sklo – jeden z nejvýznamnějších umělých stavebních materiálů, je to tvrdý, křehký, amorfní materiál získaný ochlazením minerálních tavenin obsahujících sklotvorné složky (oxidy křemíku, bóru, hliníku atd.) a oxidy kovů (lithium, draslík, hořčík , olovo atd. .) [10].
Výrobky na bázi skla mají vysoké mechanické vlastnosti, optické (propustnost světla, lom světla, odraz a rozptyl) vlastnosti, zvukově izolační schopnost a chemickou odolnost. Hlavní nevýhodou skla je křehkost a nízká tepelná odolnost.
Sklo je známé již od starověku: hroty šípů, nože a další předměty vyrobené z přírodního vulkanického skla objevují archeologové na různých kontinentech. Vznik sklářství vědci spojují s rozvojem hrnčířské výroby, kde umělé sklo bylo náhodným vedlejším produktem .
Výroba jednoduchých výrobků z neprůhledného skla, především šperků, začala ve 1. tisíciletí před naším letopočtem. v Mezopotámii a Egyptě. Nejstarším v současnosti známým skleněným výrobkem je nazelenalý korálek objevený v Egyptě v blízkosti starověkého města Théby. V Britském muzeu se nachází nejstarší skleněná váza se jménem asyrského krále Sargona II., který žil v XNUMX. století. PŘED NAŠÍM LETOPOČTEM. [XNUMX].
Ve XNUMX. tisíciletí př. Kr. byla známa technika lisování skleněných výrobků v otevřených formách. První skleněné nádoby se vyráběly namotáváním horké viskózní skleněné nitě kolem pytle naplněného pískem nebo hliněného bloku. Vše změnil vynález, na kterém je dodnes sklářský průmysl založen – naučili se foukat sklo. Mistři starověkého Říma byli pravděpodobně prvními, kteří zvládli metodu foukání. Skleněná foukací trubice, vynalezená v XNUMX. století před naším letopočtem, a poté počátek výroby bezbarvého průhledného skla byly důležitými etapami ve vývoji sklářství. V Byzanci v XNUMX. stol. Vzkvétala výroba neprůhledného barevného skla a smaltu. Ve středověku v západní Evropě dosáhlo umění vitráže velké dovednosti. Mnohé gotické katedrály jsou známé svými nepřekonatelnými vitrážemi z vysoce kvalitního skla mimořádně pestrých barev.
Na Rusi bylo sklářství široce rozvinuto již v 1635. století. Přibližně ve stejné době se ruští řemeslníci naučili vyrábět dekorativní smalt. První sklářská továrna v Rusku byla postavena v roce 1735 nedaleko Moskvy. Obrovský podíl na rozvoji sklářství má M.V. Lomonosov, který v roce XNUMX založil sklárnu Ust-Ruditsk.
Zlepšení sklářských pecí na počátku XNUMX. století. a použití uhlí k jejich ohřevu umožnilo výrazně zvýšit teplotu vaření, což se bezprostředně projevilo na kvalitě materiálu. Ve Florencii zároveň vyšla první vědecká práce o sklářství.
Skutečnou revolucí ve výrobě skla byly vynálezy XNUMX. století: průmyslová výroba okenního skla, odlévání zrcadlového skla na měděné desky atd.
Pokud v průmyslu před XNUMX. stol. převládla ruční práce, pak v druhé polovině dvacátého století. začala rozsáhlá mechanizace a poté automatizace výroby mnoha druhů stavebního skla.
První veřejná budova postavená ze skla je Křišťálový palác v Londýně (obr. 2.27). Byl postaven podle návrhu Josepha Paxtona v roce 1851 ze skla a železa v areálu Hyde Parku. V polovině XNUMX. stol. sklo a železo byly stále považovány za hrubé průmyslové materiály, kterými by se skutečný architekt a umělec neměl zabývat. Železné krovy, skleněné kupole – to vše byly znaky užitkových staveb: nákupní galerie, trhy, nádraží.
