Jak staří Sumerové spojovali cihly?

Cihla, tento zdánlivě jednoduchý stavební prvek, má za sebou bohatou historii, která se táhne minimálně 10 tisíc let. Je až neuvěřitelné, jak tento materiál změnil naši civilizaci a prošel rukama stovek generací, aniž by ztratil nic ze své funkčnosti a oblíbenosti. I v dnešní přetechnizované době, plné uměle vytvořených materiálů, stále existuje jeden, který píše svou historii skoro stejně dlouho jako lidstvo samo a svými funkčními vlastnostmi předčí většinu z nich. Jedná se o cihlu pálenou z hlíny.

Počátky cihlářství u Sumerů

Dle historiků se první cihly objevily v Přední Asii, u Sumerů mezi řekami Eufratem a Tigridem. Nejstarší nálezy nepálených tvarovaných cihel se datují do roku 7500 př. n. l. Pocházejí z Çayönü v oblasti horního Tygrisu v jižní a východní Anatolii poblíž Diyarbakiru. Další nedávné objevy jsou datované mezi roky 7000 a 6395 př. n. l. První sumerské cihly měly tvar kulatých bochníků uhnětených z hlíny, na protilehlých stranách seříznutých. Byly tedy dole ploché a nahoře zaoblené (tzv. plochovypuklé). Teprve v další fázi se objevují cihly s hranami, podobně jako dnes. Tyto cihly byly dlouhodobě sušeny na slunci (až 2 roky).

První historické cihly vznikaly z obyčejné hlíny smíchané s vodou, často doplněné o slámu nebo plevy, které směs zpevňovaly. Formovaly se ručně do jednoduchých dřevěných forem a poté se nechávaly volně vyschnout na slunci. Tyto vepřovice byly levné, materiál byl dostupný téměř všude a jejich výrobu zvládli i lidé bez složitých nástrojů. Díky dobrým izolačním vlastnostem chránily obyvatele před horkem i chladem, což z nich činilo oblíbený stavební materiál ve starověku.

Materiály a technologie sumerských cihel

Cihlářská hlína je barvy žluté až žlutočervené, geologicky je to spraš čtvrtohorní (diluviální) nebo naplavenina, mastného vzhledu, obsahující jílovité součásti, někdy pak vrstvičky písku a zbytky předhistorické flóry a fauny, z nichž se během doby vyloužily vápenité součásti v podobě takzvaných cicvárů. Vyskytuje se někdy v mohutných, rozlehlých vrstvách a tvoří naleziště kostí vymřelých tvorů. Pro výrobu cihel je nutné hlínu zvláště upravit.

Ve starověkých městech se často kombinovaly vepřovice s kamennými základy, aby se prodloužila životnost stavby. Místo malty se tehdy používalo bláto nebo dehet. Pálené cihly se objevily již 5 tisíc let př. n. l., ale výrobní proces byl tak náročný, že stále převládaly cihly sušené na slunci. Větší počet pálených cihel se objevuje až 3 tisíce let př. n. l. a i ty byly několikanásobně dražší než cihly nepálené.

Čtěte také: Podkroví: kombinace palubek a cihel

Zikkurat v Uru: Důkaz sumerské geniality

Zikkuraty byly vysoké stupňovité věže, které sloužily ke kultovním účelům a astronomickým pozorováním. Ke stavbě urského zikkuratu byly použity cihly, jejichž životnost je v porovnání s dnešními cihlami obdivuhodná. Vnitřní části jsou zhotoveny z cihel pouze sušených, obvodové zdivo však z cihel, které vypadají jako pálené (těch bylo na obvodové zdi potřeba 7-8 milionů, čemuž by odpovídalo 10-12 milionů dnešních, normalizovaných).

Pokud se cihly vypalovaly, muselo se na jejich výrobě podílet značné množství lidí, kteří těžili a zpracovávali potřebné palivo, tj. dřevo. Všechny cihly se vyráběly ručně, byť s pomůckami. Zpočátku staří Sumerové vyráběli cihly z bochníků uhnětené hlíny, které po stranách seřízli nějakou destičkou. Takové cihly byly dole ploché, nahoře zaoblené. Dalším vývojovým stupněm byly cihly ve tvaru kvádru o čtvercovém průřezu, které se mnohem lépe kladly na sebe. Víme, že se spojovaly jílem nebo asfaltem, otázkou však zůstává, jak se vytvrzovaly, jestli skutečně pálením.

