U graditeljstvu je sve veći udio građevina projektiranih s velikim staklenim površinama na pročeljima u ukupnom broju novoizgrađenih objekata – staklo kao tradicionalni materijal poznat već stoljećima, u novim okolnostima dobija novu i sve važniju ulogu.
Ako je vjerovati povjesničarima i arheolozima, najstariji su stakleni predmeti tj. predmeti slični staklu kakvim ga mi poznajemo pronađeni na Bliskom istoku. Staklo kakvo znamo stoljećima je bilo prvi umjetni materijal što ga je sastavio čovjek od smjese kremenog pijeska, vapnenca, sode i potaše i nastavio ga usavršavati sve do današnjih dana. Pretpostavlja se da su Babilonci i Asirci bili prvi proizvođači stakla. U Egiptu je pronađeno staklo iz godine 3500. prije Krista, ali se vjeruje da su ga Egipćani proizvodili na primitivan način i 1600 godina prije Krista.
Tek poznato je da je grad najznačajnije proizvodnje stakla u to vrijeme bila Aleksandrija odakle je tehnika dobivanja stakla prenesena u Rim. U Augustovo doba stakla su bila neprozirna, zamućena i obojena, a upotrebljavala su se najčešće kao nakit. Primjenom puhačke lule u tehnologiji proizvodnje stakla Rimljani su mogli staklenu masu jače zagrijavati u pećima i još vruću dodatno je oblikovati. Tako su nastale šuplje posude od bezbojnog i prozirnog stakla, a jednakom su tehnologijom proizvodili i obojeno staklo.
Staklo kakvo znamo stoljećima je bilo prvi umjetni materijal što ga je sastavio čovjek od smjese kremenog pijeska, vapnenca, sode i potaše i nastavio ga usavršavati sve do današnjih dana. Pretpostavlja se da su Babilonci i Asirci bili prvi proizvođači stakla. U Egiptu je pronađeno staklo iz godine 3500. prije Krista, ali se vjeruje da su ga Egipćani proizvodili na primitivan način i 1600 godina prije Krista
Ubrzo, stakleni su predmeti bili na cijeni, a posebno oni od murine čije su se boje prelijevale. Iz Rima tehnologija je prenesena u Galiju u dolinu rijeke Rajne i u Englesku na otok.
PRVA STAKLANA U GORSKOM KOTARU
U srednjem vijeku razvila se tehnologija proizvodnje stakla u Njemačkoj i Češkoj, a ubrzo nakon toga i u Francuskoj, a u Engleskoj se prozorsko staklo u privatnoj kući spominje oko 1180. godine. Recimo u ovom uvodnom dijelu i da se u Hrvatskoj staklo po prvi put spominje u Dubrovniku 1424.
godine, ali se ne zna točna lokacija staklane.
Do kraja 18. stoljeća majstori su staklopuhači pločasto staklo uglavnom izrađivali puhačkom tehnikom. Staklarsku su masu puhanjem kroz staklarsku pipu prvo razvili u cilindar, odrezali oba kraja, a zatim uzdužno pre-rezali i na drvenom stolu razvaljali u ploču. U isto vrijeme se u Francuskoj počelo proizvoditi i lijevano staklo. Staklena talina temperature od 1100 °C izlijevala se na zagrijani stol i valjala sa valjcima uz hlađenje vodom. Dobiveno staklo bilo je debelo i moralo se dodatno brusiti.
Prva staklana u to doba u našoj zemlji bila je u Gorskom kotaru nedaleko od Crnog Luga. U njoj su radili češki majstori i izrađivali upotrebne staklene predmete i prozorsko staklo. Uz staklanu u Sušici kraj Ravne Gore ubrzo su se u 19. stoljeću formirale i staklane u Samoboru, Požegi, Daruvaru, Straži, Varaždinu… Razvojem i industrijalizacijom staklarstvo se usavršava, pa se krajem 19. stoljeća u Engleskoj staklo za prozore izvlači u obliku šupljih valjaka. Tu je zamisao usavršio Belgijanac Fourcault (1862-1919) i vertikalnim izvlačenjem dobio staklene trake umjesto šupljih valjaka. Taj postupak usvajaju u Češkoj i 1919. godine započinje industrijska proizvodnja prozorskog stakla, a Češka vodeća zemlja u Europi u proizvodnji stakla.
Istodobno i neovisno o Fourcaultu, u SAD Amerikanac Colburn patentira proizvodnju stakla vertikalnim izvlačenjem staklene vrpce uz upotrebu sapnica, a taj se postupak primjenjuje u poboljšanoj verziji u tvornici Libbery-Owens Sheet Glass Company. Kombinacijom Fourcaultova i Libbery-Owens postupka u Pittsburgu se usavršava postupak izvlačenja staklenih vrpci, ali bez sapnica i time dobija kvalitetnije i bolje prozorsko staklo sve dok 1958. godine u Engleskoj tvornici Pilkington Brothers Ltd. nije uveden potpuno novi način proizvodnje ravnog vučenog stakla tzv. float postupak.