Stavba Crystal Palace začala v srpnu 1850 a byla dokončena po pouhých pěti měsících. Palác tvořila podélná budova 563 m dlouhá a 124 m široká, kterou protínaly tři příčné přístavby. Podélné a příčné stavby byly navrženy z prefabrikovaných konstrukcí.
Rýže. 2.27. Crystal Palace, Londýn, Anglie
V celkové zastavěné ploše předčil Crystal Palace všechny ostatní stavby té doby. Plocha tohoto výstavního pavilonu včetně prostor v horních patrech byla 90 tisíc m 2 .
V roce 1851 se zde konala první světová výstava, které se zúčastnilo přes 6 milionů návštěvníků. Po skončení výstavy byl palác rozebrán a převezen na londýnské předměstí Sydenham Hill, kde vznikl park, ve kterém se konaly různé výstavy a festivaly. Bohužel v roce 1936 byla budova Crystal Palace zničena požárem.
Opera v Sydney (obr. 2.28) je považován za jednu z nejúžasnějších památek světové architektury. Divadlo postavené v roce 1973 se stalo symbolem nejen Sydney, ale celé Austrálie. Londýnský list „Times“ nazval Opera House „nejlepší architektonickou památkou XNUMX. století“.
Kopule-plachty jsou pokryty, stejně jako dveře, skleněnými deskami jantarové barvy. Podle architekta Dane Jörna Utsona by tato dvojitá skla měla dokonale izolovat zvuk, aby diváci sedící v divadelním sále neslyšeli hluk z ulice. Každé okno je sestaveno z dvou tisíc jednotlivých skel různých tvarů. Celkem zde bylo použito 700 různých druhů skla.
Rýže. 2.28. Opera House, Sydney, Austrálie
Moderní architektonické a stavební sklo má širokou škálu vlastností. Pomocí různých technologických metod je možné získat skla, jejichž vlastnosti jsou nejen předem specifikovány, ale také vypočítány. Průměrná hustota skla se tedy může pohybovat od 2,2 do 2,8 g/cm3, pevnost v tahu je 35. 100 MPa a pevnost v tlaku je 580. 1200 MPa. Tvrdost skla na Mohsově stupnici je 5. 7, součinitel tepelné vodivosti 0,7. 0,8 W/(m 0 C). Sklo má vysokou chemickou odolnost, biostabilitu, trvanlivost, nehořlavost, odolnost proti změnám teploty, vlhkosti a slunečnímu záření.
V současné době průmysl vyrábí širokou škálu skleněných výrobků.
Tabulové sklo – hlavní typ skla používaný pro zasklívání okenních a dveřních otvorů, výloh a vnitřní výzdobu budov. Typy tabulového skla jsou: okenní sklo (dostupné v tloušťkách 2; 2,5; 3; 4; 5 a 6 mm ve formě tabulí o rozměrech od 750×1300 mm do 1600×2200 mm); vitrína (vyrábí se leštěná i neleštěná, tloušťka 6,5. 12 mm a maximální rozměry 3000×6000 mm); uviol (prochází 25. 75% ultrafialových paprsků); vzorovaný (má jasný reliéf na jedné nebo obou stranách); zesílený; ztvrdlý (při zničení se rozpadá na malé úlomky s tupými, neřeznými hranami); matný (pískovaný, což zhoršuje viditelnost předmětů skrz něj); tepelně ochranný (absorbuje nebo odráží sluneční světlo); odolný vůči záření (obsahuje velké množství olova a boru).
vrstvené sklo (triplex) se skládá z několika tabulí skla pevně slepených k sobě průhledným elastickým těsněním. Vyrábí se vyztužený a nevyztužený, při nárazu se neroztříští a je bezpečný.
