|
||||||||
Alles over glas: van zand tot glas (van Glaspunt)InleidingDe naam van het materiaal 'glas' is afkomstig van het Latijnse woord 'glesum'. Overigens heeft niet de mens het glas uitgevonden; glas komt ook zo in de natuur voor. Zelfs in de vroegste tijd gebruikte de mens al glas om eenvoudige gereedschappen van te maken. We moeten terug tot 5000 jaar voor Christus om te ontdekken wanneer de mens al bezig was met het maken van glas; rond 2000 voor Christus zien we bij de Egyptenaren bijvoorbeeld al vazen, siervoorwerpen, geëmailleerde en keramische voorwerpen, speerpunten. Ook in Irak, Griekenland, China en Oost-Europa waren toen al dergelijke voorwerpen te vinden. Vlakke plaatjes glas zien we pas veel later in Romeinse gebouwen. Over kwarts en zandVanaf het allereerste begin van het maken van glas is waarschijnlijk een zandachtig materiaal gebruikt als basismateriaal. Het materiaal kwarts werd als zwerfblokken verzameld; pas na de zeventiende eeuw werd het uit de grond gehouwen, uitgegloeid met een houtgestookt vuur, afgekoeld en daarna vermalen tot zandkorrelig fijn materiaal. Het vermalen gebeurde door mankracht of met watermolens. Pas sinds een paar eeuwen kunnen we beschikken over het juiste samengestelde zand; daarmee kwam een einde aan de dure en ongezonde verwerking van kwarts. Om kwarts of zand te kunnen gebruiken bij de fabricage van glas, moet het smeltpunt aanzienlijk worden verlaagd. Dit is lang een lastig probleem geweest. Achtereenvolgens zijn potas, glauberzout en soda gebruikt om het smeltpunt te verlagen.
|
![]() |
Bij deze ontwikkeling van de stoffen om het smeltpunt van kwarts en zand te verlagen speelt ook de manier van stoken een rol. De houtgestookte ovens werden geleidelijk vervangen door kolengestookte. Dat betekent dat er een einde kwam aan de roofbosbouw en dat de ovens niet meer op steeds wisselende plaatsen stonden. Bij het gebruik van kolen als brandsof voor de ovens was het handig om de oven zo dicht mogelijk bij een kolenmijn te hebben.
Op zo'n heldere materie als glas kunnen ingewikkelde definities worden losgelaten; de vraag 'Wat is glas?' is op heel verschillende manieren te beantwoorden. Enkele omschrijvingen van glas:
Het basismateriaal van glas, het silicium, heeft een zodanige opbouw van de moleculen dat bij afkoeling geen kristallisatie optreedt. Hierdoor wordt het materiaal glasachtig. Het doorzichtig zijn van glas moet dan ook gezocht worden in de molecuulstructuur van het silicium.
In het smeltproduct (glas) wordt altijd als grondstof zand (siliciumoxide SiO2) gebruikt. Aan dit basisproduct kunnen vele stoffen worden toegevoegd, zoals boorsilicaat, germanium, fosfor, arsenicum, lood en metalen of metaaloxiden. Met deze stoffen kan glas worden gemaakt, afgestemd op het gebruiksdoel. Dus speciale glassoorten voor de chemische en farmaceutische industrie, optisch glas, glas voor gloeilampen, glas voor hoogwaardige elektronica en vuurvast glas. De meest voorkomende glassoorten zijn kalknatron-glas, loodglas en boorsilicaat-glas.
Zand smelt bij een temperatuur boven de 1700° Celsius. Met deze temperatuur is in de industrie nauwelijks te werken, behalve tegen extreem hoge energiekosten. Om dit smeltpunt te verlagen wordt soda (natriumcarbonaat Na2CO3) of magnesium gebruikt. Om het glas voldoende hard te maken voegt men kalk (calciumcarbonaat KCO3) toe. Tijdens de smeltfase in de glasoven vermengen zich het silicium, het natron en het calcium, terwijl het CO3 als koolzuur verdwijnt. Door glasscherven aan het mengsel toe te voegen wordt het smeltproces gunstig beïnvloed. De scherven geleiden de warmte van de branders (boven het glasbad) beter het 'gemeng' in. Dit mengsel wordt vóór in de glasoven ingebracht en gaat daar door verhitting van bovenaf smelten. De scherven moeten schoon zijn en bij voorkeur uit dezelfde glasfabriek. Voor één m2 glas van 4 mm dik en die 10 kg weegt, is circa 8 kg aan gemeng nodig en 3,6 kg aan scherven. Het overige gewicht verdwijnt als koolzuurgas door de schoorsteen naar buiten.
In de grondstof zand zitten sporen van ijzeroxide (Fe2O3). Deze sporen geven aan het glas een zeer geringe kleuring. Door toevoeging van stoffen als potas, arsenicum, koolstof en dergelijke kan deze kleuring worden opgeheven. Wil men echt geheel blank glas, dus met een lichtdoorlatendheid van 100%, dan zal het zand moeten worden voorbehandeld. Maar men kan ook juist getint glas willen maken; in dat geval zullen metaalverbindingen moeten worden toegevoegd aan het glasbad. Toevoeging van ijzerverbindingen geven groen getint glas, kobaltverbindingen geven blauw glas en nikkelverbindingen leveren een bronskleurig glas op. Het mag duidelijk zijn dat in een moderne grote floatglas-oven slechts één kleur glas tegelijk gemaakt kan worden. Dus als er getint glas gemaakt wordt, dan kan er op dat moment geen blank glas gefabriceerd worden.
![]() |
*) Bron: Glaspunt