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

Тогда Жозеф решил укрепить бетон стальными кольцами. Он не мог знать, что цемент отлично связывается со сталью. Вполне могло оказаться, что сталь в цементе ведет себя подобно растительному маслу в салате, независимо от прочих ингредиентов, как бы сама по себе. Но нет! Оказалось, что фибриллы силиката кальция прилипают не только к камню, но и к металлу.

По сути, бетон – это заменитель камня: его получают из камня, он похож на него по внешнему виду, составу и свойствам. А вот бетон, армированный сталью, совершенно другое дело – в природе не встречается подобного материала. Когда армированный бетон подвергается изгибу, внутренний стальной каркас поглощает усилие и препятствует образованию больших трещин. Эта комбинация – два в одном – превращает бетон из материала ограниченного применения в универсальный строительный материал всех времен.

И еще один секрет железобетона не мог знать изобретший его Жозеф Монье. Материалы не пребывают постоянно в одном и том же состоянии: они реагируют на воздействие окружающей среды, в особенности на изменения температуры. Большинство материалов расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Наши дома, мосты, дороги – все они по законам физики расширяются и сжимаются со сменой дня и ночи, будто дышат. Вот почему на стенах зданий и дорогах так много трещин. Если не учесть этого при проектировании, накопившееся напряжение может разрушить конструкцию. Если бы на месте Жозефа был инженер, он предположил бы, что бетон и металл, будучи совершенно разными материалами, станут расширяться и сжиматься в разной пропорции и рано или поздно разорвут друг друга; что в условиях летней жары или зимнего холода сталь вырвется из объятий бетона и кадки треснут. Но Жозеф был садовником, поэтому решился на эксперимент. К счастью, бетон и сталь имеют почти одинаковый коэффициент расширения, то есть практически одинаково расширяются и сжимаются с изменением температуры, – маленькое чудо, которое заметил не только Монье, но и англичанин по имени Уильям Уилкинсон, случайно открывший волшебную комбинацию за несколько лет до французского садовника. Настала эра железобетона.

Поезжайте в одну из многочисленных стран третьего мира и посмотрите, как живут миллионы бедняков: в лачугах из глины и дерева с листами гофрированной стали в качестве крыш. Эти жилища очень уязвимы перед стихией. На солнце в них невыносимо жарко, в дождь они протекают, их сметают бури, смывают наводнения, сносят бульдозеры по приказу полиции или властей. Чтобы построить жилище, которое укрыло бы от непогоды и прочих неприятностей, необходим материал не только прочный, но и жаростойкий, водонепроницаемый, способный выдержать любой натиск – природный или человеческий, а самое главное, доступный любому человеку во всем мире.

Железобетон – именно такой материал, самый дешевый в мире. К тому же бетонное строительство легко механизировать, а значит, еще больше удешевить. Один человек с бетономешалкой может построить фундамент и стены, полы и крышу за несколько недель. Монолитная конструкция запросто выдержит сотню лет в любых погодных условиях. Фундамент защитит ее от влаги, насекомых и плесени. Крепкие стены не рухнут, а оконные проемы не перекосятся. Такой дом требует минимального ухода. Черепицу не унесет ветром, поскольку никакой черепицы и нет; крыша представляет собой встроенный элемент здания. Можно выращивать на плоской крыше виноград, овощи, даже злаки – для термоизоляции и для пропитания. (Сады на крыше – привет садовнику-изобретателю Жозефу Монье. Не будь металлического каркаса, кругом высились бы одни купола, наподобие Пантеона.)

Работы по возведению «Осколка» продолжались, но подглядывать в дыру было уже необязательно. Говоря по правде, обзор оттуда теперь был наихудший: самое интересное происходило на верхних этажах растущей башни. Лучший вид открывался с крыши моего дома, и вскоре я привык подниматься туда по утрам с чашкой кофе и наблюдать за прогрессом на стройплощадке. Высоту башни я отмечал мелом на дымоходе. Она все росла и росла! В разгар строительных работ она прибавляла по этажу каждые несколько дней.

Дело в том, что бетон заливали постоянно. Его подвозили на грузовиках к подножию небоскреба и с помощью бетононасосов поднимали в опалубку на самом верху. А пока его накачивали, в эту форму размером с целый этаж устанавливали стальные прутья – будущий каркас бетонной башни. Как только укладывали очередное межэтажное перекрытие, его тут же использовали как опору для опалубки, которую поднимали этажом выше, чтобы залить в нее следующее перекрытие. Цикл повторялся снова и снова, и башня росла на глазах со скоростью, по моим подсчетам, три метра в день.

Меня поражало это бесконечное обновление. Так весной пробиваются почки на молодом побеге. Разумеется, всему есть пределы. Строители башни Бурдж-Халифа в Дубае, которая почти в три раза выше «Осколка», лишь с большим трудом закачали бетон на самый верх.

Но метод все равно замечательный. Успех бетонного строительства во многом связан с механизацией. Бетон отливают и формуют, из него быстро возводят огромные сооружения. И если на постройку средневековых соборов или Великой Китайской стены уходили десятилетия или даже столетия, то центральное ядро «Осколка», одного из самых высоких зданий в Европе, выросло меньше чем за полгода. Железобетон – материал изобретательных выдумщиков, мечтателей. Что бы делали без него инженеры «Осколка»? Из железобетона построена плотина Гувера, виадук Мийо и транспортная развязка «Спагетти-Джанкшн» близ Бирмингема.

Виадук Мийо (Франция), один из красивейших мостов в мире, построен из железобетона

В один прекрасный день «Осколок» перестал расти, а еще через несколько дней исчезла опалубка со всеми дополнительными приспособлениями. Осталась лишь серая бетонная башня высотой в семьдесят два этажа. Стены ее были бугристыми, в складках, словно кожа новорожденного. Внизу возобновилась работа. Башня едва заметно вибрировала на ветру; казалось, ей нечем больше заняться, кроме как наблюдать за копошащимися у ее подножия человечками-муравьями. Но так только казалось. На самом деле в глубине бетона шла напряженная работа: фибриллы гидросиликата кальция росли, переплетаясь между собой, скрепляя воедино камни и сталь. Башня становилась прочнее день ото дня. Хотя бетон схватывается уже через двадцать четыре часа, процесс образования внутренней структуры в этом искусственном камне занимает годы – к этому времени сооружение достигает максимальной прочности. Пока я пишу эти строки, бетонное ядро «Осколка» продолжает набирать силу и твердеть незаметно для глаз.