Таинственность очевидного - Новиков Энергий Алексеевич
В будничной жизни мы не придаем глине значения. Скорее, она приносит хлопоты, особенно в мокрую погоду. Такая скользкая и прилипчивая. Но если взглянуть на нее по-иному, может открыться ее неожиданная польза.
Почему кирпичи?
Они тоже начинались с глины. Глиняное тесто было хорошо знакомо древним людям. Из него лепили жилища, посуду и многое другое. Особенно в жарких странах, где солнце быстро подсушивало пластичную массу. Затвердев, она сохраняла задуманную человеком форму. Это свойство глины породило и всем известные кирпичи. Уже в Древнем Риме их применяли очень широко. В труде «Десять книг об архитектуре» Витрувий писал: «Их можно делать весной или осенью, чтобы они равномерно просушивались… В Ютике при сооружении колодцев пользовались только сухими кирпичами, изготовленными за 5 лет до строительства и проверенными властями». Так же делали и черепицу.
Ныне кирпичи изготовляют разного размера и формы, состава и цвета. Самые распространенные — обожженные, глиняные. Широко используются силикатные, выполненные из смеси извести и песка. Цвет кирпичам также дарят различные полезные ископаемые. Добавка порошка железной руды придает им темно-красный тон, мела — белый.
Все чаще появляются искусственные кирпичи, созданные из различных когда-то бесполезных материалов. Например, зольные. В любой золе могут остаться несгоревшие крупинки угля. Это очень хорошо. Когда бруски зольного теста раскаляют в печах, уголь вспыхивает. Тут и жар свой, и поры возникают от выгорающих частиц. Кирпич получается легкий, прочный, а топлива для обжига требует гораздо меньше. Искусственные кирпичи можно делать из любых отходов горнорудной промышленности. Даже из шлака, остающегося после сжигания мусора. Ведь он побывал в огне, поэтому стал огнестойким.
Мы знали, что кирпичам необходим обжиг. Однако уже есть заводы, где из любых отходов в смеси с водой, цементом и другими химическими веществами делают тестообразную массу. Автоматы прессуют из нее нужного размера блоки. День сушки. Дешевый и прочный искусственный кирпич готов.
Задумывались ли вы: «Почему в древности и в наше время размер и форма кирпичей оставались почти всегда неизменными?». Многовековая практика строительства подтвердила: они наиболее удобны для рук каменщика.
В наше время специалисты ищут новые способы создания искусственных кирпичей. И подчас многое берут у природы, изучают ее силы, которые порождают и разрушают горные породы. Даже страшное извержение вулканов может подсказать путь для технического решения. Создана установка, имитирующая активные вулканические процессы. Она «извергает» расплавленную лаву, приготовленную из глины. В результате получаем легкий, пористый и прочный искусственный камень нужной формы.
Итак, почему кирпичи стали одними из первых среди искусственных строительных материалов? Наверное, достаточно ясно.
Земляная пудра
Сначала заглянем в недра Земли. Там прячется серый мягкий мергель. Его размалывают, добавляют немного других минеральных смесей, обжигают в длинных вращающихся печах при температуре свыше 1000 °C. Спекшуюся массу снова размалывают. Превращаясь в нежную серую пудру, она одновременно становится тем главным, из чего потом создаются прочные плотины гидроэлектростанций, фундаменты и стены зданий, даже памятники и скульптура. Для этого пудру смешивают с песком или гравием, добавляют воду. Потом вязкая масса твердеет, становится прочным бетоном. Лучшим строительным материалом нашего столетия считают этот первоклассный по качествам искусственный камень. Знали о нем давно. В знаменитой «Естественной истории» Плиния Старшего можно прочесть: «…Надо смешать пять частей чистого гравийного песка, две части негашеной извести и обломки силекса (лавы)… после чего утрамбовать смесь железными бабами».
Чтобы изготовить бетон, можно взять золу, уловленную фильтрами при сгорании угля. В качестве цемента подойдут и размолотые шлаки — отходы металлургических заводов. Крепкий щебень, добываемый из недр, тоже нелишний. Для получения бетонной смеси подойдут и супесь, и суглинки. В общем, самые распространенные и имеющиеся повсюду мелкозернистые грунты. При этом «убивают сразу двух зайцев». Во-первых, ликвидируют отвалы. Во-вторых, не создают дорогостоящих горнодобывающих предприятий. Универсальные шлако-щелочные бетоны созданы недавно украинскими учеными. Они дадут стране экономию в миллионы рублей. Это — уже современность. Но она зарождалась в далекой древности.
