История стеклоделия

 Стекло  — один из первых материалов, освоенных  человеком. Этот промысел возник более трех тысячелетий назад. В Древнем Египте в гробницы фараонов укладывали сопутствующие  могущественным властителям  при жизни изделия  из стекла — посуду, украшения. В европейских странам расцвет стеклоделия приходится на эпоху Средневековья. В это время здесь осваивается высокосортное стекло. Древняя Русь в развитии стекольного промысла во многом опередила европейские цивилизации.

 Родина  стеклоделия

 На  тверской земле, близ деревни Посады на реке Медведице, в прошлом веке была найдена бусина из цветного стекла (она хранится в Государственном Историческом музее в Москве), которую ученые считают одним из ранних образцов отечественного стеклоделия. В ее составе около 60 процентов окиси свинца, что далеко превосходит лучшие из известных специалистам составы хрусталя, полученного в Западной Европе, кстати, на пять веков позднее, чем этого добились мастера земли русской. Предметы материальной культуры Древнерусского государства, хранящиеся в музейных собраниях, свидетельствуют о том, что наши предки — стекольных дел мастера — раскрыли секреты изготовления многих сортов цветного стекла значительно раньше западноевропейцев. Русские стеклоделы владели сложными навыками работы с горячим материалом, изготовляя фигурные флаконы, причудливой формы чаши, изысканные ювелирные украшения. В одном из музеев хранятся шахматы, в кого- 
рых миниатюрные фигуры сделаны из стекла. Древние мастера владели приемами выдувания, лепки, вытягивания, накручивания взятых на копчик выдуватель- ной трубки расплавленных капель стекольной массы. Русские умельцы научились украшать стекло причудливыми прилепами, многоцветной росписью, тонкой золотой фольгой. Одним из уникальных изобретений старинного стеклоделия стал стакан — устойчивый и удобный сосуд для питья. И здесь мы оказались впереди Европы всей, которая довольствовалась при питье кубками в виде рога.

 Активное  развитие стеклоделия на Руси было остановлено татаро-монгольским  нашествием.

 Новый период расцвета стекольного производства в России приходится на вторую половину XVIII века. «Генеральное соображение по Тверской губернии», составленное неизвестным автором по материалам топографического и административно-хозяйственного описания городов и уездов, упоминает стекольный завод помещицы Кожиной под Бежецком, где было занято семь человек крепостных, появившийся на рубеже 1783-84 годов. Стекольные заводы в конце XVIII века рождаются в разных уголках Тверской губернии. Следующее столетие превратило наш край в один из крупнейших по масштабам развития стекольного производства.

Так выглядела  печь для плавки стекла в древних  цивилизациях: 1 — топка;

2. — тигель для грубой плавки в топке;
3. —тигель готового расплава;
4. — холодная камера для готовой продукции.

 Революционные события, гражданская война и  последовавшая за ней разруха самым плачевным образом сказались на состоянии стекольной промышленности страны. Понадобились годы для нового возрождения. В Калининской области во второй половине прошлого столетия действовало около двух десятков стекольных заводов. По индустриальному потенциалу и объемам производства продукции стекольной промышленности Калининская область занимала второе место в Советском 

Союзе, уступая лишь более продвинутой  в этом отношении Владимирской области. Именно многовековые традиции стеклоделия, вероятно, и послужили веским основанием для размещения на территории области нового производства — стеклянного волокна.

 Новое направление

(тысяч тонн)

 Развитие  этой отрасли диктовалась временем. В Советском Союзе еще в 1940-е  годы наметилось, а впоследствии еще  более обострилось серьезное отставание от развитых стран Запада, особенно от Соединенных Штатов Америки, в выпуске стеклянного волокна. Этот разрыв наглядно представлен в таблице:

 Угрожающее  отставание приобретало стратегический характер и не могло не вызвать серьезной обеспокоенности в высших эшелонах власти Советского Союза. Принимается решение построить несколько современных заводов и, нарастив мощности, совершить прорыв в производстве нового вида продукции.

