Дома из пены

Итак, пузырьки пузырькам — рознь. Одни приносят вред, другие — пользу. Но чаще всего всё-таки пользу. В этом люди убедились не сегодня. В далекой древности смотрел человек на воду во время дождя, вспенивавшуюся мириадами больших и маленьких, розовых и зеленоватых пузырьков, и задавался вопросом: откуда они берутся? Но дождь прекращался, пузырьки исчезали, и человек на время забывал о них.
Когда люди научились делать мыло, они увидели магическое действие маленьких пузырьков. Намылишь руки, лицо или тело, и вот уже мыльная пена, которая состоит из бесчисленного множества тех же пузырьков, извлекает из мельчайших пор кожи грязь и уносит ее прочь.
Потом человек узнал, что пузырь, век которого казался таким коротким, может прожить и день, и месяц, и год, и даже тысячу лет. Произошло это тогда, когда люди научились делать стекло. Еще в самом начале нашей эры в Риме решили попробовать не лепить из раскаленного стекла, как это делали гончары, пользовавшиеся мокрой глиной, а выдувать.


Стеклянный пузырек всё увеличивался...

Взяли длинную тонкую трубку и обмакнули один конец ее в расплавленное стекло. Другой конец трубки приставили ко рту и стали сильно дуть в нее. И капля расплавленного стекла постепенно всё увеличивалась и увеличивалась, пока не превратилась в большой пузырь, прозрачный, как чистая вода, и ослепительно сиявший на солнце.
Выдуванием стеклянных пузырей стали заниматься всё чаще и чаще. И делали это, конечно, не для забавы, — стеклянные пузыри превращались в графины, затейливые вазы и даже винные бочки. Однако никто до сих пор так и не знает: что надоумило древних римлян, а до них еще и финикиян начать выдувать стекло? Впрочем, это могли сделать ребята, которые пускали пузыри из мыльной пены.
Теперь стеклянные вещи уже не выдувают ртом, потому что работа стеклодува — не только очень трудная, но и опасная для здоровья человека. Стеклодувов заменили специальные огромные машины-автоматы, похожие на карусели. Своим дыханием они способны ежедневно выдувать тысячи стаканов и графинов, баллонов для электрических ламп и реторт, которыми вы пользуетесь во время опытов в школе. И всё это благодаря тем самым маленьким водяным пузырькам, которые некогда служили загадкой.
Много увлекательного еще можно было бы рассказать о пузырьках. Но ведь эта книжка не о них, а о приключениях, которые произошли с бетоном. Поэтому о пузырьках — еще совсем немного. А затем вернемся к искусственному камню, к которому пузырьки имеют тоже не малое отношение.


Из баллона на огонь устремляется сильная струя пены.

Осмотритесь в школе по сторонам. На каждом этаже, в коридоре или на лестнице вы увидите похожий на снаряд красный баллон, висящий на стене. Все знают, что это — огнетушитель. Такие баллоны теперь не редкость в каждом общественном здании.
Однако, как они устроены, — на этот вопрос правильно ответят не многие. Большинство считает, что если огнетушитель, то, значит, в нем должна быть вода.
А на самом деле внутри баллона — мыльный раствор щелочи и небольшая баночка с кислотой.
Стоит где-нибудь загореться, как, прежде чем вызывать пожарных, обращаются к помощи красного баллона. Быстро снимают его со стены и, добежав до места пожара, ударяют носом об пол. И сразу же из баллона на огонь устремляется сильная струя пены, состоящей из множества пузырей. Огонь вначале не хочет сдаваться. Но пузыри, шипя и пенясь, бесстрашно продолжают свою атаку и, в конце концов, выходят из схватки победителями.
Слышали ли вы, что из руды добывают некоторые очень ценные металлы? Делают это при содействии всё тех же пузырьков. Вот как это происходит.
Полезную руду размельчают в порошок. А затем смешивают с водой и небольшим количеством какого-нибудь маслянистого вещества. Вещества эти сразу понижают поверхностное натяжение воды. Поэтому, если эту смесь теперь взболтать, получится пена, с которой все частицы превращенной в порошок руды равномерно перемешаются.
После этого пенистую смесь оставляют в покое.
А когда через некоторое время хотят узнать, что же произошло дальше, оказывается, что металлические частицы и частицы каменных пород, которые в руде тоже имеются, ведут себя в пене совсем не одинаково.
Маслянистое вещество обволокло металлические частицы тоненькой пленкой; они прилипли к воздушным пузырькам и вместе с ними всплыли на поверхность. Теперь остается их собрать вместе с пеной. Делают это так же, как снимают сливки с молока. Только в ковше, которым зачерпнут пену, будут не сливки, а металл.
Ну, а что же случилось с каменистыми частицами, не зачерпнули ли и их вместе с пеной? Оказывается, тревожиться по этому поводу не приходится. К каменистым частицам маслянистые вещества прилипают плохо. Зато в большой дружбе они с водой, благодаря чему постепенно все и осаждаются на дно.
Способ извлечения металлов из руды при помощи пузырьков получил название флотации, и им теперь широко пользуются в промышленности.
Как видите, пузырьки и в самом деле приносят неоценимую пользу человеку. Надо только уметь ими управлять.
Что бы вы сказали теперь, узнав, что в недалеком будущем здания тоже будут строить из пузырьков? И люди будут чувствовать себя в них не хуже, а лучше, чем в домах, в которых они живут сейчас.
В самый сильный мороз в зданиях, построенных из пузырьков, будет несравненно теплее, чем в нашем нынешнем жилье. И для обогревания их понадобится несравненно меньше топлива, чем расходуем мы сейчас. А в жару в доме из пузырьков можно будет защищаться от палящего солнца так же, как защищаются от него жители Узбекистана или Туркмении, надевая на себя ватные халаты.
Почему? Да потому, что пеноматериалы, из которых построят эти дома, будут почти сплошь состоять из воздушных пузырьков. А воздух, как известно, плохо проводит тепло.
Дома из пузырьков можно будет строить быстро и без затраты больших усилий потому, что пеноматериалы — самые легкие из всех, известных до сих пор. Для возведения их вовсе не будет необходимости в громоздких и тяжелых машинах.
Еще одна интересная подробность. Днем в здании из пузырьков будет так же тихо, как ночью, когда умолкнет шум автомобилей и трамваев и город погрузится в сон. И уж, тем более, ни один звук не донесется из одной квартиры в другую. И всё это благодаря чудесным свойствам пеноматериалов, которые, точно вата, поглотят любые посторонние звуки.
Не думайте, что всё, о чем я здесь рассказал, несбыточная мечта. Когда-то о таких материалах действительно люди могли лишь предаваться мечтаньям. Да что, собственно, и оставалось делать; ведь и век пузырька исчислялся несколькими мгновениями. Даже теперь, если хотят сказать о крушении каких-то планов, употребляют дошедшую до нас с тех далеких времен поговорку: «Лопнул, как мыльный пузырь».