Tajemství trvanlivosti: Geopolymerizace

Vzhledem k obrovskému množství cihel spotřebovaných na obvodové zdivo se přímo nabízí otázka, jestli nebyla použita jiná, jednodušší technologie, která nevyžaduje tak velké množství paliva, a tudíž ani pracovních sil. Kolem měst jižní Mezopotámie byla již v dávných dobách poušť nebo polopoušť, v níž základní jílovitý materiál tvořila spraš. Literatura hovoří o „vyprahlé sumerské půdě“.

Překlad Eposu o Gilgamešovi uvádí: „Dotkni se prachu, jenž z dávných pochází časů! Přistup k Eanně, příbytku Ištařinu, jemuž podobný nevytvoří žádný pozdější král ani člověk! Na hradbu uruckou vystup a procházej se po ní, prozkoumej základy její, bedlivě prohlídni zdivo! Zda jeho cihly nejsou z pálené hlíny, což její základy nepoložilo mudrců sedm?“ Odtud nutně neplyne, že by cihly byly pálené, protože interpretace textu je obtížná.

Jakým způsobem byly cihly zpevněny tak dobře, že přetrvaly věky? Vedle pálení přichází v úvahu chemický proces - nahromaděním jílových částic nízkoteplotní chemickou syntézou. Tato metoda využívá specifické polymerizační vlastnosti křemíku a poznání, že vhodnou kombinací oxidu křemičitého a oxidu hlinitého za přítomnosti alkalických kovů a kovů alkalických zemin, zejména hořčíku a vápníku, lze vytvořit pevný anorganický polymer i bez zvyšování teploty.

Čtěte také: Proč třídit odpad?

Nositeli obou způsobů vytvrzování byli stavitelé a hrnčíři, jejichž práce jsou v Uru dodnes patrné. Keramika se zde nepochybně vyráběla tepelným zpracováním jílů a písku, ale vedle toho Sumerové mohli využívat i geopolymerizaci jako proces technologicky jednodušší a méně pracný. Potřebné látky jim poskytovaly snadno dostupné jíly, které kromě oxidu křemičitého a oxidu hlinitého obsahovaly i vápník a hořčík, popel spalovaných rostlin, písek a dále rákosí a mořské soli, v nichž byly přítomny alkalické kovy. V přírodních jílových materiálech jsou téměř vždy zastoupeny vápenaté ionty, které jsou pro průběh geopolymerních reakcí velmi důležité. Jestliže ve vhodném poměru smícháme jíl, popel a sůl, začnou se ve vodném prostředí tvořit křemičité polymery i bez zvýšené teploty.

O ovládání chemických technik v Mezopotámii nelze pochybovat. Širokou znalost řady chemických procesů dokazují například sumerské hliněné tabulky. Sumerové dokonce vytvořili první logicky propracované chemické názvosloví. Při takovém příklonu k chemickým technikám mohli dojít k významnému objevu. Nahromaděním jílových částic chemickou cestou mohly pevné keramické střepy vzniknout bez pálení.

Důkazy geopolymerizace v sumerských cihlách

Mikroskopické snímky původního zlomku cihly z urského zikkuratu v polarizovaném světle dokazují, že struktura tohoto střepu je amorfní. Na hranách jsou dobře pozorovatelná vlákna křemičitých polymerů. Analýza metodou rentgenové difrakce potvrzuje základní amorfní strukturu doprovázenou některými výraznými a zajímavými krystalickými strukturami. Očekávala se přítomnost křemene, a také byla doložena. Překvapením byl výskyt sádrovce, vápence a anortitu. V některých případech lze u vápenných omítek po určitém čase a po dlouhodobém působení kyselých dešťů dokázat sádrovcové krystaly v mezních povrchových vrstvách. To ovšem není případ vzorku cihly zikkuratu z Uru, neboť v uvedené oblasti nelze hovořit ani o kyselých deštích, ani o výskytu průmyslových exhalací.

