Tehla, tento základný stavebný materiál, má neuveriteľne bohatú históriu a je nezmazateľne zapísaná v celej histórii ľudstva. Tehlové stavivo, najstarší stavebný materiál vytvorený človekom, vzniklo v dôsledku potreby nahradiť stavebný kameň všade tam, kde nebol ľahko dostupný. Jej dlhodobá história preverila jej kvalitu a tak sa stala nadčasovým materiálom. Prírodné zloženie tehly a výroba, ktorá neohrozuje životné prostredie, z nej robí ekologický materiál vyhovujúci aj súčasným požiadavkám. Okrem toho je recyklovateľná, má dlhú životnosť, je odolná vode, poveternostným podmienkam, chemikáliám a aj voči požiaru.
Počiatky tehliarskeho umenia
Podľa Kadira a Mohajeraniho, prvé, ručne tvarované hlinené tehly pochádzajú niekedy z obdobia 14 000 rokov pred Kristom. Našli sa v spodných vrstvách riečnych usadenín Nílu v Egypte. Najstaršie tehly z tvarovaného bahna pochádzajú z obdobia okolo roku 7 500 pred Kr. a našli sa v Tell Aswad, v regióne horného Tigrisu. Od roku 7 400 pred Kr. sa tehlové murivo využívalo aj v Çatalhöyüku. Prvé zmienky o použití tehál s rozmerom 400x150x100mm pochádzajú z roku 7 200 pred Kr.
Prelom v stavebníctve nastáva okolo roku 5 000 pred Kr., kedy boli objavené vypaľované tehly. V neolitickej Číne boli objavené najstaršie pálené tehly z roku 4 400 pred Kr. v oblasti Čcheng-tchou-šan. Boli vyrobené z červenej hliny, vypálené pri viac ako 600°C a použité ako podlaha v obydliach. V období okolo roku 3 300 pred Kr. Okolo rokov 3 000 až 2 000 pred Kr. sa na zdobenie a ochranu stien používali kúsky podobné dlaždiciam. Prvé tehlové steny a stropy sa v Číne objavili až okolo roku 300 pred Kr. V 15. - 17. storočí bol prebudovaný Veľký čínsky múr do podoby, ako ho poznáme dnes, s použitím pálených tehál.
Tehla v antickom svete a Byzancii
Používanie pálených tehál si osvojili aj prvé civilizácie okolo Stredozemného mora, vrátane Grékov a Rimanov. Rimania z tehál stavali múry, oblúky, pevnosti, akvadukty a podobne. Východorímska ríša používala tehly vo veľkom a stavala celé steny. Byzantskí stavitelia vytvorili zložité lepené vzory, jedinečné v danom regióne. Typické boli maltové škáry, ktoré boli niekedy širšie než samotné tehly. Dokonalým príkladom byzantského muriva je kostol Hagia Sofia postavený v Konštantínopole (súčasný Istanbul) v roku 532.
Rimania priniesli tehly aj do Británie, ktorú ovládali do 5. storočia. Po ich odchode v roku 412 nášho letopočtu tu tehliarske remeslo upadlo.
Za zmienku stoja aj moslimské budovy, ktoré boli v 7. a 8. storočí postavené z nepálených aj pálených tehál štvorcového tvaru. Hlavne v sakrálnych stavbách sa objavovali dôkladne prepracované geometrické tehlové vzory. Najlepším príkladom je zachovalá Hrobka Saminidov zo 7. storočia.
Tehla v stredovekej Európe a na Slovensku
V ranom stredoveku sa tehly používali menej, s výnimkou Pádskej nížiny v severnom Taliansku, kde bola výroba hlinených tehál ideálna, vzhľadom na nedostatok kameňa. Tehly, ktoré sa používali, mali hrubý, obdĺžnikový tvar, čím sa líšili od tých, ktoré používali Rimania (ploché dosky štvorcového tvaru). Tieto tehly sa vyvinuli v talianskom meste Ravenna v 6. storočí a rozšírili sa po celej Pádskej nížine, kde sa používali až do 15. storočia.
