwikkeling die de laatste tijd veel in het onderwijsnieuws is, is het elektronische schoolbord. In plaats van een gewoon schoolbord gebruikt een leraar een groot tv-scherm en voert hij materiaal in vanaf een computerterminal. In een meer geavanceerd scenario gebruikt elke student een terminal, waarnaar de leraar informatie verzendt vanaf een hoofdcomputer. Experts beweren dat dergelijke opstellingen visueel aantrekkelijker zijn voor studenten, veelzijdiger dan de ouderwetse krijtborden, schoner dan stoffig krijt, gemakkelijker te gebruiken voor de leraar en beter in staat om complexere stof te presenteren door het gebruik van afbeeldingen en animaties . Er zijn echter veel onderzoeken gedaan naar de haalbaarheid van elektronische krijtborden, en de meeste lijken de voorkeur te geven aan het behouden van het traditionele schoolbord, althans voorlopig. Elektronische schoolborden die geavanceerd en gemakkelijk leesbaar zijn, vallen buiten de budgetbeperkingen en technologische mogelijkheden van de meeste scholen. Verder blijkt uit onderzoeken naar de effectiviteit van het elektronische systeem dat docenten die het gebruiken meer tijd besteden aan het voorbereiden van hun lessen, docenten en studenten minder interactief waren, studenten ontevreden waren over de elektronische krijtborden en dat de nieuwe apparaten de aandacht van de studenten verdeelden tussen het scherm en de leraar die de informatie overbrengt. Hoewel het enthousiasme voor elektronische schoolborden in sommige vakken groot blijft, blijft het gebruik van krijt in de klas voorlopig gegarandeerd.