Malo o bakru

Ahjoj
To ni pleh-tech.com......................................

Če spodaj najdeš odgovor, potem si koperfild ;)


RAZVOJ TEHNOLOGIJE IN UPORABE
1. Uporaba kovin v starejših obdobjih
Zlato je prva kovina, ki jo je človek odkril in uporabil. Je nekoristno saj iz njega ni mogoče izdelati orodja ali orožja. Zlato je imelo zato predvsem religijski pomen, postalo in ostalo je simbol nesmrtnosti. V Egiptu so verovali, da so telesa bogov iz zlata, zato je faraon v gobnici dobil zlato masko.

Danes sodimo, da je imelo človeštvo pred predstavo o Prirodi predstavo o Materi Zemlji v kateri so minerali, rude in kovine živi organizmi. Plemenitost in svetost zlata je prav v tem, ker je dozoreli plod Matere Zemlje. Ostale rude in kovine so nezreli in neplemeniti plodovi, ker jih Mati Zemlja še ni dokončala (rodila).

človek se je z rudarstvom in metalurgijo vmešal v ta prirodni red in skušal pospešiti rojstvo kovin iz še nezrele rude, ki je veljala za embrion. Talilna peč je prevzela vlogo Matere Zemlje, v njej so se pospešeno in predčasno rojevale kovine. Zato so začetke rudarstva in metalurgije spremljali obredi (post, čistost, meditacije, molitve, žrtovanja...), saj je človek občutil strah, svetost in spoštovanje, zavedajoč se svojega poseganja v najsvetejše - v življenje Matere Zemlje. Spomin na to globoko spoštovanje se je ohranjal v posebnem statusu kovačev in se ohranil do nedavna. Filozofija o svetosti zlata in o preobrazbi nezrelih rud v zreli plod - zlato, se je prav tako ohranila do srednjeveške alkimije, ko je vzcvetela, nazadnje pa se je potrdila v modernih razlagah atomske kemije.

Od najstarejših časov naprej je torej "čarovnija" in krvno žrtvovanje spremljalo metalurgijo. Z razvojem mest so nastale oblastniške ambicije, ki so se neprenehoma večale in z njimi potreba po orožju, ki je iz kovin pač najučinkovitejše. Metalurške inovacije so nastajale zaradi vojskovanja. Vojna je bila glavni agens razvoja metalurgije. Izkopavanje rude, separacija, taljenje in predelava so zahtevali izjemne napore v zelo slabih delovnih pogojih. Vse to je bilo nevarno in nesrečno delo s primitivnim orodjem, ki je trajalo do 16.stoletja, nekje pa do včeraj. To delo je bilo tako odbijajoče, da so ga po večini opravljali samo sužnji in zločinci - do nedavna je bilo kazen. Prekletstvo vojne in prekletstvo rudnika je bilo eno in isto.

"Koristna" uporaba kovin se je začela z izkoriščanjem samorodnih kovin in meteorskega železa. Le-tega so zelo dolgo časa obdelovali enako kot kremen in ga uporabljali za orodje in orožje.

Taljenje kovin so verjetno spoznali slučajno ob ognju pri bakru, ki ima razmeroma nizko tališče. Znanje se je nato razširilo še na druge rude, oziroma kovine.

Ob nastanku zgodovinske dobe je človek poznal ob napljavljenem zlatu že tudi srebro, baker, kositer, svinec in železo; od zlitin pa bron. V starem veku se je temu seznamu pridružilo le še živo srebro in medenina (Grčija, prvo tisočletje p.š.).



Egipčanska stenska slikarija prikazuje delo ob talilni peči in vlivanje v niz modelov.

Baker nastopa tudi v samorodni obliki. Ima atraktivno barvo, je obstojen proti koroziji in se da obdelovati s tolčenjem, zato je med prvimi kovinami, ki jih je človek uporabil. Najstarejši sledovi o njegovi uporabi so iz Srednje Amerike (12000 l.p.š.). V Mezopotamiji so našli sledove, ki izvirajo iz obdobja 5000 do 4500 let p.š. Po letu 3200 p.š. so iz njega izdelovali razno posodje. V preddinastičnem Egiptu so imeli že bakreno orodje. Pretaljeni baker je zelo mehak in se lahko oblikuje s kovanjem v hladnem stanju - vendar postane postopoma krhek in poka. To napako so odpravili s ponovnim ogrevanjem do razbeljenja in hitrim ohlajanjem (kaljenje). Ta inovacija je dala trše izdelke verjetno že kmalu po letu 5000 p.š. V tem času so torej od metalurških postopkov poznali taljenje iz rude, vlivanje, kovanje in kaljenje.

