Содержание
Памятники из бетона: инструменты, формы и производство
Содержание
- 1 Преимущества бетонных памятников
- 2 Подготовка к работе
- 2.1 Инструменты
- 2.2 Формы для бетона
- 2.3 Армирующие элементы
- 2.4 Цемент
- 3 Рабочий процесс
- 3.1 Готовим раствор
- 3.2 Придаем вид плите
- 4 Выводы
Сегодня рынок предлагает множество товаров. В том числе и памятников, которые устанавливают на могилы усопших. Конечно, во все времена особой популярностью и ценностью пользовались мраморные или гранитные плиты и надгробия. Но, как известно, стоят такие изделия далеко не дешево. Отличной альтернативой дорогостоящим мраморным и гранитным памятникам стали изделия из бетона. Стоят они на порядок дешевле, выглядят достаточно презентабельно. А при большом желании сделать бетонный памятник можно своими руками.
Преимущества бетонных памятников
Преимуществ у памятников, сделанных из бетона, множество.
Самое значимое из них – это, конечно же, доступная стоимость. Кроме того, бетонные изделия не требуют какого-то особенного ухода. Их легко сделать, не возникает трудностей в монтаже. Простоит бетонный памятник на могиле не один десяток лет.
Вернуться к оглавлению
Подготовка к работе
Итак, чтобы изготовить памятник или надгробие своими руками, сперва следует позаботиться о том, чтобы под рукой было все самое необходимое – инструменты, материалы. Также немаловажно знать основные пропорции замешивания бетона. Особое внимание стоит обратить на емкости, в которых будет отливаться памятник.
Вернуться к оглавлению
Инструменты
Ключевой момент техлинии – вибростол для формовок. Необходим, дабы равномерно уплотнить раствор. Именно на этот стол в процессе производства будут устанавливаться емкости, в которые и будет заливаться жидкий исходник. Далее столешница будет совершать движения, они помогут уплотниться емкостям.
В результате чего изделия получаются прочными, качественными, долговечными.
! Стол – незаменимый ручным трудом станочный инструмент. Поэтому приобрести его для производства понадобиться в любом случае. Потратить придется от 50 000 р.
Одним из необходимых инструментов является вибросито.
Не обойтись на производстве и без вибросита. Нужно оно на случай, если приобретенный цемент окажется низкого качества (иногда в нем могут попадаться инородные предметы, кусочки, бумажки и так далее). Ни в коем случае нельзя, чтобы подобные примеси попадали в раствор. Поэтому, перед замешиванием цемент следует просеять. В противном случае готовое изделие может быть непригодным к эксплуатации и будет списано, как брак. Кстати, вибросито вы можете заменить ручным приспособлением, но будьте готовы к тому, что просеивание в этом случае займет намного больше времени, а значит, это экономически невыгодно. Цена вибросита – от 10 000 р.
Бетономешалка или смеситель. Также нужная вещь.
Конечно, замесить раствор можно и самостоятельно, руками. Но нет гарантии, что раствор получится однородным. Бетономешалка позволит качественно и, главное, быстро приготовить цемент. Обратите внимание на мощность агрегата, выбирайте 130-165 л. Цена колеблется в пределах 11-16 000 р.
Вернуться к оглавлению
Формы для бетона
При изготовлении бетонных памятников никак не обойтись без форм. Если планируете сделать простой памятник, без замысловатых линий, подойдет обычная прямоугольная формочка, сделать которую вполне реально самостоятельно. Самое главное условие – емкость должна иметь четкие, ровные уголки, поверхность должна быть абсолютно ровной, на ней не должно быть сколов, трещин, других дефектов, в противном случае это все отразится на памятнике.
При желании можно изготавливать узорные памятники. Емкости для их производства продаются в специализированных магазинах или мастерских, занимающихся реализацией комплектующих для производства памятников.
При массовом производстве памятников шаблонных форм должно быть не менее 10 (и это только на начальном этапе производства) – у клиента всегда должен быть выбор. Стоит форма примерно 10-20 000 р. Материалы, из которых делают емкости- полистирол, ПВХ, АБС, стеклопластик.
Толщина стенок емкостей не должна быть больше 3 мм. Формы отличаются легкостью, их просто транспортировать, складировать и хранить. Особой популярностью пользуются стеклопластиковые формы – они с легкостью восстанавливаются, если вдруг происходит повреждение: царапины, порезы зачищаются наждачкой. Кроме того, такие емкости нуждаются в дополнительных опалубках, прекрасно держат формы.
