СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

В XX веке отрицательное отношение к использованию древесины возникло из-за веры в прогрессивность индустриализации. Она была отброшена как «устаревший материал», а использоваться стали «современные строительные материалы» — бетон, сталь и пластмасса. В конце 20-го века деревянное строительство возвращает утерянные позиции. Современные технологии позволяют исправить главные недостатки дерева как строительного материала: склонность к гниению (антисептики), пожароопасность (антипирены) и т.д. Изменения касаются и дизайна, который уже не назовешь ограниченным. Но главное, дерево - это экологичный материал, а современный мир все больше думает об экологии.

XXI век поставил перед домостроителями совершенно новые задачи. Применение высокоэффективных строительных материалов и конструкций позволило воплотить на более высоком уровне традиционную для России архитектурно-строительную систему деревянного домостроения: из массивной древесины (со стенами из профилированного бруса и оцилиндрованных бревен); каркасное и панельное.

Отработанная веками технология деревянного домостроения с применением современного инструмента и механизмов позволяет значительно сократить сроки строительства, а применение современных защитно-декоративных составов — значительно продлить жизнь деревянному дому.

С дерева началась история строительства. К дереву мы и возвращаемся. Как и к строительству саманных, грунтовых и других домов из натуральных материалов. Кроме экологического аспекта, это, возможно, позволит несколько удешевить строительство и облегчить жилищную проблему. Тем более, в такой стране, как Россия, с многовековым опытом деревянного домостроения.

3. Кирпич

Из всех строительных материалов древнее кирпича только камень и дерево. Раскопки в Месопотамии, Египте и других очагах цивилизации свидетельствуют, что из «глиняного камня» грандиозные сооружения возводили задолго до нашей эры.

Археологами были найдены кирпичи на Среднем Востоке, возраст которых может быть более 10 000 лет. Ученые высказали предположение, что эти кирпичи могли быть сделаны из глиняной массы, которая образовалась после затопления рекой близлежащих территорий. Глина и грязь формировались в кирпичи вручную и затем высыхали на солнце. Структура кирпичей показала, что масса для их изготовления делалась из глины и смолы в качестве основы.

Поначалу строители использовали необожженный кирпич. Этому помогало жаркое солнце, под лучами которого глина высыхала и становилась твердой, как камень. Обжиг в печах освоили древние египтяне несколько тысяч лет назад. На изображениях, сохранившихся со времен фараонов, можно увидеть, как получали кирпичи и как строили из них здания.

Самым древним типом кирпичей в западном полушарии считается такой тип кирпичей как саман. Саман изготавливался из известковой пористой глины с добавлением смолы, кварца и других минералов, а затем оставлялся сушиться на солнце. Известковую пористую глину можно обнаружить в сухих регионах по всему миру, но, в основном, она добывается в Центральной Америке, Мексике и юго-западных территориях Соединенных Штатов Америки. Пирамида Солнца была создана из самана древним племенем ацтеков в пятнадцатом веке и до сих пор остается не разрушенной. В отличие от современного кирпича тот, древний, был квадратным и плоским (стороны 30-60 см, толщина всего 3-9 см).

Велико значение кирпича и в архитектуре Месопотамии и Древнего Рима, это особенно заметно на территории Древней Италии, где господствовали этруски. Они не только возводили свои храмы из сырцового кирпича, но и украшали их терракотовыми деталями. Кирпич в постройках того времени уже приобретает более привычную для нас продолговатую форму.

В Византии обожженный кирпич многие века был основным строительным материалом. Кладка выполнялась на известковом растворе, в который добавляли толченую кирпичную крошку. Иногда ряды чередовались с каменными. Средневековые зодчие продвинулись значительно дальше своих "древних" предшественников и использовали не только конструкционные возможности кирпича, но и декоративные. Наряду с узорной кладкой широкое применение получило ее сочетание с терракотовыми и майоликовыми деталями.

В конце X века с возрождением городов начали строить кирпичные жилые дома в два-три этажа с мастерскими и лавками внизу. Была придумана узорная кладка, часто использовали кирпич с фигурной поверхностью, покрытый прочной блестящей глазурью. Правда, стоило это немалых денег, и позволить себе такую роскошь могли лишь богатые заказчики — короли, монастыри, крупные феодалы.

Европа благодарно впитывала в себя опыт народов и тысячелетий. На территории Германии кирпич дал название целому стилю в архитектуре - кирпичная готика господствовала здесь на протяжении XII - XVI веков.