Bron je zlitina bakra in kositra. Verjetno je nastalo naključno pri taljenju rude, ki je imela primerno mešanico obeh sestavin. V naslednji fazi so segrevali mešanico bakrene rude, kositrove oksidne rude in oglja, ki je pospešil redukcijo kositrovega oksida. Vrhunec razvoja tehnologije je v tem, da so posebej pridobili obe čisti kovini in ju nato zmešali v določenem razmerju. Okoli 1700 p.š. so spoznali, da je za dober bron potrebno 9-10% kositra. Okoli 1500 p.š. pa so osvojili natančno kontrolo v pridobivanju takega brona. Bron je cca 70% trši od bakra in postane dvakrat trši od njega s kovanjem. To je seveda silno povečalo popularnost nove zlitine. Bronasta doba, ki se začenja že z uporabo bakra, je v sredini drugega tisočletja p.š. preobrazila Evrazijo. Razvili so tehniko navadnega litja v kamnite ali bronaste kalupe v industrijskem obsegu. Osvojili so tudi že tehniko litja z voskom (cire-perdue).

Predmet se oblikuje v glini, oblije s čebeljim voskom in nato prelije z glinasto oblogo. Po sušenju gline se vosek s segrevanjem odstrani, v nastalo votlino pa se vlije bron. Odlkrili so tudi, da določena količina svinca v zlitini izboljša viskoznost, tako da odlitek povzame iz kalupa tudi najmanjše detajle. Tako so Grki vlivali svoje statue v naravni velikosti. Cerkvene zvonove še danes vlivajo na način, ki se le malo razlikuje od tedaj izumljene tehnike.



Glava v skoraj naravni velikosti, vlita v bron, z vrezanimi detajli. Glava je masivna in težka čeprav je delno votla.

Rimljani so razširili uporabo brona v graditeljstvu. Izdelovali so stebre, monumentalna vrata, velike statue (Mark Avrelij na konju), pa tudi vodovodne cevi, ključavnice, ključe, oljenke. Poznamo bronaste okvirje za stropna okna v Pompejih in v Panteonu (118-128), ki je imel tudi bronaste strešne nosilce v portiku (v renesansi so jih predelali v kanone). Panteon je imel in ohranil bronasta vrata. Tradicija v uporabi monumentalnih bronastih vrat se je ohranila tudi po propadu Rimskega cesarstva.

Slavna so vrata baptisterija pri firenški katedrali (1452-52, Lorenzo Ghiberti). V renesansi so ožvili rimsko modo in tehniko vlivanje velikih figur (1453, Gattamelata v Padovi, Donatello; Colleoni v Benetkah, Verrocchio) pa tudi drugega arhitekturnega okrasja (baldahin nad oltarjem sv.Petra v Rimu, Bernini).

Bron ne korodira, prevleče se z atraktivno patino zato je bil zaželjen za zunanje arhitekturno okrasje, vendar le takrat ko cena ni igrala pomembnejše vloge. Ker ga je lahko pretopiti so mnoge zgodnje evropske bronaste figure osvajalske vojske pretopile v kovance, topove in podobno.

Svinec so poznali Asirci in Babilonci, uporabljali so ga za sidranje in spajanje. Grki in Rimljani so izdelovali iz njega pločevino za strehe, cevi za vodo. Pločevino so izdelovali tako, da so svinec vlivali v plitve kalupe, ali pa s tolčenjem - zato so lahko izdelovali le male kose. Rimljani so poznali možnost zastrupitve s svincem. Mnoge gotske katedrale in cerkve imajo strehe prelite s svinčeno pločevino, iz svinca so tudi odtočni žlebovi in plastično oblikovani izlivki. Velike srednjeveške okenske kompozicije iz malih barvnih stekel so bile vstavljene v svinčene okvirje (v obliki črke H), ki so bili močno stisnjeni, da niso prepuščali vode.

železo je bilo poznano daleč v prazgodovino, njegovo taljenje in uporaba v pomembnejšem merilu pa teče od okoli 1200 p.š. naprej. Za izboljšanje kvalitete so ga kalili in kovali. Tako izboljšano železo, je v primerjavi z bronom, dalo bistveno boljše orodje in orožje s tršimi in ostrejšimi robovi, kar je bistveno izboljšalo obdelavo lesa, kamna in drugih kovin. Zato se je proizvodnja dobrega železa (jekla) hitro razvila do "industrijskih" razsežnosti. Začetki v Armenskih planinah so se razširili na Bližnji Vzhod in v Centralno Evropo. Izdelki iz železa so dolgo časa obdržali oblike izdelkov iz bronaste dobe. Dolgo časa se je ohranilo tudi verovanje, da je železo sveta kovina; pri mnogih primitivnih ljudstvih velja to še danes.

