Бетон рим


Римский бетон: Из истории строительства и строительной техники Древнего Рима // В.А. Кочетов,

Секрет долговечности римского бетона

Мы подошли к одному из самых главных технологических процессов при производстве бетонных изделий — формованию, которое в современном понимании этого слова включает устройство опалубки, укладку и уплотнение бетонной смеси. Вопросы формования бетона, несомненно, крайне интересовали античных строителей. Как уже было сказано, для возведения бетонных стен они обычно применяли каменную опалубку, которая, по мнению большинства ученых, одновременно выполняла роль облицовки.

Такое мнение является распространенным, но не единственным, так как некоторые исследователи полагают, что каменная стена, выполняющая роль облицовки, возводилась лишь после твердения бетонного ядра. Римляне употребляли самые различные виды каменной опалубки-облицовки: неправильную (инцерт), правильную из камней (ретикулат), правильную из кирпича (тестациум) и смешанную (микстум), т. е. с использованием камней и кирпичей. В качестве материала для опалубки использовались или довольно крупные бутовые камни естественной формы с «инцертом» на фасаде, или камни, образующие правильный рисунок— «ретикулат».

В этом случае опалубка представляла собой кладку из квадратных тесаных камней относительно небольшой величины, укладываемых так, что их стороны образовывали к горизонту угол в 45°. Полученный таким образом сетчатый рисунок придавал стене красивый вид. В качестве примера можно привести волнолом в Неаполе, развалины виллы Адриана, остатки терм Диоклетиана в Риме и многие другие сооружения. Использовалась также опалубка из больших квадратных или прямоугольных камней, расположенных своими сторонами под прямым углом к горизонту. Разновидностью «ретикулата» был «опус спикатум» (spicatum), т. е. укладка камней или кирпичей в виде колоса или елочки или с частичным употреблением «ретикулата» и кирпичей.

В I в. н. э. на смену «ретикулату» приходит облицовка из обожженного плоского кирпича треугольной или любой другой формы. Стена с такой облицовкой выглядела более просто, чем «ретикулат», однако сцепление кирпичей с бетонной смесью было более надежным, а все сооружение более монолитным. Острые концы таких кирпичей были направлены в сторону бетонного ядра для лучшего закрепления в нем. Такие виды опалубок-облицовок, называемые «опус тестациум» (opus testacium), стали особенно популярны после Тиберия (14—37 гг.), когда «опус тестациум» изготавливались централизованно и регулярно обеспечивали стройку. Иногда ряды таких кирпичей чередовали с рядами тесаного камня, уложенного по форме «ретикулата». По мере перехода от одного вида опалубки-облицовки к другому менялся не только внешний вид, но и качество сооружений. При этом не всегда в лучшую сторону. Так, после того как на смену «инцерту» пришел «ретикулат», сцепление камней с бетоном ухудшилось.

Опалубка из прямоугольных камней с уложенными в нее слоями бетона (по Шуази)

По словам Витрувия, такая сетчатая кладка, несмотря на более привлекательный вид, легче давала трещины «...из-за того, что неперерезанные постели и швы кладки расходятся во все стороны. А при кладке неправильной формы камни, перекрывая друг друга и заходя один за другой, придают ей хотя и не очень приятный вид, но зато обеспечивают большую прочность, чем при сетчатой». Для более прочного сцепления кирпича опалубки с бетоном римляне специально изготавливали кирпич с одной стороны шероховатым, пористым, а с другой — гладким и блестящим.

Во времена Тиберия в качестве внешней облицовки стали использовать также специально приготовленную черепицу, кромки и концы которой хорошо обеспечивали сцепление ее с бетоном. При этом черепица готовилась в специальных формах, после чего ее можно было с помощью удара молотка разбить на две или несколько одинаковых керамических деталей заданных размеров. Всестороннее и длительное использование каменной и кирпично-черепичной кладки в качестве постоянной опалубки-облицовки, вероятно, было оправдано стремлением римлян придать привлекательность внешнему виду своих бетонных сооружений. Помимо каменной опалубки широко применялась деревянная — в виде струганых досок и деревянных щитов, о чем упоминается в работах Витрувия и многих археологов.

