+7(343)361-27-66,
+7(343)346-80-75
Строительство
финских домов
в Екатеринбурге
Бетон Древнего Рима и долговечность современных бетонных зданий.
Тема этой статьи несколько неожиданна для сайта, посвященного финским каркасным домам.
Бетон изобретён примерно две тысячи лет назад в древнем Риме — это факт общеизвестный. Почему бетонные здания Древнего Рима стоят 2000 лет, а современные бетонные дома начинают крошиться уже через сорок?
Многие люди считают, что здание из бетона гораздо долговечнее каркасной деревянной конструкции. И в доказательство приводят общеизвестный факт о том, что бетонные здания Древнего Рима стоят уже 2000 лет. Всё так, но тот ли это бетон, что используется в наше время?
Римская архитектура
Оригинальная архитектура Древнего Рима сформировалась в IV – I вв. до н.э. Римские строители и архитекторы стали основателями новой техники возведения зданий, особенно тех из них, которые имели общественное назначение. Театры, амфитеатры, цирки, библиотеки, базилики, термы, храмы и дворцы, многоэтажные жилые здания были центром скопления большого количества людей, следственно, строить их нужно было по особо надежным технологиям.
Древнеримские мастера владели тонкостями инженерного искусства. Они разработали и смогли воплотить постройку совершенно новых строительных конструкций: акведуки, мосты, гавани, крепости, каналы. При этом зодчие использовали новые строительные материалы, например, «римский бетон».
Древнеримская архитектура тяготела к возвеличиванию власти императора, поэтому и строились в большом количестве грандиозные сооружения. Масштабность строительства повлияла на совершенствование его техники. Римляне научились строить кирпично-бетонные конструкции, которые позволяли осуществлять перекрытия больших пролётов зданий.
Несмотря на огромный фронт работ, им удавалось сокращать сроки строительства за счёт рационального распределения обязанностей и определения строительных специальностей.
Одно из самых значительных римских купольных строений – Пантеон – храм, построенный во имя всех богов и провозглашавший идею об объединении всех народов (разумеется под властью римского императора).
Многочисленные римские здания, которые простояли тысячи лет, является прямым доказательством более высокого качества римского бетона по сравнению с современным промышленным, здания из которого начинают разрушаться менее чем через 40-50 лет после строительства!
Секрет римского бетона
Создание «римского бетона» явилось большим прорывом в античном строительстве. Изобретённый метод кладки, позволял сокращать время постройки и совершенствовать её форму. Секрет долговечности этого древнего бетона был открыт совсем недавно. Раствор, сделанный на основе мелкого камня и обычного песка с добавлением вулканического пепла становился водонепроницаемым, химически стойким и настолько прочным, что постройка становилась монолитной и не способной к разрушению.
В 2013 году новостным центром Калифорнийского университета в Беркли, была опубликована статья, в которой был впервые описан механизм, благодаря которому надстабильное соединение кальций-алюминий-силикат-гидрат связывает материал. В процессе его производства в атмосферу выбрасывается меньше углекислого газа, чем при производстве любого современного бетона.
К его недостаткам следует отнести более длительное время сушки и несколько меньшую прочность, чем у современного бетона, несмотря на большую долговечность. Не случайно толщина стен римских зданий больше, чем у современных. Однако, римский бетон набирал свою прочность еще несколько десятков лет после окончания строительства, чего у современных бетонов практически не наблюдается.
Причина недолговечности зданий из современных бетонов
На фотографии видно, что современный бетон достаточно быстро разрушается.
Мы заинтересовались вопросом о том, почему римский бетон был так долговечен, и почему бетонные здания XX-XXI веков стали менее долговечными?
Оказалось, этим вопросом интересовались не только мы: в технической литературе представлены многочисленные случаи преждевременного разрушения бетонов различных сооружений, как правило, построенных в течение последних 30-40 лет. В настоящее время скорость разрушения бетонных сооружений выше, чем в прошлом. Причём в числе этих бетонов как естественного твердения (залитые прямо на стройке), так и пропаренные (конструкции заводского изготовления). Многочисленность выше перечисленных фактов заставляет предполагать наличие общей причины снижения долговечности цементных бетонов за последние 40 лет.
Опытами, проведенными американскими учёными в 1910-1930 годы, установлено, что в течение 20 лет прочность бетонов увеличивается в 2,5-3 раза.
Первыми (30-е годы прошлого столетия) исследованиями было установлено, что прочность увеличивается вдвое за первые 5 лет, и прирост наблюдается в течении более 20 лет.
Последующие исследования (40-50-е годы) показали, что прочность увеличивается в 2 раза за первые 10 лет, и прирост прочности наблюдается в течение первых 15 лет.