Indija je imela zelo veliko lahko taljive železove rude, zato se je tu razvila železna doba vzporedno z bronasto. V Hajderabadu so dosegli izreden vzpon, pridelovali so odlično jeklo s pretaljevanjem in kaljenjem. Izdelki tedanjega časa (sablje damaščanke) so slavni še danes. Iz let okoli 1400 p.š. datira slavni steber iz kovanega jekla, ki je bil narejen scela (f41 cm, 1500 kg). Takšen izdelek je hudo zahteven tudi še za današnjo tehnologijo.

V arhitekturi starega veka so uporabljali železo za zvezo lesenih konstrukcij in kamnitih elementov. Kovane mreže in vrata segajo daleč nazaj v antiko. V srednjem veku so železni okvirji nosili šipe, ki so jih sestavljala barvna stekla v svinčenih okvirjih. Redkeje se je železo pojavilo kot opora v najbolj izpostavljenih delih konstrukcije.

Srednji vek je povzel znanje iz antike, vendar ne vsega. Uvedel pa je tajanstveno dejavnost - alkemijo, katere izvor pripisujejo prepričanju arabskega zdravnika Geberja, ki je trdil da izhajajo kovine druga iz druge. V resnici je bilo s tem obnovljeno prastaro prepričanje o še ne rojenih kovinah - embrionih. Alkimisti so začeli iskati postopek, da bi iz neplemenitih kovin pridobili plemenite, oziroma kamen modrosti. Ta doba pa ni prinesla mnogo novega o kovinah, odkrili so le arzen, antimon in bizmut. Napredovalo je fužinarstvo in rudarstvo, izboljšali so črpalke za odvajanje vode iz jam in peči, ki so postale bolj odporne proti ognju. Napredek je opisal nemec Georg Agricola (Bauer) v knjigi De re metallica (prva izdaja 1556), ki je vsaj dve stoletji veljala kot splošen učbenik fužinarstva pa tudi tehnike in strojegradnje. (V tej knjigi je omenjeno taljenje svinca v Mežici na Koroškem).

Novi vek je z Lavois ierjem prinesel nove temelje v kemiji (tehtnica, termometer, merjenje). Do sredine 19.stol. je uspelo tej razcvetajoči se znanosti ločiti iz spojin nove in nove elemente - kovine: kobalt, cink, platina, nikelj, mangan, molibden in volfram. Po letu 1800 so odkrili krom, nato alkalijske kovine (Na, Li, K), nato magnezij in kadmij. Leta 1825 so odkrili aluminij in berilij, nato vanadij.

Mnogotere nove kovine, ki jih poznamo šele sto let, so izpodrinile starejše, tisočletja poznane. Železo je vseskozi obdržalo prvenstvo in je še danes nosilno ogrodje tehnične kulture človeštva - sledi aluminij.



Slika iz knjige De re metallica prikazuje taljenje svinca

2. Razvoj moderne tehnologije jekla

Od začetkov pridobivanja kovin je tehnologija obsegala (vsaj v zametkih) 5 faz, ki si sledijo od rude do izdelka. Zaradi lažjega razumevanja zgodovinskega razvoja in zaradi preglednosti navajamo že na začetku poglavja shemo moderne tehnologije jekla

1. PRIPRAVA RUDE
drobljenje, rezanje,bogatenje (izločanje neuporabnega)...
2. PRIDOBIVANJE KOVINE
a. pridobivanje grodlja v plavžu (slabši material)
b. pridobivanje litega železa v plavžu (boljši material)
3. čIŠčENJE KOVINE
a. žilavljenje grodlja (izboljšanje žilavosti pretežno z zmanjševanjem vsebnosti CO) v naslednjem razvojnem zaporedju: pudlovka, Bessemer - Thomasov konvestor, martinovka, LD, LDAC, CALDO....
b. rafiniranje jekla (čiščenje v pečeh pri visoki temperaturi)
4. IZDELAVA POLIZDELKOV kovanje, litje, valjanje, vlečenje, iztiskanje...
5. TOPLOTNA OBDELAVA (izbljšanje kvalitete s toploto) kaljenje, žarjenje, poboljšanje, površinsko utrjevanje....