Вернуться к оглавлению
Армирующие элементы
Без армирующих элементов в процессе создания памятников также не обойтись. Они необходимы для придания прочности изделию и долговечности конечной конструкции. Как правило, используют арматуру, толщина которой не менее 10-12 мм. Также подойдет металлический круг.
Размеры таких элементов напрямую зависят от того, сколько весит памятник и от его конфигурации, поэтому рассчитываются в индивидуальном порядке для каждого конкретного случая.
Вернуться к оглавлению
Цемент
Для производства памятников понадобится цемент, причем очень высокого качества. Лучше всего пользоваться бетоном марки М500 без добавок (обратите внимание, чтобы на мешке была указана маркировка Д0). Не забывайте, что именно от цемента будет зависеть, насколько прочным, качественным получиться ваше изделие.
Мраморная крошка может использоваться как наполнитель.
Можно пользоваться наполнителями, например, подойдет мраморная крошка. Однако стоит она не дешево. Поэтому многие производители предпочитают красители для бетона: их добавляют в раствор полностью либо в его часть, которую будут использовать для наружной отделки.
Весомым компонентом выступает пластификатор, его наличие в бетоне делает смесь пластичнее, с нее удается легче удалить воздушные массы, что очень важно, особенно в том случае, если вы не имеете вибростола и уплотнение производится вручную.
ВАЖНО! Выбирайте для смеси только чистый песок, с ним материал будет намного прочнее. Перед введением песка обязательно промойте его: насыпьте в емкость, залейте водой, размешайте. Песок осядет на дно. А весь мусор и примеси всплывут. После этого останется только слить грязную воду. Процедуру повторяют два-три раза.
Вернуться к оглавлению
Рабочий процесс
На памятники воздействует множество неблагоприятных факторов. Чтобы продлить сроки эксплуатации плиты, сделать ее прочной и качественной, следует обязательно придерживаться технологического процесса во время изготовления.
Вернуться к оглавлению
Готовим раствор
При приготовлении раствора важно соблюдать правильные пропорции. Как правило, пропорции составляются на 70-72 кг. Итак, вам понадобятся:
- Цемент. Марка 500, 22-24 кг.
- Гранитный отсев фракции 0-5 мм, 50-52 кг.
- Речной песок, 10 кг.
- Пластификатор, примерно 250 гр.
- Вода. Запомните: чем ее больше, тем дольше памятник будет сохнуть, а вытягивание его будет затруднительно. Сушка растянется до 3 и более суток. Если же добавить слишком мало воды, на поверхности памятника могут появиться дыры.
В первую очередь размешиваются песок и цемент. Далее следует разбавить в воде пластификатор и краситель (консистенция должна напоминать густую сметану).
Вернуться к оглавлению
Придаем вид плите
Процесс, о котором пойдет речь далее, разделяется на несколько важных этапов:
- Выравнивание слоя бетона.
Обработка емкости. Нужна для того, чтобы раствор не прилип к ней. Это позволить добиться идеально гладкой поверхности памятника. Обрабатывают емкость специальным составом или силиконовой смазкой (ее вы можете купить в автомагазине). Используйте согласно инструкции.
- Нанесение первого слоя. Его толщина не должна превышать двух сантиметров. Особенно тщательно уплотняйте раствор, следите, чтобы он заполнил все фрагменты емкости. Работа кропотливая, ведь от нее зависит, как именно будет выглядеть готовая плита.
- Армирование. На первый слой укладываем несколько прутьев арматуры. Не забывайте, что нижние концы должны выступать для дальнейшего крепления.
- Формирование наружного слоя. Когда проведете уплотнение бетона, положите еще несколько арматурных прутьев. После этого – начните закладку наружного слоя. Его обязательно нужно аккуратно выровнять мастерком. После высыхания последний слой чаще всего подлежит шлифованию, поэтому, чем тщательнее вы выровняете раствор, тем меньше работы останется на потом.
- Застывание раствора. Емкость с цементом оставляется в сухом помещении, температура в котором должна быть примерно 20 градусов (не выше). Спустя пару дней плита вынимается и оставляется еще на 4 недели. Не забывайте увлажнять его поверхность – это поможет приобрести памятнику прочность.