 Впрочем, назвать это производство совершенно новым нельзя. Получать волокна из стекла человек научился давно. Еще  в средневековой Венеции можно  было наблюдать такую картину. Молодой  резвый подмастерье брал щипцами  холодную каплю стекла, подносил ее к расплавленной стеклянной массе и мчался в другой конец мастерской. За ним устремлялась тончайшая нить. Чем проворнее оказывался подмастерье, тем тоньше и прочнее она получалась.

 Стеклянное  волокно умели делать и в России. Так, в середине XVIII века его вырабатывали тем же, что и венецианские ремесленники, способом на заводе, основанном М.В. Ломоносовым. В Венеции мастера, как и их предшественники в Древнем Египте, использовали стеклянное волокно в декоративных 

целях. Тонкими прозрачными нитями украшали одежду и изделия из стекла. В  начале XVIII века знаменитый ученый Реомюр, известный своими исследованиями в стекольном деле, продемонстрировал коллегам привезенный из Венеции кусочек ткани. Изумлению ученых мужей не было предела — ткань была изготовлена из ... стекла. Тончайшие стеклянные стерженьки, из которых была сплетена ткань, обладали некоторой гибкостью, но не могли сравниться с традиционными текстильными материалами. Только сравнительно недавно установлено, что использование стеклянного волокна для текстильных целей было русским изобретением. В 1840 году наш соотечественник Шамо изобрел аппарат, позволявший получать стеклянное волокно более прогрессивным, чем это делали венецианские мастера, способом. Это волокно годилось для производства ткани. О чем свидетельствовал полученный Шамо приоритет или «Привилегия на способ и аппарат для приготовления стекла, на выделку тканей как из одного стекла, так и в соединении с шелком, шерстью, льном и другими прядильными веществами». К сожалению, из-за тогдашней технической отсталости изобретение это не получило должного развития и в конце концов было забыто.

 Век развития

 Прошел  еще целый век, прежде чем люди научились получать из стекла волокно толщиной, измеряемой микронами. А ученые и инженеры смогли по достоинству оценить его преимущества. Стеклянное волокно оказалось прочнее любых других волокнистых материалов. При сечении 3 — 6 микрон его прочность на разрыв в пять раз больше капроновой, в шесть раз — шерстяной нити.

 Многих  исследователей, естественно, интересовал  вопрос: каким образом стекло, известное своей хрупкостью, вытягиваясь в волокно, приобретает удивительную прочность? Разгадка проста. Дело в том, что поверхность стекла в тех видах изделий, с какими мы постоянно сталкиваемся в обыденной жизни, покрыта множеством микроскопических трещин, чем и обусловлена хрупкость. Что же происходит при вытяжке стекла в тончайшую нить? Вся хитрость в особом способе вытягивания, при котором стекло очень быстро переходит из жидкого состояния в твердое. Получается как бы его закали- 

вание. Образованию микроскопических трещин препятствует быстрое охлаждение волокна. Ученые полагают, что в процессе вытягивания молекулы стекла выстраиваются особым образом, отчего волокна выходят прочными и гибкими.

 Свойства  стеклянной нити отличаются от характеристик стеклянной массы, из которой она получена. С уменьшением толщины волокно становится более гибким, прочность его возрастает. Например, чтобы разорвать волокно, диаметр которого составляет 9 микрон, нужно приложить усилие на один квадратный миллиметр его поверхности в 220 — 250 килограммов. Если же уменьшить диаметр волокна до 5 микрон, то потребуется уже усилие несколько большее. Однако с увеличением прочности растет и чувствительность волокна к воздействию воды и агрессивных сред. Причина гут — в большей поверхности волокна. Из элементарной геометрии каждый школьник знает, что площадь поверхности резко возрастает с увеличением длины. Так, если поверхность цилиндра объемом в один кубический сантиметр и диаметром один сантиметр равна 5,3 квадратных сантиметра, то волокно диаметром 10 микрон при таком же объеме образует поверхность почти в тысячу раз большую. Поэтому вода, получив возможность атаковать сразу большее число молекул, образующих эту поверхность, легко вымывает из стеклянного волокна щелочь и разрушает его. Вот почему уменьшать толщину следует до разумных пределов. Наука и производство придумали использовать для получения волокна бесщелочное стекло, более водостойкое и активнее сопротивляющееся воздействию химических растворов. С развитием стекловолоконной промышленности появились и другие способы повышения качественных характеристик стеклянного волокна.