Podľa Bazovského sa naše územie (Slovensko) dostalo na rozhranie dvoch civilizácií okolo roku 150, keď sa hranice Rímskej ríše posunuli až k brehom Dunaja. Na stavby v mestách Panónie sa okrem kameňa a dreva používa aj tehla - ktorú tu dovtedy nepoznali. Na stavbu stien sa väčšinou používali nepálené tehly, a pálené mali svoje využitie v stavbách s podpodlahovým vykurovaním a na strechy. Z 2. storočia pochádzajú zvyšky vojenského tábora Gerulata v Rusovciach. V druhej polovici 2. storočia. To, že tieto stavby postavili rímski legionári, potvrdzujú aj nálezy rôzne kolkovaných tehál. Rímske tehly sa na našom území našli aj v Dúbravke, na Bratislavskom hrade, na Devínskej Kobyle, vo Veľkom Kýre, v Cíferi - Páci a ďalších lokalitách. Kým nepálené tehly pochádzali zrejme z lokálnych zdrojov, pálené tehly museli byť dovážané z rímskeho údolia. Spolu s rímskymi jednotkami po roku 476, vymizla zo slovenského územia aj znalosť výroby tehál. Opäť sa objavila až v 9. - 10. storočí.
Prvým stredovekým objektom z pálených tehál na území Slovenska je rotunda v Bíni, ktorá podľa Slivku pravdepodobne pochádza už z 10. storočia. Výrobu pálených tehál na území Slovenska zaviedli Taliani, ktorí tu postavili niekoľko významnejších kostolov v priebehu 11. a 13. storočia. Výstavba tehlových stavieb prebiehala aj počas Nemeckej kolonizácie slovenského územia v 12. a od polovice 13. - 15. storočia. V priebehu celého stredoveku bola tehla na Slovensku využívaná skôr ako doplnkový materiál popri kameni a používala sa na stavbu klenieb a špaliet okien a dverí. V tomto je výnimkou mesto Trnava, kde v stredoveku použili tehlu na stavbu meštianskych domov aj hradieb. Podľa Mencla sú ďalšou výnimkou kostoly na južnom Slovensku z 13. storočia.
Výraznejší rozmach tehliarstvo zaznamenalo v 14. a 15. storočí a súviselo s výstavbou nesakrálnych tehlových budov v mestách a väčších obciach. Písomné zmienky o tehliarskej výrobe na Slovensku sú veľmi ojedinelé, no je možné ich nájsť v Bardejove, Bratislave a Košiciach z konca 14.teho a začiatku 15. storočia. V Bratislave sa v 15. storočí nachádzalo viacero hlinísk, napríklad na konci Schöndorfskej (Obchodnej) ulice. Okolo 15. storočia tehliarstvo veľmi nevynášalo, no zmenilo sa to so zvýšeným záujmom o tehlu, ako nehorľavý stavebný materiál, v 16. storočí.
Tehla v novoveku a priemyselná revolúcia
V dôsledku hrozby Tureckých útokov po roku 1526 sa tehla stala dôležitým prvkom pri budovaní protitureckých pevností a posilnil sa štátny a vojenský dohľad Uhorska nad tehliarskou výrobou. Došlo k zvýšeniu produkcie tehál a zmenila sa aj tvarová škála výrobkov. Dominovala výroba tzv. „tureckých“ tehál. Na slovenskom území stála v centre protitureckej obrany pevnosť Nové Zámky. Od počiatku novoveku bola výroba tehál vo väčších panstvách a mestách orientovaná na pokrytie vlastných potrieb. V roku 1579 bola v Nitre postavená tehliarska pec, kde sa pálili tehly na opravu a stavbu hradu. Taktiež v 16. storočí sa na Červenokamenskom panstve začali vypaľovať tehly kvôli výstavbe hradu. Až po jeho dokončení v roku 1556 sa začala výroba tehál orientovať aj na trh. Panská tehelňa v Budmericiach vyrábala tri druhy tehál: klenbové, múrové a tehlové dlaždice. V Bardejove bola v 16. storočí mestská tehelňa.
