[:ru]Строительство с каждым годом становится все более сложным процессом. Дома в мегаполисах растут все выше, высотное строительство из диковинного превращается в рядовое. Обычным явлением становится и возведение крытых большепролетных спортивных и зрелищных зданий, повышаются требования к конструктивной прочности и безопасности сооружений. В свою очередь новые конструктивные решения предъявляют и новые требования к строительным материалам.
Как решается эта проблема?
В этой ситуации не обязательно изобретать что-то кардинально новое. В большинстве случаев можно модернизировать уже известные и хорошо зарекомендовавшие себя в строительстве материалы до обретения ими необходимых новых свойств. Здесь как нельзя более к месту подходит известная поговорка о том, что новое — это хорошо забытое старое.
Особенно показателен в этом отношении бетон. Он уже около полутора веков является одним из ведущих строительных материалов, получив особое распространение у нас в стране с начала 60-х годов, когда стартовала эпоха крупнопанельного домостроения. Один лишь факт, что мы сейчас используем около 60 млн. кубических метров бетона и железобетона в год, подтверждает, что это прекрасный материал для того, чтобы сооружать из него все то, что непосредственно соприкасается с землей и водой.
По сравнению с металлами он обладает большей коррозионной стойкостью, а по сравнению с деревом — устойчивостью к огню. На основе бетона можно создать материал, долголетие которого будет исчисляться сотнями лет. Он идеально подходит для создания таких конструкций, как опоры мостов, гидротехнические сооружения, телевизионные башни.
Взять, к примеру, Останкинскую телебашню. Бетон, из которого она сделана, до сих пор ничуть не потерял своей живучести. А ведь башня, ее верхняя часть, постоянно раскачивается с амплитудой в несколько метров под воздействием фактически ураганных ветров, которые гуляют на высоте в полкилометра, испытывает сейсмические воздействия доходящих до нас по подземным пластам отголосков дальних землетрясений… Тем не менее материал в теле башни многие десятилетия живет и правильно работает!
Год от года бетон как строительный материал повышает свои характеристики, в том числе прочностные, причем улучшаются они весомо, многократно. Если 150 лет назад, когда бетон впервые появился в практике строительства, прочностные характеристики его измерялись сотнями килограммов на квадратный сантиметр, то теперь это тысяча и даже полторы тысячи килограммов! По динамике увеличения прочностных характеристик бетон превышает даже сталь — своего рода классический символ прочности в человеческом представлении! Всевозможные добавки, в том числе пластификаторы, придают бетону свойства, о которых раньше не могли и думать, позволяют вести процесс бетонирования в самых на первый взгляд неподходящих условиях, причем без потери качества конечной конструкции.
Но если обычный, тяжелый бетон хорош как конструктивный материал, несущий на себе нагрузку в каркасных и каркасно-монолитных конструкциях зданий, то легкие пористые бетоны находят все более широкое применение в качестве стеновых материалов.
Поробетон недорог, относительно легок, имеет низкий коэффициент теплопроводности и неплохие показатели по обмену с наружной средой (иначе говоря, «дышит»). Поробетон может быть использован как стеновой материал и в высотном строительстве — при том, что он легок, он не горит, что великолепно отвечает строгим требованиям пожарной безопасности, которые предъявляются к высотным зданиям.
Технологии производства этого материала и, соответственно, его свойства все время улучшаются. Об этом свидетельствуют материалы ежегодных конференций по поробетону, которые проходят у нас в стране.
Но вернемся к тяжелому бетону. Так удачно оказалось, что бетон имеет такой же коэффициент теплового расширения, как и сталь, и поэтому они могут успешно существовать вместе даже при значительной протяженности конструкций. Например, мост длиной даже в сто метров при той разнице температур, которая у нас в России может достигать ста градусов — от 40-градусной жары до 60-градусных сибирских морозов — прекрасно существует и может работать многие десятилетия без существенных ремонтов.