Glede na uporabo energije, ki je pomemben dejavnik kvalitete, lahko zgodovino pridobivanja jekla (plavžarstvo) razdelimo v tri značilna obdobja

PRVO OBDOBJE - gorivo je les in oglje.

V zemeljski skorji ni čistega železa, vezan je na kisik, CO2 ali žveplo (oksidne, karbonatne, suflidne rude). Da bi železovo rudo razstavili na kemične elemente je potrebna redukcija. Za uspešno redukcijo je potrebna visoka temperatura in dodatki, ki imajo večjo afiniteto do kisika kot pa železo (ogljik). Ogljik, dodajajo v obliki oglja ali koksa ima od vseh elementov največji vpliv na železo, poveča mu trdoto in trdnost.

Prve peči za pridobivanje železa so bile grajene v zemlji - navadno na vzpetini. Še danes imajo podobne pri nekaterih črnskih plemenih. Peč so nalagali z vrha, od spodaj pa so pihali zrak, če ni bilo dovolj naravnega vleka. Z mnogo truda so dobili na dnu peči majhne kepe testastega železa. Uporabno železo so dobili šele s kovanjem testaste mase, ko so izstisnili žlindro (mineralne primesi) in tako iz železa pridobili "jeklo". Za taljenje so porabili ogromne količine lesa, ki ga je kasneje nadomestilo lesno oglje. Proizvodnja železa je tekla zato le v godznih področjih.



Preprosta peč za pridobivanje železa v naravnem griču.

DRUGO OBDOBJE - boljši podpih, višja peč


V 14. in 15.stol so se potrebe po jeklu zelo povečale. Večali so se talnilni obrati in z njimi so se višale peči, ki so potrebovale močnejši podpih. Vpeljali so mehansko gnane pihalne naprave, ki jih je poganjla vodna sila. Plavžarska industrija se je selila v doline rek.

Pri uporabi kvalitetnega goriva (lesno oglje) se je v višjih pečeh na dnu nabrala že raztaljena železna masa - grodelj. To je surovo železo, ki vsebuje preveč ogljika in drugih nečistoč, zato je krhko. Pred uporabo ga je treba izboljšati, da postane bolj žilavo.



Kombinacijo vodnega kolesa in mehov (puhala) so izumili v 14. stol., slika kaže napravo iz 16. stol.

Žilavljenje so najprej izvajali s pretaljevanjem s pomočjo lesnega oglja. Na ta način so zmanjšali vsebnost ogljika in drugih nečistoč. Pretaljevanje so opravljali na odprtih ognjiščih, ki so bila podobna kovaškim. Ta postopek je z izumom posebne peči pudlovke doživel velik napredek, vendar je bilo jeklo še vedno pomešano z žlindro, ki so jo nato odstranjevali s kovanjem.

V tem obdobju se je ob starodavnem kovaštvu začelo razvijati tudi livarstvo. Prvi liti proizvodi iz 15.stol. so bili topovi, krogle, posode, zvonovi.

Trdnost prvih litin je bila majhna. Najprej so dobili lito železo kar iz plavža, kasneje s pretaljevanjem. Podane so bile osnove novega načina oblikovanja z nastankom industrijske dobe (19.stol.) pa je potreba po litinah silno narasla.

TRETJE OBDOBJE - gorivo je premog in koks.

V sredini 18.stol. se pojavi parni stroj, potrebe po jeklu so se neznansko povečale. Talilna peč je še naprej rasla v višino, za gorivo pa so namesto oglja začeli uporabljati premog in koks. Plavžarstvo se seli v bližino premogovnikov.

Žilavljenje, ki je doslej potekalo v pudlovkah je doživelo bistvene izboljšave z izumom konvertorja. V njem odvzamemo grodlju ogljik in ostale primesi, ki jih je preveč. To dosežemo tako, da mu dodajamo kisik, nastane FeO. Ko pride le ta v dotik z ogljikom razpade: FeO(R)Fe + CO. Podobno se dogaja z ostalimi primesmi (Mn, Si, F, S) Ta del procesa se imenuje oksidacija. Vendar ostaja še vedno nekaj FeO v grodlju, zato ga odstranimo z desoksidacio, tako da dodajamo Mn ali Al, nastane jeklo (jeklo so vse legure železa ki imajo do 1.7% C ).