На Руси кирпич узнали примерно в IV веке. Из него возводили стены крепостей, храмы, терема, клали печи. В XI-XII веках применяли тонкие, очень тяжелые плиты разных размеров — плинфы. А в XV веке появился кирпич, похожий на современный, — в форме бруска. Именно в это время и начался расцвет «кирпичного дела». В 1475 году в Москву из Италии был приглашен архитектор Аристотель Фиораванти для постройки Кремля. А начал он строить не сам Кремль, а фабрику с особой обжиговой печью. Скоро она стала давать отличный кирпич. В честь архитектора его прозвали «Аристотелев кирпич». Из такого «глиняного камня» были возведены также Новгородский и Казанский кремль, собор Василия Блаженного и многие другие выдающиеся сооружения.

При Петре 1 качество кирпича оценивалось очень строго. Привезенную на стройку партию кирпича просто сваливали с телеги: если при этом разбивалось более 3 штук, то вся партия браковалась.

В середине 19 века были построены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, обусловившие переворот в технике производства кирпича. В это же время появились глинообрабатывающие машины бегуны, вяльцы, глиномялки. Первые машины для производства кирпичей работали на паровой тяге, а в качестве топлива для обжига кирпичей использовалось дерево или уголь. В наше время более 80% всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200 млн. шт. в год.

Современные разработки позволили расширить ассортимент кирпича и довести этот строительный материал до совершенства по внешним и технико-технологическим параметрам. Используемый сегодня кирпич обладает всеми свойствами натурального камня, то есть, в первую очередь прочностью, водо- и морозостойкостью.

Еще один параметр керамического кирпича - пустотность. В маркировке обычно указывают, полнотелый кирпич или эффективный, т.е. содержит ли его тело пустоты в виде сквозных отверстий различной формы. Наружные стены, выложенные из такого кирпича, теплее, чем стены из полнотелого, потому что пустоты в кирпиче уменьшают теплопроводность материала. Заметим, что на прочность кирпича пустотность совершенно не влияет!

Кирпичное производство достигло большого видового разнообразия продукта в зависимости от конечной цели его использования: пустотелый и покрытый специальными полимерами, колотый полнотелый и лицевой с рельефной поверхностью, кирпич, окрашенный в объеме и т.д. Многообразие вкупе с прочностными характеристиками сделало кирпич одним из лидеров в области возведения не только многоэтажных домов в городе, но и частных построек за его пределами. Сегодня все больше людей, стремящихся жить вдали от шума и суеты, выбирает в качестве материала для строительства собственного жилья именно кирпич. Это и понятно, ведь он наиболее долговечен и идеально держит тепло. Кроме того, кирпич - экологически чистый материал, соответствующий всем сегодняшним стандартам строительства.

Эволюционируя на протяжении тысячелетий, кирпич сохранил все свои достоинства. И в наше время, как в древности, когда кирпич изготавливали из илистого грунта с добавлением измельченной соломы, и позднее, когда сырьем для него стали легкоплавкие глины и суглинки, в которые подмешивали песок, древесные опилки, золу и другие минеральные компоненты, основой "кирпичного теста" являются глина, вода и песок.

В мире у строителей есть свой "кирпичный" рейтинг. Например, в первую пятерку входит кирпич немецкого и голландского производства. И так же высоко ценится бельгийский кирпич. В Бельгии есть свои карьеры и заводы, которые производят настоящий керамический кирпич, не прессованный - его обжигают, как посуду из фарфора. Он еще называется hand forme - ручной формовки. Конечно, сейчас ту работу, которую раньше люди делали своими руками, выполняют машины. Но его производство не сравнить с обычным процессом, когда на ленте ползет "колбаса" из сырья, и автомат ее просто режет проволокой.

Хороший кирпич отличается тем, что его качество однородно. Вся партия, которая заказана для строительства дома, будь то коттедж или многоэтажное здание, будет выполнена как единое целое. Бельгийский кирпич отличается широкой гаммой цвета и фактуры. У них есть четыре типа размера, в том числе и совсем узкий кирпич, из которого в Европе строят не только коттеджи и многоквартирные дома, но и костелы. Бельгийские производители выпускают кирпич нескольких серий: в одной - кирпич однородного цвета, в другой - есть вкрапления-изюминки (таким кирпичом хорошо украшать фасады), в третьей - кирпич такого сложного, "вибрирующего", цвета, что его даже описать трудно. Есть серия "Ностальжи" - кирпичи из нее выглядят так, как будто их вынули из стены трехсотлетней давности. И цвет у бельгийского кирпича может быть какой угодно: есть не только масса оттенков красного и розового, но и черный, и белый.

