10.10.1. Цемент и бетон

Идеальное здание отвечает трем параметрам: оно крепкое, пригодное и красивое.

Вы (также Марк Витрувий Поллион)

Что это

Строительные материалы, которые могут выглядеть скучными до того момента, пока вы не поймете, что их можно описать как жидкий камень.

До того как были изобретены

Камню приходилось с большим трудом придавать ту форму, что вам требовалась, вместо того чтобы просто налить жидкость в форму, подождать, пока она застынет, и отпраздновать успех.

Изобретены

7200 до н. э. (известковая штукатурка);

5600 до н. э. (первые образцы бетона, использовались для заливания полов на территории нынешней Сербии);

600 до н. э. (гидравлический цемент);

1414 н. э. (переизобретение цемента и бетона);

1793 н. э. (современный бетон).

Предпосылки

Печи для обжига (для нагревания известняка), вулканический пепел или глиняные изделия (для цемента).

Как изобрести

Следуя инструкциям из приложения С, вы можете превратить известняк в негашеную известь, а негашеную известь в гашеную – которая самостоятельно вступает в реакцию с диоксидом углерода из воздуха и твердеет. Добавьте некоторое количество глины (или песка с водой) к вашей гашеной извести, и вы изобретете строительный раствор: легко мнущуюся пасту, которая при высыхании становится твердой как камень. Замените часть песка и воды соломой или конским волосом, чтобы увеличить стойкость на разрыв, и вы получите штукатурку: достаточно прочную субстанцию, чтобы использовать ее для наружной отделки зданий.

Она хороша еще и тем, что не пропускает воду, после того как затвердеет.

Это свойство делает штукатурку отличным материалом при строительстве подземных хранилищ для продуктов: ваши запасы остаются в холоде, но при этом никакая вода до них не доберется.

Однако все эти технологии требуют воздуха для высыхания, и в случае со штукатуркой это может занять несколько месяцев. Решение состоит в том, чтобы добавить в раствор силикаты алюминия: это позволяет изготовить гидравлический цемент, раствор, который не только сохнет быстрее, водонепроницаем, но еще и твердеет при соприкосновении с водой, что невероятно полезно, когда вы строите маяки, волноломы и другие штуки, находящиеся в постоянном контакте с сырой стихией.

Силикаты алюминия находятся в вулканическом пепле и глине, так что, если у вас вокруг валяется такой пепел, вы можете просто добавить его в раствор. Если нет, то возьмите старые горшки, разбейте на мелкие куски и отважно замешайте их в ваше сырье. Лошадиный волос можно добавить, чтобы избежать появления трещин (точно так же, как и в случае со штукатуркой), а кровь животных создаст в цементе крохотные пузырьки, обеспечивающие более высокую стойкость при нагрузках от замерзания-таяния[144].

Цемент – отличная штука, но можно сделать его еще лучше, просто добав ляя гравий, камни или гальку.

Это уже бетон!

Простая добавка из буквально валяющихся под ногами камней делает цемент намного прочнее: камни принимают на себя бо?льшую часть нагрузки, и это значит, что вам по плечу более крупные структуры[145]. Помимо зданий бетон можно использовать для мощения дорог, только не забывайте давать плитам небольшой уклон в сторону обочин, чтобы вода стекала и не появлялись всякие неприятности вроде луж.

Цемент и бетон повсеместно использовались в Римской империи, но после ее крушения в 476 н. э. технология оказалась утеряна на тысячелетие. Есть немногочисленные здания, построенные из цемента после этой даты, но необходимые для их возведения знания хранились внутри гильдий, редко записывались и никогда не распространялись.

И только когда невнятный римский манускрипт от 30 до н. э. (написанный архитектором и инженером Витрувием, цитата из которого открывает этот раздел) был обнаружен в одной из библиотек Швейцарии в 1414 н. э., секреты цемента и бетона оказались открыты заново[146]. Потребовалось еще несколько столетий – до 1793 н. э. – для появления идеи «нагрей известняк, чтобы произвести негашеную известь», облегчившей изготовление цемента и бетона.

Вы можете легко улучшить историю человечества, просто не забыв на тысячу лет, как делать бетон. Например, вы можете позаботиться, чтобы рецепт этого материала попал в более популярную библиотеку.