Исследованиями, проведенными в 60-х годах, выявлено, что прочность в 2 раза не увеличивается вовсе, и прирост прочности наблюдается в течение примерно 10 лет.
Современные исследования, проведенные в различных странах, в том числе и в России, показали, что некоторые виды бетона (например — пропаренные) дают прирост прочности только в течение 1 года.
Что произошла? Почему до середины XX века бетоны набирали прочность со временем, а потом перестали?
Оказалось, что с целью удешевления строительства требовалось сократить расход бетона и время его затвердевания до набора необходимой прочности, следовательно было необходимо увеличить скорость твердения бетона. Это было достигнуто применением тонкомолотых быстросхватывающихся цементов, применением присадок, увеличивающих скорость твердения, применением тепловой обработки.
Казалось бы, задача решена?
Однако, за всё приходится платить! В отличие от старых грубомолотых цементов, раствор из которых набирал прочность в течение последующих двадцати лет и потом мог стоять веками, современный бетон набирает 50% прочности в первые три дня, 75% в течение 28 дней, и 100% за год, после чего дальнейшего упрочнения уже совсем не происходит! В результате мы получили быстрое, дешёвое и недолговечное строительство, что опять-таки выгодно строительным компаниям, поскольку они заинтересованы в непрерывном сносе старых зданий и строительстве новых!
Как всегда, довольны все, кроме потребителя — владельца дома, который рассчитывал, что его «каменный» дом простоит сто лет, а на самом деле первые признаки разрушения появляются уже через пятнадцать!
Сколько лет простоит каркасный дом по сравнению с домом из пенобетона?
Те, кто строят дом из пенобетона, надеются на его большую долговечность по сравнению с деревянной каркасной конструкцией и поэтому готовы платить за него большие деньги.
Это понятное желание, но увы — их ожидания вряд ли оправданы. Дело в том, что современный бетон гораздо менее долговечен чем римский, к тому же в производстве пенобетона используются в целях удешевления производства далеко не лучшие сорта цемента. Если добавить к этому высокую пористость и низкую плотность пенобетонных конструкций по сравнению с монолитными бетонными зданиями Древнего Рима, то становится понятно, что срок жизни пенобетонного дома не более нескольких десятков лет!
Кстати, качественно сделанные деревянные каркасники спокойно стоят 70-100 лет, и при этом продаются! Например, этот каркасный дом плоащдью помещений 196 квадратных метров построен в США в 1900 году, т.е. 118 лет назад (на момент написания статьи). В 2018 году он продавался за 209000 долларов, что составляет в переводе на рубли по курсу 13 977 000 рублей!
Не конструкция определяет стоимость дома, а качество изготовления, дизайн, размер и расположение участка!
Похожие статьи
Шведские каркасные дома — от старинных до современных
Как правильно выбрать котёл для Вашего дома?
Бетон изобрели в Древнем Риме?
Это очень распространённая версия, которая одновременно верна и неверна.
На землях, некогда принадлежавших Древнему Риму, найдено множество отлично сохранившихся построек из монолитного бетона. Римляне столь искусно владели этой технологией, что выводили из бетона не только массивные блоки, но и колонны, стены, своды и даже купола.
Способ возведения подобных куполов, между прочим, до сих пор вызывает у учёных множество вопросов. Из бетона выстроен и Рынок Траяна (2 в. н. э.) – многоэтажный древнеримский торговый комплекс, неплохо сохранившийся до наших дней.
Или вот, скажем, Колизей (конец 1 в. н. э.) – один из величайших цирков Древнего Рима. Возведённый из бетона и облицованный поверх мрамором и кирпичом, после падения Рима он столетиями использовался как крепость – и простоял практически целеньким до середины 14 века, когда сильное землетрясение, наконец, его заметно повредило. Предприимчивые горожане растащили обломки и обколупали облицовку: из колизейского камня построено немало известных зданий более позднего Рима. Но основная конструкция сохранилась, потому что залитый в опалубку монолитный бетон попробуй-ка, разбери на куски!
Но на самом деле, как и многое другое, идею бетона (смеси цемента с наполнителем из мелких камней) и самого цемента древние римляне заимствовали у ещё более древних греков. Известен, например, неплохо сохранившийся водопроводный резервуар в древнегреческом городе Мегара, конструкции которого были обмазаны слоем материала, уже очень похожего на цемент.
И самое главное – покопавшись в этом цементе, мы уже можем обнаружить тот самый таинственный ингредиент, который впоследствии сделал древнеримские постройки настолько крепкими. В состав греческого цемента входил вулканический пепел, имеющий в наши дни своё особое название — «пуццолан». Добывали его тогда в холмах у города Путеолы (сейчас – Поццуоли) в районе вулкана Везувий.
