Текст книги "Витражи своими руками"

Глава 2
Стекло

Химические и физические свойства

Стекло – это синтетический материал, обладающий благодаря своим химическим и физическим свойствам замечательной податливостью. Хотя он и отличается твердым состоянием, тем не менее его считают жидкостью. Основной составляющей стекла является кварц, или диоксид кремния.

Температура плавления обычного кварцевого песка достигает 1700 °C. В этих экстремальных условиях кристаллическая решетка кварца нарушается и он превращается в вязкую тянущуюся жидкость. Дальнейшее охлаждение приводит к тому, что молекулы вещества не восстанавливают своего положения в кристаллической решетке, а, будучи в своем роде «замороженными», представляют собой довольно хаотичную структуру. Подобная структура имеет место в жидкостях, но в отличие от них молекулы в стекле перемещаться не могут. Из-за этой особенности оно прозрачно, что роднит его с жидкостями. У стекла отсутствует фиксированная структура и нет точки плавления, т. е. материал по мере нагревания становится мягким и медленно плавится.

Значительную часть любого стекла (до 80 %) составляет кварц. Материал можно варить из 1-го диоксида кремния, не добавляя никаких примесей, однако для успеха мероприятия требуется температура более 1700 °C. К тому же кварцевый песок, расплавившись, обретает настолько густую и вязкую консистенцию, что удалять из его массы воздушные пузырьки и формировать изделия достаточно сложно. Полученное таким способом стекло называют кварцевым. Основное преимущество его использования в том, что ему не страшны никакие температурные скачки. Применяется оно, как правило, в технических целях.

Чтобы стекло приобрело необходимые эксплуатационные качества, а температура плавления понизилась, в дело идут различные присадки, которые можно разделить на стабилизаторы, флюсы и вспомогательные добавки. Первые увеличивают прочность и устойчивость материала к химическим воздействиям, вторые уменьшают температуру варки, а третьи обеспечивают его специфическими свойствами, например оптической прозрачностью, требуемой цветовой гаммой, особыми характеристиками преломления и т. д.

Основным потребителем стекла в настоящее время является строительная индустрия. Подавляющее большинство изготавливаемого материала идет на остекление зданий, а также на обеспечение транспортных средств: автомобилей, железнодорожных вагонов, общественного транспорта. Оставшаяся часть уходит на различные бытовые изделия.

Самым распространенным является натриево-кальциевое стекло, в которое в качестве флюса добавляют соду, а стабилизатором служит известняк. На данный момент подавляющая часть всего изготавливаемого в мире стекла именно такая. Особые свойства прозрачности отличают калиевое стекло, в которое добавляют не соду, а углекислый калий. Использование вместо соды окиси свинца приводит к получению хрусталя. Путем добавления в субстанцию окислов металлов перед нагреванием или в процессе него можно изготовить цветное стекло.

Полученный из стандартных сырых компонентов материал отличается отсутствием окраски и наличием едва заметного желтовато-зеленого или голубовато-зеленого налета, появляющегося от разнообразных минеральных примесей. Если примешивать окислы металлов, то можно добиться прозрачного стекла (добавлением марганца) или окрашенного в разные цвета.

Железистые соединения придают стеклу различную окраску от желтого до красно-бурого и голубовато-зеленого цветов; окись марганца – от коричневого до фиолетового и желтого; окись урана – желтовато-зеленый; окись хрома – травянисто-зеленый; окись никеля – от фиолетового до серо-коричневого; окись кобальта – синий; окиси сурьмы или сульфида натрия – желтый цвет. Наверное, самый красивый желтый цвет получают с помощью коллоидного серебра, красный – окиси меди, а золотистый – добавлением коллоидного золота.

Типология

Представленная типология основана на фактуре поверхности стекол, получаемых по разным технологиям.

Этот вид стекла с древних времен и по сей день производят по 1 и той же технологии. Характеризуется оно особым сиянием, гладкой поверхностью и широкой цветовой гаммой; при этом внутри могут присутствовать пузырьки воздуха.

