Геобетоны в истории человечества Часть 1

На написание данного поста меня с подвигла замечательная статья, одного замечательного автора. https://cont.ws/@metafor/85525...

Сразу хочу оговориться, речь пойдет о естественных природных материалах, то есть то что лежит под ногами. Мы не будем рассматривать известь, гипс, асбест, разные виды цементов, римский бетон и т.д так как они подвергались той или иной обработке. Только Natur Produkt. 

Второе.  Мы не будем рассматривать гуляющие по сети интернет отголоски рекламной кампании некоего Йоси Давидовича, совершенно случайно, по какому-то невероятному совпадению, оказавшегося хозяином компании по выпуску этого самого «геополимерного» бетона. Суть которых сводиться к тому что все каменные сооружения прошлого выполненные из блоков весом чуть больше килограмма отливались в опалубках конечно из, ну вы догадались - «геополимерного» бетона.

Третье Мы будем рассматривать технологии прошлого и их параллели в настоящем. Думаю это будет интересно.

Четвертое. Слово геобетон в названии статьи носит условный характер, так как бетон является по сути композитным материалом состоящим из вяжущего, наполнителя, и армирования, то автор счел возможным применить данное название к материалам о которых будет идти речь поскольку они создаются по схожим принципам.

И последнее статья носит обзорный характер и не претендует на полноту раскрытия темы.

     Ну-с поехали как говорил Юрий Алексеевич.

Из чего строиться? Думаю этот вопрос столь же древний как и вопросы кто виноват и что делать? На заре времен человечество не было избалованно огромным количеством строительных материалов и технологий которое мы можем наблюдать сейчас. Собственно весь выбор сводился к довольно короткому списку. Шкуры животных, дерево, стебли травы (тростник, солома), и грунт. Вот последний и будет предметом нашего интереса.

Когда и кому пришло в голову, что из грунта можно возводить постройки самого разного назначения, сокрыто от нас во тьме веков. А вот сама технология вполне дожила до наших дней, это так называемый землебит. Названный так с легкой руки архитектором Н. А. Львовым, автором Приоратского дворца, строение построенного в основном по технологии землебита: слои спрессованного суглинка пропитываются известковым раствором. 

Тот кто догадался строить из прессованной земли был без сомнения человеком не заурядным, или правильнее будет сказать были не заурядными людьми. Так как похоже эта техника неоднократно изобреталась вновь в самых разных частях света, и в различные времена. Землебитные сооружения имеют продолжительную историю: они строились в Древнем Риме, Китае, Марокко, странах Африки. 

 Однако суглинки применяемые при таком строительстве имеют одно очень нехорошее качество, при высыхании они трескаются. Проблема была решена двумя способами.

Первое это добавлять в грунт используемый при строительстве для стабилизации и упрочнения , известь, битумы, с недавних пор цементы. Эти методики мы рассматривать не будем, помните ведь мы договорились только Natur Produkt!

И второй наиболее изящный на мой взгляд способ, это армирование. Слои уплотненного грунта прокладывались тонкими прутьями или слоями камыша. О том что армирование скажем камышом не просто блажь древних строителей, может убедиться каждый на простом опыте, слепите два кулича или кубика из обычного песка, в одном пусть будет чистый песок, во второй добавите в качестве армирующей добавки солому или ткань, если про армировать песок тканью, то наш кубик сможет выдержать вес легкового автомобиля.

Интересно что землебитные дома в некоторых африканских культурах, армировались циновками сплетенными из коры деревьев. Сейчас с помощью ткани укрепляют дороги, склоны холмов на которых есть опасность оползня.

А еще интересно что по пути древних пошли и создатели самого распространенного на сегодняшний день строительного материала железо-бетона. 

Изобретению железобетона предшествовало открытие цемента — особого вяжущего вещества, способного затвердевать после добавления к нему воды. В 1796 году англичанин Паркер путем обжига смеси глины и извести получил романцемент — первую в истории марку цемента. В последующие годы были открыты новые рецепты получения цемента. Смешанный в определенных пропорциях с гравием, песком и водой цемент образовывал бетон. Благодаря своим пластическим свойствам (сырой его массе можно придать любую форму, которая потом сохранялась после застывания) бетон в первой половине XIX века широко вошел в употребление при строительных работах.

Конструкции из бетона обладали высокой прочностью на сжатие, огнестойкостью, водостойкостью, жесткостью и долговечностью. Но они, как и любой камень, плохо выдерживали нагрузку на растяжение, поэтому их использование было достаточно ограниченным.

Бетон применяли в основном для сооружения тонких перегородок и балок пролетом до 4 м. Основным материалом для несущих конструкций служило железо в виде разного рода кованых стержней и полос. В отличие от бетонных, железные конструкции прекрасно выдерживали нагрузку на сжатие, растяжение и изгиб, но на открытом воздухе они быстро теряли эти качества из-за коррозии.