У строителей Новгорода итальянского вулканического порошка под руками не было. Они добавляли в раствор извести перемолотые в пыль кирпичи, черепицу. Брали, как говорят ныне, отходы производства — бракованные материалы. Называли смесь цемянкой.
В начале XVIII века на Руси уже была создана государственная служба по горным вопросам — Бергколле-гия. Сюда в 1719 году обратился Герасим Пустынников с известием о находке цементного камня. «А как я оного сементу изучился делать, — писал он, — то оного наделал пуд з две тысячи, который привез в Санкт-Петербург и отдал в Адмиралтейство. А каков семент из оного камня делаетца, тому прилагаю при сем пробу».
С тех пор мергель стал основным сырьем для производства цемента. В 1825 году российские строители получили книгу Егора Челиева «Полное наставление, как приготовить дешевый и лучший мергель или цемент, весьма прочный для подводных строений, как-то каналов, мостов, бассейнов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений». Название весьма подробное. Для того чтобы сразу узнали ценность земельной пудры.
А в Англии в 1824 году, стремясь сохранить тайну производства, Джеймс Аспдин запатентовал открытый им очень прочный портландцемент. Добавочное имя «портланд» произошло от названия полуострова на юге Великобритании.
Вот так в нашу жизнь входил известный всем «каменный клей», изобретенный человеком. Он поистине подобен крепчайшей горной породе. Бетон, приготовленный из качественного цемента, со временем становится прочнее.
Эх, дороги…
О них слагают красивые песни. Клянут, подчас, их шоферы и путники за ухабы и грязь. Такова судьба дорог. Никто не считал многомиллионноверстые дороги, словно причудливой паутиной, опутавшие Землю. Большинство из них не протоптано, а искусно проложено среди скал и равнин, болот и песков.
Сейчас асфальт стал самым распространенным материалом для покрытия дорог. Состоит он из щебня, песка и битума. Кажется, недавно пришел он на смену булыжной мостовой и недолговечным деревянным шашкам, которыми наши предки мостили улицы. Но это не так. Людям асфальт известен давно — много тысячелетий. В переводе с греческого это слово означает «вечный». Однажды в Азербайджане археологи нашли в раскопе серп. Он был сделан из дерева. Канавка на внутренней стороне его была усеяна острыми камешками, которые были прикреплены асфальтом. В Пакистане, в городе Мохенджо-Даро, есть самый древний в мире бассейн. Он облицован асфальтом пять тысячелетий назад.
Первые асфальтовые дороги появились в Европе только в начале XVIII века. Говорят, их рождение связано со случайностью. Крестьяне Швейцарии возили асфальт на телегах с гор, где находилось небольшое месторождение. Не каждый возница отличался аккуратностью. Груз падал на дорогу. И чем больше, тем лучше становилось ездить по ней. Дожди не превращали дорожное покрытие в грязь.
Нынче в дело пошли и промышленные отходы. Это шлаки, отходы от переработки нефти. Все то, что, будучи просто выброшенным, наносит вред природе. Мы с гордостью считаем: вот проявление научно-технической смекалки наших современников. Но так ли это? Оказывается, еще древние римляне брали из кузнечных горнов шлак и засыпали им дороги. Великий путь инков на отдельных участках был покрыт битумом. Значит, асфальтовое покрытие старо, как мир.
Впрочем, есть исключения. Автомобилисты очень не любят битое стекло. Чуть что — и прокол шины! Между прочим, некоторые из них ездят по дорогам, основание которых засыпано битым бутылочным стеклом, смешанным с асфальтом. И никаких аварий! Появилось даже новое дорожное покрытие — гласасфальт. «Глас» — по-немецки стекло. Есть и резиновые, и пластмассовые покрытия, не говоря уже о «бетонках». Главное — все это не предусмотрено природой. Не будь на Земле человека, не было бы ни таких дорог, ни песен о них.