 Востребованными оказались два основных вида стекловолокна — непрерывное и короткое. Они отличаются друг от друга и способом изготовления, и своими физико-механическими свойствами.

 Удивительная  нить

 Первичные волокна, соединенные вместе, образуют пряди, из которых получают элементарные нити. Добиться абсолютно параллельного и равномерного распределения волокон в нити чрезвычайно сложно, хотя параллельное расположение увеличивает прочность нити, а нарушение этого требования увеличивает трение волокон друг о друга, что делает нить уязвимой.

 Современная технология выработки однонаправленного  стекловолокна напоминает способ венецианских ремесленников. Волокна вытягиваются из расплавленной стеклянной массы. Но процесс вытяжки, конечно же, коренным образом изменился. С учетом огромного числа технологических тонкостей, за соблюдением которых человеку уследить практически невозможно, вытяжка волокна ведется в автоматическом режиме. Из одного стеклоплавильного сосуда электропечи, в которой при высокой температуре стеклянные шарики (сырье для производства стекловолокна) превращаются в жидкое состояние, через специальные отверстия (фильеры) вытягивается одновременно несколько сотен ( в зависимости от числа фильер в нижней части сосуда) элементарных волокон. Они тут же соединяются в первичную нить, которая обрабатывается специальной эмульсией-замасливателем, скрепляющим волокна. Затем нить наматывается на съемную бобину.

 Далее она проходит те же этапы, что и  в традиционном текстильном производстве — размотку, крутку, сновку. И принцип  ткачества тот же — основные нити, уточные. Ткани различного переплетения отличаются по свойствам, поэтому и  сферы использования их различны — от бытовой до космической. Находят применение также и нетканые материалы из стеклянного волокна.

 Но  особая роль стеклянного волокна  проявилась в другом — оно в  массовых масштабах было востребовано при производстве новых конструкционных материалов, идущих на смену металлу, дереву и даже железобетону. Речь идет о полимерах. Как утверждали публицисты, XX век принадлежал этим чудо- материалам. Но заговорили о полимерах гораздо раньше.

 Чудо XX века 

 Почти полтора столетия назад, в 1862 году, изобретатель Александр Парке представил на Международную  выставку в Лондоне изделия из материала «парксайн», которому в  официальном каталоге давалось довольно красочное описание: «Этот материал может быть сделан твердым, как слоновая кость, прозрачным или непрозрачным. Эластичным в любой степени, также водостойким; может иметь наиболее яркие расцветки, может быть использован в твердом, пластичном или жидком состоянии. Может изготовляться штамповкой или прессованием, как металлы, может быть отлит или использован в виде покрытий для самых разнообразных веществ, может быть распылен или нанесен таким же способом, как каучук, и подвергаться атмосферному воздействию в течение многих лет, сохраняя свои свойства,..может обеспечить наиболее совершенную имитацию черепахового панциря, дерева и дать бесконечно разнообразные эффекты».

 Изобретение Паркса не осталось без награды. Он получил солидную по тем временам премию — 10 тысяч фунтов стерлингов. Изобретателя таким образом отметили за ... создание заменителя дорогостоящей слоновой кости, из которой изготовлялись бильярдные шары. А в 1962 году был юбилей — исполнилось сто лет со дня выдачи патента на «парксайн» —первый представитель обширнейшего семейства синтетических полимерных материалов. Патент Александра Паркса знаменит тем, что в нем были выявлены главные особенности полимерных материалов и на многие годы предопределена их судьба.