4. Вяжущие и Цемент

Одним из первых вяжущих стройматериалов была обычная глина. Широкое распространение глинистых пород в природе и простота приготовления из них вяжущего материала обусловили его применение. Однако со временем из-за слабых вяжущих ее свойств и малой стойкости во влажных условиях глина перестала удовлетворять требованиям строителей. Примерно 3000-4000 лет до н.э. были найдены способы получения искусственных вяжущих путем обжига некоторых горных пород и тонкого мельчения продуктов этого обжига. Первые искусственные вяжущие - строительный гипс (получаемый обжигом гипсового камня), а затем и известь (получаемая обжигом известняка) – применены при строительстве уникальных сооружений: бетонной галереи легендарного лабиринта в древнем Египте (3600 год до н.э.), фундаментов древнейших сооружений в Мексике, Великой Китайской стены, римского Пантеона.

Известь и глина способны твердеть и служить на воздухе, поэтому эти вяжущие материалы получили название воздушных. Все воздушные вяжущие характеризуются относительно невысокой прочностью. Со временем научились повышать водостойкость известковых растворов, вводя в них тонко молотые обожженную глину, бой кирпича или вулканические породы, известные под названием "пуццоланы". Так их называли древние римляне по месту залежей близ города Поццуолли. В Древней Руси производства вяжущих материалов связано с возникновением древних городов - Пскова, Новгорода, Киева, Москвы и др. Вяжущие материалы использовали при возведении крепостных стен, башен, соборов. В 1584 г. в Москве был учрежден «Каменный приказ», который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также производством извести.

Несколько тысячелетий гипс и воздушная известь были единственными вяжущими материалами. Однако они отличались недостаточной водостойкостью. Развитие мореплавания в 17-18 в потребовало для строительства портовых сооружений создания новых вяжущих, устойчивых к действию воды.

В 1756 году англичанин Д. Смит обжигом известняка с глинистыми примесями получил вещество водостойкое вяжущее, названное гидравлической известью. В 1796 году англичанином Д. Паркером запатентован роман-цемент, способный твердеть как на воздухе, так и в воде. В наше время вяжущие материалы утратили практическое значение, но до второй половины 19 в. они были основными для строительства гидротехнических сооружений. Интенсивное развитие промышленности в России в 18 в., когда было построено 3 тысячи промышленных предприятий, не считая горных заводов.

Рождение цемента произошло не так уж и давно - в 1822 году, когда русский строитель Егор Челиев получил вяжущий материал из смеси извести и глины. Свои результаты он изложил в книге «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы», изданной в Петербурге. Несколько лет спустя, он же выпустил книгу, где описал способ приготовления цемента и бетона, а так же плюсы его использования для кладки кирпичей при строительстве зданий и набережных.

Но родиной цемента нельзя считать только Россию. Так, в 1824 году англичанин Д. Аспинд получил патент на изготовление цемента. Он предложил следующий способ изготовления цемента: смешав известковую пыль с глиной и подвергнув эту смесь высокой температурной обработке, Аспинд получил ноздреватый серый материал (клинкер) и, размолов его и смешав с водой, получил при высыхании очень прочный материал. Этот строительный материал получил название портландцемент, Портланд - это город, где добывали камень, на который цветом и прочностью походил цемент, полученный Аспиндом.

Цемент практически сразу же оценили везде. Так, в 1875 году в России на базе нескольких цементных заводов Подольского уезда был создан цементный завод Московского Акционерного Общества. Основал этот завод, который впоследствии стал крупнейшим цементным заводом, московский купец Пороховщиков. Сейчас уже невозможно представить себе какое-либо строительство (будь то строительство нового дома, или реставрация старого, или даже внутренняя перепланировка квартиры) без использования этого материала.

Цемент сам по себе не является каким-то конкретным строительным материалом. Это общее название для определенной группы веществ, основными физическими характеристиками которых являются порошкообразность, вязкость и способность при смешивании с водой (в некоторых случаях с водными растворами солей) образовывать пластичную массу, которая при высыхании принимает камневидное состояние. Важно отметить, что процесс это односторонний, т. е. раз затвердев, цемент уже не сможет вернуться в свое первоначальное состояние. Основными составляющими компонентами цемента являются известковые, маргелистые, глинистые породы и всевозможные добавки (бокситы, шлак и т. д.). Этот сырьевой материал подвергают высокотехнологичной и высокотемпературной обработке, в процессе которой начальное сырье доходит до стадии полного или частичного плавления. Так образуются силикаты и алюминаты кальция, благодаря которым цемент и приобретает своё главное качество - высокую прочность.