Работа кропотливая, ведь от нее зависит, как именно будет выглядеть готовая плита.Вернуться к оглавлению
Выводы
Чтобы памятник получился прочным, качественным и долговечным, нужно постараться и приложить к этому максимум усилий, подойти к изготовлению со всей ответственностью.
Только так результат будет хорошим. Изготовление требует наличия определенного оборудования, также необходимо придерживаться технологического процесса.
Статья об особенностях надгробных памятников из бетона, их стоимости и долговечности
Статьи
Особенности надгробных памятников из бетона
Бетонные памятники имеют меньшую стоимость, чем изделия из гранита или мрамора, что обусловлено дешевизной самого материала и простой технологией его изготовления. Однако их качество и долговечность при этом также значительно ниже вышеотмеченных аналогов.
Бетон является достаточно хрупким материалом, в связи с чем надгробия быстро приходят в негодность. Современными производителями была частично решена эта проблема — вместо чистого бетона они используют смесь с различными добавками. Так, например, для увеличения прочности применяется фиброволокно, различные присадки, пластификаторы, уплотнители. Иногда для отлития монументов используют кевларобетон, который, по сути, является композитным материалом и состоит из каменной крошки и стеклоткани, а также имеет армирование.
Для покраски бетонных надгробий используются специальные красители самых разных цветов. Однако в том случае, когда монумент выполнен из белого цемента, цвет будет особенно ярким. С серый цементом оттенок выйдет грязноватым и более приглушенным. Иногда можно встретить фактуру обелиска, имитирующую мрамор, золото или серебро.
Как изготавливают памятники из бетона?
В отличие от резки камня, данный процесс не настолько сложный. Достаточно подобрать необходимую форму и правильно рассчитать пропорции смеси.
Поэтому заниматься созданием бетонных скульптур или надгробий может практически каждый.
Процесс изготовления выглядит примерно так. В первую очередь замешивается исходный материал, в него добавляются вспомогательные вещества, после чего полученный раствор перемешивается при помощи строительного миксера. На вибростоле закрепляется форма, в которую заливается смесь, и, если необходимо, помещается арматура. Перед тем как изъять его из формы, заготовка должна полностью высохнуть. В конце поверхность покрывается специальными влагоотталкивающими составами и красится. Для фотографии усопшего, как правило, используют керамическую вставку, тогда как для надписей и дат подходят базальтовые или металлические таблички.
Как долго может простоять памятник из бетона?
Обычно подобные памятники сохраняются на протяжении нескольких десятилетий. Однако даже если он сможет устоять под натиском внешних воздействий столько лет, выглядеть будет по-настоящему печально. Скорее всего, вся его поверхность будет усеяна трещинами, она потемнеет, местами разрушится и обрастет мхом.
Ежегодно технология совершенствуется, появляются новые виды присадок и пластификаторов. Глядя на большинство надгробий, возраст которых не превышает нескольких лет, можно констатировать, что выглядят они хорошо. Вероятно, это обусловлено применением инновационных бетонных смесей. Однако невозможно ответить на вопрос, как они будут выглядеть через 5-10 лет. По словам производителей, использование современных технологий на производстве памятников позволяет простоять им не менее 20 лет.
Кто-нибудь делает памятники из бетона своими руками? – Геодезия и геоматика – Форумы сообщества по геодезии и геоматике
Геодезия и геоматика
21
Сообщения
18
Пользователи
0
Нравится
9929
Взгляды
Автор темы
Сегодня я просчитывал цены на бетонные памятники и думал, насколько сложно будет сделать их самому.
Кто-нибудь здесь делает свои бетонные памятники? Если да, то как вы их делаете?
Спасибо,
Инспектор галстуков-бабочек
Размещено : 29 января 2013 г., 18:00
alockard
(@alockard)
Сообщений: 109
Member Member
Мы делаем свои собственные, хотя и не настоящие памятники из бетона. Мы установим арматурный стержень 5/8 x 24 дюйма, затем выкопаем вокруг него отверстие, пробьем отверстие в дне кофейной банки киркой, вставим штифт и заполним его быстробетонным раствором. Обычно мы делаем это только тогда, когда работа регламентирована. призывайте к этому.
Размещено : 29 января 2013 г., 18:23
mattsib79
(@mattsib79)
Сообщений: 380
Участник Участник
Раньше я. Мы взяли трубы из ПВХ диаметром 6 дюймов и длиной 24 дюйма. Накрыл конец листом бумаги или пластика и приклеил скотчем к трубе.
