Stroj na výrobu cihel v opuštěné cihelně Don Valley, Kanada (foto Reimar, Shutterstock)
Přidat na Seznam.cz Přidat na Google News

Historie cihly od neolytu přes Babylon až po současnost

Objevení hlíny, rozvoj pecí pro její vypálení, představení glazování a způsoby tvarování cihel do forem sochařství, rozdělení profese mezi cihlářem a zedníkem a rozvoj komplikovaných vzorů vazby. To vše se odehrálo již ve starověku, který je tak pro cihlu jedním z nejdůležitějších období její historie. Vývoj cihly se však v tomto období rozhodně nezastavil. Naopak. S přibývající dobou a moderními technologiemi je čím dál rychlejší.

Cihlářství v neolitickém Jerichu

8300–7600 před naším letopočtem – Na březích řeky Jordan se objevují nejstarší typy cihel. Jejich rozměry jsou přibližně 260 × 100 × 100 mm. Jsou tvaru bochníku chleba, obsahují bláto a vodu a jsou ručně hněteny do přibližně obdélníkového tvaru. Každá cihla se vysouší teplým středovýchodním sluncem a po ztvrdnutí je pokládána tak, aby vytvořila silnou stěnu. Jako malta se v té době používá bláto.

7300–6600 před naším letopočtem – V Jerichu se objevuje i druhý typ cihel, který je vyráběn podobnými postupy. Jejich rozměry jsou 400 × 150 × 100 mm, odpovídají tvaru rybích kostí a na své horní části mají pro ně charakteristické otisky palců.

Pálené cihly v Mesopotamii

5900–5300 před naším letopočtem – V druhé periodě období Ubaidu se pro výrobu cihel začínají používat dřevěné formy. Kolem roku 3000 před naším letopočtem se tyto formy rozšiřují i do Egypta.

5000–4500 před naším letopočtem – Starověká Mesopotamie začíná objevovat pálené cihly. Vzhledem k náročnosti výroby se však vyskytují velmi vzácně. Pro horké klima, které zde převládá, jsou adekvátní a ekonomicky přijatelnější cihly nepálené. Větší počet pálených cihel se začíná objevovat v letech 3100–2900 před naším letopočtem.

2111–2003 před naším letopočtem – Pro svoji sílu a zdánlivou trvalost se v období starověku stávají pálené cihly symbolem věčnosti. Jedná se o natolik hodnotný stavební materiál, že se používá pouze pro chrámy, paláce, domy bohů či králů. Během těchto let je možné za kus stříbra koupit 14 400 nepálených cihel nebo 504 cihel pálených. I o mnoho dalších let později, v Babylonu, ve kterém bylo cihlářství na velmi vysoké úrovni, stály v letech 612–539 před naším letopočtem pálené cihly dva až pět krát více než cihly nepálené.

Glazované cihly v Babylonu

604–562 před naším letopočtem – Během vlády krále Nebuchadnezzara II. dosahuje Babylon vysoké architektonické úrovně. V celé říši vzniká spousta zajímavých staveb. Jsou jimi nejen Visuté zahrady, jež jsou jedním ze sedmi divů světa, ale rovněž letní palác, na kterém byly použity umělecky tvarované a glazované pálené cihly. Cihly se k sobě skládají a dávají se mezi ně prkna nebo palmové listy, které simulují maltu a zabraňují jejich přilnutí. Poté se ručně vyřezává jejich tvar, probíhá sušení a následně vypalování. Jako poslední probíhá glazování.

Nejstarší publikace o cihle

100 před naším letopočtem – Římský architekt a inženýr Marcus Vitruvius Pollio vydává stavební manuál, jenž je dnes nejstarší dochovalou publikací, ve které je zmíněna cihla. Manuál obsahuje deset knih o architektuře a zůstává nejhodnotnějším písemným zdrojem pro Římskou architekturu a historii konstrukce staveb. Vitruviusových deset knih se zabývá všemi aspekty Římské architektury od vzdělání architektů, typů a uspořádání dekorací přes stavební materiály, vytyčování měst, výrobu vojenských strojů až po kanalizaci, a dokonce i astronomii. Cihla a dlažba je zmíněna pouze na pěti místech.

Tajemství středověkého cihlářství

1400–1600 našeho letopočtu – Ve středověku je v Evropě přesný způsob výroby cihel předmětem značných debat, protože se nedochovaly žádné materiály, které by ilustrovaly či popisovaly cihly a jež by pocházely z období před 15. století našeho letopočtu. Určité množství informací lze zjistit z cihel samotných, ale to je samo o sobě kontroverzní. Za velkou inovaci je tak považován až lisovací stůl, o kterém jsou zmínky v materiálech z 15. a 16. století. Sušárnou je v této době obvykle holá zem pokrytá slámou, v severních zemích pak poskytuje i ochranu proti dešti. Proces sušení probíhá dva až čtyři týdny, po kterých jsou cihly připraveny k vypálení. Pece jsou velmi podobné pecím Římským. Mají pevnou podlahu, na kterou se cihly či dlažba skládá a pod kterou hoří oheň v jednom či více tunelech. Topí se dřevem.

