Základní charakteristika skla a skleněných materiálů
Sklo patří k velmi významným materiálům s širokým uplatněním v průmyslu, stavebnictví, architektuře i umění. Ve stavebnictví se nejčastěji používá k zasklívání okenních a dveřních otvorů. Významně se uplatňuje také jako architektonický prvek, kdy hraje výraznou úlohu při výrobě nábytku a tvorbě interiérů i exteriérů.
Vlastnosti skla a skleněných materiálů
Sklo se vyznačuje zejména relativně vysokou propustností světla v části viditelného spektra, tuhostí a tvrdostí při běžných teplotách, křehkostí, homogenitou, odolností vůči povětrnostním a chemickým vlivům, vysokou pevností v tlaku, relativně nízkou měrnou tepelnou a elektrickou vodivostí a vysokou nepropustností a odolností vůči vodě, vzduchu a jiným běžným látkám.
Suroviny používané pro výrobu skla
Základní surovinou pro výrobu skla jsou sklářské (tavné) písky. Jsou to zrnité, většinou světle zbarvené až bílé horniny (křemenné písky nebo málo zpevněné pískovce) s primárním obsahem SiO2 zpravidla v rozmezí 60 až 80%. Sklářské písky obsahují, vedle naprosto dominantního křemene, také zrna (klasty) jiných minerálů – nejčastěji živců, slíd (biotitu, muskovitu) a tzv. těžkých minerálů (např. granátů, zirkonu, turmalínu, rutilu, ilmenitu, magnetitu). Jako pojivo se zpravidla uplatňují jílové minerály (např. kaolinit), karbonáty a oxihydroxidy železa.
Pohled na část povrchového lomu ve Střelči, nejznámějšího českého ložiska sklářských písků.
Výroba skla
Sklo je anorganický amorfní materiál, vyrobený tavením vhodných surovin a následným řízeným ochlazením vzniklé skloviny bez krystalizace. Sklo vzniká postupným tavením křemičitého písku, dolomitu, vápence, uhličitanu sodného a barviva. Suroviny se jemně umelou, smísí a taví v tavící peci při teplotě okolo 1600°C. Po ochlazení na 1000°C je skleněná tavenina tak hustá, že jí lze tvarovat.
Skelný stav vzniká plynulým přechodem ze stavu kapalného do stavu pevného, při ochlazování skla dochází k plynulému růstu viskozity až na tak vysokou hodnotu, že se materiál navenek jeví jako pevná látka. Sklo lze opracovávat speciálními postupy, jako je broušení, potahování, pískování a leptání.
Rozdělení skla dle různých tvarovacích výrobních postupů:
druh skla |
max. obsah Fe2O3 (%) |
baktericidní sklo |
0,001 |
optické sklo |
0,010 |
křišťálové sklo (užitkové sklo) |
0,015 |
lisované sklo (křišťál) |
0,021 |
obalové sklo (konzervní) |
0,025 |
tabulové sklo |
0,040 |
opakní tavený křemen |
0,020 |
lahvová skla zelená a hnědá |
0,100 |
Hodnoty maximálního obsahu Fe2O3 ve sklářských píscích pro různé typy skel (Gregerová 1996).
Skla přírodní
Vznikají přírodními procesy, a to nejčastěji vulkanickou činností nebo v souvislosti s jiným tepelným procesem v přírodě. Typickými představiteli přírodních skel jsou horniny ze skupiny vulkanických skel (obsidián, pemza, perlit a smolek), které vznikají rychlým ochlazením kyselé lávy na zemském povrchu. Kromě vulkanických skel patří mezi k přírodním sklům také tzv. tektity. Tektity jsou skla, která vznikla v souvislosti s dopadem meteoritu na zemský povrch a roztavením původních sedimentárních hornin v místě dopadu. Vltavíny byly objeveny v r. 1787 jako první z tektitů a dostaly svůj název podle řeky Vltavy.
Obsidián - černé vulkanické sklo s typickým lasturnatým lomem. Island. Velikost vzorku 12,5×8,5 cm. Sbírky Geologického pavilonu VŠB-TU Ostrava.
Skla umělá
Vznikají buď tavením sklářského kmene a přísad a následným řízeným ochlazením bez krystalizace (označovaná také jako průmyslová skla), nebo jako vedlejší produkt spalování uhlí (vysokoteplotní popílky, uhelné tavné strusky).
Způsob průmyslové výroby a následné využití skla:
Foukané sklo – foukané sklo se tvaruje pomocí sklářské píšťaly. Tímto způsobem se vyrábí zejména umělecké a dekorativní sklo, ale také sklo technické a užitkové (stolní).