Переверните его вверх дном. Наденьте колпачок на штифт (длина Огайо 30 дюймов), сверните кусок клейкой ленты и приклейте его на колпачок. Поместите штифт и колпачок в трубу из ПВХ и заполните саккретом.
Вот как мы это сделали. много лет назад. Хотя не делал этого уже много лет.
Матовый
Размещено : 29 января 2013 г., 18:24
doogle1973
(@doogle1973)
Сообщений: 43
Member Member
Я делал памятники, когда работал в городе St. Pete FLA. у нас были фанерные формы и мы делали их из быстробетона. Поместил диск сверху после того, как он немного настроился. Это были конические квадратные памятники около 3 футов в длину, 6 дюймов вверху и 10 дюймов внизу. Они были тяжелыми и никуда не делись после того, как мы закопали их в землю. Мы использовали их, чтобы заменить городские ориентиры, которые были разрушены за эти годы. Я думаю, что они были около полутора мешков с Крита и весили около 100 фунтов.
Размещено : 29 января 2013 г., 19:49
paden cash
(@paden-cash)
Сообщений: 11154
Member Supporter
В прошлом я выкладывал пару кладбищ Министерства обороны, для которых требовался набор бронзовых табличек (приобретенных, конечно, у Бернтсена). в железобетонном столбе размером 6 x 6 дюймов x 4 фута со скошенными кромками и арматурой в углах «блока». Мы заготовили эти столбы в фанерных формах за пределами офиса и вызвали людей, занимающихся транзитом. Это была дорогостоящая и трудоемкая головная боль . Нам пришлось арендовать платформу, чтобы доставить их на место; каждый весил около 150 фунтов.
Я бы предпочел залить их на место, но строительно-управляющая фирма и инспектор об этом не слышали.
Размещено : 29 января 2013 г., 20:40
spledeus
(@spledeus)
Сообщений: 2805
Member Member
У меня есть приятель, который делает наши.
Он строит формы из 2×6 с фанерными концами, как корыто. Он заполняет форму и царапает сторону связанного. Дайте ему постоять пару дней, удалите несколько ногтей и готово. Не забудьте положить внутрь арматуру или другой металлолом и добавить в бетон немного заполнителя. Он также использует старое моторное масло, чтобы смазать бока. Качественная операция.
Я всегда думал о том, чтобы сделать подставку для текстовых трубок. Если вы можете найти дешевую пластиковую (или подобную ей) 6-дюймовую трубу, то сделайте подставку, на которой можно разместить несколько пробирок. бетон, затем арматуру, затем заглушку. Их было бы здорово носить на плече, и они будут хорошо смотреться в углах участка. грузовик Без отходов…
Размещено : 29 января 2013 г., 20:57
Dave Ingram
(@dave-ingram)
Сообщений: 2181
Member Member
Я сделал это двумя разными способами.
1.) Бывшая в употреблении труба из ПВХ с арматурой и заглушкой посередине.
Они понравились за простоту изготовления и переноски, но не уверены в стабильности, так как они круглые, прямые и гладкие.
2.) Сделал 24-дюймовые деревянные формы с конусом. Прикрепил четыре стороны на петли к нижней доске и купил сакрет. Получил два памятника в сумке. Арматура и заглушка посередине. Мне они понравились, потому что стороны не были гладкими, как у купленных в магазине, и были грубыми для рук. Кроме того, я не совсем уверен, что они были экономически эффективными, если учесть время и материалы.0004
Размещено : 30 января 2013 г., 2:21
Мы использовали метод 1) в течение многих лет. Наш опыт показывает, что они кажутся довольно стабильными. Мы вернулись и перемерили те, которые были установлены 20 или 30 лет назад, и они довольно хороши.
В последнее время мы пользуемся услугами той же компании, где покупаем колья и арматуру. Они используют форму, но не имеют трубы из ПВХ для поддержки.
Размещено : 30 января 2013 г.
, 2:32
RETIRED69
(@retired69)
Сообщений: 538
Участник Участник
Я сделал несколько из них, выкопав отверстие шириной 8 дюймов и глубиной около 36 дюймов, расширив дно до чуть более фута (+), установив 30-дюймовую штангу. примерно на 2 дюйма с каждой стороны от «горячей точки/угла», заполните очень хорошо утрамбованной, довольно сухой бетонной смесью, затем поместите диск в фактический угол (посередине бетона).