{А еще портландцемент и цементные растворёны при схватывании имеют  свойство сжиматься образуя трещины. (ZM)}

Впервые патент на использование железобетона взял в 1854 году английский штукатур Вильям Уилкинсон. В дальнейшем он широко применял железобетон при строительстве перекрытий, а в 1865 году возвел в Ньюкастле-на-Тайне небольшой домик, целиком из железобетонных конструкций Из железобетона здесь были выполнены не только стены и перекрытия, но также лестницы, ступени и дымовая труба. По всей видимости, это был первый в истории железобетонный дом. Однако открытие Уилкинсона не получило широкого распространения и осталось незамеченным. Одновременно с Уилкинсоном свои опыты с железобетоном начал во Франции строительный подрядчик Куанье. Он построил с использованием этого материала несколько зданий, а в 1861 году опубликовал небольшую брошюру «Применение бетона в строительном искусстве», в которой, в частности, писал, что железные стержни, включенные в бетон, увеличивают несущую способность бетона. Но открытие Куанье тоже не имело продолжения. Его фирма разорилась.

Есть какая-то странная ирония в том, что два профессиональных строителя, несмотря на все усилия, не смогли внедрить в строительную практику железобетон, но зато это удалось сделать человеку, весьма далекому от строительства, который и изобретение свое сделал совершенно случайно. Монье работал садовником в садоводческой фирме «Братья Флер» в Версале. С 1861 года он начал проводить опыты по изготовлению из песка и цемента садовых кадок. Вскоре ему удалось сделать бетонную кадку, в которой было посажено апельсиновое дерево. Спустя некоторое время Монье обнаружил трещины в стенках этой кадки. Тогда он укрепил ее железными обручами из проволоки. Железо вскоре стало ржаветь, образуя грязно-бурые пятна и подтеки на поверхности кадки. Чтобы улучшить ее внешний вид, Монье обмазал ее сверху цементным раствором. Получившаяся таким образом железоцементная кадка оказалась настолько хороша, что Монье пришел к мысли и впредь делать кадки подобным образом. 

Существует мнение, что Монье действовал не только опытным путем, но был знаком с работой Куанье и заимствовал его идею. Но, как бы то ни было, ему повезло больше. Монье не только заслужил официальную славу создателя железобетона, но и сумел извлечь из своего изобретения некоторые материальные выгоды. В 1867 году он взял свой первый патент на переносные садовые кадки из железа и цементного раствора. Не успокоившись на этом, он начал производить с этим материалом новые эксперименты. В 1868 г. Монье построил в Майсонс-Алфорте небольшой железоцементный бассейн и в том же году взял патент на железоцементный резервуар и трубы. В 1869 г он сделал патентную заявку на железоцементные плиты и перегородки и построил железоцементное перекрытие над своей мастерской. Строго говоря, с современной точки зрения, все эти изобретения еще не были железобетоном. Монье, не будучи профессиональным строителем, имел весьма смутные понятия о том, как взаимодействуют между собой бетон и железо. Он, к примеру, рекомендовал укладывать проволочную сетку в плите строго посередине ее сечения, в то время как рациональнее всего было располагать ее в нижней части конструкции. Однако это ни в коей мере не принижает его славы как первооткрывателя одного из самых замечательных и широко используемых строительных материалов XX века. Действительно — до Монье над созданием железобетона работало несколько изобретателей, но именно ему принадлежит заслуга его разностороннего практического применения. Раз добившись успеха, Монье в дальнейшем постоянно думал над расширением сферы применения своего изобретения.[1]

Другим направлением земляного строительства Стало создание из тюков соломы, тонких жердей, или вязанок камыша объемной конструкции которую затем пропитывали жидким глиняным раствором и обмазывали глиной. По отдельности тонкие глиняные стены или стена из жердей обладают очень низкой прочностью, но если соединить их вместе то получается очень прочное строение.

Так западе современной Индии, в пограничье с Пакистаном есть суровая и прекрасная засушливая земля — Раджастан. Имя ему дали раджпуты, группа из варны кшатриев. Фанатично приверженные своим кшатрийским воинским идеалам и древней религии Индии, они предпочитали сгореть заживо на собственноручно разложенном костре, но не склониться  перед  врагом.