В особую группу входила опалубка сводов и куполов, так как ее устройство считалось наиболее сложней работой в процессе строительства. Опалубка для сводов и куполов делалась деревянной и устраивалась по деревянным кружглам, которые в зависимости от пролета свода опирались или на опоры-выступы, специально оставляемые в стене в процессе строительства, или на деревянные леса. Она нередко имела сложную конфигурацию, в которой плотники должны были воплотить замысел архитектора. Конструкция такой опалубки зачастую усиливалась кирпичными каркасами, промежутки между которыми заполнялись бетонной смесью. С целью экономии древесины римские инженеры использовали оригинальный способ изготовления массивных перекрытий: вначале с помощью легкой деревянной опалубки сооружался тонкий бетонный свод, а затем по нему производили последующее бетонирование всего перекрытия.

После возведения опалубки приступали к бетонированию сооружения. Это была относительно простая, но крайне тяжелая физическая операция, так как от того, как уложена и уплотнена бетонная смесь, зависят все основные свойства бетона. Сегодня нам хорошо известно, что если бетонную смесь недоуплотнить всего лишь на 1%, то прочность его понизится на 5%. Если же недоуплотнение составит 5—10%, то прочность соответственно упадет на 30—50%. В современном строительстве такое положение считается недопустимым, поэтому уплотнению смеси уделяют серьезное внимание, применяя многочисленные виды бетоноформовочного оборудования, в основе которого в большинстве случаев лежит эффект вибрации.

Римляне не использовали вибрацию, но, видимо, хорошо понимали, насколько важно тщательно уложить и уплотнить бетонную смесь. В начальный период применения бетона они использовали хаотичную, беспорядочную укладку известкового раствора с большими камнями, что в наше время напоминает бутовую кладку с «изюмом», когда производится набрасывание больших бутовых камней в заранее уложенный раствор. Затем появляется более упорядоченный, послойный метод укладки растворной смеси и крупного заполнителя. Уплотнение бетонной смеси производилось ими с помощью трамбования или без него. Трамбование осуществлялось следующим образом: вначале на небольшую высоту возводилась опалубка из крупных тесаных камней, назначение которых заключалось в том, чтобы за счет своей большой массы сдерживать боковое давление бетонной смеси и ударов трамбовок. Затем, видимо, в опалубку укладывался слой раствора толщиной 10—15 см, а поверх него набрасывался щебень крупностью 8—10 см. Возможно, щебень укладывался раньше раствора. В качестве щебня использовались куски плотного туфа либо обломки черной лавы, добывавшиеся в карьерах, которые располагались неподалеку от строительной площадки.

Когда слой щебня достигал приблизительно такой же толщины, как слой раствора, его начинали трамбовать тяжелыми деревянными трамбовками, обитыми железом. Трамбование продолжалось, видимо до тех пор, пока сверху не появлялся раствор, заполнявший пустоты между щебнем. Затем снова укладывался раствор, посыпался щебнем, трамбовался, и процесс повторялся. Так вместе с ростом опалубки вырастала стена из монолитного бетона. При этом каждый законченный слой посыпался каменной крошкой и пылью, оставшейся после отески камней. Эта пыль, вероятно, предназначалась для того, чтобы бетонная смесь не прилипала к ногам и трамбовкам рабочих, хотя, по мнению архитектора А. Башкирова, пыль служила специальным «прокладочным», антисейсмическим слоем. Такой же способ укладки бетона применялся при строительстве подземных частей зданий, например, фундаментов, где опалубкой служили деревянные щиты, установленные по длине вырытой траншеи, раскрепленные изнутри поперечными и продольными брусьями.