Если бы я делал это сегодня, я бы сделал его немного более сложным, выступая примерно на 3+ дюйма и использовал немного пластика/полиэфирного бетона.0004
Размещено : 30 января 2013 г., 4:18
RFB
(@rfb)
Сообщений: 1539
Участник Участник
Мы привыкли.
Мы также останавливались на железнодорожных путях, чтобы подобрать шипы, и всякий раз, когда мы были на строительной площадке, мы собирали обрезки гвоздей, жестяных язычков и железных прутьев.
Хотя я никогда не отрывал куски одежды, чтобы пометить.
Размещено : 30 января 2013 г., 4:56
Крис Морган
(@kris-morgan)
Сообщений: 3901
Member Member
Да, но их лучше отливать на месте, так как вы можете построить лучший памятник.
Мы не делаем этого, если специально не попросят, и мы также не отливаем их заранее, они устанавливаются на месте, привязываются гвоздями и смещаются на 3,0 фута, а дно отверстия скошено (или выпучено) с помощью верхняя часть утоплена на 2 дюйма и зачищена для сброса воды.
Размещено : 30 января 2013 г., 4:58
Брэд Отт
(@brad-ott)
Сообщений: 6212
Тор (бог грома) Supporter
>
> Хотя я ни разу не срывал с себя куски одежды для пометки.
🙂
Размещено : 30 января 2013 г., 5:24
Dave Ingram
(@dave-ingram)
Сообщения: 2181
Member Member
Я тоже никогда не рвал одежду, но.
…
Я уничтожил несколько носовых платков. 🙂
Размещено : 30 января 2013 г., 6:10
Jim in AZ
(@jim-in-az)
Сообщения: 3359
Member Member
«Они были тяжелыми и никуда не делись после того, как мы установили их в землю. Мы использовали их для замены городских эталонов, которые были были уничтожены за эти годы. Я думаю, что они были около полутора мешков с Крита и весили около 100 фунтов».
Значит, они были установлены на скале? Всегда ли коренная порода находится на одной и той же глубине?
Размещено : 30 января 2013 г., 7:35
Big Al
(@big-al)
Сообщения: 819
Member Member
Из вашего исходного поста следует, что основной причиной, по которой вы (и другие) могли бы подумать о создании собственных памятников, было бы представление о том, что вы экономия $$.
Просто из любопытства, какие цены вы видите на памятники из сборного железобетона?
Прошло несколько лет с тех пор, как нам приходилось использовать бетонные памятники, но в то время, я думаю, мы платили около 70 долларов за памятник, 42 дюйма в высоту, 5 дюймов сверху, конусообразные, гладкие поверхности и с простым латунным диском. в верхней части (без штамповки).
Вот схема, которую наш поставщик использует для оформления заказа.
Размещено : 30 января 2013 г. 8:30
Страница 1 / 2
1
2
Далее
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь, чтобы ответить на эту тему.
Как сохранились памятники Рима?
Загрузка
Чудеса древней инженерии | История
(Изображение предоставлено Антоном Алексенко/Getty Images)
Алекс Фокс
20 декабря 2021
Спустя почти 2000 лет, как Колизей и Пантеон все еще стоят, несмотря на землетрясения, наводнения и военные конфликты?
I
Внутри чаши Колизея из камня и известкового раствора посетители имеют достаточно места, чтобы представить ревущую толпу из более чем 50 000 человек, которые когда-то стекались на арену для различных событий, от кровавых гладиаторских боев до пышных процессий и гонок на колесницах.
Также известное как Амфитеатр Флавиев, торжественное открытие этого места в 80 г. н.э. включало 100 дней подряд игр и кровопролития, которые, как говорят, включали резню около 9000 животных. Имея четыре этажа и ширину 188 м в самом широком месте, овальное сооружение остается самым большим амфитеатром в мире.
Построенный примерно 40 лет спустя, Пантеон представляет собой умопомрачительный купол, который охватывает 43 метра в воздухе и завершается круглым окном в виде зрачка на его вершине, известным как окулус, который наполняет интерьер естественным светом. Название Пантеон, которое сочетает в себе греческие слова «все» и «боги», предполагает религиозную функцию, но некоторые историки считают, что памятник был в основном построен, чтобы отдать дань уважения римским императорам. Несмотря на разрушительное действие времени, культовая полусфера осталась нетронутой и до сих пор является крупнейшим в мире куполом из неармированного бетона.
Когда дело доходило до большого строительства, римляне явно знали, что делают.