Камень из пузырьков.

Однако всё это было в прошлом. Теперь мечты о пузырьках стали действительностью. И этим мы обязаны ученым, которые научили строителей не только закалять с помощью пузырьков искусственный камень, но и делать бетон, состоящий почти из одних пузырьков.
Для этого они предложили смешать цементный порошок с водой, в которой перед тем растворили пенообразующее вещество. Когда это было сделано, случилось то же самое, что уже неоднократно наблюдали при добывании из руды металлов с помощью флотации. Зерна цемента слиплись с маслянистым веществом, которое растворили в воде, и обволоклись тонкой пленкой.
Сначала получилось что-то похожее на сметану. Когда же цемент затвердел, все увидели, что он совсем не похож на камень, который всегда получался в таких случаях. Перед строителями был совершенно новый материал, как будто сотканный из бесчисленного множества сот. Этим материалом была окаменевшая пена. Строители дали ему название — пенобетон.
Бетон из пены! Это может поразить всякого. Когда однажды на строительной выставке в Ленинградском Доме технической пропаганды мне показали почти невесомый, как вата, кусочек камня, вот так же как будто сотканный из сот, и сказали, что это — бетон, признаюсь, я этому долго не мог поверить. Не скрою также: весь остаток дня я продолжал находиться под впечатлением этого маленького кусочка камня, который видел несколько часов назад. «Возможно ли, — думал я, — чтобы человеческая мысль могла научиться совершать подобные чудеса?» Уже ночью, засыпая, я вспомнил о письме, которое много лет назад написал советским ребятам наш знаменитый академик Александр Петрович Карпинский. В нем рассказывалось, как ученому удалось разгадать одну очень интересную загадку природы.
На следующий день я отправился в библиотеку и разыскал это письмо. Быстро прочитав его, я еще раз убедился, что оно не зря пришло мне на память, когда я размышлял над маленьким кусочком необыкновенного камня. Академик Карпинский рассказывал, как однажды ему принесли кусок какой-то окаменевшей породы, покрытой маленькими ячейками, похожими то ли на окаменевшие остатки сот, некогда построенных пчелами, то ли на окаменевшую морскую губку.
Удалось ли Александру Петровичу приоткрыть завесу многовековой тайны, над разгадкой которой бились до него уже многие другие ученые?
Об этом вы сейчас узнаете сами, прочитав, что писал академик Карпинский.


Я размешивал грязь палкой, и тогда выделялось много пузырей...