Leta 1855 je anglež Bessemer konstruiral prvi konvertor, ki je proizvedel 1 tono jekla v pol ure (za kar so s pudlovko porabili 6 dni!). že 1877 je anglež Thomas zamenjal kislo oblogo konvertorja z bazično, kar je omogočilo žilavljenje grodlja, ki vsebuje fosfor. Šele to je omogočilo razcvet zapadno evropske železarske industrije, ki temelji na ogromnih količinah rude z velikim deležem fosforja (Posarje, Luksemburg).

Še pred tem (1864) se je Francozu Mártinu posrečilo doseči dovolj visoko temperaturo za pretaljevanje v plamenici. To je dosegel z uporabo načina kurjenja, ki sta ga brata Siemens uvedla v steklarsko industrijo. Nastala je Siemens - Mártinova peč ali martinovka. V njej je bilo mogoče taliti tudi staro jeklo. Še danes žilavimo večino jekla v martinovkah. Kvaliteta jekla se je tako neprestano izboljševala. Z dodajanjem raznih drugih kovin so pridobili jekla (zlitine) z različnimi in posebnimi lastnostmi. Leta 1912 so proizvedli prvo nerjavno jeklo.

Po drugi svetovni vojni so za žilavljenje jekla izumili rotacijske kisikove konvertorje (Caldo, Rotor...) in elektirčne obločne peči. Jeklo so pričeli izboljševati tudi z rafiniranjem, to je čiščenjem pri visoki temperaturi v električnih obločnih pečeh (3000o) in v indukcijskih pečeh.

Fužinarstvo na Slovenskem je že zelo staro. Na ozemlju današnje Slovenije so začeli izkoriščati bogata rudna nahajališča še pred letom 500 p.š. (hallstatska in latenska kultura). Tedanji prebivalci Kelti so bili dobri železarji,ki so na utrjenih gradiščih po gričih in hribih talili dobro železo. Prvotna nahajališča rude so bila v Bohinjskem kotu, na Dolenjskem in na Koroškem. Noriško železo je slovelo že pred rimskimi časi. V tem prvem obdobju so izčrpali najkvalitetnejšo rudo na naših tleh. Orodje in orožje so najprej kovali v domačih kovačnicah, kasneje pa so veliko tega železa predelali v rimskih kovačnicah (Oglej, Verona, Mantova...) Po razpadu cesarstva je železarstvo zamrlo. Tudi naši predniki Slovani so dobro poznali veščino pridobivanja železa. O tem priča nemški zapisek, ki pravi, da se je treba zahvaliti Slovencem (Vendom), ki so sredi 7.stol. naselili nakdanji Norik, da so ponovno odprli rudnik Eisenerz na Zgornjem Štajerskem. Podatki o začetkih fužinarstva v jeseniški dolini so iz 14. stol. , v tačas segajo tudi podatki o kovaški obrti v Tržiču, Kropi, Stari Fužini v Bohinju itd. Doslej najstarejši znani plavž so odkrili pri Nomlju (1617). V tem času so začeli pridobivati železo tudi v Mežiški dolini, nato v črni, na Ravnah. Sledile so nove in nove enote: Mislinja, Štore, Muta, Vitanje, Prevalje, Zreče, Oplotnica itd. Posebno pomembna je jeseniška železarna. Je ena najstarejših na evropskem kontinentu. Ponašala se je z izredno kvalitetnim "železom" (tako so imenovali izdelke železarne). Kvalitetna ruda iz Karavank in iz Bavščice (siderit, manganovec) je dala železu lastnosti, ki so bile še redke (vsebnost mangana). Tu so izumili prvi feromangan, ki je dobil na svetovni razstavi na Dunaju 1873 zlato kolajno.

3. Razvoj uporabe jekla

A. Kovano železo je bilo do konca 18.stol. v domeni obrti - kovaštva, ki je lahko proizvajalo le omejeno kvaliteto proizvodov. Arhitekturno-dekorativno oblikovanje železa je doseglo višek v 17. in 18.stol. v delih francoskih obrtnikov. Pri nas je najbolj poznana Kropa. Uporaba kovanega železa za konstruktivno elemente se je začela v 17.stol. (1667-70, vzhodna fasada Louvra; veliki portal na Panteonu v Parizu; galerija v Louvru...).