Leštění a úprava cihel do speciálních tvarů

1600–1800 našeho letopočtu – V období 17. a 18. století vzniká nový typ řemeslníků, jejichž schopnosti v řezání a kladení cihel umožňují vytvářet stavby, které překračují vše, co bylo dosud viděno. Schopnosti těchto lidí se uplatňují při zdobení výklenků nad okny všech typů staveb a z jejich práce dělají spíše sochařství. Speciální cihly, které jsou pro tuto práci vhodné, jsou vyráběny z prosévaného jílu, jenž neobsahuje žádné kamínky. Poté se cihly opatrně vypalují tak, aby vznikla vždy stejná červená cihla bez zřetelných záhybů či deformací. Po vyjmutí z pece a vychladnutí se cihla následně minimálně z pěti stran leští do přesně požadovaných rozměrů.

Nejlepší řemeslníci dovedou vyrábět různě zakřivené výklenky, a dokonce i vyřezávat sochy postav. To vše za použití kombinace seker, pil, rašplí či leštících kamenů. Každou cihlu pečlivě upravují do požadovaného tvaru, zatímco ji neustále měří a porovnávají s cihlami, které budou kolem ní.

Tajemství umělého kamene („Coade stone”)

1750 našeho letopočtu – Architektonický styl popularizovaný architekty, jakým je například Robert Adam v Anglii, vytváří nebývalou poptávku po klasických ornamentech, kterými lze dekorovat malé i velké budovy. Vyřezávat kámen je však velmi drahé, a tak přichází jedna osoba s velmi úspěšným řešením tohoto problému. Její jméno je Eleanor Coade a její produkt, nazýván „Coade stone”, je natolik podobný reálnému kameni, že je s ním i o stovky let později stále zaměňován.

Některé ze soch, které se z tohoto umělého kamene začínají vyrábět, jsou natolik velkých rozměrů, že je třeba počítat se smršťováním a tvorbou prasklin.

Eleanor Coade vše řeší dvěma způsoby

Prvním je výroba materiálu, který je speciálně navržen tak, aby redukoval smršťování na minimum. Produkce spočívá ve smíchání hlíny s křemenem, rozdrceným sklem a již vypáleným, na prach rozdrceným, jílem. A protože sklo a jíl je již vypálený, během procesu se nesmršťují. Eleanor Coade to umožňuje použití bílých jílových kuliček, ze kterých vzniká charakteristicky zabarvený kámen s redukcí smršťování během vypalování z 20 % na 8 %.

Druhou metodou je použití sádrových forem. Namixovaná směs je tak bohatá na již vypálený a na prach rozdrcený jíl, že nemůže být hned vyřezávána. Proto se jednotlivé kousky směsi, jakkoliv veliké, stlačují do relativně úzkých vrstev v ručně vyráběných formách. Výhody tohoto řešení jsou tři. Za prvé, sochy jsou duté, což znamená, že mohou být hned vypalovány; za druhé, povrch absorbuje určité množství vody, takže se po vypálení jíl odloupne od hrany formy; a za třetí, formy mohou být opětovně užívány.

Mechanizace a industrializace

1800–1900 našeho letopočtu – Následující léta přinášejí největší změny ve výrobě cihel. Cihlářství se transformuje z ruční výroby do výroby průmyslové a cihla se používá k výstavbě prakticky všech typů staveb.

Výroba cihel

Jeden z prvních strojů, který se k výrobě cihel začíná používat, je tzv. „pug mill,” zařízení k přípravě jílu před hnětením a tvarováním. Skládá se z barelu a vertikální nápravy umístěné v jeho středu, ze které vyčnívá několik řezacích nožů. Nápravou otáčí kůň, což způsobuje otáčení nožů uvnitř barelu a tím rozmixování jílu. Díky tomuto stroji je možné lépe rozbíjet jíl, než když se to dělalo ručně. Stále to ale neřeší problém s odstraňováním kamenů či ještě obtížnější problém s tvarováním cihel.

Roku 1819 však vzniká ve Washingtonu D.C. zařízení, kterému se toto daří. Má osm forem a vyrábí 30 000 cihel za den. Cihly z tohoto zařízení jsou navíc dostatečně suché, a tak se mohou rovnou vypalovat.

Nové typy pecí

Ačkoliv se proces výroby cihel neustále zdokonaluje, vypalování dlouho probíhá tradičním způsobem – pecemi, ve kterých je odvod kouře zajištěn pomocí větracích otvorů umístěných ve stropě. Problém těchto pecí je, že cihly umístěné dole, kde je největší žár, jsou příliš horké a přepálené, zatímco cihly nahoře jsou nedopálené.