В случае постройки фундаментов на плотных грунтах вулканического происхождения, которыми так богата была римская земля, бетонная смесь укладывалась в траншею без опалубки, так как котлован или траншея сами по себе образовывали устойчивую форму, в которой было удобно укладывать и трамбовать бетон. Таковы подземные части цирка Салюстия, базилики Константина, зданий виллы Адриана и т. д. Способ трамбования широко применялся при строительстве полов и дорог, на что в свое время указывали Варрон и Витрувий. При этом следует обратить особое внимание на то, что трамбование смеси, по словам Витрувия, обычно производилось «частыми ударами тяжелых трамбовок (посредством) большой группой рабочих». Все это говорит о том, что древние строители (и не только в Древнем Риме) придавали большое значение тщательному уплотнению бетонной смеси. Даже наносимую на стены штукатурку рекомендовалось «бить гладилкой...» для придания ей большей плотности. Отсюда и качество штукатурки было такое, что «в нее можно было смотреться как в зеркало», а написанные на ней фрески можно было, по словам Плиния Старшего, вместе со штукатуркой переносить в любое место.

Интересным представляется также, что в отдельных случаях до начала укладки и уплотнения смеси ее предварительно подвергали усиленной механической обработке: «...рабочие группой в 10 человек толкли смесь деревянными бабами и только после такой обработки применяли в дело...» (Витрувий, кн. VII, гл. 3). Предварительная (до формования) активация бетонной смеси применяется и в наши дни. Так, сегодня известно несколько способов активации бетонной смеси, в том числе — механическая — виброактивация. Другой способ производства бетонных работ выполнялся без применения трамбования и, вероятно, был распространен гораздо шире, чем первый. В качестве опалубки служили стены, выложенные из более мелких и легких, чем в первом случае, камней (кирпичей) кубической или треугольной формы. Толщина такой опалубки была намного меньше, чем в первом случае, так как давление, передаваемое бетонной смесью на стены, было значительно ниже. В опалубку заливался небольшой слой раствора и на него сверху набрасывались камни, нередко достигавшие в поперечнике 12—17 см. При этом они зачастую укладывались только на постель, т. е. горизонтально. Такой вид кладки в какой-то мере напоминал современную бутобетонную, хотя и отличался от нее строгим чередованием слоев раствора и крупного заполнителя. Консистенция растворной смеси выбиралась, видимо, таким образом, чтобы крупный заполнитель погрузился в, смесь не больше, чем на определенную глубину, с тем, чтобы только заполнить пустоты между зернами щебня. Это подтверждается одинаковыми по высоте слоями щебня.

Римская бетонная стена с опалубкой-облицовкой из треугольного кирпича и поперечными связями из плоских кирпичей и деревянных брусьев (по Шуази)

Для большей устойчивости обе стенки каменной опалубки по мере заполнения их бетонной смесью связывались специальными плоскими квадратными кирпичами из обожженной глины, размером 60 X 60 см и толщиной 4...5 см, которые укладывались обычно через 1,5...3 м по высоте стены, и поперечными деревянными брусьями. Рассмотрев оба способа производства бетонных работ, следует еще раз подчеркнуть, что хотя они и были основными при изготовлении бетонных сооружений, но далеко не единственными. Различные их варианты использовались во всех концах Римской империи. Таким образом, после относительно подробного анализа технологии формования римского бетона мы вновь подошли к вопросу о тайне так называемого древнеримского секрета долговечности бетонных сооружений. Одним из первых, кто сделал попытку его объяснения, был французский архитектор Ж. Ронделе (1734—1829).

После длительного изучения римских сооружений и проведения ряда опытов он пришел к выводу, что превосходное качество римских растворов и бетонов объясняется не какими-нибудь секретами гашения извести, ее составом или сроками выдерживания, как думали раньше, а лишь тщательным перемешиванием и хорошим уплотнением (трамбованием) свежеуложенной смеси. Действительно, опыты показали, что химический анализ римских растворов и бетонов не обнаруживает в их составе ничего необычного. При этом они характеризуются плотной структурой и часто содержат еще не полностью карбонизировавшуюся известь. Современный английский исследователь Ф. Финкелдей после детального обследования отдельных частей римского бетонного акведука также пришел к выводу, что у римлян не было никаких особых секретов изготовления бетонных сооружений. По его мнению, долговечность достигалась применением известково-пуццоланового вяжущего и рационально подобранного соотношения вяжущего и заполнителя. При этом римляне использовали умеренное количество воды в бетонной смеси. Ф. Финкелдей был настолько поражен долговечностью и прочностью римских бетонных сооружений, что настойчиво призывал вернуться к их старым технологическим методам, используя аналогичный цемент и заполнители.