Výrobky a konstrukce z průsvitného skla našly široké uplatnění ve stavebnictví ve formě skleněné tvárnice, skleněné profily, dvojitá okna a skleněné trubky.
skleněné tvárnice – duté výrobky čtvercových (145 × 145, 220 × 220, 295 × 295 mm) nebo obdélníkových (245 × 296, 245 × 120 mm) tvarů, sestávající ze dvou lisovaných půlbloků svařených nebo slepených dohromady. Tvárnice mají nízkou průměrnou hustotu 800 kg/m 3, pevnost v tlaku 4. 5 MPa, nízkou tepelnou vodivost 0,46 W/(m 0 C), dostatečnou propustnost světla 50. 65 %. Používají se pro montáž prosvětlovacích prvků stěn, stropů a příček, zasklení schodišť, výtahových šachet atd.
Profil sklo (stekloprofilit) jsou lisované dlouhé průsvitné výrobky používané pro montáž průsvitných plotů a samonosných stěn, vnitřních příček a průhledných plochých střech v budovách různých typů. Profilové sklo se vyrábí v otevřených (kanálové, žebrované) a uzavřené (krabicové, oválné, trojúhelníkové atd.) profily, vyztužené i nevyztužené, čiré i barevné.
Dvojité zasklení – výrobky sestávající ze dvou nebo více tabulí skla, které jsou vzájemně spojeny podél obrysu tak, že se mezi nimi vytvoří uzavřená vzduchová dutina (vakuum). Okna s dvojitým zasklením zjednodušují a zlevňují zasklení budov, mají dobré tepelně a zvukově izolační vlastnosti a nezamlžují se. Používají se k zasklívání oken a dveří, výloh, světlíků budov pro různé účely.
Skleněné dýmky a armatury k nim se používají pro potrubí používaná pro dopravu kapalných, plynných a pevných agresivních médií při teplotách od – 50 0 C do + 120 0 C. Skleněné dýmky se vyrábí o průměru 40 až 200 mm a délce 1500 až 3000 mm. Dobře odolávají korozi, mají dostatečnou mechanickou pevnost a jsou hygienické. Hlavní nevýhodou skleněných trubek je malá odolnost proti ohybu a nárazu a výrazná křehkost.
Výrobky z obkladového skla používá se pro vnitřní a vnější výzdobu budov a konstrukcí. Tuto skupinu skleněných stavebních výrobků představuje zrcadla (leštěné sklo s tenkou vrstvou hliníku nebo stříbra nanesenou na jedné straně); barevný list sklenka; marblit (tabulové, barevné, tvrzené sklo tloušťky 5. 25 mm s leštěnou přední plochou a vlnitou zadní stranou); оobkladová deska (nebarvené nebo barevné, hladké nebo reliéfní) a koberce z nich vyrobené; smaltované dlaždice (vyrobeno z odpadního barevného okenního nebo vzorovaného skla nařezáním na požadované velikosti, nanesením neprůhledného smaltu na jeden z povrchů a zatavením); сMalta (kousky zakaleného barevného skla nepravidelného tvaru).
Výrobky z pěnového skla získaný bobtnáním hmoty sestávající z mletého skla, dřevěného uhlí, vápence nebo jiných materiálů, které uvolňují plyn při teplotě měknutí skla. Pěnové sklo je dobře opracované, lepené, přibité, prodyšné a nehygroskopické. Vyrábí se ve formě bloky a granule.
Bloky z pěnového skla se používají pro tepelné izolace stavebních konstrukcí, průmyslových zařízení, chladniček (v rozsahu provozních teplot od -260 do + 430 0 C a relativní vlhkosti do 97 %).
Granulovaný Pěnové sklo se používá jako zvláště lehké plnivo při výrobě lehkého nebo tepelně izolačního betonu. Objemová hmotnost granulovaného pěnového skla je 100…150 kg/m 3 .
skleněné vlákno používá se při výrobě kompozitních stavebních materiálů ve formě nekonečné nitě, plátno, tkaniny, sekané sklolaminát a skelná vata. Průměr skelných vláken je 5. 15 mikronů, jejich pevnost v tahu dosahuje 4000 MPa.
Kontinuální sklolaminát se získávají z taveniny mechanickým tažením z průvlaků tavicí lázně a vinutím. Krátké vlákno se získává odstředivými nebo vyfukovacími metodami.