Teprve v polovině 19. století se začínají objevovat patenty pro nové a více účinné typy pecí. Jednou z nich je pec kruhová, která řeší výše uvedený problém vedením horkého vzduchu v horní části pece a odváděním odpadních plynů částí dolní skrz sérii mříží v podlaze. Od ostatních pecí se tyto pece vyznačují vysokým komínem, díky kterému efektivně odvádějí plyny a tím prakticky zamezují výskytům požárů. Velký vliv má v těchto pecích množství proudícího vzduchu, a tak musí cihlář opatrně regulovat plyn vycházející z komínu, množství paliva a vzduch, který udržuje správnou teplotu uvnitř pece.

Metody vypalování jsou ve všech typech těchto pecí podobné. Cihly se do pece umísťují v době, kdy je pec vychladlá. Následně se postupně zahřívají a když žár dosáhne požadované teploty, probíhá několik dní proces vypalování. Poté pec pomalu chladne a teplota se snižuje. Následně se cihly odebírají a celý cyklus trvající několik týdnů začíná znovu.

Hoffmannova pec

Hoffmannova pec, která se poprvé objevila roku 1850 v Německu, nabízí kontinuální vypalování 24 hodin denně, 365 dní v roce, v některých případech po dobu až 50 let.

Tento typ pece je kruhového tvaru a obsahuje několik segmentů, kdy každý segment má své vlastní dveře. Tyto úseky jsou obvykle zamýšleny jako komory, které mezi sebou nemají žádné zdi. Jsou to jednoduše plochy, jejichž plnění či vyprazdňování probíhá skrz jednotlivé dveře, kdykoliv jsou cihly ve většině těchto komor. Po celý proces vypalování zůstávají cihly vždy ve stejných komorách, zatímco se oheň konstantě pohybuje kolem pece. Když v jedné komoře probíhá proces vypalování, v komoře na druhé straně se dokončuje proces chladnutí nebo právě začíná zahřívání. Plyny z teplých komor pak jsou do ostatních místností rozváděny pomocí systému potrubí, které je opatřeno ventily. Palivo se lije skrz průduchy ve střechách jednotlivých komor.

Oválné Hoffmannovy pece jsou stále limitovány kapacitou. Proto se po roce 1870 prodlužují do oválného tvaru a tím umožňují výrobu obrovského množství cihel. Výsledkem však je nemožnost výroby malého množství cihel a cihel různých tvarů či rozměrů.

1900–2000 našeho letopočtu – Ačkoliv se změn ve výrobě cihel událo v 19. století opravdu hodně, ve 20. století jsou ještě pozoruhodnější. Na začátku 20. století se většina cihel v Evropě a Americe ještě stále vyrábí ručně, ale na konci tohoto století tomu tak již není. Proces výroby se stává velmi sofistikovaný a automatizovaný.

Velké změny zaznamenává již proces těžení jílu, ve kterém se stále více využívají stroje jako buldozery, dumpery či rypadla. Přeprava materiálu do továren je pomocí velkých stavebních plošin, nadzemních lanovek, systémů železnic či pásových dopravníků.

Po vytěžení se většinou nechává jíl na hromadách a následně se poctivě mixuje. Pokud to je vyžadováno, přemísťuje se následně pomocí pásů a dopravníků do třídících a mlecích strojů. Největší vývoj v této oblasti je ve změně zdroje energie, kdy páru nahrazuje nejprve spalovací motor a poté elektřina.

Lisovací stroje zůstávají podobné strojům z 19.–století, ale jsou obohaceny o spousty drobných vylepšení a funkcí pro zvýšení bezpečnosti provozu. Hlavní vylepšení vznikají po roce 1970, kdy elektronika umožňuje stále komplikovanější řídící zařízení. V posledních dekádách 20. století se rovněž zavádí počítačové kontrolní systémy, které mají velký dopad na skládání cihel v továrně. Manipulace probíhá stále častěji za pomoci strojů.

Možná největší změny se ve 20. století odehrávají v samotných cihelnách. Zatímco na začátku století se cihelny typicky skládají z několika budov, kde v každé budově probíhá určitý provoz: třídění, lisování, vysušovací komory a konečně pece. Na konci století se všechny tyto procesy odehrávají již pod jednou střechou, ve které se neustále kontroluje prostředí.

Mění se i pece, kde kruhovou pec nahrazuje pec tunelová, umožňující ještě větší objem výroby. Novým palivem se stává plyn. Cihly touto pecí, ve které probíhá proces vypalování uprostřed, pomalu projíždí v jednotlivých vozících. Na začátku tunelu se postupně ohřívají a uprostřed se za pomocí žárů z plynových trysek vypalují. Následně pomalu chladnou a vyjíždějí ven.

Autor: Honza Hejhálek
Foto: Shutterstock / Brick: A World History