 В приведенном  выше описании «парксайна» прозорливо подмечено основное преимущество полимеров — универсальность их свойств. Хорошо известно, что каждый природный материал наделен только ему присущими качествами: сталь очень прочна, но тяжела и боится коррозии; дерево, напротив, легкий материал, но недостаточно прочный, легко воспламеняемый, подверженный гниению; кожа эластична, но не очень прочна. А полимеры — это такие материалы, которые по необходимости можно сделать легкими, твердыми и эластичными, прозрачными и непрозрачными, на долгие годы окрашенными в любой цвет. Уникальность пластических масс в том, что их создатель, человек, наделял их теми свойствами, которые были ему необходимы. Новые материалы отвечали желаниям своего творца. И все же удивительные свойства пластмасс выявились далеко не сразу. Довольно длительное время они значились в разряде заменителей. Дешевые аналоги дорогих природных материалов. Словом, не очень ценное, повторяющееся, нечто вроде подделки. Такой, несколько пренебрежительный, взгляд объяснялся тем, что при всех прочих достоинствах полимерам не хватало одного качества — прочности. Понадобились годы, глобальные потрясения, прежде чем отношение к пластмассам изменилось.

 В конце XIX — начале XX века из полимеров изготовлялись  разные мелочи: гребни, пуговицы, медальоны, пепельницы. Ни о каком промышленном применении не возникало и речи. Научное сообщество повернулось лицом к полимерам с началом второй мировой войны. Государства, втянутые в величайшую в истории человечества бойню, стали испытывать острую нехватку природных конструкционных материалов, необходимых для производства военной техники и вооружений, строительства военно-инженерных объектов и оборонительных сооружений. Тогда-то химики во весь голос заговорили о пластмассах.

 Пластмассы  заявляют о себе

 При всей универсальности их свойств  у пластических масс много общего. Во-первых, легкость. Пластмассы в пять раз легче стали, в полтора раза легче алюминия. Они стойки к воздействию воды, многих щелочей и кислот — значит, незаменимы при эксплуатации в агрессивной среде. Очень выигрышные преимущества, но как при этом добиться еще и прочности?

 Бетон превращается в крепчайший железобетон, если его соединить с металлической арматурой. Может быть, такой способ усиления прочности подходит и для пластмасс? Исследования проводились с использованием в качестве армирующих материалов асбестового и искусственного волокна, текстильных тканей, металла и, наконец, стекла. Победило именно оно. В результате родился новый высокопрочный материал — стеклопластик. Он превзошел сталь по прочности в два с половиной раза. Одновременно возник и термин «конструкционная пластмасса».

 Основные  компоненты уникального материала  — стеклянное волокно и различные  синтетические смолы. Впервые соединенные, обе составляющие дали жизнь прекрасному материалу. С рождением стеклопластика пластмассы окончательно вышли из разряда «заменителей».

 Разнообразие  свойств и возможность регулировать их в самых широких пределах, изменяя  как состав смолы, так и вид  стеклянного наполнителя, беспредельно расширяли возможности стеклопластиков. От детских игрушек и мебели до железнодорожных вагонов и космических аппаратов — таков диапазон их применения. 

 Основы  технологии получения стеклопластиков  в СССР были заложены в начале 1940-х годов. В первый год Великой Отечественной войны ученые А.А. Берлин и Б.Д. Изюмов предложили изготавливать стеклопластики по типу текстолита из стеклянных тканей и ацетил целлюлозы. В Западной Европе и США научные разработки по стеклопластикам начались на десятилетие раньше.

 Адрес нового завода

 В послевоенные годы наука, в том числе и советская, значительно продвинулась в плане создания целой гаммы стеклопластиков, охватывающих обширную группу материалов с различными физико-механическими характеристиками, технологическими свойствами и сферами использования.

 Промышленное  производство стеклопластиков за рубежом  начало интенсивно развиваться с конца 1940-х годов. И с каждым годом возрастало очень высокими темпами. Так, в Соединенных Штатах Америки в 1961 году было выпущено 117 тысяч тонн стеклопластиков, а через два года их производство достигло уже 130 тысяч тонн. В больших объемах выработка новых синтетических материалов была налажена также в Великобритании, Франции, ряде других стран. Стеклопластики в этот период находят широкое использование в строительстве, транспортном машиностроении и судостроении, самолето- и ракетостроении, других отраслях, требующих современных конструкционных материалов.