Особенно интересно наблюдать этот химический процесс на морских постройках. Например, вот созданная при помощи римских строительных технологий гавань Ирода Великого в Кесарии (1 век до н.э.) – порт и комплекс защитных морских сооружений, материал которых стал предметом исследования. Бетонные молы и пирсы Кесарии почти две тысячи лет непрерывно омывались морскими волнами, частично уходя под воду. Реакция шла и шла, образование Al-тоберморита в бетонном монолите неторопливо продолжалось годами, десятками, сотнями лет… Может быть, идёт и сейчас. Бетон портовых сооружений становился всё прочнее, и теперь только наши далёкие потомки смогут сказать, сколько ещё тысячелетий простоят эти руины.
Римские строители знали множество способов применения бетона, однако ими же была введена и стандартизация состава бетонных смесей – римляне, со свойственной им педантичностью, нормировали множество технологий, что сделало многие достижения римской цивилизации весьма долговечными, но это отдельная интересная история.
Так вот, благодаря удачному химическому составу и соблюдению нормативов древнеримский бетон оказался более прочным и надёжным, чем современный. Прочность бетона в зданиях, построенных в наши дни, рассчитана примерно на 100-120 лет. А вот римские постройки уже продержались две тысячи лет – и переживут ещё нас с вами.
Если вам понравилась эта статья — поставьте лайк. Это сильно поможет развитию нашего канала, а также новые статьи из нашего канала будут чаще показываться в вашей ленте. Также будем рады, если вы подпишетесь на наш канал.
“Римский бетон”. Возможно ли повторить?
Как известно смеси подобные бетонным начали изготавливать очень давно. Есть он и в старинных городах, таких как например Аркаим. Этому городу как уверяют археологи более 4000 лет. Но его фундамент не разрушился и сохраняет прочность до сих пор. Как его делали? Ученые толком не знают, но ответы есть в старинных описаниях.
Из книги Л.Брониш, В.Фишер “Краткое руководство к строительному искусству и архитектуре” 1913 г.
Завод по производству бетонных смесей начала XX века.
228д- описание ниже.
Из книги Л.Брониш, В.Фишер “Краткое руководство к строительному искусству и архитектуре” 1913 г.
Описанная, применяемая на заводе технология мало чем отличается от современной, разве, что сегодня все более механизировано и автоматизировано. Сам же способ изменился незначительно.
Из книги Л.Брониш, В.Фишер “Краткое руководство к строительному искусству и архитектуре” 1913 г.
В древних книгах есть описание приготовления смеси, которая крепка как камень и сегодня, хотя прошло несколько тысячелетий.
Самое главное, писали в старинных книгах, сделать так, чтобы смесь после застывания превратилась в камень. Так сказать в единый монолит. Для этого древние не рекомендовали применять гравий,а только известняк в виде щебня.
Сам состав очень простой, смесь извести (гашеной не менее 8-10 лет), песка и щебня с водой, также в состав добавляли и обожженную глину, причем не любую, а так называемую впоследствии гидравлической.
Это известная многим синяя глина. Сегодня ее применяют для лечебных целей, а раньше для создания крепчайшего бетона.
Бетонная смесь сделанная с применение синей глины схватывается даже под водой и может продержаться в воде тысячелетия.
Основными связующими компонентами для таких смесей были кальций, магний и другие компоненты находящиеся в сапропеле.
Сапропе́ль ( «гнилой» + «глина; ил, грязь») — многовековые донные отложения пресноводных водоёмов, которые сформировались из отмершей водной растительности, остатков живых организмов, планктона, также частиц почвенного перегноя, содержащий большое количество органических веществ, гумуса: лигниногумусовый комплекс, углеводы, битумы и другие в коллоидном состоянии.
Активно применяли свойства слюды вступать в реакцию с глиной, известью и песком и способность образовывать как бы монолитную структуру. Для этого ее толкли в порошок и добавляли в смеси.
Мне не хотелось бы критиковать современный бетон, но приходится признать, что срок его службы ограничен небольшим временем, по сравнению с древним бетоном. Через 40-60 лет бетонные конструкции начинают сыпаться и разрушаться потому, что сегодня не получилось создать монолитный камень или просто нет необходимости в этом.
Из книги Л.Брониш, В.Фишер “Краткое руководство к строительному искусству и архитектуре” 1913 г.
В приведенном отрывке есть практически полный ответ как сделать так, чтобы бетон не разрушался и не боялся воды и перепадов температуры. Разговаривая с современными профессорами изучающими бетонные смеси, пришел к печальному выводу, что разработки есть и качественные бетоны можно получить, но это “экономически не выгодно” производителю.