Tehliarska výroba bola manuálna a sezónna, závislá od počasia. Príprava hliny spočívala v odstátí na halde (pokojne aj rok) a následne sa z nej pridaním vody nohami miesilo plastické cesto. Z toho sa ručne alebo pomocou drevených foriem tvarovali tehly. Surové tehly sa v lete vysušili a pripravili na výpal v zastrešených sušiarňach. Po spoločenských nepokojoch v prvej polovici 17. storočia došlo na Slovensku k úpadku tehliarskej výroby. K jej obnoveniu došlo až na prelome 17. a 18. storočia. O lokálnych tehliarskych prevádzkach existuje z tohto obdobia len málo záznamov. V období okolo roku 1550 sa spomína mestská tehelňa v Skalici. Zo začiatku 17. storočia pochádzajú písomné zmienky o existencii a činnosti tehliarskej pece v Modre. V Prešove tehelňa generovala zisk už v roku 1613. Prvá písomná zmienka o výrobe tehál v Pezinku je z roku 1614 a ďalšia sa nachádza aj v privilégiu kráľa Mateja II. z 31. marca 1615. Ďalšie tehelne sa v priebehu 17. storočia objavili aj v iných mestách.
Napriek zavádzaniu nových náradí a jednoduchých strojov, uľahčujúcich tehliarsku výrobu, na území Slovenska aj na prelome 18. a 19. storočia prevládala malokapacitná, ručná výroba tehál a škridiel. V mestskom protokole Ilavy z roku 1751 sa nachádza starý písomný doklad o existencii tehliarskej výroby, ktorej majiteľom bol gróf Königsegg. S koncom 18. storočia sa budovanie tehelní výrazne rozmáha. Na rozvoj tehliarskej výroby mala vplyv aj výstavba železničných tratí, s ktorou vyvstal tvrdý konkurenčný boj medzi fabrikami rôznych veľkostí.
Výroba plnených tehál
Rozpoznávanie a zaradenie novovekých tehál umožňuje ich značenie - kolkovanie. Prvé značky na tehlách sa začínajú objavovať od konca stredoveku, na Slovensku je však ich výskyt zriedkavý. V 19. storočí slúžili značky jednotlivých tehelní ako lacná reklama v trhovej súťaži. Z hľadiska techniky prevedenia rozlišujeme pozitívne tzv. reliéfne a negatívne tzv. vtlačené značky. Od polovice 19. storočia dochádza k stále výraznejšiemu spriemyselňovaniu tehliarstva a novodobé tehliarske stroje sa dostávajú aj na naše územie, čo umožňuje vznik prvých tehelní priemyselného typu. Koncom 19. storočia už bolo tehliarstvo na Slovensku významnou zložkou priemyslu. Na Slovensku bolo v tomto čase už viac ako 40 priemyselných tehelní. Prvé dostupné údaje o stave tehelní na Slovensku, pochádzajúce z roku 1900, uvádzajú, že v Bratislavskej župe bolo k roku 1900 v prevádzke 70 lokalít, v ktorých pracovalo 835 tehliarov. Okrem výroby tehál sa rozbieha v tomto období v niektorých Slovenských tehelniach špecializovanejšia výroba - keramické dlaždice, obkladačky, ozdobné lícové tehly, viacfarebné ozdobné škridly, rúrky, kachlice, šamotové tehly a podobne.