Можно ли согласиться с выводами Ж. Ронделе и Ф. Финкелдей, двух известных ученых-строителей, которых разделяет более чем столетний отрезок времени? Вероятно да, так как любой специалист-бетонщик, будь то античный строитель, энциклопедист типа Ж. Ронделе или исследователь наших дней, знает простые, но важные принципы получения бетона с заданными свойствами. Это тщательный выбор исходных материалов для бетона, перемешивание и усиленное уплотнение бетонной смеси. Кроме того, для каждого типа конструкции римляне тщательно определяли вид бетона и неукоснительно соблюдали все технические условия. Как известно, они разработали значительное количество стандартов и строго им следовали. При их полувоенном государственном управлении и рабовладельческой системе хозяйства сомневаться в этом не приходится.

СТРАНИЦЫ:

www.steklo.biz

Римский Бетон:

Производим и продаем бетономешалки шнековые - растворосмесители для приготовления бетонного раствора для изготовления шлакоблоков, тротуарной плитки и других строительных изделий. Фото бетономешалки шнековой: Описание конструкции бетономешалки шнековой Бетономешалка состоит из: …

Итак, вы познакомились с римским бетоном, применявшимся античными строителями почти 2000 лет назад — этим древним строительным материалом, который, во многом преобразившись, смело шагнул в наш XX в. и прочно …

Римский народ сдержан теперь И о двух лишь вещах беспокойно Мечтает, Хлеба и зрелищ... Ювенал Римские зрелищные сооружения, включая театры, стадионы и ипподромы (гипподромы), ведут начало из Греции. Считается, что …

Из серых камней, выведенных строг Являли церкви мощь свободных сил В них дух столетий смело воплотил И веру в гений свой, и веру в бога. В. Брюсов После завоевания Карфагена …

В город прибудем, высокие стены его окружают; Гавань его с двух сторон огибает глубокая; Вход же в гавань стеснен кораблями, которыми справа и слева Берег уставлен, и каждый из них …

Хоть и малы эти бани, Но зданье их сладостно взору: Так же, как роза в садах, как и фиалок букет: Палатинская эпиграмма Основными потребителями вод в городах Древнего Рима бьщи …

Акведуки — главное свидетельство величия Римской Империи Фронтин Эти слова принадлежат Сексту Юлию Фронтину (кон. I — нач. II в. н. э.), крупному государственному деятелю Древнего Рима, который был дважды …

Дорог строитель чудотворный, Народ Траяна! Твой завет, Спокойный, строгий и упорный, В■ гранит и мрамор здесь одет. В. Брюсов Дороги прославили Древний Рим. Дороги — это торговые пути, пути сообщения, …

У римских строителей было крылатое выражение, приписыва­емое Витрувию: «utilitas, firmitas, venustas»— польза, проч­ность, красота! И, если судить по качеству возводимых ими со­оружений, их долговечности и архитектуре, то можно сказать, что …

В стремленье ввысь, величественно смелом, Вершилось здание свободным острием, 1 • И было конченным, и было целым, Спокойно замкнутым в себе самом. В. Брюсов Мы подошли к одному из самых …

Теперь реальным стало только Что можно было взвесить и измерить. Коснуться пястью, выразить числом. ■М. Волошин Когда инженеры-строители начинают профессиональный раз­говор о бетоне, то их в первую очередь интересует его …

В этом горниле вселенной, В этом смешеньи всех сил и веществ... В. Брюсов Попробуем проследить основной путь превращения белого чистого известняка в прочный и плотный камень с современных научных позиций. …

Этому искусству уже много тысяч лет... А. Куприн Долговечность римского бетона поразительна. Можно лишь Удивляться, глядя на отдельные древнеримские здания и соору­жения, простоявшие почти 2000 лет. Даже их развалины пора­жают …