Předpokládáme, že sádrovec v jílových materiálech a v hmotě křemičitého polymeru pochází z vápenců. Chemická analýza vzorku cihly z Uru pak vedle běžných prvků silikátového rozboru potvrdila síru jako základ síranových anionů sádrovce. Dále byly nalezeny ionty chloru, které prokazují, že se na tvorbě polymerní hmoty podílely zasolené jílové základy. Tyto ionty bychom nemohli najít, kdyby střep byl vypálen.

Pro geopolymerizaci svědčí také nepřítomnost černých jader. Je-li keramický střep pálen fosilním palivem, pak se vždy při teplotách pod 1000 °C usazuje ve střepu uhlík, který vytváří tmavá místa - černá jádra. Ta však na střepech urských cihel nejsou. Ze všech uvedených faktů vyplývá, že cihly a stavební materiál zikkuratů nejsou klasickou keramikou, tedy nejsou páleným keramickým střepem, ale že byly nahromaděny cestou polymerace, chemickou syntézou za studena. Vše nasvědčuje tomu, že staří Sumerové znali princip geopolymerizace a uměli ho při výrobě cihel využívat tak dovedně, že zdivo přetrvalo věky.

Čtěte také: Přírodní materiály a současná architektura

Nejen pětileté plány, zestátnění a centralizace výroby, ale i nástup jiných stavebních materiálů daly cihlám a tedy cihelnám pořádnou herdu do zad. Hlavním konstrukčním materiálem se v tu dobu stal železobeton. A do dnešních dnů se udržela tradiční historická výroba cihel jen ve zlomku původních cihelen. Vlastně jde již jen o odlesk zašlé slávy.

Vývoj cihel a jejich využití

Cihla je lidmi vymyšlený a vyráběný stavební prvek, vlastně lze hovořit o umělém kameni. Cihly se vyrábí formováním hlíny do pravidelných útvarů (nejčastěji kvádrů s poměrem stran 4:2:1, existují však i složitější moderní tvary). Tradiční plné cihly se vytvrzují buďto působením žáru ve vypalovací peci (pálené cihly), případně se v zemích s teplým podnebím suší na slunci (nepálené cihly). Mezi nepálené cihly patří i vepřovice, tedy sušené cihly s příměsí pilin nebo slámy, což jsou hmoty zlepšující izolační vlastnosti cihel. Cihla je víceúčelový stavební materiál, který se při výstavbě tradičně spojoval maltou, ovšem současné přesně broušené tvarovky se spojují stavebním lepidlem či pěnou.

Z cihel je možné dle současných techniků stavět klasickým způsobem až osmipatrové budovy, pokud jsou dobře založeny základy domu a každé patro má železobetonový věnec. Vyšší budovy již dle techniků nelze stavět, jelikož by se tlak budovy v přízemí nebezpečně přiblížil samotné pevnosti cihel. Například v Anurádhapuře na Srí Lance najdeme nejvyšší cihlovou stavbu na světě. Je jí mohyla zvonovitého tvaru Džétavanáráma, která byla postavena na přelomu 3. a 4. století našeho letopočtu a měří na výšku 122 metrů.

Z cihelných materiálů známe tradiční plné pálené cihly, lícovky pro estetické využití, lícové cihly ražené (výroba ražením hlíny do speciálních forem), cihly klinker (též se jim říká zvonivky pro zvuk, který vydávají při poklepu, vlastně jde o lícové cihly vysoké kvality a s nasákavostí do 6 %), věncovky (využití pro zakončení zdi tzv. věncem), duté cihly (příčkovky, ve směru nejdelšího rozměru jsou v cihlách vytvořeny typicky dvě dutiny čtvercového průřezu) a cihelné tvárnice, které jsou nejčastěji dutinkové. Dále jsou známé a okrajově využívané cihly vínovky (slouží k uložení lahví), trativodky (odvodňují zeminu) a cihelné pásky (slouží k obkládání stěn a různých povrchů).

