20 интересных фактов о бетоне: от древнеримской революции до космических технологий StarCrete

Бетон принято считать обыденным, серым и скучным искусственным камнем. На самом деле это самый популярный строительный материал на Земле, уступающий по объему потребления только воде. Мы ежедневно ходим по нему, живем в построенных из него домах и проезжаем по мостам, даже не подозревая, насколько удивительна история и физика этого состава.

В этой статье собраны самые интересные факты о бетоне, которые заставят вас по-новому взглянуть на привычные монолитные работы – от античных тайн до космостроительства будущего.

Античность и Великая Бетонная Революция

Бетон древнее, чем кажется. Самый старый из найденных бетонных полов обнаружен на территории современной Сербии. Его возраст превышает 7000 лет: древние жители использовали смесь из извести, воды, песчаника и гравия.

Античная бетонная революция. Во II веке до н.э. Римская империя пережила так называемую «бетонную революцию». Переход на монолитное строительство из бетона позволил строить арки, своды и гигантские купола без использования тяжелых каменных блоков.

Пантеон – непобитый рекордсмен. Римский Пантеон, возведенный почти 2000 лет назад и как раз являющийся представителем периода бетонной революции, до сих пор остается самым большим в мире неармированным бетонным куполом. Его диаметр составляет 43,3 метра.

• Секрет морского бетона древности. Римский бетон не разрушался под действием морской воды, а становился только прочнее. Секретом оказалась химическая реакция между вулканическим пеплом (пуццоланом), негашеной известью и морской водой, при которой образуется редкий минерал – тоберморит.
• Бетонные пирамиды Хеопса. Ряд альтернативных химико-археологических исследований выдвигает гипотезу, что часть блоков египетских пирамид отливалась прямо на месте из древнего геополимерного бетона на основе известняка и ила.

Физика, химия и невероятные свойства бетона

• Бетон сохнет десятилетиями. Бетон не «сохнет» в привычном смысле, а затвердевает благодаря химическому процессу – гидратации цемента. Этот процесс продолжается годами. Например, знаменитая плотина Гувера продолжает набирать марочную прочность до сих пор. Инженеры подсчитали, что основные химические и тепловые процессы внутри массива плотины будут продолжаться в общей сложности около 100 лет с момента постройки – до 2036 года.
• Бетон «заживляет» свои трещины. Ученые разработали самовосстанавливающийся «биобетон». В его состав добавляют бактерии Bacillus pseudofirmus и лактат кальция, который служит бактериям пищей. При попадании воды в трещину бактерии просыпаются и выделяют известняк, запечатывая трещины до 0,8 мм. Рядовому пользователю биобетон пока не доступен, поэтому для укрепления и защиты от воды, приходится использовать гидрофобизатор для бетона. 
• Бетон, который плавает. В середине 19 века француз Жан-Луи Ламбо, промышлявший изготовлением горшков, стульев и другой утвари из железобетона, представил рабочую модель лодки из того же материала. Впрочем, его изобретение стало популярным только в годы Первой мировой войны, когда металла для судостроения стало катастрофически не хватать. Только за годы войны было построено более тысячи барж, паромов, буксиров и других суден.
• Прочность на сжатие vs на растяжение. Бетон идеально справляется с нагрузками на сжатие, но легко рвется при растяжении. Именно поэтому изобретение армирования (соединения бетона со стальной арматурой) перевернуло архитектуру высотного строительства.
• Бетон умеет проводить свет. Прозрачный бетон (литракон) изготавливается с добавлением тысяч стеклянных оптических волокон. Он сохраняет несущую способность монолита, но пропускает свет.
• Шумопоглощающий бетон. Мы привыкли, что в бетонных многоэтажках очень хорошо слышны звуки от упавших предметов. Все из-за высокой звукопроводимости бетона. Но бетон также используют, чтобы приглушить звук. В частности, специальный пористый звукопоглощающий бетон используется вдоль автомагистралей для снижения шумового загрязнения от машин.

Экология, масштабы и производство

• Мировой лидер потребления. Ежегодно на планете производится около 4,4 миллиарда тонн цемента. Если пересчитать на бетонную смесь, на каждого жителя Земли приходится более 3 тонн бетона в год.
• Китайский бетонный бум. По данным экономистов, Китай за три года (с 2011 по 2013) использовал больше бетона, чем США за весь XX век.
• Углеродный след. На производство портландцемента приходится около 8% мировых выбросов CO₂. Это заставляет инженеров активно разрабатывать эко-бетоны из производственных отходов, шлаков и золы-уноса.
• Бетон превращает углекислый газ в камень. Канадская технология CarbonCure позволяет закачивать улавливаемый промышленный CO₂ прямо в процессе замеса. Газ вступает в реакцию с ионами кальция, превращаясь в минеральный карбонат кальция, что дополнительно увеличивает прочность на сжатие, а также несколько снижает выбросы CO₂ в атмосферу.

От арта до внеземных колоний: StarCrete

• Звездный бетон StarCrete. Рассматривая варианты постройки баз на Марсе и Луне, исследователи Манчестерского университета создали уникальный материал StarCrete (звездный бетон). Он состоит из внеземного грунта (реголита), картофельного крахмала и щепотки соли. Такой состав показывает прочность на сжатие почти в два раза выше стандартного бетона (72 МПа против 32 МПа).

• Космическая экономика. Доставка одного обычного кирпича на Марс стоит сотни тысяч долларов. Использование технологии StarCrete позволяет производить строительные блоки прямо на месте, перевозя в космос только обычный крахмал в качестве вяжущего компонента.
• Бетонная музыка. Из специальных видов композитного бетона высокой плотности изготавливают корпуса для премиальных аудиолокаторов и акустических колонок – материал полностью гасит паразитные вибрации корпуса.
• Бетон в моде и дизайне. В XX веке возник Brutalism (брутализм) – архитектурный стиль, возведший необработанные бетонные текстуры в ранг искусства. Сегодня из него отливают не только здания, но и ювелирные украшения, наручные часы и элементы интерьера.
• 3D-печать из бетона. Современные строительные 3D-принтеры способны напечатать жилой дом плотностью в один этаж за 24 часа, используя специальную быстросхватывающуюся смесь на основе портландцемента.

Эти интересные факты о бетоне демонстрируют, что искусственный камень – не просто смесь песка, щебня и воды. Это все еще динамично развивающийся материал, который прошел путь от античных амфитеатров до фундамента будущих космических цивилизаций.

Монолитные работы в Киеве и области:

067 322-44-88
093 322-44-88
066 322-44-88