Aktualne wydanie

2019 12 okladka

       Świat Szkła 12/2019

 

User Menu

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

heroal 2018 Banner C50VSZ 750x150 PL mit-Rahmen1   

20190820-BANNIERE-HALIO-750x100-1D-PL

 zycenia bozonarodzeniowe-1-750px

wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

budma 2020 - 480x120

 

Od biżuterii do materiału konstrukcyjnego
Data dodania: 08.07.09

Połyskujący, przeźroczysty materiał, jakim jest szkło, przed wieloma wiekami zachwycił ludzi w takim stopniu, że posłużył i wciąż służy do wyrobu biżuterii. Po wielu stuleciach od opracowania sposobu wytwarzania szkła, materiał ten znalazł zastosowanie w budownictwie. Poniższy artykuł opisuje, w jaki sposób szkło stało się materiałem, z którego wznoszone są nasze domy.

     W początkowym okresie swojego istnienia, szkło było materiałem używanym jedynie do wytwarzania elementów ozdobnych i użytkowych. Najstarszą szklaną biżuterię – paciorki – pochodzącą z 2450 r. p.n.e., znaleziono w czasie badań archeologicznych w babilońskim mieście Ur. Szklana biżuteria eksportowana przez Rzymian z wyglądu bardzo przypominała bursztyn – łac. glesum. Stąd wywodzi się angielska nazwa szkła – glass, czy niemiecka – glas.
     Produkcja szkła została zapoczątkowana najprawdopodobniej w Mezopotamii i w Egipcie. Najstarsze szklane naczynia z XV w. p.n.e. odkryto w okolicach Teb. Pierwszy przepis, określający składniki i ich proporcje potrzebne do wyprodukowania szkła, zachował się w bibliotece asyryjskiego króla Ashurabanipala, panującego w latach 668-626 p.n.e. Inskrypcja wykonana pismem klinowym na glinianych tabliczkach mówiła: Weź 60 części piasku, 180 części popiołu z roślin morskich i 5 części kredy a uzyskasz szkło.
     Prekursorami produkcji szyb i zastosowania elementów szklanych w budownictwie byli najprawdopodobniej Rzymianie. Opracowali oni technologię otrzymywania przeźroczystych tafli szklanych nazywanych vitrum. Stąd powstały francuskie słowa vitre określające okno i verre oznaczające szkło. Po raz pierwszy elementy szklane stanowiące część elewacji zastosowano w willach w Pompei. Szklane tafle o wymiarach 30x50 cm i o grubości od 3 do 6 cm wmontowywano bezpośrednio w ściany lub mocowano w ramach z drewna i brązu. Sposób otrzymywania tego elementu budowlanego polegał na wylaniu lepkiej masy szklanej na stół, wysypany ziarnkami piasku i rozciąganiu jej za pomocą stalowych haków.
     W Europie huty szkła zaczęły powstawać od XIII w. naszej ery. Najczęściej lokalizowano je w lasach, gdyż piece, w których topiono surowce w celu wyprodukowania masy szklanej, opalane były drewnem. W sąsiedztwie średniowiecznej huty szkła bardzo szybko dochodziło do wykarczowania wielkich obszarów lasów, stąd w wielu rejonach produkcja szkła została zakazana. W wiekach średnich obowiązywały dwie metody otrzymywania szklanych płyt. Jedna polegała na wymodelowaniu szklanego cylindra o cienkich ściankach przez wydmuchiwanie. Po uformowaniu cylindra odcinano następnie jego końce, rozcinano cylinder wzdłuż tworzącej i rozwijano go, aż do uzyskania płaskiej płyty (rys. 1).

     Druga metoda polegała na uformowaniu z lepkiej masy szklanej elementu o kształcie dzwonu, który po ponownym podgrzaniu obracano z dużą prędkością w celu uzyskania płaskiej, okrągłej tafli szklanej (rys. 2).

     W XVII w. nastąpił gwałtowny rozwój przemysłu szklarskiego w związku z zastąpieniem drewna jako materiału opałowego przez węgiel. Szyby stały się wówczas bardziej dostępne i wmontowywane były nie tylko w kościołach i pałacach, ale także w licznych miejskich posiadłościach. Obok zmiany materiału opałowego wiek siedemnasty przyniósł także opracowanie przez Francuza Bernarda Perrota nowej metody wytwarzania tafli szklanych. Polegała ona na wylewaniu płynnej masy szklanej na rozgrzaną, gładką powierzchnię, a następnie prasowaniu jej przez schładzany wodą metalowy wałek (rys. 3).

     Powierzchnie szyb produkowanych tą metodą były szlifowane i polerowane. Procesy obróbki szyb znacząco zwiększały koszty produkcji i szkło pozostawało wciąż materiałem bardzo drogim. Szyby były tak cenne, że w przypadku wyprowadzki, właściciele opuszczanej posiadłości, wymontowywali je z otworów okiennych dotychczas zajmowanego pałacu i wmontowywali w nowym miejscu zamieszkania.
     Uprzemysłowienie produkcji sody i wprowadzenie innowacji w sposobie opalania pieca szklarskiego, opracowanej przez Siemensa-Martina, umożliwiły od XIX w. masową produkcję szkła. Nowy sposób opalania pieców zmniejszył zapotrzebowanie na paliwo do połowy.
     W wieku XX do procesu produkcji szkła zastosowane zostały maszyny. W 1905 r w Ameryce Irwin Colburn opatentował metodę ciągnienia szkła, nazywaną procesem Libbey’a-Owensa. W metodzie tej następowało wyciąganie lepkiej masy szklanej przez dyszę, a następnie poziome przeciąganie jej na wypolerowanych wałkach wykonanych ze stopu niklu (rys. 4). Po wystudzeniu tafla szklana o grubości 6-20 mm była cięta na mniejsze elementy.

