Самый опасный враг — вода

Что же такое бетон?
Некоторые могут сказать: «Странное дело, зачем задавать вопрос, на который уже дан ответ! Бетон — это искусственный камень».
Верно, — искусственный камень. Но почему же именно ему посчастливилось оказаться самым важным из всех других искусственных камней?
Подберите на строительной площадке маленький кусочек бетона, отломившийся от большой плиты, и принесите его в школу. Это совсем нетрудно сделать ребятам любого города и колхоза. Ведь у нас всюду идет большое строительство.


Вот как выглядит бетон под микроскопом…

В школе рассмотрите ваш кусочек бетона через микроскоп. Оказывается, он состоит из маленьких камней и совершенно ясно различимых зерен песка. Вместе они соединены крепко-накрепко каким-то клеем. Клей этот — цемент, и его еще называют вяжущим веществом.
Открытие, которое вы сделали, рассматривая бетон под микроскопом, наверное, очень вас удивит. Ведь многие думали, что раз бетон — камень, то он и должен быть похожим на камень. На деле же выходит, что сделан он из разных составных частей.
Впрочем, стоит ли удивляться? Вспомните песчаник. Он ведь тоже состоит из мелких зерен песка, скрепленных между собой вяжущими веществами: глиной, гипсом, известью. Причем некоторые песчаники столь прочны, что их применяют для облицовки зданий и набережных, для строительства автомобильных дорог и даже как фундамент при возведении  многоэтажных домов.
Выходит, что песчаник, который давно уже знаком строителям, — тоже бетон? Конечно. Только его постепенно, в течение миллионов лет, создавала сама природа.
Всё это, наверно, хорошо знали строители Урарту и Великой китайской стены, древние египтяне и римляне. Недаром, чтобы приготовить бетон, сначала употребляли глину, потом гипс и лишь в более поздние времена — известь.
Однако все эти вяжущие вещества имели различные, да к тому же очень серьезные недостатки. Искусственные камни, сделанные с их помощью, далеко не всегда выдерживали испытание временем.
Бетон, приготовленный с помощью глины (его называют глинобетоном), от дождя быстро разбухал, и вода вскоре полностью разрушала сделанные из него искусственные камни. Такая же судьба в конце концов ждала и бетоны, в которых вяжущими веществами были гипс или известь.
Так вопрос о создании искусственного камня, казавшийся уже решенным, вновь стал перед строителями во всей остроте.
Что же делать, как бороться с водой, которая была таким опасным врагом для бетона?
Надо было придумать каменный клей, который не боялся бы воды. Отныне эта мысль занимала строителей всех стран. Однако понадобилось много-много времени, прежде чем удалось добиться желаемых результатов.
Почти тысячу лет назад в нашей стране решили примешать к извести толченый кирпич или превращенные в порошок осколки глиняной посуды.
Попробовали. И что же вы думаете? Бетон этот не только не разрушался рт воды, а даже становился еще более твердым.
Это было большой победой. Но почему так происходило?
В те времена объяснить это чудесное превращение могли, может быть, очень немногие. Но сейчас для людей, знающих химию, ничего удивительного во всем этом нет.
Убедиться в этом может каждый. Достаточно проделать в школе такой опыт. Возьмите кусок известняка и обожгите его на сильном огне. Потом дайте камню остынуть, а затем поместите его в воду. Безжизненный, казалось, камень вдруг «оживет».
Сначала он начнет дышать, накаляться и трескаться, а потом как будто даже кипеть. При этом из камня с силой будут вырываться струи горячего пара, и, наконец, он превратится в густую, нежную белую массу, похожую на сметану. После этого известняк «умирает».
Недаром, значит, обожженный известняк называют «живой известью» или еще «известью-кипелкой».
Но что же произошло с куском известняка, когда его сначала обожгли, а затем поместили в воду?
Прежде чем ответить на этот вопрос, надо познакомиться с химическим строением камня, над которым вы производите свой опыт.
Известняк — это соединение трех элементов: Кальция, углерода и кислорода. Иначе его можно назвать углекислым кальцием.
Когда мы начинаем его обжигать, из известняка улетучивается углекислый газ и получается известь-кипелка.
Попробуйте теперь налить в известь-кипелку побольше воды. Химики называют это «гасить известь». И она превратится в белое известковое тесто. На воздухе тесто это постепенно начинает твердеть, потому что, поглощая из воздуха углекислый газ, оно снова превращается в камень-известняк.
Но куда же, спросите вы, девалась вода, с помощью которой известь-кипелка была превращена в тесто? Она попросту постепенно испарилась.
Как известно, углекислого газа совсем немного: не больше 0,04 процента. Поэтому превращение известкового теста снова в камень-известняк происходит очень медленно. А затвердев, в конце концов, он всё же не в состоянии бороться с водой и, оказавшись в ней, будет размыт.
Теперь, когда проделан весь этот нехитрый опыт с куском известняка, вы и сами убедились, сколь недолговечным мог быть бетон, который делали из такого вяжущего вещества, как известь.
Но продолжите опыт дальше и повторите то, что тысячу лет назад сделали русские строители. Возьмите в какой-нибудь сосуд немного извести, и перемешайте ее с растертым в порошок куском кирпича. Затем налейте в эту смесь воды и хорошо перемешайте ее. Полученная вами тестообразная масса будет похожа на вяжущее вещество, которое в Старину делали на Руси. Ведь кусок кирпича, растолченный в порошок, — это всё равно, что обожженная глина, употреблявшаяся в древности.
Смешайте теперь эту тестообразную массу с битым камнем и песком и дайте всей этой смеси хорошо затвердеть.
Вот и готов бетон. Да еще какой! Точь-в-точь похожий на тот, который делали тысячу лет назад.
Остается испытать его прочность.
Впрочем, эту часть работы мы с вами можем и не делать. В нашем распоряжении многочисленные свидетельства истории, на которые мы можем вполне положиться. А свидетельства эти говорят о том, что хотя новое вяжущее вещество и было несравненно лучше всех предыдущих, но и оно не выдержало продолжительного испытания. Бетон, приготовленный с его помощью, прослужив некоторое время, начинал быстро разрушаться. Самым опасным врагом искусственного камня по-прежнему оставалась вода.


Как камень стал железным