При намерении использовать данное стекло для изготовления витражей особое внимание следует уделить месту его производства. Дело в том, что французские изделия отличаются от аналогичных, выпущенных в Англии или Германии. Да и цветовая гамма у каждого производителя своя.

Представляет собой промышленное стекло, изготавливаемое в виде больших прозрачных листов. Материал отличается гладкой поверхностью с беспорядочными отметинами, создающими иллюзию дефектов стекла, которые должны присутствовать в изделии почтительного возраста.

В отличие от выдувного стекла старинное не может похвастаться таким же разнообразием цветовых оттенков, но оно пригодно для плавления.

Перламутровым называют художественное стекло любой разновидности. Дело в том, что и прозрачные, и матовые его разновидности можно обработать так, что они приобретут перламутровые оттенки. Эффект достигается с помощью металлической пыли, которую наносят на поверхность стекла.

При освещении такого стекла с обратной стороны оно начинает переливаться всеми цветами радуги. При падении световых лучей под углом поверхность стекла обычно кажется перламутровой.

Это достаточно дорогое стекло с поверхностью однородного цвета с заметными переливами, благодаря которым четко видны зоны света и оттенки, получающиеся от концентрации стекольной массы в отдельных местах. Как правило, данная разновидность стекла используется для передачи реалистичности изображения и детальной проработки фона, в связи с чем его часто применяют для осуществления различных драматических сюжетов.

Отличается равномерной волнообразной поверхностью, как бы имитирующей слегка волнующуюся гладь воды, сверкающей под лучами солнца (в витраже). Окраска однородная, с одним ярким и насыщенным тоном.

Поскольку этому стеклу свойственна особая структура, то его, как правило, используют для воспроизведения водной поверхности, а область применения чаще ограничена фоновыми панелями и витражами с геометрическими рисунками.

Из этого стекла обычно и делают витражи, а его название говорит само за себя: по плотности и окраске оно похоже на опал. Поверхность матовая, молочного оттенка, цветовая гамма весьма разнообразна, причем цвет бывает достаточно насыщенным, хотя, как правило, неоднородным (распределенным неравномерно), поэтому стекло по своей структуре напоминает мрамор. Оно может быть и монохромным (однотонным), и полихромным (достигается сочетанием разноцветных стекольных смесей в 1 пластине).

С опаловым стеклом любил работать американец Луис Комфорт Тиффани по преимуществу при изготовлении абажуров.

То же опаловое стекло, но более прозрачное, с опаловыми прожилками на поверхности, которые создают впечатление глубины. Переливчатые или с радужным отливом стекла получаются путем обработки их поверхности кислотой, чем достигается приятный перламутровый эффект.

Его появлением человечество обязано все тому же Тиффани. Это стекло и сейчас активно используют при изготовлении витражей, при этом оно является одним из самых необычных и красочных. Особенно красиво смотрится пятнистое стекло, когда лучи солнца падают на него под разными углами: тогда оно играет красками и переливается. Тот же эффект получается при освещении помещения изнутри.

Пятнистое стекло сильнее других меняет свой внешний вид в зависимости от интенсивности и направления света. Иногда хватает лишь 1 отблеска, чтобы разводы внезапно ожили и пришли в движение, то сходясь, то расходясь, растворяясь, искрясь и сверкая. Угол падения солнечных лучей влияет и на цвет, и на создаваемый эффект.

Отличается мраморной структурой, присущей опаловому стеклу, но не молочно-матовой, а прозрачной. Степень насыщенности цвета разная, при этом материал переливается различными яркими оттенками, разнообразие которых не может не поразить, – весь спектр 1 и того же цвета до причудливых сочетаний нескольких цветов одновременно.

Хотя стекло начали производить уже давно, по крайней мере 6000 лет назад, прозрачные и бесцветные образцы научились создавать только на подходе новой эры (чуть более 2000 лет назад). До того времени стекло было мутным, окрашенным в различные тона, а использовали его для изготовления мелких предметов: украшений, пуговиц, шахматных фигурок и пр.