И доныне неизменно Все хранит здесь явный след Прежней дерзости и мощи, Над которой смерти нет. В. Брюсов Римляне, как уже было сказано, не были изобретателями бетона, так же, как …

Откуда навык этот — неведомо... Г ораций Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он …

В Древнем Риме не было слова «бетон». Оно появилось гораздо позже, в XVIII в. во Франции. Римляне же материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они …

Человек, просвещенный открытиями своих отцов Получил в наследие их мысли... Гельвеций Два великих древних государства — Эллада и Древний Рим находились совсем близко друг от друга, а в период римских …

Камни, полдень, пыль и молот Камни, пыль и зной... В. Брюсов Из чего же строили римляне свои великолепные здания и со­оружения? В первую очередь из того, что лежало у них …

Передавался труд к потомкам от отца, Но каждый камень, взвешен и размерен, Ложился в свой черед по замыслу творца. И линий общий строй был строг и верен. И каждый малый …

Дело то римским мужам привычно, Полезно для славы... Гораций По имеющимся на сегодня сведениям можно составить доста­точно определенно представление об организации труда рим­ских строителей. В Римском государстве была целая сеть …

Римлянин! Ты научись народами править державно. В этом искусство твое!— налагать условия мира, Милость покорным являть и смирять войною надменных. Вергилий Древний Рим. О нем написаны сотни статей и книг. …

Кочетов В. А. «Бетон — наилучший из материалов, изобретенных человече­ством»,— сказал знаменитый итальянский архитектор П. Л. Нер - ви. И он был прав. Оглянитесь вокруг, и вы увидите, что большин­ство …

msd.com.ua

Римский бетон • ru.knowledgr.com

Римский бетон, также названный опусом caementicium, был материалом, используемым в строительстве во время последней римской республики через целую историю Римской империи. Римский бетон был основан на гидравлически устанавливающем цементе со многими существенными качествами, подобными современному портлендскому цементу. К середине 1-го века материал часто использовался в качестве бетона с кирпичным лицом, хотя изменения в совокупности позволили различные меры материалов. Далее инновационные события в материале, названном Конкретной Революцией, способствовали структурно сложным формам, таким как купол Пантеона. Римский бетон также использовался, чтобы сделать дороги.

Исторические ссылки

Vitruvius, сочиняя приблизительно 25 до н.э в его Десяти Книгах по Архитектуре, отличил типы совокупности, подходящей для подготовки известковых строительных растворов. Для структурных минометов он рекомендовал pozzolana, которые являются вулканическими песками с подобных песку кроватей Поццуоли «коричневато-желтый серый» в цвете под Неаполем и красновато-коричневый цвет в Риме. Vitruvius определяет, что отношение 1 лайма части к 3 частям pozzolana для цементирует используемый в зданиях и 1:2 отношение извести к pulvis Puteolanus для подводной работы, по существу то же самое отношение, смешанное сегодня для бетона, используемого в море.

К середине 1-го века принципы подводного строительства в бетоне были известны римским строителям. Город Цезарея был самым ранним известным примером, чтобы использовать подводную римскую конкретную технологию на таком крупном масштабе.

Восстанавливая Рим после того, как огонь в 64 н. э., которые разрушили значительные части города, новых строительных норм и правил Nero, состоял из бетона в основном с кирпичным лицом. Это, кажется, поощрило развитие кирпичных и конкретных отраслей промышленности.

В большей части использования сырую конкретную поверхность считали неприглядной, и своего рода столкновение было применено. Различные методы были характерны для различных периодов и включали:

  • Опус incertum: маленькие нерегулярные камни.
  • Опус reticulatum: маленькие брусковые блоки туфа положены в схеме размещения алмазов.
  • Опус quadratum: регулярно положенные курсы тесанных камней.
  • Опус latericium: регулярно положенные курсы кирпича.
  • Опус spicatum: кирпич положен в образце рисунка «елочкой».
  • Опус vittatum: квадратные блоки туфа, пересеченные кирпичными полосами на регулярных и нерегулярных расстояниях.
  • Опус africanum: вертикальные цепи вертикальных блоков с чередованием горизонтальных блоков.
  • Опус testaceum: толстая горизонтальная кирпичная работа.