Njegova je značajka da staklena talina pluta na površini rastopljene kovine (slitina kositra) vodoravno se izvlači i istodobno s gornje strane glača posebnim plamenim postupkom. Tako se dobija staklo vrhunske kvalitete, bez valova i neravnina, bez točkica i oštećenja i to je staklo kakvo danas poznajemo i upotrebljavamo u građevini.
Svojstva zbog kojih se staklo upotrebljava u graditeljstvu, a koja ga razlikuju od većine ostalih građevinskih materijala jesu propusnost svjetla i velika otpornost na kemijske utjecaje što je, uz ostalo, posljedica i strukture stakla
PROIZVODNJA STAKLA
Pri proizvodnji floaf stakla treba pažljivo pripravljene sirovine u potpunosti uravnoteženih razmjera, propisane čistoće i granulacije, ravnomjerno promiješati u smjesu prije ulaska u talioničku peć. Staklo je taljena mješavina kremena SiO2 u obliku prirodnog pijeska i dviju ili više baza kao što su vapnenac, soda i potaša K2CO3. Sastavne sirovine staklene smjese u tekućoj fazi određuju njegova kasnija svojstva.
Prosječno prozorsko staklo sastoji se od: kremena (70 do 73 posto), natrijevog trioksida (12 do 15 posto), kalcijevog oksida (osam do 10 posto), magnezijevog oksida (jedan do četiri posto), kalijevog oksida (do jedan posto) alu-oksida (0,5 do 1,7 posto) i željeznog oksida (0,10 do 0,14 posto), koji staklu daje zelenu boju. Taj proces doziranja u potpunosti je automatiziran. U ulaznom dijelu pri temperaturi od 1560 °C sirovinska se smjesa istali, dok se u zadnjem dijelu pristupa bistrenju staklene taline pri temperaturi od 1100 °C. U slijedećoj fazi procesa staklenu masu prelijemo u tzv. kadi na beskonačnoj traci s tekućim kositrom i tu dolazi do pojave da se zbog površinske napetosti staklo razlije po tekućem kositru i donjom površinom prilagodi površini kositra.
Pri tome se gornja strana staklene trake obrađuje toplinski plamenicima i polira. Ukoliko bi prepustili proces fizikalnim zakonima samo od sebe bi nastalo staklo debljine 5,5 mm, pa deblje ili tanje staklo dobivamo upotrebom valjaka kojima interveniramo u staklenu masu i tako određujemo konačnu debljinu stakla.
Rezultat opisanog postupka jest staklena traka s podjednakom planparalelnošću kakvu ima i kristalno staklo. Na kraju postupka staklena traka napušta kadu s tekućom kovinom i nastavlja put preko valjaka u rashladnom kanalu, kako bismo dobili staklo bez unutarnjih napetosti. Površinska napetost tekućine je omjer rada i njime uzrokovane promjene ploštine slobodne površine tekućine. SI jedinica površinske napetosti je N/m (Njutn po metru). Staklena talina posjeduje visoku površinsku napetost koja je dva do četiri puta veća od površinske napetosti vode. Ona utječe na nestanak mjehurića i na homogeniziranje staklene mase, odnosno na kasniju kvalitetu stakla.
Drugi dio hlađenja protiče u zraku dok temperatura staklene trake ne bude izjednačena s temperaturom okoline. Hlađenje staklene taline pripada najvažnijem dijelu proizvodnje stakla jer, prilikom hlađenja ono dobiva unutrašnja naprezanja koja utječu na njegovu kakvoću. Tijekom hlađenja vanjski sloj staklene taline očvrsne brže od unutrašnjeg. Hlađenje unutrašnjih slojeva i njihovo stezanje događa se pod očvrsnutim vanjskim slojem, pa su unutarnji slojevi izloženi djelovanju vlačnih sila vanjskog sloja, dok unutarnji slojevi djeluju na vanjski sloj tako što je on izložen djelovanju tlačnih sila. Razdioba unutarnjih naprezanja ovisi o debljini staklene ploče, o načinu hlađenja i o kemijskom sastavu stakla. Ta unutarnja naprezanja su u kvalitetnom staklu uravnotežena.
Naposljetku, može se pristupiti rezanju staklene trake na standardnu veličinu staklenog pravokutnika koji iznosi 600 × 321 cm, a u praksi se to smanjuje na veličinu 200 × 321 cm radi jednostavnijeg transporta, skladištenja i manipulacije staklenim pločama.
Mogućnosti primjene u graditeljstvu
Zahvaljujući izuzetno poboljšanim svojstvima u mehaničkom i termičkom smislu (pri čemu mislimo posebno na kaljeno staklo, o kojem ćemo kasnije više reći), staklo ima u suvremenom graditeljstvu velike mogućnosti primjene.