У некоторых стекол этого типа бывает полупрозрачная структура, пропускающая свет лишь частично. Другие отличаются таким же насыщенным цветом, что и опаловые стекла.

Базовая структура стекла данной разновидности может быть как прозрачной, так и матовой. В поверхности имеются вкрапления мелких чешуек и волокон окрашенного стекла.

Созданное в «знаменитой лаборатории» Тиффани, оно и сейчас обычно изготавливается вручную по той же самой технологии, что и раньше.

Стекло этого вида по сложившейся традиции делают вручную и используют обычно для воспроизведения объемного и скульптурного изображения. На поверхности хорошо различим беспорядочный рисунок, напоминающий грубую шероховатую фактуру камня.

Стекло может быть монохромным, хотя чаще в его окраске присутствует сочетание 3 или 4 цветов, искусно смешанных между собой.

Рекомендации по выбору стекла

После создания эскиза будущего витража нужно определиться с типом стекла, наиболее подходящим в каждом конкретном случае.

При выборе следует руководствоваться следующими критериями:

• прежде всего (и это самое важное) надо принимать во внимание условия освещения, т. е. представить себе, нарисовать или как-то смоделировать ситуацию, при которой данное стекло выглядело бы наиболее эффектно;

• прозрачное, а также светлое стекло любого оттенка отлично пропускает свет, тогда как темное или опаловое его отражает;

• при выборе стекол разных типов и цветов, которые будут использованы рядом, рекомендуется смотреть, как то или иное стекло вместе с другими выглядит при разном освещении, при отраженном свете и против света, чтобы таким образом оценить, насколько они сочетаются друг с другом;

• за основу витража лучше брать цветное прозрачное стекло, которое позволит передать глубину композиции, придать ей объем и визуально как бы отодвинуть задний план, играя на контрасте с менее прозрачными фрагментами;

• для воспроизведения сюжета композиции следует использовать опаловые стекла, поскольку они поглощают свет, делая изображение пластичным и объемным. Если не принимать во внимание указанное обстоятельство, то композиция будет казаться плоской, без объема, без глубины и контраста между предметом изображения и фоном;

• не стоит использовать более 4 или 5 типов стекла в 1 композиции. Куда эффектнее обыгрывать разные цвета и оттенки стекла 1 разновидности;

• белое, янтарное, зеленое и любое очень светлое стекло обычно оказывается более податливым (мягким) при обработке, его легче резать; тогда как красное, розовое и стекло насыщенных желтых тонов резать тяжелее, так как оно твердое, хотя и более хрупкое;

• на поверхности стекла чаще встречаются неровности, и найти 2 полностью одинаковых стекла вряд ли возможно;

• необходимо всегда приобретать столько стекла, сколько потребуется для создания всего витража, а лучше даже с запасом, ведь никто не может быть уверен в том, что через некоторое время вы сможете найти в продаже такое же стекло;

В России мода на оконное стекло стала распространяться после того, как в 1639 г. швед А. Койет поддержал доставшийся ему в наследство «скляничный» завод, расположенный в селе Духанино Дмитровского района Московской губернии. На самом деле заводом это предприятие назвать сложно, поскольку трудились там не более 8 человек; однако они производили оконное стекло и химическую посуду, так что начало было положено.

• как ни странно это звучит, но дефекты внутри стекла или на его поверхности не уменьшают эксплуатационной ценности; даже совсем наоборот, поскольку любые изъяны в этом материале (если его, конечно, собираются использовать в витражах) преломляют лучи света и создают цветовые блики. Отсюда совет: при выборе материала для витража не отказываться от стекла с умеренными недостатками.

Инструменты для обработки стекла

Прежде чем приступать к непосредственной реализации задуманного проекта, требуется подготовить стекло. Делать этого не нужно только в том случае, если оно обрезано в стекольной мастерской на заказ. Однако даже тогда может понадобиться устранить какие-то мелкие погрешности, небольшой брак в виде недостаточно закругленного угла и т. п. Не говоря уж о такой ситуации, когда решено полностью самостоятельно резать и обрабатывать стекло. В любом случае необходимо позаботиться о рабочих инструментах и принадлежностях.