«Когда мне были переданы образцы, — говорится в письме, — я заметил, что на некоторых из них внутри шестиугольной ячейки есть одно, два, а иногда и больше возвышений, вроде маленького кратера вулкана. Когда я их рассматривал, мне припомнился один случай. Еще ребенком жил я на Южном Урале. Часто, сидя на берегу Ильменского озера, около Миасса, я видел, как в болотистой грязи выделяются в разных местах одновременно или последовательно пузырьки. Я размешивал грязь палкой, и тогда бурно выделялось большое количество пузырей, а при осторожном погружении тонкого прутика появлялся только один, сравнительно большой пузырь. Тщательно изучив самые образцы и всё, что было напечатано различными учеными по вопросу об органических и неорганических ископаемых отпечатках, я предположил, что в каком-то разлагающемся растительном материале, занесенном мелкозернистым песком, а затем покрытом тонким слоем илистого осадка, возникал болотный газ. Он проникал в слой песка, далее сквозь тонкий илистый слой и выделялся, образуя кратероподобные возвышения. Разрастаясь, они соприкасались друг с другом и образовывали шестиугольные петли, как это обычно наблюдается в природе. В условиях лаборатории это явление легко воспроизвести...»
Дойдя до этого места, я невольно подумал: «Может быть, то, что сделали наши ученые, когда они нашли способ изготовлять искусственный камень из пузырьков, и было повторением опыта природы, о котором говорил наш знаменитый академик?» Я не обращался тогда ни к кому за подтверждением своих предположений. Но сейчас, вспомнив об этом примечательном случае, я подумал: «Наверно, и на этот раз ученые позаимствовали что-то из бесконечного кладезя чудес, каким является окружающий нас мир природы». И это, конечно, только хорошо, а не плохо. Ведь и бетон люди научились делать у природы. Впрочем, справедливость требует сказать, что у искусственного камня из пены не так уж как будто бы и много с ним общего.
Чтобы приготовить пенобетон, не нужен щебень. И что самое удивительное, — девять десятых его объема — это те самые соты, или, как их еще называют, воздушные ячейки, которые на сей раз построили не пчелы, а такие же, как они, неутомимые труженики — воздушные пузырьки.
Теперь, когда были достигнуты столь необыкновенные результаты, ученые решили, что надо сделать так, чтобы на окаменевшие пузырьки действительно можно было вполне положиться. А то какой же получится конфуз, если из них построят дом, в него въедут жильцы, а дом возьмет и разлетится, как мыльный пузырь! Одно дело, когда стеклодувы выдували из расплавленной капли стекла графин или бутылку, а тут ведь целый дом!
И вот начались поиски способов, с помощью которых пузырьки можно было бы сделать прочными. Раньше, когда они были сами по себе и их жизнь продолжалась короткие секунды, никому в голову это не приходило. А теперь они должны были еще выдержать вес цементного зерна и при этом не лопнуть.
Не сразу пришло желаемое решение, и неудач на пути его достижения было вначале гораздо больше, чем успехов. Но разве когда-нибудь прежде бывало иначе?
В конце концов пузырьки были обузданы, и советский академик П. А. Ребиндер, вместе со своими помощниками, заставил их вести себя так, как это было нужно людям.
Чтобы пена не разрушалась, в бетон, приготовленный с ее помощью, стали добавлять клей, крахмал, желатин, соль, алюминий и железо, а также золу, угольную пыль и глину. Прилипая к пленкам пены, они как бы покрывали ее броней, которая придала пене прочность и защитила ее от разрушения.
Так человек закалил на этот раз не сталь и даже не бетон, а самую обыкновенную пену.
Много веков назад, когда люди верили, что судьба их зависит от милости богов, которые могут приносить им счастье или заставлять тяжело страдать, дарить их полям богатый урожай или низвергать на землю все громы небесные, в древней Греции сложили чудесную легенду об Афродите.
У Афродиты нежные черты лица, а мягкие золотые волосы, словно венец, лежат на ее прекрасной голове. Афродита — это олицетворение божественной красоты и неувядаемой юности. Когда она идет, в блеске своей красоты, в благоухающих одеждах, тогда ярче светит солнце, пышнее цветут цветы. Дикие лесные звери бегут к ней из чаши леса, стаями слетаются птицы, когда она идет по лесу. Львы, пантеры, барсы и медведи кротко ласкаются к ней. Спокойно идет среди диких зверей Афродита, гордая своей лучезарной красотой. Ее спутницы — Ора и Харита, богини красоты и грации, — прислуживают ей.
Около острова Киферы родилась Афродита, дочь Урана, из белоснежной пены морских волн. Легкий, ласкающий ветерок принес ее на остров Кипр. Там окружили юные Оры вышедшую из морских волн богиню. Они облекли ее в златотканную одежду и увенчали венком из благоухающих цветов. С тех пор златая Афродита, вечно юная, прекраснейшая из богинь, всегда живет среди богов Олимпа.
Такими будут дома, построенные из пенобетона. Белоснежные, легкие и стройные, они поднимутся, точно чудесная Афродита, вышедшая из морской пены, чтобы украсить жизнь людей, воплощающих самые несбыточные мечты в действительность.


Как камень стал железным