Марк Медовник - Из чего это сделано? Удивительные материалы, из которых построена современная цивилизация

Отросшие фибриллы смыкаются, образуя химические связи и поглощая все больше и больше воды, пока масса не превратится из геля в твердое вещество. Фибриллы образуют связи не только между собой, но и с другими породами. Так цемент превращается в бетон. Цементом скрепляют кирпичи или каменные блоки при строительстве домов и памятников. В обоих случаях с ним не слишком церемонятся и просто загоняют в швы – это просто клей для наружных поверхностей. Когда он же он, смешанный с мелкими камешками в роли крошечных кирпичиков, превращается в бетон, то становится строительным материалом.

В любой химической реакции важны пропорции, в противном случае можно все испортить. Если добавить в цементный порошок слишком много воды, то часть ее не вступит в реакцию с силикатом кальция и будет накапливаться, ослабляя структуру бетона. При нехватке воды, наоборот, останется «бесхозным» некоторое количество цементного порошка, что также вредит структуре. Именно эти ошибки приводят, как правило, к порче бетона. Если вовремя ее не заметить, плохой бетон через много лет может стать причиной катастрофы. Гигантские разрушения во время землетрясения на Гаити в 2010 году объясняются стремлением к дешевизне строительства и применением некачественного бетона. Около 250 тысяч зданий рухнули, похоронив под собой более 300 тысяч человек и оставив без крова еще около миллиона. Хуже всего, что катастрофа на Гаити не является чем-то экстраординарным. Такие бетонные бомбы замедленного действия разбросаны по всему миру.

Проследить истоки ошибки весьма непросто, поскольку внешне бетон выглядит замечательно. При строительстве аэропорта имени Джона Ф. Кеннеди некий инженер-инспектор во время плановой проверки заметил, что бетон, который привозили на площадку после полудня, значительно уступал в прочности утренним поставкам. Инспектор исследовал возможные причины этого загадочного явления, но так и не нашел ответа, пока не проследил за одним из грузовиков. Выяснилось, что водитель имел привычку ровно в полдень делать перерыв на обед, и прежде чем уйти, поливал из шланга бетон в кузове, свято веря, что лишняя вода сохранит бетон в жидком состоянии.

Когда рыли котлован под фундамент «Осколка», инженеры обнаружили в нем остатки старинного бетона. Это был римский бетон, из которого частично состояли руины древних терм, обнаруженные при сносе магазинчика по соседству со зданием Саутуорк-Тауэрс (я частенько ходил в него за рыбой с картошкой-фри).

Руины римских терм, обнаруженные строителями «Осколка»

Римлянам повезло. Им не пришлось комбинировать измельченную породу так и этак, нагревая ее до белого каления, – они открыли месторождение готового природного цемента в местечке под названием Поццуоли недалеко от Неаполя.

Поццуоли в буквальном смысле дурно пахнет. Название произошло от латинского puteo – «воняю» (в древности это местечко называлось Путеолы). Пахнет здесь серой вулканических песков: миллионы лет земля принимала потоки лавы и пемзы, на ней оседал пепел силикатной породы, нагретой до сверхвысоких температур и выброшенной из жерла вулкана (что подозрительно напоминает изготовление цемента в наши дни). Римлянам оставалось лишь свыкнуться с запахом и добывать измельченную породу, нанесенную за миллионы лет. Этот цемент, сделанный самой природой, слегка отличается от современного портландцемента и для схватывания требует известковой добавки. Стоило римлянам догадаться об этом и для прочности добавить в цемент щебень, как в распоряжении человечества оказался уникальный строительный материал – бетон.

Дом, сложенный из кирпича, на вид привлекательней монолитного здания. Кирпич умещается на ладони, эта маленькая деталь придает всей постройке человеческое измерение. Совершенно не таков бетон: изначально он жидкий, поэтому бетонные здания отливают , получая сплошную конструкцию, без единого шва, от крыши до фундамента.

«Вам нужен фундамент – мы зальем вам фундамент. Вам нужны колонны – мы отольем вам колонны. Вам нужен пол – мы уложим вам пол. Удвоить размеры, закруглить линии? Нет проблем!» – таково кредо инженеров, работающих с бетоном. Главное – построить опалубку, тогда бетону можно придать любую форму. Кто бывал на стройплощадке, тот своими глазами видел, на что способен этот материал. Неделями я как зачарованный глядел через забор. Из фундамента рос дом – его отливали люди-муравьи. Измельченную породу и щебень свозили на площадку, где вода снова превращала их в монолитный камень. Есть своя философия в этой инженерной технике: сначала земная мантия выбрасывает куски породы и появляются горы, затем человек добывает камень из горных недр и, наконец, возводит новые, рукотворные горы по своему проекту – горы, в которых мы живем и работаем. Цикл завершается. Бетон исполняет самые смелые мечты инженеров. Как только римляне изобрели его, они сразу увидели преимущества бетонной инфраструктуры. Теперь они могли возводить порты где угодно, ведь бетон схватывался даже под водой. А чтобы не зависеть от местного камня и глины, строительное сырье везли по бетонным мостам. (В этом смысле бетон – идеальный материал для империй.) Впрочем, наиболее выдающееся произведение римской бетонной архитектуры находится в столице – это двухтысячелетний купол Пантеона, самый большой в мире купол из неармированного бетона.