Перчатки нужны для перемещения и резки полотен больших размеров (в целях безопасности их рекомендуется использовать при любых работах со стеклом даже незначительного размера). Естественно, тканевые перчатки здесь не подойдут. Материал не должен легко прорезаться и иметь дырочки или поры.

Сотовая пластмассовая основа с ячеистой структурой предназначена для того, чтобы в процессе резки все маленькие кусочки стекла оказались собраны на ней, а именно, в ячейках.

Угольник (с гипотенузой или без) предназначен для проверки перпендикуляра (угла в 90°). У этого инструмента давняя история. Когда-то его изготавливали из дерева, а в настоящее время, как правило, угольники делают пластиковыми.

Ключевым требованием к качеству угольника является точный прямой угол, форма и размеры инструмента при этом особого значения не имеют. Вроде бы, очевидно, что угольник просто обязан быть с углом 90° и в том, чтобы так оно и было, нет никаких видимых трудностей. Однако довольно часто изготовители умудряются или немножко недобрать или перебрать. Пусть это и незначительная величина, но она может оказаться критической. Если непосредственно около угла погрешность не заметна, то потом она становится все более явной, и чем длиннее ребра стекла, тем большим будет искажение его пропорций. Объяснение поведения недобросовестных производителей довольно простое.

Прямогубые пластмассовые щипцы-захваты, у которых поверхность нижней части бугристая, причем этот рельеф должен находиться с обратной стороны надрезанной поверхности стекла; нужны для обломки стекла после надрезания. На верхней части таких щипцов также есть 2 выступа.

У криволинейных щипцов-захватов на нижней части имеется 1 выступ, который необходимо расположить на обратной стороне надрезанного стекла, а на верхней части – движущийся сегмент.

Плоскогубцы так же, как и предыдущие инструменты, могут использоваться для обламывания стекла.

Роликовые щипцы, или ножницы, тоже используют для удаления излишков стекла, как правило, мелких.

Защитные очки предохранят глаза от попадания стекольной крошки и пыли.

Абразивный брусок потребуется для шлифовки стекла.

С помощью щипцов для шлифования можно перемещать на шлифовальном круге куски, в том числе и очень малого размера.

Электролобзик для стекла позволит резать стекло по криволинейному контуру.

На самом главном инструменте для резки стекла – стеклорезе – стоит остановиться поподробнее, поскольку это основное, что понадобится для работы со стеклом.

Это ручной инструмент для резки или, лучше сказать, контролируемого ломания плоского или листового стекла, снабженный колесиком диаметром примерно 5 мм и изготовленный из закаленной стали или карбида вольфрама с кромкой сечением в виде буквы V.

Ручную обрезку стекла, как правило, не производят при работах с крупными или многочисленными его полотнами – в этом случае лучше обратиться в соответствующую мастерскую. Вполне разумно сделать заказ на приближенное к необходимым формам стекло, которое потом по мелочи дорабатывать самостоятельно. Следует учесть, что резать можно только обычное стекло, но не закаленное.

На режущую часть инструмента или иногда на само стекло наносят специальную смазку либо парафин. Далее стеклорез аккуратно приставляют к обрабатываемой поверхности и с помощью направляющей проводят линию для создания разметки, которую впоследствии можно несколько расширить, бережно постукивая по обратной стороне полотна чем-нибудь твердым, однако при этом уменьшится четкость границы разлома. В любом случае далее стекло ломают по разметке. После чего грани разломанного стекла полируют, сглаживая острые углы. Если оно отломилось не строго по разметке, подкорректировать разлом можно путем отламывания лишнего стекла с помощью специальных щипцов или используя пазы в стеклорезе.

Возможность ломки стекла зависит также от его толщины. Причем тонкое полотно резать сложнее. Придется потратить немало усилий, чтобы сломать по разметке стекло толщиной 6 мм. Если стекло очень тонкое (0,15 мм), то сломать его по разметке порой не получается даже у мастера независимо от уровня его квалификации и опыта.

