Glas is breekbaar materiaal, toch? Zeer geschikt om in een gebouw met licht te spelen en om een gevoel van ruimtelijkheid te behouden. Maar het wordt nog niet vaak gebruikt als dragend element zoals muren, bruggen en pilaren. Onzin, zo blijkt, want glas is onder druk juist ontzettend sterk. In het Stevin II laboratorium van de TU Delft doen promovendi en hoogleraren daarom als een van de weinige groepen ter wereld onderzoek naar glas als constructiemateriaal. De uitdaging: sterke en veilige constructies maken en toch de transparantie behouden.
Gegoten glas
“We hebben even onze astronautenpakken aangedaan, nu kan de glasoven open!” Telesilla Bristogianni en Faidra Oikonomopoulou, al vriendinnen uit Griekenland en beiden promovendus, staan in hun glaslab in de Faculteit Civiele Techniek & Geowetenschappen. Ieder in een glinsterend metaalkleurig beschermpak met grote handschoenen en masker. In de oven, die op dit moment 1000 graden Celsius is, hebben Tele en Faidra al verschillende proefstukken gemaakt van gegoten glas. Ze verhitten scherven glas die bovenop een aardenwerken pot liggen. Het glas smelt, druipt de pot in en loopt via een opening onderin gelijkmatig de mal in. Dan mag de oven heel langzaam afkoelen om het glas gecontroleerd te laten uitharden. Dat voorkomt dat het glas binnenin barst. De resultaten liggen verspreid door het lab: gegoten glazen bakstenen, legoblokken, pilaren en cilinders.
Doorzichtige bakstenen
Het begon allemaal met het Crystal House dat laatst is geopend in de P.C. Hoofstraat in Amsterdam. Voor dit pand wilde Chanel, die hier een winkel ging openen, graag een glazen pui. Maar volgens de regels voor dit monumentale gebouw moest de façade opgebouwd worden uit stenen met specifieke afmetingen. De architect kwam met het idee dan de stenen van glas te maken. Faidra en Tele kregen van hun promotors Fred Veer en “glasprofessor” Rob Nijsse de opdracht het ontwerp, het maakproces en de constructie te onderzoeken. De doorzichtige muur moest immers wel zijn eigen gewicht kunnen dragen en de wind aan kunnen.
De uitdaging was om de stenen en de constructie sterk, vandaalproef en zo transparant mogelijk te maken. ‘Daarvoor hebben we veel moeten bedenken en testen’, legt Faidra uit. ‘Want hoe sterk is een glazen steen of muur precies? Hoe maken we en koelen we de stenen zo dat ze mooi doorzichtig zijn? En hoe zorgen we dat ze goed op elkaar blijven liggen?’ Cement was daarvoor niet geschikt, want dat zou de transparantie teniet doen. De oplossing vonden ze in een doorzichtige lijm, die goed bestand bleek tegen de temperatuurwisselingen waar een muur aan wordt blootgesteld. Met deze lijm konden ze van de losse glazen stenen één structuur maken.
Vandaalproef
Toen de testmuur van glazen stenen eenmaal stond, kon de veiligheid onderzocht worden. Om de sterkte van de constructie te testen mocht Faidra met een hamer heel hard op de muur inhakken. Deze vandaalproef toonde aan dat een enkele glazen baksteen wel kan breken, maar dat de constructie zelf keurig in tact bleef. Toen kon er echt gebouwd worden. De eerste 1,5 meter van de constructie hebben Faidra en Tele eigenhandig gebouwd. ‘Van half 7 ’s ochtends tot half 7 ’s avonds hebben we gemetseld op de bouwplaats om het aan de bouwvakkers te leren’ vertelt Tele. ‘Het was erg zwaar werk, maar je leert er veel van om zo’n groot project te managen.’
Glazen pilaren
Terug naar het lab. Daar werkt de onderzoeksgroep nieuwe ideeën uit die ze opgedaan hebben door het Crystal House project. Faidra en Tele onderzoeken of ze steunpilaren kunnen maken van glas. Pilaren, die nu vaak van beton worden gemaakt, breken een ruimte en maken het uitzicht minder wijds. Dat is architecten een doorn in het oog. Toch zijn ze wel nodig om het gewicht van het dak of plafond te dragen. Kan gegoten glas een steunpilaar van beton vervangen?
‘Mensen moeten nog overtuigd raken van de kracht van glas’, stelt Tele. ‘We tonen de sterkte natuurlijk aan door onze proefstukken te testen. Maar we moeten ook de beleving van glas als breekbaar materiaal meenemen in onze ontwerpen.’ Ze legt uit: ‘Als een plafond steunt op zeer doorzichtige, nauwelijks waarneembare pilaren, kan dat voor een bezoeker ontzettend eng aanvoelen. Het plafond lijkt dan nergens op te steunen!’ Het duo maakt hun pilaren daarom expres wat minder doorzichtig dan de stenen van het Crystal House. Faidra ontwierp een versie bestaande uit 7 transparante lange glazen staven die ze bundelen en verlijmen. Door deze bundeling wordt het licht in de staven gebroken en is de kolom dus goed zichtbaar in een ruimte. ‘Dat voorkomt meteen ook dat mensen er tegen aan botsen.’
En nu? Het duo droomt ervan om een pilaar in de Berlagezaal in de faculteit Bouwkunde te mogen vervangen voor een glazen variant. ‘Zo hoeven bezoekers nooit meer tegen een betonnen paal aan te kijken!’ Een andere ambitie is hun project ‘transparant restaureren’. Ze onderzoeken of ze historische, kapotte monumenten kunnen repareren door de missende elementen te vervangen door glas.
Nu eerst de glasoven even lager zetten zodat het proefstuk langzaam af kan koelen. Dan kan dat hete masker tenminste ook weer af.
Gepubliceerd: september 2016