 К концу 1950-х годов Советский Союз значительно, в несколько раз, отставал от США и развитых западноевропейских стран в объемах производства стеклопластиков и компонентов, их составляющих. Поэтому в июле 1958 года Центральный Комитет КПСС и Совет Министров СССР приняли специальное постановление, предусматривающее строительство нескольких заводов по выпуску стеклянного волокна, синтетических смол, формирование современной научной базы новой отрасли. Создавалась комплексная основа для увеличения выпуска востребованных в народном хозяйстве страны современных конструкционных полимеров — стеклопластиков. Один из новых заводов было решено разместить в городе Калинине.

on 

УЧ

f

00

ич

Оч

ГТi^&oust, г^лмЛск,

 Перед трудным выбором  встали летом 1958 года представители заказчика, геодезической, проектной, строительной организаций. Из предложенных местными властями участков под  строительство будущего завода стеклянного  волокна необходимо было отобрать самый  подходящий. Вариантов было целых четыре: земли на улице Коминтерна близ мясокомбината; за линией железной дороги на месте нынешнего жилого района «Южный»; на выезде из города по Ленинградскому шоссе близ поселка Вагонников; в Затверечье.

 Выбор площадки

 Первые  два варианта отпали сразу, дальнейший отбор происходил из двух земельных участков в Заволжском районе. От предложенного затверецкого участка пришлось в конце концов отказаться из-за отсутствия инженерных коммуникаций. И окончательный выбор был сделан в пользу территории, где и поныне размещается открытое акционерное общество «Тверьстеклопластик», наследник традиций первенца калининской химии полимеров — завода стеклопластиков и стекловолокна.

 Земли эти были за пределами городской  черты и входили в площади сельскохозяйственных угодий колхоза «Красное знамя» Калининского района. При советской власти вопросы землеотвода под значимые объекты решались проще и оперативней, нежели сейчас. 4 декабря 1958 года на общем собрании колхозников сельхозартели «Красное знамя» принимается решение вывести из оборота земли (пашню и выгоны) общей 

Строительство завода начиналось с разметки территории. 1959 г.

площадью 10 гектаров, передав их под строительство  завода. Это решение уже через  неделю утвердил исполком Калининского районного совета депутатов трудящихся. Окончательно отвод земли был оформлен постановлением облисполкома от 17 декабря 1958 года. Впоследствии были определены участки под многоэтажную (15000 квадратных метров общей площади жилья) и индивидуальную (для 500 семей) жилую застройку неподалеку от промышленной зоны. Колхозу за отчуждаемые сельскохозяйственные угодья была выплачена компенсация в сумме 21125 рублей.

Выбор строительной площадки явился как бы завершающим  аккордом организационно-подготовительного  периода. А начало было положено решениями майского (1958 года) Пленума Центрального Комитета КПСС по химизации народного хозяйства. Затем последовало принятие ЦК КПСС и Советом Министров СССР постановления № 795 от 28 июля 1958 года «Об ускорении производства искусственных и синтетических волокон», которым предписывалось построить в Советском Союзе ряд новых заводов стеклянного волокна, один из них — в Калининском экономическом административном районе.

оч 

 Совнархоз принимает решение

 Совет народного хозяйства Калининского экономического административного района своим постановлением дал официальный старт началу проектирования и строительства завода стеклянного волокна в городе Калинине. Подписал этот документ председатель совнархоза И.А.Лукьянов. Мощность будущего предприятия — 2200 тонн волокна в год. Пуск первой очереди на 1000 тонн стекловолокна предусматривался в 1961 году. Норм продолжительности строительства подобных современных химических предприятий тогда еще не существовало, срок пуска завода на полную мощность определили прикидочным путем в 1963 году.

 Задание на проектирование было выдано 30 августа 1958 года. Однако с первых шагов не все пошло гладко. При согласовании акта выбора площадки на условиях подключения будущего завода к действующим городским инженерным сетям задержка произошла из-за позиции «Водоканала», который не давал разрешения на присоединение к существующей системе канализации, поскольку ее пропускная способность была ограничена. Коммунальщики настаивали на строительстве дополнительного канализационного коллектора стоимостью 20 миллионов рублей. Споры завершились тем, что облисполком определил долевое участие завода стекловолокна в строительстве Заволжского коллектора в размере двух миллионов рублей. Из-за этих препирательств начало проектирования и строительства завода было задержано на четыре месяца.