Спустя почти 2000 лет после постройки эти два огромных и технически поразительных сооружения выдержали землетрясения, наводнения и военные конфликты, надолго пережили породившую их империю и стали физическим воплощением непреходящего влияния римской культуры по всему миру.
Но как Древнему Риму удалось создать такую монументальную и долговечную архитектуру так давно?
Инженеры и материаловеды до сих пор изучают римские конструкции и говорят, что секрет заключается в сочетании гениального дизайна с инновационным рецептом бетона, чрезвычайно прочного и адаптируемого материала, который до сих пор используется во всем мире. Хотя римляне не изобрели бетон, они определенно подняли планку для строительства с его помощью.
Заливка бетона позволяла римским архитекторам достигать почти любой формы, которую они могли вообразить, ограниченной только их способностью создавать деревянные формы, необходимые для формирования каменной массы. Но арки, своды и купола, характерные для римских построек, были не просто фантазией.
Обладая самым большим в мире неармированным бетонным куполом, Пантеон является свидетельством превосходства римских методов строительства. , — сказал Ренато Перуккио, инженер-механик из Университета Рочестера в Нью-Йорке. «Римляне провели сложный анализ, который привел их к этим проектам, которые затем были воплощены в чрезвычайно тщательном процессе строительства».
Бетон, из которого скреплялись эти конструкции, также был уникальным и тщательно продуманным. В римском бетоне использовался другой рецепт, чем в современном бетоне, и исследователи, изучающие этот древний материал, говорят, что его ингредиенты, по-видимому, наделяют материал феноменальной устойчивостью к деградации.
Сегодня большая часть бетона состоит из портландцемента — смеси кварцевого песка, известняка, глины, мела и других минералов, которая обжигается при температуре около 2000°C и измельчается в мелкий порошок — и кусочков камня или песка, называемых заполнителями. Смешивание каменистого заполнителя, размер которого варьируется от песка до гравия и небольших кусков камня, с цементом делает полученный бетон более прочным и экономит цемент.
Наконец, добавление воды в бетонную смесь вызывает химическую реакцию в цементе, которая связывает эти элементы вместе. По большей части заполнитель в современном бетоне тщательно выбирается, чтобы быть как можно более химически инертным. Идея состоит в том, чтобы избежать любой нежелательной химии после завершения этой начальной реакции, поскольку любые дополнительные реакции в будущем обычно растрескивают или иным образом ослабляют бетон.
Вас также может заинтересовать:
• Гениальный секрет выживания майя
• Азиатская империя, раздавленная водой
• Древние города-небоскребы Йемена
Римский бетон, с другой стороны, представляет собой более простую смесь негашеной извести, изготовленную из обжига и дробления известняковых пород и, главное, агрегатов вулканических пород различных типов, которых было много в окрестностях Рима. В отличие от заполнителей, используемых в современном бетоне, эти вулканические материалы, используемые римлянами, обладают высокой реакционной способностью, и полученный бетон остается химически активным в течение столетий после его первого затвердевания.
«Сегодня портландцементы не должны подвергаться химическим изменениям, а если они и меняются, то обычно это приводит к плохим последствиям», — говорит Мари Джексон, геолог из Университета Юты, десятилетиями изучавшая римский бетон. «Римляне хотели, чтобы их бетон реагировал. Они выбрали заполнитель, который продолжал бы участвовать в бетонных процессах с течением времени».
В отличие от современного бетона, эта постоянная реактивность позволяет римскому бетону со временем становиться прочнее. Эти длительные химические реакции могут служить для укрепления небольших трещин, которые часто образуются между кусками заполнителя и вяжущим цементом, и препятствовать их дальнейшему распространению. Эта регенеративная способность, ставшая возможной благодаря химически активным вулканическим минералам, позволяет римскому бетону выдерживать огромные нагрузки.
«Конечно, сегодня мы можем производить бетон с большей прочностью на растяжение, но что с того?» — сказал Перуккио.
«Современное бетонное строительство может прослужить 100 лет при условии обслуживания, но некоторые римские постройки сохранились в течение 1000 лет и более практически без посторонней помощи».