Rok 1897 prináša odbytový pokles súvisiaci s poklesom činnosti v stavebníctve, ktorý trvá až do prvých rokov 20. storočia. V období pred prvou svetovou vojnou sa najvýznamnejšie veľkotehelne nachádzali v Bratislave, Devínskej Novej Vsi, Pezinku, Závode, Zlatých Moravciach, Martine, Sučanoch, Ružomberku, Lučenci a Košiciach. V tomto období už mali viaceré z nich strojovú výrobu, ktorá ešte progredovala v súvislosti s vylepšovaním používaných mechanizmov. Počas prvej svetovej vojny opäť došlo k stagnácií tehliarskej výroby, ktorá sa obnovila v povojnovom období a dobre prosperovala až do začiatku hospodárskej krízy v roku 1930. Tehelne pribúdali po celom Slovensku a koncom 20. storočia.
Tehelňa v Želiezovciach bola výnimočná mimoriadnou snahou o zavádzanie technického pokroku vo výrobe. Už v roku 1898 tu postavili kruhovú pec a sušiarne na odpadové teplo z nej, neskôr tu mali prvú zdokonalenú kruhovú pec a aj prvý strojový formovací lis.
Tehla v 20. storočí a súčasnosť
Prevratné spoločenské zmeny po druhej svetovej vojne mali za následok postupné znárodňovanie súkromného majetku. V roku 1946 vznikol podnik Slovenské tehelne, národný podnik, Pezinok, do ktorého bolo v priebehu 2 rokov zaradených celkovo 54 tehelní. Ročná produkcia tohto podniku bola 177 miliónov tehlových jednotiek. Lepšie časy pre tehliarstvo na Slovensku nastali od roku 1966, kedy začala výstavba nových, moderných tehliarskych závodov. Národohospodárska reorganizácia koncom 80. rokov priniesla zmenu národných podnikov na štátne podniky, ktoré boli riadené priamo Ministerstvom stavebníctva Slovenskej republiky. Transformácia tehliarskych výrobných kapacít po roku 1990 priniesla rozšírenie počtu štátnych podnikov osamostatnením sa aj niekoľkých ďalších závodov. Následnou privatizáciou sa viaceré tehelne transformovali na akciové spoločnosti a iné išli do likvidácie. V roku 1993 bola založená nezávislá dobrovoľná organizácia Tehliarsky zväz Slovenska, ktorá združuje podnikateľov-výrobcov tehliarskych materiálov, inžiniersko-projektových inštitúcií a dodávateľov tehliarskych technológií.
Na prelome 19. a 20. storočia tehly vytláčajú železo a betón, ktoré sú vhodnejšie na stavby vysokých budov. Koncom 20. storočia sa tak tehly stali doménou pri stavbe malých a stredne veľkých budov.
Typy a výroba tehál
V závislosti od spôsobu použitia, veľkosti, tvaru či použitého materiálu existuje niekoľko rôznych typov tehál. Medzi základné typy patria tehly pálené, nepálené, chemicky tvrdené tehly a tehly z lisovanej zeminy. Okrem hliny môžu byť tehly vyrobené aj z bridlice, kremičitanu vápenatého, betónu alebo tvarované z kameňa.
Nepálené tehly sa dodnes vyrábajú po celom svete. Aj keď sa líšia použité metódy výroby, materiál zostáva relatívne rovnaký. Základom je zmes piesku, hliny a bahna v kombinácii s nasekanou slamou alebo trusom ako temperovacím a spojovacím činidlom. Pri výrobe sa zmes zmieša s vodou tak aby vznikla tuhá hmota, ku ktorej sa potom pridá nasekaná slama v pomere 1:5. Táto hmota sa dôkladne premiesi a nechá sa jednu - dve noci odležať. Na formovanie tehál sa používajú jednoduché drevené obdĺžnikové formy. Vytvarované tehly sa sušia na slnku 3 dni z každej strany a potom ďalej až dokým ich netreba použiť. Priemerný čas schnutia je 8 až 9 dní.
