Бетон: история развития строительного материала

Бетон как строительный материал известен человечеству уже давно. Идея создания искусственного камня, который по своим свойствам не уступает твердому камню горной породы, была подсказана человеку самой природой.

Наглядной иллюстрацией тому представляются птичьи гнезда, сплетенные с веток, травы и связанные глиной, в которой присутствует птичья слюна. Человек часто за период своей эволюции встречает глыбы камней цементированной породы. Вяжущим материалом в таком камне являются минеральные вещества, соединившие намертво в камне его осколки.

Древний Египет

Старейшим прародителем бетона можно считать сырцовый кирпич, применявшийся древними египтянами в строительстве. Обычно речная галька смешивалась ими с соломой и речным илом Нила. До сегодняшнего дня никак не утихнут споры по поводу строительных материалов, что использовались египтянами в строительстве их сооружений, к примеру, знаменитых Пирамид.

Древний Китай

В истории Древнего Китая также известны случаи применения такого типа материала. Правда, служил им разваренный рис, что приправляли гашеной известью. Такая «рисовая каша» применяется ими в строительстве Великой Китайской стены. Применяли бетон и предшественники римлян – этруски.

Римская империя

Однако настоящую жизнь бетону дали римляне, но уже после распада Римской Империи о бетоне по какой-то причине надолго забывают. В период существования Рима из бетона сооружают великое множество построек.

Наиболее знаменитыми среди них являются амфитеатр Флавия (Колизей) и Римский Пантеон. Кроме того, из римского бетона сооружаются термы, акведуки и многие другие римские сооружения. Бетон римляне принесли и в свои провинции, где также встречаются бетонированные сооружения.

Поначалу бетонная масса используется римлянами как уплотнитель для кладки кирпича или камня. Затем римские строители учатся изготавливать самостоятельные строительные элементы. Для этого в заранее подготовленную форму они укладывают слой каменных обломков, пемзы, добавляют вулканический песок и жидкий известковый концентрат. Полученная масса поливается водой, тщательно утрамбовывается и высушивается.

Согласно другой технологии, римские строители обжигали известь, гасили ее. Далее необходимо было добавить песок в полученную массу, а также и некоторые другие добавки. Этой массой заливается слой крупного щебня, а полученный состав засыпается землей. После остывания римские строители получали сооружения небывалой крепости и устойчивости.

Вторая жизнь бетона в XVIII веке

Вторая жизнь у бетона появилась только в XVIII веке. После проведения большого количества экспериментов в Англии был получен цемент. Его изобретателем стал английский инженер Дж. Паркер, изучавший источники, в которых сообщалось о технологии изготовления римского бетона. Полученное в результате обжига глины с известковым порошком вещество Дж. Паркер назовет «романцементом».

Правда, его свойств и характеристик оказалось недостаточно для ведения полноценного строительства. Поиски вяжущего материала с подходящими тому времени техническими характеристиками продолжились. И уже в начале XIX века строителям улыбнется удача.

Она улыбнулась одновременно русскому и английскому исследователям. Егор Челиев и англичанин Джозеф Аспдин (независимо друг от друга) получают новую рецептуру цемента. Челиев сообщает о получении им силикатного цемента в 1822 году, а ровно через два года Аспдин запатентовал свой «портландцемент».

Благодаря цементу Челиева понемногу отстраивается Москва, сильно пострадавшая во время пожара 1812 года. А рецептура «портландцемента» станет основой современного цемента, вошедшего в десятку наиболее полезных изобретений человека, которым суждено было изменить мир.

Еще более значительным изобретением стало появление железобетона парижанином Жозефом Монье в 1867 году. А положил начало этому изобретению обыкновенный цветочный горшок. Непрактичность и недолговечность цветочных горшков того времени не устраивала многих цветоводов. Не устраивали эти характеристики и Монье. Сначала он сделал попытку создать горшок из бетона, но такие вазы оказались и вовсе непригодными для высаживания и выращивания цветов. Тогда он попытался сделать горшок из железной сетки, покрыв ее цементом.

Изобретение оказалось настолько практичным, что Монье бросил свои занятия цветоводством и занялся разработкой новых способов применения полученного материала. Этот материал сегодня известен как железобетон. За два десятка последующих лет Жозеф Монье патентует еще порядка 15 своих изделий.

Франция

Идеи Монье были значительно улучшены и дополнены другим французским инженером — Эженом Фрейсине. Он внес большой вклад в совершенствование характеристик бетона, которые позволили расширить границы его применения. Ему принадлежит честь увеличения прочности железобетона путем вибропрессования. Именно Фрейсине изобрел технологию изготовления бетона из струнно-напряженных элементов.

«Бетонный бум» в начале XX века

С изобретением «товарного цемента» в начале XX века начинается «бетонный бум». Теперь цемент еще и доставляется к месту проведения строительных работ. Появляются установки, в которых бетон можно месить автоматическим способом.

В Швеции архитектором Эриксоном разрабатывается технология ячеистого бетона. Здания танцполов, катков, ресторанов возводятся из бетона и стекла, что считается ультрасовременным и новаторским подходом.

Эволюция цемента на этом не закончилась. Продолжаются исследования характеристик этого строительного материала, изменяются строительные требования.

Сегодня уже известен прозрачный бетон, представленный на выставке в Париже в 2005 году. Этот бетон содержит оптические волокна, способные пропускать свет. Такой вид бетона весьма пригодится не только как строительный, но и как декоративно-отделочный материал.