Чудо инженерной мысли, окулус, заливает внутреннюю часть Пантеона естественным светом (Фото: Эдвин Ремсберг/Getty Images) силы, только в 2014 году Джексон и другие раскрыли точную химию. В своем исследовании они проверили бетонную смесь на основе того, что использовалось при строительстве Рынков Траяна в Риме, и наблюдали рост пластинчатых кристаллов минерала под названием стратлингит в так называемых «пограничных зонах» между кусками вулканического камня. порода и цемент скрепляют смесь. Исследователи написали, что эти кристаллы служили для укрепления этих межфазных зон, которые обычно являются самым слабым звеном в бетонах, изготовленных из портландцемента, что делает римский бетон более устойчивым к растрескиванию.
Недавно новое исследование Джексона и других, опубликованное осенью 2021 года, предполагает, что кристаллический стрэтлингит — не единственный побочный продукт продолжающейся реактивности древнего бетона, благодаря которому он остается прочным.
Команда изучила образец бетона из 21-метровой цилиндрической гробницы римской дворянки по имени Цецилия Метелла, которая была построена около 30 г. до н.э. недалеко от древней римской дороги, известной как Аппиева дорога. Оказалось, что этот бетон был изготовлен из вулканических пород, содержащих большое количество богатого калием минерала под названием лейцит.
В течение 2000 лет после постройки гробницы дождевые и грунтовые воды просачивались в стены гробницы и растворяли лейцит, высвобождая содержащийся в нем калий в бетоне. В современном бетоне затопление калием может привести к расширению геля и вызвать растрескивание и разрушение.
Но вместо этого Джексон и ее коллеги обнаружили, что реактивные вулканические минералы в римском бетоне способствовали другому результату. Растворенный калий в конечном итоге изменил конфигурацию химического «клея», который образует основу затвердевшего бетона, что поддерживало и повышало прочность материала, несмотря на то, что он содержал значительно меньше стратлингита , чем команда наблюдала в бетоне на рынке Траяна.
Что касается того, почему долговечность римского бетона, по-видимому, имеет несколько различное объяснение в этих двух контекстах, Линда Сеймур, которая работала над исследованием, работая над докторской диссертацией в Массачусетском технологическом институте (MIT) в США, сказала, что это отчасти «что эти структуры испытали различные условия, которые затем привели к различным химическим процессам ». Сеймур сказал, что различия также могут быть объяснены «различным химическим составом заполнителей, которые использовали римляне, но общей чертой является эта постоянная реактивность, которая приводит к — вредная реконфигурация бетона с течением времени».
Рынок Траяна, археологический комплекс из красного кирпича и бетона, часто называют «первым в мире торговым центром». одинаково хорошо, но в Колизее и Пантеоне у нас есть два неопровержимых доказательства успеха материала.
В Колизее бетон не обязательно играет главную роль, но он сыграл неотъемлемую роль в выживании арены.
Наиболее заметным материалом в Колизее является травертиновый известняк, но бетон — это то, что удерживает многие знаковые арки амфитеатра в воздухе. Тем не менее, пожалуй, самый значительный вклад бетона в долговечность Колизея находится вне поля зрения.
«Ты не можешь увидеть его как турист, но причина, по которой Колизей все еще стоит, заключается в его невероятно прочном бетонном фундаменте», — сказал Джексон. Она добавила, что бетонный фундамент заполнен плотным, тяжелым заполнителем из лавовой породы и имеет толщину целых 12 метров. Без такого прочного и долговечного материала в основании Колизей был бы полностью разрушен местными землетрясениями.
Ни один визит в Рим не был бы полным без посещения Колизея, но для тех, кто ищет вершину бетонного строительства в древнем мире, Перуккио говорит, что неармированный купол Пантеона является обязательным.
Внутри ротонды Пантеона расстояние от пола до самого верха купола практически идентично диаметру купола 43 м, что позволяет любому, кто находится внутри, представить себе огромную, совершенную сферу, которая могла бы находиться внутри него.
Когда пытаешься оценить купол Пантеона, ключевым словом является «неармированный».
Перуккио сказал, что если бы архитектор попытался построить Пантеон сегодня, планы были бы отклонены, потому что без армирования, такого как стальные стержни, обычно используемые в современных бетонных конструкциях, купол нарушил бы современный кодекс гражданского строительства 9.0004
Многие римские монументы давно пережили построившую их империю. (Фото: Александр Спатари/Getty Images)
«Купол создает очень высокие растягивающие напряжения, хотя он простоял 19 веков», — сказал Перуччио. «Из этого можно сделать один из двух выводов: либо гравитация в римские времена работала по-другому, либо есть знание, которое мы утратили».