Sklolaminátové plátno je tenká vrstva propletených nekonečných vláken držených pohromadě syntetickým pojivem. Používá se jako polotovar pro výrobu hydroizolačních a střešních materiálů, zejména skleněné střešní krytiny.
Laminát se používají pro výrobu laminátových laminátů s polymerním pojivem a také ve stavebnictví pro tepelnou izolaci potrubí.
Sekaný skleněné vlákno se získává řezáním nekonečného skleněného vlákna a používá se ke zvýšení pevnosti různých výrobků na bázi minerálních pojiv a při výrobě sklolaminátových průsvitných plochých a vlnitých desek pro střešní krytiny a opláštění třívrstvých panelů.
Mikrokrystalické materiály byly vytvořeny na bázi skla – sklokeramika a struskové sklo. Tyto sklokrystalické materiály byly poprvé vyrobeny v 50. letech dvacátého století. Vyznačují se trvanlivostí, tepelnou odolností, nedostatkem pórovitosti, vysokou pevností, odolností proti opotřebení a odolností vůči různým agresivním prostředím. Suroviny pro výrobu sklokeramiky jsou stejné komponenty jako pro výrobu běžného skla (křemenný písek, dolomit, vápenec, soda), ale na jejich čistotu jsou kladeny velmi vysoké nároky. Kromě toho se do kompozice zavádějí speciální přísady, které regulují proces krystalizace a opravují složení a vlastnosti vyráběných materiálů. Sitalls mohou být tmavé, šedé, hnědé, krémové, světlé, matné a průhledné.
Surovinou pro výrobu struskové keramiky jsou křemenný písek a struska (hutní, palivová). Sitally a strus-sitally se používají ke stavbě podlah průmyslových dílen, kde může docházet k únikům kyselin, louhů, roztavených kovů a také k pohybu těžkých strojů. Vysoké účinnosti je dosaženo použitím sklokrystalických materiálů při výrobě chemických zařízení a potrubí pro dopravu vysoce agresivních médií.
Součástí je i sklo rozpustné sklo, což je tvrdá sklovitá slitina skládající se z oxidu křemičitého a oxidů alkalických kovů (sodík, draslík). Na rozdíl od běžného skla tvoří rozpustné sklo s vodou přilnavou kapalinu (tekuté sklo), která se hojně využívá pro lepení konstrukčních prvků z lepenky, dřeva, silikátových materiálů, ale i skla a kovu. Na bázi tekutého skla jsou vyráběny ekonomické a odolné silikátové barvy pro venkovní a vnitřní dekorace stěn. Tekuté sklo se také používá ke zpracování dřeva, tkanin a dalších materiálů za účelem zvýšení jejich požární a biologické odolnosti. Silicifikace zeminy se používá ke zpevnění základů pod základy a k ochraně před podzemní vodou při ražení tunelů a jiných pracích. Tekuté sklo má široké uplatnění při výrobě speciálních (rychle tvrdnoucích, kyselinovzdorných) cementů, ohnivzdorných tmelů a betonů.
Skleněné stavební materiály měly obrovský vliv na moderní architekturu. Úžasná je kompatibilita skla s téměř všemi stavebními materiály (beton, kámen, dřevo, plast atd.). Vlastnosti skla jako průhlednost, vysoká chemická odolnost a dostatečná mechanická pevnost umožňují jeho použití v místech, kde je použití jiných stavebních materiálů obtížné, někdy zcela nemožné. Sklo se používá k zasklívání, jako konstrukční a konstrukční dokončovací materiál, jako tepelně a zvukově izolační materiál, jako materiál odrážející světlo a teplo. Moderní architektonické a stavební sklo se svou vysokou pevností a originálními estetickými vlastnostmi poskytuje různé možnosti pro vyjádření kreativních nápadů architekta. To vše přesvědčivě dokazuje, že v blízké i vzdálené budoucnosti bude sklo nejperspektivnějším stavebním materiálem.