B. Lito železo so najprej uporabljali za dekorativne in uporabne predmete (pečnice, gospodinjski pripomočki). Nato je kovane ograje in mreže zamenjalo cenejše lito železo (začetek 1714, ograjo okrog katedrale St.Paul v Londonu). Naglo je sledila množična produkcija, ki so jo konec 18.stol. že spremljali prodajni katalogi. Uporaba litega železa za konstruktivne elemente se je začela v Angliji (1707, House of Commons, Christopher Wren, - vitki stebri, ki podpirajo galerijo), sledila je Francija (1785-90, Theatre de Palais Royal). Prvi uspešen most so zgradili v Angliji tako da so vlite elemente povezali skupaj s klini in spojkami v obliki lastavičjega repa, ki spominja na tesarske zveze (1779, Coalbrookdale).

Ob koncu 18.stol. so začeli graditi tovarne v več etaž. Ker je več lesenih konstrukcij pogorelo so začeli uporabljati železne stebre, nato pa celotne okvirje, ki so sodelovali z debelimi zidovi. Po letu 1830 je hiter razvoj železnice terjal gradnjo novih mostov. Zahteve po vedno večjih razpetinah so pripeljale do novih konstruktivnih rešitev. Nosilce so sestavili iz več vlitih elementov tako da so jih povezali z elementi iz kovanega železa (Hradeckega most v Ljubljani. ). Po letu 1850 so lito železo vse manj uporabljali za konstruktivne elemente, uveljavljati so se začeli valjani profili. Obdržali so se le za male razpetine. Kristalna palača (1851) je imela iz litega železa le stebričke in najkrajše nosilce, večji so bili iz kovanega železa spojeni z zakovicami.





Prvi železni most pri kraju Coalbrookdale v Angliji, pogled in detajl.

Lito železo so nato spet uporabljali v dekorativne namene. Razvila se je obsežna produkcija fasadnih programov in sestavin za notranjost zgradbe. Po letu 1840 je tekla v Angliji bogata produkcija prefabriciranih elementov za zgradbe (železniške in poslovne zgradbe, tovarne...), ki so jih izvažali v hitro razvijajoča se področja (Južna Amerika, Azija, Avstralija, Afrika).

C. Valjani profili so verjetno nastali v Franciji (1800-20) za gradnjo ladij. Med prvimi primeri uporabe valjanih T profilov za nosilce je železniška Postaja v Londonu (1835-39, Euston Station). Prvi I profil izvaljan v enem kosu je nastal v Franciji 1848.

Iznajdba valovite pločevine (1829) je prinesla popolnoma nov gradbeni material, ki so ga hitro izkoristili za strehe, stene in lahke okvirne zgradbe in začasne zgradbe.

Viseči mostovi so bili najprej na vrveh iz kovanega železa (1741, Anglija l = 21 m, nato so sestavili kable iz verig (1801 Pennsylvania). Leta 1834 so iznašli proces kako spojiti več (valjanih) žic v vito vrv (kabel). Jekleni kabli so se nato uveljavili za viseče mostove (prvi most 1842; 1867, Cincinnati Bridge; 1833, Brooklin Bridge - l = 88 m), viseče strehe, diagonalne povezave lahkih konstrukcij, v prednapetih konstrukcijah in za vrvi za dvigala.

Produkcija številnih različnih profilov v 19.stol. je povzročila iskanje novih kombiniranih konstrukcijskih rešitev : lito železo + les, kovano železo + les, lito železo + kovano železo. Na koncu je prevladala tehnologija valjanja, ki daje najkvalitetnejše profile za konstrukcijsko uporabo. Valjanje je skupaj z vlečenjem in iztiskanjem (aluminij) profilov danes temeljna tehnologija za proizvodnjo skoro vseh kovinskih polizdelkov.

4. Nastanek posebnih tipov zgradb Na podlagi vse bogatejše produkcije jeklenih konstruktivnih elementov (profili, kabli, pločevine..) se je začel razvoj zgradb, ki so temeljile na uporabi jekla. V velikih evropskih mestih so nekatere arhitekturne naloge, ki jih je prinesel silni razvoj tehnike in urbanizacije, pričeli reševati s pomočjo jekla - nastali so novi originalni tipi zgradb.

A. železniške postaje za čelne kolodvore z več vzporednimi tiri so začeli prekrivati z železnimi konstrukcijami z vedno večjimi razpetinami brez vmesnih podpor (1849-51, Liverpool - lok 47 m ; 1868, London - lok 73 m).



Padington Station, London, 1852-54.

B. Pokrite tržnice so gradili v številnih evropskih mestih. Med prvimi je bil Pariz (1770). Mnoge med njimi so imele steklene strehe. Zelo znana je veliko potezna galerija Vittorio Emanuele v Milanu (1867), ki irma centralno kupolo na križišču dveh pokritih ulic.