Pálené tehly sú najbežnejším a ekonomicky najvýhodnejším typom. Základom pálených tehál sú prírodné materiály ako hlina a bridlica. Pálené tehly sa vyznačujú svojou trvácnosťou a minimálnymi nárokmi na údržbu. Používa sa rozomletá hlina s obsahom piesku 25 - 30 %, ktorá sa zmieša s vodou na požadovanú konzistenciu. Následne sa lisuje do oceľových foriem za pomoci hydraulického lisu. Metóda suchého lisovania je podobná ako predchádzajúca, ale pracuje s oveľa hrubšou hlinenou zmesou, takže vznikajú tehly s ostrejšími hranami. Hlina používaná na extrudované tehly sa mieša s 10 - 15 % vody (tuhé vytláčanie) alebo 20 - 25 % vody (mäkké vytláčanie). Zmes sa následne pretlačí cez matricu a vznikne z nej dlhý pás požadovanej hrúbky a šírky. Väčšina tehál na konštrukcie sa vyrába týmto spôsobom, pretože výsledné tehly sú hutné a tvrdé. Matrica môže byť použitá aj na vytvorenie otvorov a perforácií, ktoré znižujú množstvo použitej hliny. Tehly si pri tom zachovávajú svoju pevnosť, ale sú ľahšie a majú lepšie termoizolačné vlastnosti než plné tehly. Pred vypaľovaním sa takto narezané tehly spevňujú sušením po dobu 20 až 40 hodín pri teplote 50 - 150 stupňov.
Farba pálených tehál závisí od obsahu chemických a minerálnych látok, teploty výpalu a atmosféry v peci. Napríklad vyšší obsah železa spôsobuje ružové zafarbenie, vápenec zas biele alebo žlté. Väčšina tehál sa vypaľuje do rôznych červených odtieňov. Pri teplote nad 1300 stupňov sa farba mení na tmavočervenú, fialovú a potom hnedú alebo sivú.
Chemicky tvrdené tehly sa vyrábajú zmiešaním vápenca s kremeňom, drveným pazúrikom alebo kremičitanom spolu s minerálnymi farbivami. Vzniknutá zmes sa po odstátí lisuje do foriem a dve až tri hodiny tvrdne v autokláve, kde pôsobenie tepla a tlaku urýchli chemické tvrdnutie. Tieto tehly môžu byť vyrobené v rôznych farbách.
Betónové tehlové bloky majú zvyčajne svetlosivú farbu a skôr sa vytvrdzujú ako vypaľujú. Takéto tehly sa väčšinou vyrábajú z mierne navlhčenej miestnej zeminy.
Cement ako sprievodný materiál
Vytvorenie cementu umožnilo ľudstvu vybudovať trvalé štruktúry a významné budovy, ktoré by odolali prvkom a katastrofám. Cement bol základnou zložkou civilizácie a modernizácie sveta; umožnil človeku vybudovať akvadukty, ktoré poskytovali čerstvú, čistú vodu a zvýšenú hygienu. Cement umožnil ľuďom usadiť sa na jednom mieste a urbanizovať ich osady. Schopnosť vybudovať verejné budovy a zariadenia, ktoré by mohli vydržať prvky, katastrofy a dokonca aj inváziu, skutočne položili základy pre modernú spoločnosť.
Najstarší známy výskyt cementu bol asi pred 12 miliónmi rokov, prirodzeným spaľovaním roponosnej bridlice, ktorá bola susediaca s vápencom. Prvé známe úmyselné použitie cementu v roku 7000 pred nl. V Izraeli bola objavená vápenobetónová podlaha z nehasených vápencových kameňov a vody. Ďalšie použitie vápenného cementu bolo až o tisícročia neskôr, keď starí Egypťania používali vápenný cement ako betónovú maltu na viazanie blokov a vyplnenie kamenných stien. Odtiaľ sa vápenný cement rozšíril do iných oblastí Stredozemného mora a približne 500 rokov pred nl Gréci ho používali na vyplnenie múrov sušených na slnku. Neskôr Rimania vylepšili látku pridaním sopečného popola, čím sa cement stal silnejším a schopný pod vodou. Tento typ cementu bol známy ako "pozzolanický cement", po obci Pozzuoli pri Mt. Vesuvius. Rimania použili túto zmes na výstavbu niekoľkých veľkých budov vrátane Pantheonu. Tam, kde bol sopečný popol obmedzený, boli na spevnenie cementu pridané mleté dlaždice alebo drvené tehly.