Přehled typů cihel a jejich vývoje

Následující tabulka shrnuje hlavní typy cihel a jejich výhody a období rozšíření.

Moderní cihlářství

Málokterý stavební materiál prošel za poslední dekády tak rychlým a revolučním vývojem jako pálená cihla. Stovky let se vyrábělo jen několik málo typů cihel, zato dnešní nabídka čítá stovky různorodých položek. Například obvodové cihly s vynikajícími tepelně-izolačními vlastnostmi, akustické cihly pro vnitřní příčky, keramické stropy a střechy, překlady na stínicí techniku, ale i komínové komplety.

Po druhé světové válce, zejména v padesátých letech, dochází k rozmachu voštinových cihel, avšak velký tlak na rychlou výstavbu především větších objektů odsouvá cihelné zdivo na druhou kolej a je hojně využívané na stavbách menšího rozsahu nebo jako vyzdívky u velkých staveb, a to na několik dalších desetiletí. Po změnách, které zažila naše společnost počátkem 90. let minulého století, začala se dostávat do popředí individuální výstavba a cihelné bloky prodělávaly překotný vývoj. Pod pojmem cihla si už málokdo představoval cihlu plnou pálenou, ale byl to již cihelný blok „moderního typu“, tedy cihla svisle děrovaná - voštinová dosahující až 11násobku původního objemu klasické cihly.

Postupem doby se začala cihla specializovat. Požadavky na ni kladené moderní dobou jsou velice rozličné co do tepla, akustiky, pevnosti a hlavně rychlosti výstavby. Počátkem 21. století dochází k přelomu ve způsobu tradičního zdění. Již dříve tlak na rychlejší výstavbu odstranil maltování styčných spár a zavedl stykování tvarovek na pero a drážku. Nyní však poprvé dochází k odstranění klasického maltování v ložných spárách a je nahrazeno přesným zděním na tenkovrstvou maltu v tl. 1 mm. Jedná se o krok, který umožnil zrychlit výstavbu cihelného zdiva až o polovinu. Z pohledu historie cihel, jenom okamžik poté, přišla na trh nová technologie zdění, která odstranila maltu úplně a byla nahrazena systémem Dryfix zdění na zdicí pěnu. To umožnilo opět zrychlit a zjednodušit výstavbu.

V oblasti tepelně izolačních vlastností cihelných tvárnic došlo také k radikálnímu vývoji, který je z pohledu historie nevídaný. Zdicí tvárnice již nejsou pouze samostatné bloky, ale jedná se o zdicí systém obsahující rozličné tvarovky pro řešení častých detailů staveb a zajišťující tak jejich vysokou výslednou kvalitu. Dříve se dosahovalo vylepšených izolačních vlastností díky vylehčení samotného střepu nebo vytvořením dutin. Z pohledu zednických mistrů z 19. století by dnešní např. tepelně izolační zdivo tl. 30 cm umožnilo vyzdít stěnu z cihly plné pálené tloušťky bezmála 4 m. Kombinace těchto materiálů umožnila zúžit zdivo a zlepšit tepelně izolační vlastnosti. Ovšem při vylepšování tepelně izolačních vlastností dochází k vylehčování tvarovek a tím k jejich nižší pevnosti. To ale neplatí u těchto cihel, kde naopak vzrostla pevnost díky unikátní konstrukci cihly. Při ohlédnutí do historie cihel z pohledu současníka a porovnání toho, co se za tu dobu změnilo, se zdá, že je to až neuvěřitelné, že je možný takový vývoj „obyčejné“ cihly. Stále se přizpůsobuje novým požadavkům a mnohdy již naráží na své technologické meze, ale díky lidskému důvtipu je vždy překoná a může pokračovat dále.

tags: #cim #sumerove #spojovali #cihly

Oblíbené příspěvky:

• Efektivní utěsnění s PVC páskami
• Jak správně pokládat podlahu ze sibiřského modřínu
• řešení pro nosné konstrukce
• Vše o výběru a typech střešních krytin
• Cena nové střechy a faktory ovlivňující její cenu za m²