Каждый раджпутский клан стремился обустроить для себя удобную, хорошо укрепленную усадьбу; крепость-замок и крепость-город в социологическом смысле тоже являются усадьбой одного раджпутского клана, Если клан не владетельный, то чаще всего его укрепленная усадьба имела высокие глинобитные стены, хорошо защищавшие от любого вторжения извне, в том числе и от диких зверей. Известно, что англичане при завоевании населенных раджпутами районов Северной Индии столкнулись с большими проблемами, когда оказалось, что повсюду стоят эти «форты», и взять их можно было только приступом. Исследователи описывают эти стены в подробностях: оказывается, на самом деле они являются запасом сухого сена и соломы для животных; стога расположены по границе владения сплошной линией и покрыты толстым слоем глиняной обмазки; эта штукатурка возобновляется после каждого сезона дождей, который в Раджастхане бывает скорее символическим, дождей выпадает мало. С каждым годом стена становится все крепче. Но интересно и то, что в очень голодные и неудачные годы, когда из-за засухи нечем кормить скот, эти стены разбираются, и оказывается, что сено внутри прекрасно сохранилось, скот поедает эти запасы, а потом при первой возможности все восстанавливается в прежнем виде.[2] {Благодарю Взор за наводку ZM}

Широко известные круглые африканские хижины, украинские мазанки, жилища австралийских аборигенов строятся именно в такой технике. Да для нас на самом деле эта технология, не диковинка мы ее знаем именно как мазанку распространенную на юге России и по всей Малоросси .

А вот и еще любопытный момент, по схожим принципам был создан материал называемый армоцемент и его дальнейшее развитие стеклоцемент.

Армоцементные конструкции — вид железобетонных конструкций из бетона в состав которого входит цементно-песчаный бетон с армированными сетками из тонкой проволоки диаметром 0,5—1 мм с мелкими ячейками размером до 10Х10 мм

Сама по себе конструкция из сеток довольно слабая а вот насыщенная цементным раствором приобретает совершенно уникальные свойства. Чего только не изготавливают из армоцемента! Армоцементные конструкции применяются для построения пространственных, сборно-монолитных покрытий промышленных зданий средних и больших пролетов, из него строят дома причудливой формы, корабли. А из стеклоцемента были опыты даже по изготовлению корпусов автомобилей.

К стати раз уж мы заговорили о кораблях, использование композитных материалов для строительства судов отнюдь не современное новшество.

С незапамятных времен, ассирийцы, вавилоняне для плавания по рекам Тигр и Евфрат использовали лодки в виде больших корзин, Связанных из камыша и пропитанных асфальтовыми смолами. Той самой субстанцией, которую они использовали для мощения улиц, для обмазки кирпичей и крыш, чтобы сделать их водонепроницаемыми.

Две с половиною тысячи лет назад Геродот, прозванный «отцом истории», рассказывая потомкам о своем удивительном путешествии на Ближний Восток, написал, что в Вавилонии больше всего его удивили лодки, плывущие вниз по реке: они имели круглую форму!

Эти лодки назывались куффами. Их строили армянские купцы специально для доставки своих товаров с нагорьев Кавказа по быстрым горным рекам вниз — на рынки многоязычного, шумного Вавилона. Как и нынешние туристские надувные плоты-понтоны для сплава, такие суда при малой осадке обладали довольно внушительной грузоподъемностью; не имея ни носа, ни кормы, они при любом развороте сохраняли максимальную остойчивость и потому не опрокидывались «через борт», даже попав в самые мощные водовороты.

В дошедших до наших дней источниках содержатся некоторые сведения о двух вариантах круглых плоскодонных лодок. Ранние куффы. виденные Геродотом, имели «набор» — каркас из радиально расположенных шпангоутов (ветви гранатового дерева или камыш), поверх которого натягивалась обшивка, сшитая из воловьих сыромятных кож. Другой, более поздний вариант куффы представлял сплетенную из толстых ивовых прутьев гигантскую корзину, тщательно обмазанную расплавленной горной смолой (разновидность природного асфальта).

В более поздние времена куффы с асфальтовым покрытием получили широкое распространение для транспортировки грузов в страны, расположенные в нижнем течении Евфрата и Тигра. В современном Ираке куффы стали экзотической достопримечательностью, которая привлекает многие тысячи туристов: организованы прогулки по Евфрату на столь необычных, но вполне комфортабельно оборудованных прогулочных судах. 

Папирус по берегам Евфрата и Тигра не растет, и шумеры вместо него для строительства своих первых лодок использовали высокий камыш, который современные арабы, обитающие на болотах южного Ирака, называют берди. Камыш берди очень похож на знаменитый папирус — у него тоже губчатая сердцевина, но, в отличие от своего египетского аналога, он гораздо активнее впитывает воду и, следовательно, в естественном виде, без специальной обработки, меньше подходит для строительства лодок и кораблей. 

Шумеры сознавали этот недостаток своего камыша и защищали днища и борта своих судов специальным покрытием, чтобы изолировать хрупкую сердцевину камыша. Они пропитывали днища своих судов битумом, не пропускающим воду, что придавало их лодкам превосходную плавучесть. Таким образом, камышовые суда Месопотамии, вне всякого сомнения, были черными!

В целом ряде античных источников мы встречаем ссылки на практику пропитки битумом речных и морских судов.[3]

Продолжение следует

Здравомыслия всем! С уважением, ваш Мастер Дзен.

[1] http://tdsm.su/articles/203/66...

[2] https://history.wikireading.ru...

[3] http://antik.ws/

[4] [5] https://www.sciencedirect.com/...