Rímsky architekt a inžinier Marcus Vitruvius Pollio opísal cement a betón vo svojich desiatich knihách o architektúre v 1. storočí pred nl. Po Rimanoch sa však zdá, že v Európe došlo k strate stavebných zručností. Počas tohto poklesu boli malty vytvrdené pomalým procesom karbonizácie vápna; pozzolana bola znovu objavená neskôr v stredoveku.
V 17. a 18. storočí začali inžinieri znovu experimentovať s cementovými kompozíciami. Toto experimentovanie viedlo k vynájdeniu prvotného portlandského cementu Josephom Aspdinom. Technológia cementu bola ďalej rozširovaná kvôli potrebe postaviť majáky v Británii, aby sa zabránilo strate lodí a nákladu. V roku 1759 sa zistilo, že zmes vápna, ílu a drvenej trosky z výroby železa vedie k malte, ktorá sa vytvrdzuje pod vodou. V roku 1824 Aspdin patentoval túto novú cementovú kompozíciu a označil ju za portlandský cement, pretože látka vyzerala ako portlandský kameň, ktorý bol bežne používaný v Anglicku. Cement bol vyrobený z vypálenej jemne mletej ílu a kalcinovaného vápenca. V roku 1845 Isaac Johnson vytvoril prvú modernú formu portlandského cementu, keď vypálil zmes kriedy a hliny pri vyšších teplotách ako Aspdin. Vyššie teploty (1400° - 1500° C) spôsobujú "klinkovanie", čo vedie k tvorbe minerálov, ktoré sú reaktívne a silnejšie. Rotačná pec bola vynájdená v 20. storočí a rýchlo nahradila vertikálne šachtové pece, ktoré sa používali na výrobu vápna. Vylepšené pece používali prenos tepla, ktorý bol efektívnejší pri vyšších teplotách. Rovnako, okolo začiatku 20. storočia, bola pridaná sadra na riadenie nastavenia cementu a guľkové mlyny na brúsenie slinku. Tieto novšie výsledky vyústili do moderného portlandského cementu, ktorý teraz najviac pozná a používa.
Cement je jemný prášok vyrobený z vápenca a iných minerálov, ktorý slúži ako spojivo v stavebníctve. Pri zmiešaní s vodou, pieskom a štrkom vytvára betón, pevný materiál používaný na budovy, cesty a mosty. Cement je zložka, ktorá viaže materiály dohromady, zatiaľ čo betón je zmes cementu, vody, piesku a štrku. Betón sa používa na stavebné účely a cement je to, čo ho robí pevným a odolným. Cement sa hlavne vyrába z vápenca, hliny a sadry. Tieto materiály sa spolu zahrievajú v peci, čím sa tvorí prášok, ktorý sa stáva cementom. Cement je kľúčový, pretože poskytuje pevnosť a stabilitu potrebnú na bezpečné budovy, cesty, mosty a ďalšiu infraštruktúru. Jeho spojovacie vlastnosti umožňujú veľkú škálu stavebných projektov. Bežné druhy cementu zahŕňajú Portlandský cement, ktorý sa používa pre všeobecné stavebné účely, a biely cement, určený na dekoratívne práce. Vplyvy výroby cementu na životné prostredie zahŕňajú emisie prachu, plynu, hluku, vibrácií, poškodenie zeminy z ťažby, emisie CO2, emisií ťažkých kovov a ďalšie.