Tažené sklo - při výrobě taženého skla ve strojním nepřetržitém provozu, se z taveniny vytahuje široký pás skla v požadované tloušťce, který se po ztuhnutí dělí na jednotlivé tabule. Skleněné tabule jsou hladké a mají stejnoměrnou tloušťku. Svisle ke směru tažení mají malé podélné vlny, které se musejí při dalším zpracování skla zbrousit na tzv. zrcadlové sklo.
Sklo FLOAT (plavené sklo) – při výrobě float skla nebo-li plaveného skla, teče skleněná tavenina z tavné vany do cínové lázně, nad kterou se nachází ochranný plyn ze směsi dusíku a vodíku, který slouží k ochraně kapalného cínu před oxidací způsobenou vzdušným kyslíkem. Hustota cínu je cca 7,3g/cm3 a je tedy větší než hustota skleněné taveniny, která má cca 2,5g/cm3. Skleněná tavenina proto plave na cínové lázni jako oboustranně rovný 1,5mm až 12 mm stejně silný planparalelní sklenění pás, který již není nutno brousit ani leštit.
Lité lisované sklo – lisování skla slouží k výrobě silnostěnných hromadně vyráběných výrobků, jako jsou skleněné tvárnice. Příkladem dutých tvarovek jsou např. tzv. luxfery, používané pro nenosné konstrukce vnějších i vnitřních stěn a jako výplně otvorů.
Válcované sklo – válcováním se vyrábí ploché sklo a vzorované ornamentní a katedrální sklo. Mezi otáčejícím se vodou chlazeným párem válců, který má při výrobě ornamentního skla ražbu, se skleněná tavenina válcuje na nekonečný skleněný pás. Tímto postupem lze do taveniny zaválcovat i drátěnou síť nebo vyrábět ohýbané sklo.
Pěnové sklo – při výrobě pěnového skla se mísí hlinitokřemičité sklo rozmělněné na prášek s jemným uhlíkem, plní se do forem a zahřívá na 1000°C. Uhlík přitom oxiduje a tvoří v tavenině malé plynové bublinky, které vytvářejí uzavřenou buněčnou strukturu bez kapilárních spojení. Pěnové sklo proto nepropouští páru ani kapalinu. Pomalu ochlazené bloky pěnového skla se řežou na desky nebo tvarové díly.
Tvarované sklo – tímto označením nazýváme tvarované sklo, které je vyráběné buď jako duté, plné nebo korýtkovité tvarovky, skleněné tašky. Největší uplatnění najdeme ve stavebnictví a bytové výstavbě interiéru. Používají se na sklobetonové konstrukce stěn, stropů nebo kleneb, kdy mohou staticky spolupůsobit spolu s betonovou výplní nebo tvořit pouze průsvitnou výplň.
Skleněná vlákna - jsou materiál, který má v současnosti velmi široké uplatnění ve stavebnictví. Vyrábějí se taháním, odstřeďováním nebo rozfukováním roztavené skloviny. Používají se zejména jako tepelně a zvukově izolační materiál (např. výrobky Isover nebo Rotaflex).
Základní výrobky ze skla
Příklady použití skla v nábytkářské a interiérové tvorbě
Podle materiálové kombinace lze sklo v nábytku rozdělit do následujících skupin:
Příklady použití skla v nábytkové tvorbě
Celoskleněný nábytek – počítačový stolek
Celoskleněný nábytek – konferenční stolek
Kombinace skla a kovu – nástěnná police
Kombinace skla a kovu – konferenční stůl
Kombinace skla, dřeva a kovu – konferenční stolek
Použitá a doporučená literatura
Bouška, V. et al.: Přírodní skla. Praha: Academia, 1987, 264 s.
Drahotová, O. et al.: Historie sklářské výroby v českých zemích. I. díl, Od počátků do konce 19. století. Praha: Academia, 2005. 761 s.
Gregerová, M.: Petrografie technických hmot. Brno: skripta PřF Masarykovy univerzity v Brně, 1996. 139 s.
Pytlík, P.: Technologie betonu. 2. vyd. Brno: VUTIUM, 2000. 390 s.
Starý, J. et al.: Surovinové zdroje České republiky. Nerostné suroviny (stav 2005). Praha: Ministerstvo životního prostředí, 2006. 302 s.
Svoboda, L. et al.: Stavební hmoty. Bratislava: Jaga, 2004. 471 s.
Vondruška, V.: Sklářství. Praha: Grada Publishing, 2002. 273 s.