Помимо уникального химического состава бетона, римские архитекторы, создавшие Пантеон, применили бесчисленное количество трюков, чтобы реализовать свое видение. Две такие уловки были направлены на то, чтобы сделать стены купола максимально легкими.
Во время строительства бетон, из которого состоит полусферический потолок здания, должен был заливаться снизу вверх в деревянные рамы, которые образовывали последовательные концентрические кольца.
Но чтобы ослабить огромные растягивающие напряжения, о которых упоминал Перуккио, строители использовали все более легкие вулканические породы в качестве заполнителя по мере их приближения к вершине купола, а также делали сами стены тоньше.
В самой нижней, самой широкой части купола бетон содержит большие блоки тяжелого базальта для прочности и имеет толщину около 6 метров. Напротив, в последнем слое, окружающем окулус, используется воздушная пемза, которая настолько легкая, что плавает в воде, в качестве заполнителя и имеет толщину примерно 2 метра.
Второй трюк можно увидеть внутри купола. Изогнутая внутренняя часть потолка покрыта выдолбленными прямоугольниками, известными как сундуки. Эти геометрические сундуки завораживают, но они нужны не только для эстетики. Они также уменьшили количество бетона, необходимого для строительства купола, и сделали его легче, что уменьшило нагрузку на материалы.
«Пантеон — волшебное место, — сказал Перуккио. «Я был там бесчисленное количество раз, но каждый раз я преисполнен огромного восхищения архитектурой и техникой.
Я считаю это одним из самых необычайно красивых сооружений, когда-либо построенных».
В Пантеоне бетон, возможно, достиг своей самой возвышенной формы — книга о структуре объявляет его «триумфом бетона», — но Адмир Масич, материаловед из Массачусетского технологического института и соавтор исследования 2021 года, сказал, что в Бетон современного мира — это «несколько зло», несмотря на все полезные и даже прекрасные вещи, которые он может сделать. Это связано с тем, что производство портландцемента, используемого в современном бетоне, отвечает за не менее 8% глобальных выбросов углерода.
Глубокий бетонный фундамент Колизея защитил его от местных землетрясений (Фото: Артем Петро/Getty Images)
Масик и Джексон изучают римский бетон с целью сделать современный бетон более экологичным. Самое большое преимущество римского бетона, по словам Масика, заключается в том, что его вяжущее вещество на основе извести нужно нагреть всего до 900°C, а портландцемент нужно обжигать при температуре около 1450°C.
Уже одно это означает, что римский бетон обладает потенциалом для значительного сокращения выбросов углекислого газа при производстве бетона. Но Масик сказал, что долговечность материала также может позволить нам реже заменять инфраструктуру.
«Представьте, что мы начинаем строить инфраструктуру, которая прослужит 500 лет вместо 100 лет, и что мы добавляем свойство самовосстановления римского бетона в каждый проект, который мы делаем», — сказал Масик. «В результате мы можем продавать меньше бетона, но именно в этом заключается проблема нашего нынешнего режима инфраструктуры. Создание вещей, которые служат дольше, — это, пожалуй, самый простой способ повысить устойчивость».
Джексон и ее сотрудники работают над проектом ARPA-e Министерства энергетики США по разработке римского бетона с целью потенциального снижения выбросов, связанных с производством и укладкой бетона, на 85% и четырехкратного увеличения срока его службы.
Среди самых больших препятствий для более широкого внедрения римского рецепта — его длительное время отверждения — для достижения полной прочности может потребоваться до шести месяцев по сравнению с 28 днями для стандартного бетона — и более низкая прочность (Перуччио сказал, что он примерно в 10 раз слабее).
чем современный бетон), что означает, что он может не сработать в некоторых тяжелых современных приложениях.
Но Масич сказал, что есть способы ускорить химию, участвующую в процессе отверждения римского бетона. Он работает над техникой, которая включает введение в римский бетон углекислого газа, что может позволить смеси застыть в течение нескольких дней. «Нам не нужно точно копировать то, что делали римляне, — сказал он, — но когда дело доходит до того, чтобы сделать бетон более прочным и устойчивым, у них явно есть чему нас научить».
Чудеса древней инженерии — это серия передач BBC Travel, вдохновленная уникальными архитектурными идеями или гениальными конструкциями, построенными цивилизациями и культурами прошлого по всей планете.
—
Присоединяйтесь к более чем трем миллионам поклонников BBC Travel, поставив лайк нам в Facebook или подпишитесь на нас в Twitter и Instagram.