Бетонная история

Окончание.Начало в СиН №48

Рождение железобетона
Парижский садовод Жозеф Монье (1823-1906) был озабочен недолговечностью цветочных горшков, используемых им для своих растений. Вместо обычной древесины Он решил применять бетон. Но оказалось, что и бетонные горшки не отвечали необходимым требованиям: они разрушались под воздействием корней крупных растений. Монье стал укреплять бетонные кадки железными вкладышами, увеличивая тем самым и прочность на растяжение. Таким образом, Монье стал изобретателем нового, необыкновенно важного в современном строительстве материала — железобетона.
Материал, как известно, состоит из бетона и железных вкладышей — как правило, круглых стержней. Бетон — это, собственно говоря, не что иное, как искусственный камень. Как всякий камень, он обладает значительной прочностью на сжатие и небольшой прочностью на растяжение. Но во многих конструктивных элементах появляются одновременно два вида напряжений. Тут-то и помогает железо, принимая на себя растягивающие усилия, повышая тем самым прочность элемента. Железо и бетон обладают примерно одинаковым коэффициентом температурного расширения. Поэтому температуры не оказывают влияние на совместную работу обоих материалов.
В 1867 г. Монье получил первый патент на "кадки и резервуары из железной сетки, покрытой цементом". В последующие годы он получил следующие патенты: в 1877 г. — на железобетонные железнодорожные шпалы, в 1880-83 гг. — на железобетонные перекрытия, здания, балки, своды и мосты, в 1885 г. — на железобетонные водопроводные и газовые трубы, в 1886 г. — на "новую систему возведения железобетонных стационарных и переносных домов, гигиеничных и экономичных". Первыми крупными объектами, возведенными по системе Монье, были резервуары для хранения воды емкостью до 250 м3. Первый железобетонный мост пролетом 16 м и шириной проезжей части 4 м был построен в 1875 г.

Становление железобетона
Соотечественник Монье Эжен Леон Фрейсине (1879-1962) считался специалистом по железобетонным конструкциям. Фрейсине построил первые большепролетные железобетонные мосты, из которых наиболее известен трехпролетный арочный мост Элорн в Плугастель, построенный в 1928-1929 гг. Пролеты этого крупнейшего по тому времени моста имели 180 м длины. Знаменитый инженер работал над усовершенствованием материала, из которого он возводил свои оригинальные конструкции.
В 1917 г. он предложил увеличить несущую способность бетона путем уплотнения его механической вибрацией, а потом и вибропрессованием. Но самым большим достижением Фрейсине следует считать изобретение предварительно напряженного бетона. В 1928 г. он предложил и осуществил изготовление сборных струно-бетонных преднапряженных элементов. Замысел и идея этого материала необыкновенно просты. Натянутые еще до укладки бетона стальные струны в готовом элементе возвращаются к своей первоначальной длине и вызывают в бетоне значительные сжимающие напряжения. Находясь в конструкции под соответствующей нагрузкой, такой элемент работает в некоторых местах на сжатие, а в других — на растяжение. В тех местах, где под нагрузкой появляется сжатие, оно суммируется со сжатием от предварительного напряжения, и это не страшно. В тех же местах, где появляются растягивающие усилия, то есть напряжение с обратным знаком, растяжение значительно уменьшается по сравнению с тем случаем, если бы преднапряжения не было. Величина напряжения уменьшается за счет величины сжатия, возникшего при предварительном напряжении. Способ, предложенный Фрейсине, значительно увеличил несущую способность элементов.
Современные преднапряженные бетоны — это и так называемый струнобетон, и бетон, предварительно напряженный пучками (в которых вместо многих тонких струн применен стальной канат).
При возведении преднапряженных конструкций большое значение имеет анкеровка натягиваемой арматуры. Сегодня повсеместно применяется конусная анкеровка, изобретенная Фрейсине.
В дальнейшем новшества, связанные с железобетоном, в больших количествах предлагались и внедрялись специалистами разных стран. Поскольку именно этот материал предоставляет наибольшую свободу архитекторам, развитие различных аспектов конструирования и строительства из железобетона продолжается и по сей день.

Подготовила Таисия ЗОЛОТОВА