Свойства материала

Римский бетон, как любой бетон, состоит из совокупного и гидравлического миномета – переплет, смешанный с водой, которая укрепляется в течение долгого времени. Совокупность изменилась и включала части скалы, керамической плитки и битого кирпича от остатков ранее уничтоженных зданий. Укрепление элементов, таких как стальной перебар, не использовалось.

Гипс и известь использовались в качестве переплетов. Вулканическая пыль, названная pozzolana или «песком ямы», была одобрена, где они могли быть получены. Pozzolana делает бетон более стойким, чтобы посолить воду, чем современный бетон. У pozzolanic используемого миномета было высокое содержание глинозема и кварца.

Бетон, и в частности гидравлический миномет, ответственный за его единство, был типом структурной керамики, полезность которой произошла в основном из его реологической пластичности в государстве пасты. Урегулирование и укрепление гидравлических цементируют полученный из гидратации материалов и последующего химического и физического взаимодействия этих продуктов гидратации. Это отличалось от урегулирования минометов гашеной извести, наиболее распространенное цементирует предримского мира. После того, как набор, римский бетон показал мало пластичности, хотя это сохранило некоторое сопротивление растяжимым усилиям.

Урегулирование pozzolanic цементирует, имеет много общего с урегулированием их современного коллеги, портлендского цемента. Высокий состав кварца римского pozzolana цементирует, очень близко к тому из современного цемента, к которому были добавлены шлак доменной печи, зольная пыль или дым кварца.

Сжимающие преимущества для современного Портленда цементируют, как правило, на уровне на 50 МПа и улучшились почти в десять раз с 1860. Нет никаких сопоставимых механических данных для древних минометов, хотя некоторая информация о пределе прочности может быть выведена из взламывания римских бетонных куполов. Эти пределы прочности варьируются существенно от отношения воды/цемента, используемого в начальном соединении. В настоящее время нет никакого способа установить, какие отношения воды/цемента римляне использовали, и при этом нет обширных данных для эффектов этого отношения на преимуществах pozzolanic, цементирует.

Сейсмическая технология

Для окружающей среды, столь же подверженной землетрясениям как итальянский полуостров, прерывания и внутреннее строительство в стенах и куполах создали неоднородности в конкретной массе. Части здания могли тогда перейти немного, когда было движение земли, чтобы приспособить такие усилия, увеличивая полную силу структуры. Это было в этом смысле, что кирпичи и бетон были гибки. Это, возможно, было именно по этой причине, что, хотя много зданий выдержали серьезное взламывание от множества причин, они продолжают стоять по сей день.

Другая технология, используемая, чтобы улучшить силу и стабильность бетона, была своей градацией в куполах. Один пример включал Пантеон, где совокупность верхней области купола состояла из переменных слоев легкого туфа и пемзы, давая бетону плотность 1 350 кг/м. Фонд структуры использовал travertine в качестве совокупности, имея намного более высокую плотность 2 200 кг/м.

См. также

  • Энергично измененный цемент (EMC)
  • Римский кирпич
  • Реакция Pozzolanic

Литература

  • Жан-Пьер Адам, Энтони Мэтьюс, римское здание, 1 994
  • Линн К. Ланкастер, конкретное сводчатое строительство в империале Рим, издательство Кембриджского университета, 2 005
  • Хизер Н. Lechtman & Linn W. Хоббс, “Римский Бетон и римская Архитектурная Революция”, Керамика и Том 3 Цивилизации: Керамика Высокой технологии: Мимо, Настоящее, будущее, отредактированное В.Д. Кинджери и изданное американским Обществом Керамики, 1 986
  • В. Л. Макдональд, Архитектура Римской империи, Издательства Йельского университета исправленного издания, Нью-Хейвен, 1 982

Внешние ссылки

  • Римский бетон
  • Опус caementicium римские стены
  • Смитсоновский институт: тайны зданий древнего Рима

ru.knowledgr.com


Смотрите также