železna konstrukcija kupole za Albert Hall, London, 1867-71.

C. Kupole, ki so bile do tedaj masivne so postale lahke in cenejše. Bile so hitro zgrajene in varnejše, zato so si jih nadele mnoge zgradbe v 19.stol. Verjetno je bila med prvimi kupola na Bourse de Comerce v Parizu (1806-11), ki je nadomestila pogorelo, leseno. Narejena je bila iz 51 nosilcev iz litega železa, ki so bili zvezani s kovanimi vezmi (1842, Katedrala v Petrogradu; 1854, Britanski muzej v Londonu; 1856-64, Kapitol v v Washingtonu; 1867-71, Albert Hall v Londonu - 2 r = 56.5 m).

D.Steklenjaki so postali stalna sestavina arhitekture po letu 1800 (muzeji, razstave, cvetličnjaki...). Mnogo največjih razstav tega časa je dalo povod za insipiracije in izboljšave (1851, Kristalna palača v Londonu; 1853; New York, Dublin; 1855, 67, 78, Pariz; 1989, Galerie des Machines v Parizu).

Arhitekturna teorija je gledala na vse večjo uporabo železa v arhitekturi nezaupljivo. V prvi polovici 19.stol. je v Angliji veljalo mnenje da vidno železo ni primerno za pomembnejše zgradbe. To razpoloženje se je še okrepilo po spektakularnem požaru v katerem je zgorela Kristalna palača (1858). Nosilec te ideje je bil John Ruskin (184-1900 reformator, teoretik), ki je zavračal množično produkcijo vlitih elementov z utemeljitvio, da degradirajo plemenitost obrtniškega dela. Prepričal je dva arhitekta, da sta uporabila železne stebre z dekorativnimi kapiteli iz kovanega železa, ki so bili izdelani individualno, vsak drugače (1855-60, muzej v Oxfordu). Zato so bile mnoge železne konstrukcije javnih zgradb prekrite z drugimi materiali. Tej teoriji je nasprotoval francoz Viollet le Duc (1814-79, arhitekt, teoretik),ki je začel priporočati uporabo vidnega žleza (zlasti v dveh knjigah Entretiens 1863,72). Na prelomu v 20.stol. se je arhitektura skušala otresti historiziranja in je ustvarila nov slog (secesija, jugendstil, art nouveau...). Ta slog je zelo pogumno uporabil vse tehnološke dosežke in jih podredil ornamentu, ki je bil njegovo glavno vodilo.



Ilustracija iz knjige Entretiens.

Izdelke iz kovanega in litega železa so kombinirali s steklom in ustvarili vrhunske dosežke. Glasniki te dobe so postaje pariške podzemne železnice (okoli 1900, Hector Guimard), stekleni nastreški in kupole na kovinskih konstrukcijah, kjer so tudi zakovice postale del dekoracije (Victor Horta) in drugi.



Victor Horta, preddverje hiše barona van Eetevelde, železna konstrukcija s stekleno kupolo, Bruxeles, 1895-1896.

E. Zgradbe z jeklenim skeletom so se začele razvijati v drugi polovici 19.stol. Pionir tega razvoja je zgradba blagovnice v Parizu (1864), ki je imela 6 nadstropij. Železni skelet je obdajal nosilni zidani masivni obod. Sledi tovarna čokolade Menier (1871-72), kjer je fasada še opečna - dekorativna, vendar ni več nosilna. Ta zgradba je predhodnik čikaških skeletnih zgradb in vseh kasnejših nebotičnikov.

Po letu 1880 so v Chicagu razvili jekleni skelet za večetažne zgradbe. Skelet je bil zasnovan popolnoma samozadostno, čeprav je še veljalo uradno mnenje, da morajo nekaj teže prevzeti tudi zidovi (1877-89, Avditorij, Adler in sullivan). Ob krizi ( 1895 ) so izumili mnoge izboljšave, da bi postale konstrukcije bolj ekonomične. Izboljšali so temeljenje, konstrukcije so polno kovičili, zavetrovanje so integrirali v konstrukcijo. Gustav Eiffel je leta 1883-86 konstruiral jekleno ogrodje za kip svobode v New Yorku, kar je odprlo domišljijo oblikovalcev v Ameriki. V Parizu je v 26 mseceih postavil svoj znameniti stolp (1889). Na Brodwayu so postavili prvo 11-nadstropno stolpnico (1888-89). Sledil je hiter razvoj nebotičnikov, ki so se neprestano višali. Do konca stoletja so dosegli 30. nadstropij. (1912, Wolworth B. - 58 nadstropij; 1931, Empire State B. - 102 nadstr.). Po drugi svetovni vojni je prenehala uporaba zidane fasade, zamenjala jo je viseča fasada, ki jo je predlagal Mies Van der Rohe v projektu za steklene nebotičnike (1920-21 ) in jo nato tudi vpeljal. Pionirski dosežki te dobe so v Ameriki (1953, Alcoa B., Pittsburg, Harrison in Abramovitz - stiskani Alu paneli; 1954, Leyer Hause, New York, Skidmore - Owings - Merill; 1960, Pan - Am, New York prefabricirani paneli iz vidnega betona).