     W 1913 r. Belg Emil Fourcault opracował podobny do procesu Libbey’a-Owensa sposób wyrobu tafli szklanych. W metodzie tej stosowano formę ceramiczną zanurzaną w masie szklanej. Forma ta zawierała wąską szczelinę, przez którą przedostawała się płynna masa szklana, ciągnięta w górę przez system wałków (rys. 5).

     Największą wadą tafli szklanych powstających w procesie Fourcaulta czy Libbey’a-Owensa były zafalowania powierzchni. Metodą ciągnienia niezmiernie trudno było otrzymać szyby o idealnie gładkich równoległych powierzchniach. Uzyskano je dopiero w latach 50. XX w. dzięki wdrożeniu metody Alastaira Pilkingtona. Produkcja szkła tą metodą, tzw. float, polegała na formowanych szklanych tafli na powierzchni stopionej cyny. Metoda Piklingtona stosowana jest do dziś i wyparła niemal całkowicie wszystkie inne metody produkcji szkła płaskiego dla budownictwa i przemysłu samochodowego. Produkcja szkła typu float stanowi prawie 90% światowej produkcji szkła płaskiego.
     W ostatnich dziesięcioleciach szkło wkroczyło w kolejną fazę swojej historii. Dziś coraz częściej jest ono materiałem elementu nośnego, na który oprócz siły grawitacji oddziaływają także obciążenia zewnętrzne np. pochodzące od konstrukcji dachu.
     Szklane kolumny czy belki wytwarzane są najczęściej ze szkła laminowanego. Szkło laminowane jest kompozytem, składającym się z przynajmniej dwóch tafli szkła sklejonych ze sobą na całej powierzchni za pomocą folii poliwinylobutarylowej (PVB). Tafle o takiej samej lub różnej grubości używane przy produkcji laminatu, uzyskiwane są ze szkła typu float, hartowanego lub nie. Folia PVB charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na rozerwanie i zapewnia trwałe mechaniczne połączenie szklanych elementów. W przypadku pęknięcia czy rozbicia jednego z nich folia zabezpiecza szkło przed rozsypaniem się i ewentualnym zranieniem przebywających w pobliżu ludzi. Ze względu na to, często szkło laminowane nazywane jest szkłem bezpiecznym.

     Na ziemiach polskich najstarsze wyroby szklane pochodzące z X-XI w. odkryto na wyspie Wolin. Pierwszy zakład szklarski znajdował się w Kruszwicy, natomiast pierwsza zapisana informacja o produkcji szkła na ziemiach polskich, pochodząca z 1310 r., dotyczy huty szkła w Poznaniu.

Dobrosława Jaśkowska

     Artykuł powstał na podstawie pracy magisterskiej „Warunki pękania i zniszczenia szkła” napisanej pod kierunkiem prof. dr. hab. inż. Tomasza Łodygowskiego i dr. inż. Witolda Kąkola w Zakładzie Komputerowego Wspomagania Projektowania Politechniki Poznańskiej.

Literatura
1. Klindt L. B., Klein W.: Szkło jako materiał budowlany, Arkady, Warszawa 1982.
2. Schittich Ch., Glass Construction Manual, Basel: Birkhauser, Berlin 1999.
3. Ziemba B., Technologia szkła, PWN, Warszawa 1987.

 

wszystkie części cyklu artykułów:
- Kryterium pękania i zniszczenia szkła konstrukcyjnego , Dobrosława Jaśkowska, Świat Szkła 9/2008,
- Badania elementów szklanych w różnych warunkach obciążenia i pracy , Dobrosława Jaśkowska, Świat Szkła 1/2009,
- Budowa wewnętrzna i właściwości szkła konstrukcyjnego , Dobrosława Jaśkowska, Świat Szkła 3/2009
- Technologia szkła stosowanego w budownictwie , Dobrosława Jaśkowska, Świat Szkła 4/2009,
- Od biżuterii do materiału konstrukcyjnego , Dobrosława Jaśkowska, Świat Szkła 6/2009, 
patrz też:
- Szkło jako materiał konstrukcyjny , Marcin Kozłowski, Świat Szkła 4/2010  

- Łączniki punktowe w szklanych konstrukcjach , Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski , Świat Szkła 1/2009

- Projektowanie szklanych konstrukcji mocowanych punktowo , Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski , Świat Szkła 2/2009

- Badanie doświadczalne konstrukcji szklanych mocowanych punktowo , Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski , Świat Szkła 3/2009 

- Analiza numeryczna konstrukcji szklanych mocowanych punktowo cz. 1 , Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski , Świat Szkła 4/2009

- Analiza numeryczna konstrukcji szklanych mocowanych punktowo cz. 2 , Barbara Szczerbal, Dariusz Włochal, Adam Glema, Tomasz Łodygowski , Świat Szkła 6/2009 

więcej i nfoirmacji: Świat Szkła 6/2009

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

 

 

 

01 chik
01 chik