А.В. Мурашов

 Проектирование  было поручено ленинградскому Государственному проектному институту № 3. Стоимость проектно-изыскательских работ определялась в сумме 929 тысяч рублей. Обнще 
капитальные затраты планировались в объеме почти 110 миллионов рублей, из них 79 миллионов — на промышленное строительство. Уже в ходе строительства сводный сметно-финансовый расчет неоднократно уточнялся и корректировался в связи с расширением мощностей по сравнению с первоначальными, изменениями цен на материалы и оборудование. 81 процент общего объема комплексного проекта составляли типовые экономичные проектные решения. За счет этого предусматривалось снижение стоимости строительства по сравнению с аналогом — Астраханским заводом стекловолокна на 5,7 миллиона рублей, или на 7 процентов, снижение себестоимости продукции на 11 процентов.

 Создание  дирекции

 В связи  с крайней заинтересованностью  государства в ускорении строительства распоряжением Совета Министров РСФСР от 29 января 1959 года было разрешено, не дожидаясь готовности полного комплекта чертежей, начинать строительство по проектам и сметам на отдельные объекты. Тем же распоряжением была образована дирекция строящегося завода штатной численностью пять человек. Ее возглавил Леонид Васильевич Мурашов — старший инженер технического надзора управления стекольной и фаянсовой промышленности Калининского совнархоза. Формально дирекция размещалась по адресу: улица 3-я Кирова, 10, но вскоре представители заказчика нашли себе почти постоянное пристанище в бытовом вагончике непосредственно на строительной площадке. Там был теперь передний край.

 Поначалу  обстановка и впрямь напоминала фронтовую  своей динамичностью и масштабами развертываемых работ. Их физические объемы поражали даже видавших виды строителей: земляные работы — 153 тысячи кубометров, монтаж сборного железобетона — 24 тысячи кубометров. Каменщикам предстояло выполнить почти 40 тысяч кубометров кирпичной кладки. Первоочередными объектами считались цех электропечей стоимостью 18 миллионов рублей, прядильно-ткацкий корпус (42 миллиона), котельная, две артезианские скважины. Объемы предстояли громадные, следовало торопиться.

 Финансирование  было открыто 15 апреля 1959 года. А в  мае начались строительные работы. Генеральным подрядчиком был  определен строительный трест №1 (управляющий В.П. Цветков), конкретно  — его управление наладочных работ №3 (Н.В. Воропаев). Начинали с обычного — планировки территории, устройства временных зданий и сооружений, прокладки подъездных путей, а также инженерных коммуникаций по временной схеме. Уже к концу мая были приняты сарай для хранения материалов и оборудования, контора прораба.

 Строители не торопились

 Несмотря  на чрезвычайную важность объекта и  громадье намеченных планов, стройка  с первых месяцев испытывала большие  трудности. Генподрядчик выделял на строительство завода стекловолокна 40 — 50 человек, хотя требовалось в пять раз больше. Строители с настойчивой регулярностью просили руководство совнархоза снять с них в 1959 году план по заводу стекловолокна, понимания не находили, а работы по разным причинам затягивали. На площадку долгое время не подавалась электроэнергия — временная ЛЭП появилась лишь к середине сентября. Из-за перебоев с транспортом вместо требуемых 20-30 кубометров раствора в день подавалось 2 — 8 кубометров. Не выделялся автокран — работы на полтора месяца приостановились. Тем не менее за неполный первый год удалось освоить 4 миллиона 360 тысяч рублей капитальных вложений, выполнить строительно-монтажных работ на 3 миллиона 800 тысяч рублей (цифры указываются в старом масштабе цен — до денежной реформы 1961 года). В 1960 году темпы строительства остались практически на том же уровне, а в 1961 году даже снизились. Хотя объем выделяемых средств в каждом следующем году удваивался. Однако деньги не осваивались, и план приходилось корректировать. В 1960 году эта малоприятная процедура была проделана четырежды!

 К тому времени институт ГПИ-3 обеспечил  строящийся завод стекловолокна  проектной документацией в полном объеме. Но она лежала на полке невостребованной — строители с поставленными задачами не справлялись. К исходу 1961 года, когда подошло время пуска объектов первой