Tovarna čokolade MENIER, Noisielsur. Marne, 1871 - 72



Gradnja Eiflovega stolpa, 1887-89.

Prvotna masivna zidana fasada je ohranjala togost zgradbe, ki se je nato z visečo fasado in lahkimi predelnimi stenami izubila. Izgubljeno togost (potres, veter) so nadoknadili monolitni betonski jaški za dvigala in jaški za instalacije. Razvili so tudi bolj trdne zveze med stebri in nosilci in diagonalne povezave po višini zgradbe (1968, John Hancock B, Chicago, S.O.M. ; 1974, Sears Tower, Chicago, S.O.M. - devet cevi, ki se številčno krčijo proti vrhu). Skrb za požano varstvo konstrukcij iz jekla je dala v razvoju nekaj različnih odgovorov. Veliki požar v Chicagu (1871) je močno stimuliral ta razvoj. Najprej so nosilno konstrukcijo zaščitili z betonom ali z elementi iz terakote, kar je seveda povečalo težo osnovne konstrukcije. Zanimiva je rešitev pri kateri je osnovna konstrukcija v obliki cevi, ki se ob požaru napolnijo z vodo iz posebnih tankov (United States Steel, Pittsburg, 1976, Center Pompidou, Pariz).



Ena stran iz knjige vzorcev, ki je ponujala prefabricirane dekorativne gradbene elemente iz cinka, bakra, medenine in svinca. Za vsak vzorec je navedena razpoznavna števika in cena. V knjigi, ki je iz leta 1911 (12.izdaja), je bilo prek 500 takih strani vzorcev.



R. Piano, R. Rogers: Center Pompidou, Pariz, 1977.

ŽELEZARNA DVOR NA DOLENJSKEM

V prvi tretjini 19.stol. je železarna DVOR pri Žužemberku postala največja železolivarna v vsem prostoru južno od Alp. Izdelovala je najrazličnejše izdelke iz litega in kovanega železa za domačo rabo in za izvoz. V tem času je začela preraščati v pravo industrijo, ki je imela zelo velik izbor izdelkov za trgovino, industrijo, strojegradnjo, poljedelstvo, gradbeništvo in še posebej za opremo cerkva, oltarjev in pokopališč.

Med industrijskimi gradbenimi prefabrikati, ki so jih proizvajali v večjih ali manjših serijah pa tudi unikatno, so litoželezni strešniki, vodovodne cevi, elementi za ograje, litoželezni stebri, nosilci, okenske mreže, pa tudi mostovi, javni vodnjaki, spomeniki in podobno. Izdelovali so tudi razne prefabrikate za opremo prostorov: sobne peči, štedilniki iz litega železa, kljuke itd.

Najznamenitejši gradbeni prefabrikat iz železarne na Dvoru je Hradeckega most čez Ljubljanico. Nastal je z natečajem, ki ga je mestni magistrat razpisal leta 1861, da bi nadomestil prvotni čevljarski most. Po dunajskih načrith so izdelali predalčne litoželezne elemente, ki so se dali spojiti v mostni lok z vijaki. Merska analiza mostu (prof. Kurent) je razkrila, da gre za tipski angleški stočeveljski most, ki pa ni bil dovolj dolg za premostitev Ljubljanice (na mestu prvotnega čevljarskega mostu), zato so morali z novimi oporniki strugo zožiti (kar je prilrazano na skici). Ta most je kasneje Plečnik prestavil na novo lokacijo (pri stari bolnici), kjer še sedaj služi svojemu namenu; njegov videz pa močno kazijo toplovodne cevi, ki z njim vred prečkajo reko. (povzeto po: T.Kurent: Prefabrikacija II, Raziskovalna naloga, 1983.)

Tale Pisk se je pa razpisou!:D