Коротка історія бетону: від 10000 років до н.е. до роздрукованих на 3D-принтерах будинків

Римляни використовували бетон в усіх будівлях від громадських купалень до Колізею. Наші сучасні бетонні конструкції, на жаль, так довго не простоять
4994 07.03.2019 в 13:54





ЛІТОПИС БЕТОНУ


«Практично всі бетонні конструкції, наявні сьогодні, мають бути знесені, окрім хіба Пантеону у Римі. Хоч це і буде коштувати трильйони доларів», - пише Роберт Курланд (Robert Courland) у своєму дослідженні «Бетонна планета».

Зараз продовжуються дебати про те коли і де використовувався перший бетон: храмі Гьобеклі Тепе в сучасній Туреччині, що був побудований з використанням Т-подібних стовпів різьбленого вапняку приблизно 12 000 років тому; жителями Сахари, що використовували ранні бетони, щоб зробити цистерни підземної води 8000 років тому; стародавніми єгиптянами, що використовували гіпс і вапно для будівництва культових споруд. Але ніхто не заперечує, що першими людьми на Землі, які використовували бетон так як і ми сьогодні, були давні римляни.





Римляни використовували його в усьому, починаючи від бань, гаваней, акведуків до Колізею, систематизуючи його виробництво і застосування від третього століття до нашої ери до падіння імперії в п'ятому столітті нашої ери. На відміну від сучасного залізобетону, який може залишатися монолітним близько ста років без капітального ремонту або заміни, багато римських бетонних конструкцій залишаються міцними на багато століть більше.


ДІЗНАЙТЕСЬ БІЛЬШЕ ЦІКАВИХ ФАКТІВ ПРО БЕТОН:

СПЕЦТЕМА: Тиждень бетону на Білд Порталі (ОНОВЛЮЄТЬСЯ)


З 4 по 7 березня ми публікуємо ряд матеріалів щодо проблематики сучасного будівництва з бетону, його використання та утилізації.



Ключем до їх довголіття є використання вулканічного попелу або пуццолани (pozzolana). Сучасний бетон є сумішшю цементу на основі вапняків, води, піску та добавок таких як гравій. Рецепт для бетону, встановлений архітектором Вітрувієм у першому столітті до нашої ери, включав пуццолану і шматки вулканічної породи, відомої як туф. Коли мова йде про римські морські бетони, які використовуються для побудови причалів і хвилерізів, дослідження, опубліковані в 2017 році, показали, що додавання морської води в суміш фактично зміцнило ці структури з плином часу, роблячи їх більш твердими і стійкими протягом тисячоліть.




Найбільш вражаючим прикладом універсальності  та стійкості римського бетону є Пантеон, який художник та скульптор Мікеланджело в часи Відродження назвав «ангельським, а не людським». Він як і раніше виглядає вражаюче сучасним і залишається найбільшим неармованим бетонним куполом у світі навіть 19 століть (!) після його побудови.

Відкритий після 1400 років

Окрім лише кількох ізольованих винятків близко 1400 років після падіння Західної Римської імперії бетон не використовувався у великих масштабах у будівництві. Винахід залізобетону та армування надав матеріалу нове життя. Це сталося у Франції в середині 19 століття і Франсуа Койньє, по-суті, заново винайшов не лише сам матеріал, а й розширив його використання. Армований бетон у той же час активно популяризувався каліфорнійським інженером Ернестом Рансомом, який використовув залізне (а пізніше і сталеве) армування для поліпшення міцності на розрив.




Перша будівля з армованого бетону  Рансома – склад компанії Арктік Ойл Компані Воркс (Arctic Oil Company Works) в Сан-Франциско, була побудована в 1884 році. П'ять років потому Рансом побудував Олворд Лейк Брідж (Alvord Lake Bridge) у парку Golden Gate - перший залізобетонний міст у світі. Склад був знесений в 1930 році, але міст Олворд Лейк зараз залишається найдавнішою збереженою залізобетонною конструкцією. Сам Рансом не брав участь у будівництві першого в світі бетонного хмарочоса, 16-поверхового Ingalls Building в Цинциннаті в 1903 році, але це було б неможливим без його методу армування.

Тим часом американський винахідник Джордж Бартолом'ю побудував першу в світі повністю бетонну вулицю в місті Бельфантейн (Bellefontaine), штат Огайо. Бетонні дороги є довговічнішими в порівнянні з асфальтовими, які виготовляються з використанням бітуму. Технологія доволі швидко почала широко застосовуватися в масштабах всієї системи автомобільних доріг США. Оригінальна бетонна вулиця Бельфантейн, побудована у 1891 році, існує і у наш час.