Nabrojimo neke od važnijih: 
- u opremanju stambenih i poslovnih objekata, tj. pri izvedbi prozorskih ostakljenja običnim ili izo-staklom, reflektirajućim staklima ili staklima u boji;
- pri izvedbi ulaznih prostora, ulaznih vrata od kaljenog stakla, automatskih posmičnih vrata, pregradnih i pomičnih staklenih stijena
- u opremanju sportskih objekata;
- u izvedbi aluminijskih staklenih pročelja, pri čemu se staklo koristi u najrazličitijem spektru kombinacija u izoizvedbi klasično ili u kombinaciji s kaljenim elementima uz poboljšana toplinska i sigurnosna svojstva;
- pri opremanju interijera, posebno pri izvedbi stubišta i balkonskih ograda te podova od stakla
- u izradi staklenog namještaja
- u opremanju i oblikovanju vanjskih otvorenih prostora, izradi vanjskih staklenih vitrina i reklamnih panoa, izvedbi tramvajskih postaja…
KARAKTERISTIKE RAVNOG STAKLA
Svojstva zbog kojih se staklo upotrebljava u graditeljstvu, a koja ga razlikuju od većine ostalih građevinskih materijala jesu propusnost svjetla i velika otpornost na kemijske utjecaje što je, uz ostalo, posljedica i strukture stakla.
Kemijska postojanost stakla je sposobnost zadržavanja svih svojstava pri djelovanju vode, vlage, atmosferskih plinova i kemijskom djelovanju drugih materijala. Ona ovisi o kemijskom sastavu stakla i o vrsti sredstava koja djeluju na staklo. Kemijsko oštećenje ili korozija stakla nastaje kad silikati kao sastavni dio stakla hidroliziraju na površini u reakciji sa vodom ili vlagom iz zraka. Pri tome alkalni silikati stvaraju alkalni hidroksid i kremeni gel na graditeljstvu u površini stakla. Ravno vučeno staklo kakvo se upotrebljava u građevini otporno je na djelovanje kiselina, soli i njihovih otopina.
Staklo kao materijal u graditeljstvu u današnje vrijeme ima sve veću i naglašeniju ulogu
Jedina kiselina koja nagriza staklo je fluorovodièna kiselina. Staklo je postojano na djelovanje organskih tvari. Iznimka su silikoni koji posjeduju u molekularnoj strukturi jednake spojeve silicija i kisika, pa u dodiru nastaje sloj koji čvrsto prijanja uz staklo i pri višim se temperaturama upari u staklo. Poslije kiše se staklo ne moći normalno, već ostaju na njegovoj površini sićušne kapi vode.
Korozija stakla moguća je pri neispravnom skladištenju staklenih ploča, pogotovo na otvorenom (što nije preporučljivo), jer je moguće da vlaga između stakala zbog izlučivanja alkalijskih komponenti iz površinskog sloja stakla prouzroči zamućenost na površini staklo je fluorovodična kiselina.
Staklo je postojano na djelovanje organskih tvari. Iznimka su silikoni koji posjeduju u molekularnoj strukturi jednake spojeve silicija i kisika, pa u dodiru nastaje sloj koji čvrsto prianja uz staklo i pri višim se temperaturama upari u staklo. Poslije kiše se staklo ne moči normalno, već ostaju na njegovoj površini sićušne kapi vode.
Korozija stakla moguća je pri neispravnom skladištenju staklenih ploča, pogotovo na otvorenom (što nije preporučljivo), jer je moguće da vlaga između stakala zbog izlučivanja alkalij-skih komponenti iz površinskog sloja stakla prouzroči zamućenost na površinama koje su bile u dužem dodiru sa vodom. Stoga staklo treba biti uskladišteno u zatvorenom prostoru.
MEHANIČKA SVOJSTVA
Od mehaničkih svojstava staklo ima svoju gustoću čija je prosječna vrijednost 2500 kg/m3. Modul elastičnosti (omjer naprezanja i relativne deformacije) stakla iznosi 48000 do 83000 N/mm2, ovisno o kemijskom sastavu stakla. Staklo je idealno elastičan materijal i slijedi Hookov zakon sve do loma te nema plastičnu deformaciju.
Vlačna čvrstoća stakla ovisi o sastavu stakla, toplinskoj obradi stakla, površini i uzorku. Ona iznosi 30 do 80 N/mm2. Glavni nedostatak stakla je njegova lomljivost, što možemo izbjeći naknadnom obradom (kaljenjem) o čemu će biti govora naknadno. Tlačna čvrstoća je znatno veća od vlačne i iznosi 500 do 1000 N/mm2.
Čvrstoća na savijanje uvjetovana je vlačnom čvrstoćom i iznosi 25 do 45 N/mm2 za obična stakla, a za kaljeno staklo iznosi oko 120 N/mm2. Ove karakteristike možemo prikazati u nekoliko tablica koje u ovome broju donosimo kao pregled iz standarda po DIN 1249 T10.
NEOGRANIČENE MOGUĆNOSTI
Staklo kao materijal u graditeljstvu u današnje vrijeme ima sve veću i naglašeniju ulogu zahvaljujući ogromnom tehnološkom napretku posljednjih tridesetak godina i njegove su mogućnosti upotrebe u suvremenoj arhitekturi gotovo neograničene.
Zbog svega navedenog možemo zaključiti da će vrijeme upotrebe stakla u graditeljstvu obzirom na mogućnosti primjene tek doći do izražaja.
Izvor: časopis PRO GRADNJA