Бетон обретает свою наибольшую силу в сочетании с металлом. Однако последний и сам начинает играть все более важную роль в строительстве. Он находит широкое применение не только для изготовления традиционных несущих конструкций — колонн, ферм и т.д., но и в сравнительно новом качестве — в виде мембранных перекрытий большой площади. Являясь одновременно и ограждающей, и силовой конструкцией, мембранное перекрытие из нержавеющей стали открывает новые перспективы в строительстве таких крытых сооружений, как стадионы дворцы спорта, аквапарки, концертные залы. При этом они обладают высокой прочностью, надежностью, безопасностью, они противостоят прогрессирующему разрушению зданий при техногенных авариях.
Металл как строительный материал также постоянно совершенствуется, его свойства год от года улучшаются. Ученые стремятся создавать сплавы со все более мелкой кристаллической структурой и речь идет уже о том, чтобы размер зерна в них доходил до параметров, относящихся уже к масштабам нанотехнологий — тысячных долей микрона. Такие мельчайшие зерна придают металлу свойства, которые по всем параметрам в десятки раз превосходят те, что мы имеем сегодня. Это и прочностные, и деформативные характеристики, и способность сопротивляться коррозионному воздействию… Кстати, последнее, в связи с созданием более сложных строительных конструкций с повышенной долей использования в них металлов, приобретает сегодня особое значение.
Еще одним таким «новым — забытым старым» материалом является дерево. Впрочем, его забытым можно назвать с очень большой натяжкой, поскольку те или иные конструкции из дерева использовались в строительстве всегда, особенно при отделке интерьеров в городском, и гораздо шире — в сельском строительстве. «Забыли» же мы его как эффективный конструкционный материал. А напрасно. И сегодня эта несправедливость постепенно начинает выправляться, что особенно отдано для наших российских, богатых лесом регионов.
Воплощение дерева в такой конструктивной форме, как фанера, придает материалу совершенно новые свойства. Поскольку фанера — клееная конструкция, она лишена целого ряда недостатков, которые есть у дерева в его первоначальном виде.
Но фанера — это лишь первопроходец в современном арсенале клееных деревянных конструкций. Они пока еще незаслуженно мало используются в отечественном строительстве, хотя позитивные тенденции уже наметились. В целом ряде случаев клееные деревянные конструкции не только не уступают металлическим по прочностным характеристикам, но и считаются более предпочтительными в случае возгорания здания: будучи пропитаны специальными составами, они дольше «держат» пламя, чем металл. Стальные балки размягчаются, теряют форму и прочность, что приводит к обрушению перекрытия или кровли, а клееные из дерева, даже обугленные, еще долгое время сохраняют прочностные характеристики.
Забыли мы на многие годы и о таком классическом строительном материале, как кирпич. Речь не о том, что из него ничего не строили, а о том, что в годы преобладания панельного строительства у нас в стране практически не совершенствовали и не развивали мощности по его производству.
А ведь кирпич — почти идеальный материал для наружных стен. В идеале он должен иметь двадцатипроцентную пористость, благодаря чему может «дышать». В этом отношении кирпич — второй по гигиеничности материал после дерева, который наиболее «созвучен» человеку по своим характеристикам. Если дерево является практически идеальным материалом, поскольку не только имеет низкий коэффициент теплопроводности, но и располагает разветвленной капиллярной структурой, выводящей из помещения многие токсины, в том числе выделяемые человеком, то кирпич отстоит от него не так уж и на много.
Такой же Ренессанс сегодня переживают и кровельные материалы. Столь популярный у нас в течение многих десятилетий активного применения плоских кровель рубероид уже давно должен был бы сойти со строительного Олимпа, поскольку имеет малый срок эксплуатации, его каждые несколько лет приходится ремонтировать. Наконец, сейчас этот процесс сдвинулся с места, активизировался переход к современным кровельным материалам. Сейчас все активнее используются металлические кровельные материалы, надежно защищенные от коррозии, а также несколько забытая за советские годы черепица. Однако, опять-таки, это обновленная черепица — более легкая, прочная, выполненная индустриальными методами. Это делает ее не только долговечной, но и привлекательной по цене.[:]