Существует множество видов цемента, основные из них: портландцемент, шлаковые и пуццолановые цементы, глиноземистый цемент и специальные виды цемента (такие как кислотоупорный и т. д.).

Цемент является важной составляющей и других строительных материалов, например, бетона и железобетона, для строительных растворов и т. д.

Основная характеристика, которой обладает цемент, это, несомненно, прочность. В отличие от чисто природных материалов он практически не подвержен влиянию времени. Цемент, в зависимости от состава, при затвердевании обладает разной степенью прочности (она указывается на мешках с цементом буквой М).

5. Бетон

Известен бетонболее 6000 лет (Междуречье), широко использовался в Древнем Риме. После падения Римской Империи рецепт изготовления бетона был забыт на тысячу лет.

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко вглубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее - известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до н.э.

Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом "эмплектон" (emplekton). Встречается также слово "рудус" (rudus). Однако чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении стен, сводов, фундаментов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание "опус цементум" (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.

Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества. Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений. В частности, открытие римлянами свойств пуццолановых добавок, значительное улучшение состава бетона за счет использования чистых и даже в отдельных случаях фракционированных заполнителей взамен ранее применявшегося грунта, и тщательное уплотнение бетонной смеси, которому римляне уделяли большое внимание, и которое в значительной степени способствовало улучшению качества бетона. Предположительно, в период наивысшего развития бетона (2 век н.э.) римлянами были разработаны и новые виды вяжущих веществ типа романцемента, позволившие в значительной степени улучшить физико-механические и деформативные характеристики возводимых ими бетонных сооружений. Повышению долговечности бетона способствовали и географические условия Италии с ее теплым и влажным климатом, в то время как в других странах с более суровым климатом постройки из такого же бетона сохранились плохо. Даже сегодня не потеряли своей значимости и конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов, особенно в связи с тем, что, не умея бороться с растягивающими и изгибными напряжениями бетонных конструкций, римляне прекрасно "научили" их работать на сжатие. Большой интерес представляет и химико-минералогический состав римского цемента. Сочетание этих нововведений и явилось, видимо, основной причиной поразительной долговечности римского бетона, которую до сих пор нередко связывают с якобы утраченными секретами античных строителей.

В середине XIX в. был изобретен железобетон. С помощью стальной арматуры (стержней, спиралей) увеличили прочность бетона. Французский инженер Ламбо на Всемирной парижской выставке 1855 г. продемонстрировал лодку с корпусом из металлического каркаса, залитого цементным раствором. В 1861 г. французский ученый Коанье описал в своей книге несколько конструкций из бетона с металлической сеткой.

Но патент на изготовление железобетонных изделий получил садовник Монье, после того как в 1867 г. сделал железобетонную цветочную кадку. И именно с нее началась эра применения железобетона. С 1885 г., когда Монье продает право на свои изобретения, железобетон начинает широко применяться в строительстве. Так давно известный бетон в XIX в. упрочил свои позиции в строительстве, заняв место самого популярного материала.

В последней четверти XIX в. появилась идея «свежеприготовленной бетонной смеси» - товарного бетона. В 1872 г. британский инженер Диконс высказал мысль, что «несомненно, большим преимуществом должна рассматриваться доставка бетонной смеси или раствора непосредственно на стройплощадку». Считается, что первыми воплотили эту идею в жизнь немцы. Гамбургский архитектор Магенс начал интенсивные поиски подходящих способов внеплощадочного заводского изготовления и транспортирования свежеприготовленной и удобоукладываемой бетонной смеси в требуемом количестве и с нужными характеристиками на достаточно большие расстояния.

Первые поставки товарного бетона вне Германии были эффективно осуществлены в США перед Первой мировой войной. Растущий выпуск специального транспорта, поставляемого новой и быстро развивающейся автомобильной промышленностью, сыграл позитивную роль в развитии отрасли производства товарного бетона. В Европе товарный бетон стали выпускать в 1926 г. Тогда же в США, а в начале 30-х годов - в Великобритании появился первый автобетоносмеситель.