В качестве режущего элемента у стеклореза может быть мелкий алмаз. Причем данный инструмент считается 1 из самых эффективных и ценится высоко, несмотря на появление новых высокопрочных материалов. Для фиксации в державке исключительно твердого драгоценного камня используют серебряный припой. Таким образом обеспечивается требуемая прочность соединения. У державки есть прорези для отламывания узких полосок стекла. Деревянная ручка делает работу с инструментом более удобной.

Толщина стекла, разрезаемого орудием с алмазом, достигает 1 см, при этом дистанция, на которую хватает 1 резца, превышает 10 км. Когда 1 ребро инструмента затупляется, в дело вступает 2-е. Для чего специальный винт на державке нужно немного открутить, повернуть резец на 90°, потом снова затянуть винт. Тем не менее даже алмаз со временем изнашивается, поэтому инструменты нужно подтачивать.

В стеклорез могут быть вставлены как настоящие драгоценные камни, так и их синтетические аналоги. Стоимость последних конечно же существенно ниже, а эффективность остается на том же уровне. Впрочем, у синтетики есть недостаток – такие инструменты не способны резать стекло толщиной более 5 мм.

В России расписные стекла и витражи не обрели такой популярности, как в Европе. В XVI–XVII вв. их можно было встретить лишь в домах богатых и знатных семейств. Например, у князей Голицыных или боярина К. Нарышкина, которому витраж подарил Петр I, привезя его из Нарвы. В храмах витражи распространения также не получили – такие случаи можно пересчитать по пальцам.

В продаже имеются роликовые стеклорезы, резцом в которых является вольфрамо-кобальтовый ролик, отличающийся особой твердостью. «Пробег» 1 ролика в среднем составляет 350 м стекла, а его доступная толщина колеблется в пределах 1–4 мм. Количество роликов может быть разным – 1, 3, 6. Если режущий элемент затупился, его можно заострить на точиле с мелкозернистым абразивным диском.

Этот инструмент может быть изготовлен с автоматической функцией подачи масляной смазки, для чего в ручку встраивают резервуар. Смазка через фитиль поступает к ролику, тем самым уменьшает его трение, увеличивает срок службы инструмента, обеспечивает плавное движение и сцепление очень мелких частиц стекла. Такие стеклорезы способны резать (облегчая обламывание) стекло толщиной до 2 см, а «пробег» резца превышает 5 км. Затем головку придется поменять.

Чтобы резчики смогли делать правильные круги и овалы, были придуманы стеклорезы, функционирующие по принципу циркуля, и даже целые комплексы из нескольких инструментов. В стандартном циркулеобразном стеклорезе есть присоска, неподвижно фиксируемая на стекле, регулируемая шкала, по которой можно установить требуемый радиус, и конечно, сам стеклорез (обычно масляный).

Создание овала облегчается использованием системы из пересекающихся под прямым углом штанги с присосками и непосредственно орудия резки. Выставление радиусов происходит с расчетом на то, что при их пересечении получится правильный овал, после чего стекло режут и отделяют ненужные детали.

Стеклорез с алмазом бывает оборудован резцами 2 видов: с 4-гранной пирамидой и с криволинейной режущей кромкой. Пирамиду выбирают профессионалы, а вот неспециалисту в домашних условиях лучше пользоваться инструментом с криволинейной режущей кромкой.

Масляные стеклорезы изготавливают с фиксированной или крутящейся головкой. Второй случай больше подходит для шаблонной резки, в которой требуются кривые линии. Впрочем, в инструменте предусмотрено, чтобы даже крутящийся резец можно было обездвижить при необходимости.

Что касается стеклорезов для создания овалов и кругов, а также составленных из нескольких инструментов, то ими, как правило, пользуются профессионалы, поскольку получаемые с их помощью формы практически всегда требуют специальных навыков, в связи с чем формы редко встречаются в бытовых условиях.