Наприкінці літа 1906 року, невдовзі після руйнівного землетрусу в Сан-Франциско, відомий промисловець, винахідник та один із піонерів електрики, Томас Едісон анонсував свою пропозицію масового випуску бетонних будинків, які будуть стійкими до вогню і поштовхів, а також невразливими для термітів, грибів і цвілі. Будинки міста мали бути побудовані з залізобетону кожний окремо протягом декількох десятиліть і були дорогими. План будівництва Едісона в промисловому масштабі мав на меті зниження цін та пришвидшення темпів будівництва. Мешканці змогли б сидіти на меблях з бетону дизайну Едісона, зберігати свіжі продукти харчування в його бетонному холодильнику і працювати у своєму бетонному кабінеті.





"Я збираюся жити, щоб побачити день, коли будинок робітника може бути побудований з бетону за тиждень", сказав Едісон. "Якщо мені це вдасться, то я переселю з халуп до нових будинків всіх". З цією метою винахідник оголосив, що віддасть свою запатентовану технологію безкоштовно будь-кому, хто обіцяє залишити більшість нових будинків для робітників і збільшить ціну на них не більше ніж на 10% прибутку від собівартості. Тим не менш, пройшло 10 років поки такі будинки були вперше побудовані у США.  Кілька проектів бетонних будинків були запущені в різних куточках країни, включаючи найвідоміший з них Місто Цементу (Cement City) в Донорі, південній околиці Піттсбурга, однієї із її промислових столиць. Але мрія про дешеві та просторі бетонні будинки так і залишилися мрією через дорогу землю та технологічну складність таких великих проектів.




Архітектор Френк Ллойд Райт у той же час вирішив реалізувати потенціал залізобетону для створення абсолютно нових форм. Його перша бетонна будівля - Храм Єдності (Unity Temple) 1908 року в Оук-Парк, штат Іллінойс - вважається першою сучасною будівлею в світі. Він використовував цей матеріал у багатьох своїх проектах, включаючи, мабуть його найвідомішу роботу - Fallingwater у Mill Run, штат Пенсільванія - де підвісні консолі були спроектовані над невеликим водоспадом місцевого струмка.




В 1930-ті роки було побудовано греблю Гувера на річці Колорадо поблизу Лас-Вегаса. У той час вона була  найбільшим бетонним проектом з усіх коли-небудь виконаних. На її побудову використали більше 3 млн кубометрів бетону. Хоча вже зовсім скоро цей рекорд був побитий дамбою Гранд Кулі (Grand Coulee) на річці Колумбія. Обидва ці рекорди проектів були побиті ГЕС «Три Ущелини» у Китаї, де було використано 27 млн кубометрів.




Протягом 1950-х років далекоглядні архітектори використовували бетон для все більш екзотичних і авантюрних форм. "Немає жодних причин для розробки більш простих і прямолінійних будівель", - сказав один з найбільших піонерів матеріалу Оскар Німейєр, "тому що з бетоном ви можете охопити практично будь-який простір". Звичайно, поряд з прекрасними формами, які мріяли такі таланти, як Німейер і Ллойд Райт, сучасний бетон також є кращим матеріалом для руйнуючих душу офісних блоків і сірих багатоповерхових паркінгів. Його незграбні сірі блоки є повсюдними - їх можна знайти в кожній країні.



Незважаючи на зростаючі екологічні проблеми, бетон залишається вибором для більшості будівельників, оскільки технології 3D-друку пропонують йому нове життя. Це надрукований на 3D-принтерах міст у Шанхаї та перші в світі житлові будинки з бетону з використанням лише 3D-принтерів в Ейндховені , Нідерланди.

Але жодна з цих сучасних споруд не переживе Пантеон – будівлю, що не має армованих сталевих елементів. «Арматура зробила сучасний світ можливим», - пише Курланд, - але з точки зору довголіття, залізобетон не відповідає тому, що використовували римляни. Протягом десятиліть [арматура] іржавіє… і буде розширюватися достатньо, щоб зробити тріщини в бетоні. Вражаюча міцність на розрив багатьох наших споруд є лише тимчасовою.”


За матеріалами https://www.theguardian.com

Похожие статьи:
06.03.2019
2805
Новий аеропорт Пекіна є лише останнім мегапроектом, який наочно показує що Китай використовує більше...
Строительство и Архитектура в развитых странах мира