Бетон – строительный материал с многолетней историей. Конечно, с ходом времени его состав видоизменялся. Но когда же человечество положило начало использования и какие конструкции считаются самыми древними строениями из бетона?
На этот вопросы ответил Люк Снелл – член Американского Института бетона (ACI), магистр в области гражданского строительства. В пяти статьях он проследил за историей развития бетона. Мы приведем две части из материала о происхождении бетона.
«Я отправился на поиски, чтобы узнать, когда и как бетон получил свое начало. Прочитав несколько книг и изучив отчеты об исследованиях, стало очевидно, что отправная точка бетона зависит от того, что люди подразумевают под понятием “бетон”. Таким образом, определим два термина, которые мы используем сегодня. Иногда мы употребляем “цемент” и “бетон” как взаимозаменяемые слова, что совсем неправильно.
- Бетон – Строительный материал из смеси цемента с водой, песком и щебнем, твердеющей после укладки.
- Цемент – вещество, из котррого при замешивании с водой приготовляют вяжущую, быстро затвердевающую скрепляющую массу для строительных работ.
Одним из первых методов создания бетона было строительство из высушенных на солнце кирпичей. Чтобы сделать конструкцию устойчивой, они использовали глину в качестве цемента и оштукатурили всю стену грязью, чтобы придать ей гладкость.
Сегодня мы бы назвали этот строительный стиль – каменной кладкой, однако он соответствует вышеприведенным определениям бетона и цемента и может быть источником современного бетона.
Археологи обнаружили свидетельства высушенных на солнце кирпичных построек в Иерихоне, которые были построены еще в 9000 году до нашей эры. Кирпичи вылеплены из глины и укреплены соломой. Техника изготовления этих кирпичей была довольно простой. Глина, вода и солома были смешаны, чтобы сформировать полужидкую смесь. Затем смесь выливалась в формы или вручную лепилась в кирпичи. Ее оставляли на солнце для высыхания. Солома служила укреплением, предохраняющим кирпичи от растрескивания.
Во время высыхания кирпичи нужно было переворачивать, чтобы добиться равномерного затвердевания. Обычно процесс сушки занимал от 2 до 3 недель. Строительный раствор, который использовали для скрепления кирпичей, тоже состоял из глины.
Высушенные на солнце кирпичи сыграли ключевую роль в истории нескольких религий. Библейская история Исхода начинается с того, что евреев в Египте заставляли делать высушенные на солнце кирпичи. В наказание за то, что они попросили перерыв для празднования религиозного праздника, фараон потребовал, чтобы они также собрали солому, необходимую для изготовления кирпичей. Раньше солому собирали и передавали мастерам по кирпичу. Теперь евреям приходилось собирать солому и поддерживать ту же квоту на производство. Эта дополнительная работа подготовила почву для интенсивных переговоров между Моисеем и фараоном, которые в конечном итоге привели к бегству из Египта.
По мере развития ислама в Северной Африке строились мечети. Они находились в пустыне и для них использовались местные строительные материалы – в основном высушенные на солнце кирпичи.
Мечеть в Дженне построена в Мали в 1120 году. Эта мечеть вмещает более 3000 верующих и считается самым большим зданием в истории. Сделана она полностью из высушенного на солнце кирпича и глиняного раствора. Поскольку в Мали преобладает дождливая погода, мечеть требует регулярного ухода и наносить заново смывающуюся глину. Тысячи жителей Дженне ежегодно участвуют в церемонии оштукатуривания мечети.
Casa Grande был построен в пустыне Аризоны около 1300 года. Это было тщательно продуманное поселение с главным зданием, оросительными каналами, жильем и спортивной площадкой. Все объекты сделаны из глины, которая состояла из горной породы под названием Калише и воды. Смесь помещали в деревянные конструкции по типу современных опалубок. Этот метод смешивания калише и способа придания формы, очень похож на современное бетонирование.
Основное использование кирпича – это жилищное строительство. Дома таким методом помогают снизить внутреннюю температуру в помещении. Днем температура медленно нарастает и нагревает кирпич, который не дает проникнуть жаре внутрь. А прохладными ночами тепло будет медленно выделяться, обеспечивая относительно комфортное жилое пространство.
Строения были долговечными в засушливом климате, но во влажном – бесполезны, так как глина легко размывалась в сезон дождей. Поэтому наши предки хотели повысить прочность кирпичей,, а также разработать другое склеивающее средство, которое удерживало бы кирпичи вместе в любую погоду.
Обожженный кирпич
Это привело к развитию гончарного дела, которое в конечном итоге способствовало открытию новых видов “цемента”.
Археологи говорят, что наши предки придумали, как создавать и контролировать огонь около 125 000 лет назад. Это была важная веха в развитии. С помощью огня у них были средства для приготовления пищи, согревание в прохладную погоду, безопасность от диких животных и насекомых, а также место для социального взаимодействия.
Нас все еще тянет к кострам, где мы сидим, глядя в огонь, делимся едой, поем песни, рассказываем истории и передаем молодому поколению традиции из нашего прошлого.
Костры не очень горячие с температурой около 540 ℃. Кто-то подумал, что можно укрепить глину, используя тепло костра, и начал экспериментировать с этой новой технологией. В результате около 29000 лет назад люди в Центральной Европе сделали глиняную фигурку и бросили ее в костер. Археологи установили, что на Венере из Дольче Вестонице она была обожжена при температуре около 430 ℃.
Эта статуэтка — древнейший артефакт. Таким образом, мы можем сделать вывод, что процесс использования огня для улучшения объекта из глины находился в разработке еще 29000 лет назад.
Керамические артефакты, созданные в этой же технике, были найдены в Китае 20 000 лет назад. Обожженная глиняная посуда стала лучшим контейнеры для хранения продуктов питания и жидкостей. Это был важный шаг в поиске новых применений этой прогрессивной технологии. Способ изготовления обожженной глиняной посуды медленно распространялся. Археологи обнаружили обожженную глиняную посуду в Японии и России, созданную 16 000 лет назад, и на Ближнем Востоке – 11 000 лет назад.
Применение этой технологии для производства лучшего кирпича впервые появилось в Китае около 6400 лет назад. Кирпичи были обожжены при температуре около 315 ℃ (легко достижимой с помощью костра). Они использовались в качестве материала для полов в домах.
В Библии (Бытие, глава 11) упоминается использование обожженного кирпича при строительстве Вавилонской башни. По оценкам библейских ученых, это событие произошло около 2200 года до нашей эры на Ближнем Востоке. Строители, которые пытались построить эту башню, должны были понимать, что глиняные кирпичи недостаточно прочные для запланированной башни, поэтому они решили обжечь строительный материал. Таким образом, мы знаем, что технология изготовления обожженного кирпича создана, по крайней мере, к моменту записи события.
Библейская история также упоминает использование дегтя в качестве “цемента”.
В то время смолы было относительно много. Она превосходит глину как раствор, но его применение ограничивалось территорией, где были ямы со смолой. Это также было довольно непривлекательна и, к счастью, эта техника так и не прижилась.»
Это истоки создания и рецептурного изменения того, что сейчас мы называем бетонным раствором. В современном мире же бетон самое популярное вещество после воды.
