Вода больше не враг

Казалось, теперь-то всё, уже хорошо. Рецепт каменного клея, не боящегося воды, найден. Да еще такого клея, который сам превращается в вечный камень! Но многие были недовольны тем, что превращение это происходило не так скоро, как хотелось бы. И тогда был создан быстротвердеющий цемент.

Потом люди одержали победу над «белой смертью» бетона и не просто обезопасили его от гибели, а изобрели расширяющийся цемент. Чего же еще оставалось желать?

Но желать оставалось многого.

Прежде всего надо было сделать так, чтобы не только цементный камень, а и порошок, из которого он сделан, тоже не боялся воды. Ведь хотя и много у нас заводов, приготовляющих цемент, однако его всё еще приходится возить из одного города в другой. Иногда эти путешествия бывают очень далекими. Но дело даже не в расстоянии, а в том, как проделать этот путь.

Казалось, что может быть проще: погрузить цемент на платформы, так, как грузят уголь или дрова, — ив дорогу!

Однако в том-то и дело, что возить цементный порошок так, как возят дрова или уголь, нельзя. Представьте себе, что в дороге пойдет дождь или снег. С дровами и углем ничего не случится. С цементом же произойдет непоправимая беда: к месту назначения прибудет не порошок, а глыбы камня. А кому они нужны, когда строители ждут цемент?

— Ну и это не так уже страшно, — ответят нам. — Раз нельзя на платформах, так ведь есть же закрытые вагоны. К тому же поверх платформ можно натянуть брезент.

Спору нет, конечно, можно везти и в закрытых вагонах, да и брезент кое-какую пользу принесет, — намокнет только самый верхний слой цементного порошка. А дальше что? Ведь и после этого — будут ли цемент выгружать из вагонов, перевозить со станции на склад или со склада в какое-нибудь другое место — везде и всегда больше всего надо остерегаться влаги. И действительно, сколько драгоценного порошка гибнет ежегодно! А всё лишь потому, что не удается уследить, чтобы он не подмок и не превратился в камень раньше времени.

Попав под дождь, цемент преждевременно превратится в камень...


Каждое зернышко цементного порошка ученые одели в панцирь.

Так вопрос о каменном клее, казавшийся уже совсем решенным, вновь озадачил ученых.

Однако они нашли выход из этого положения. Конечно, это было сделано не сразу, — много лет прошло, прежде чем желаемый результат был достигнут.

Советские ученые М. И. Хигерович и Б. Г. Скрамтаев придумали своеобразный панцирь, в который они одели каждое зернышко цементного порошка. После этого ни дождь, ни снег и никакая другая влага стали ему не страшны.

Но как же можно надеть панцирь на зерна, которые и разглядеть-то удается только под микроскопом?

И однакоже то, что сделали советские ученые, выглядело именно так: в панцирь было одето каждое зернышко цемента. И ничего неправдоподобного в этом нет.

Само собой разумеется, что вовсе не было необходимости сидеть с микроскопом и «вылавливать» каждое отдельное зернышко, которых в щепотке цементного порошка может быть несколько миллионов.

Ученые поступили гораздо проще. Они предложили во время помола клинкера добавлять к нему какое-нибудь водонепроницаемое вещество: мылонафт или олеиновую кислоту.

Как только это сделали, цементные зерна покрылись тоненькой-тоненькой пленкой, которая и стала предохранять их от намокания. А ведь нечто очень похожее можно наблюдать у птиц, у которых жировая смазка надежно предохраняет от намокания их оперение.

Новый цемент назвали «гидрофобным», что в переводе значит: «ненавидящий воду». Название это, может быть, и не очень точно раскрывает удивительную особенность «бронированного» порошка. Однако важно то, что он действительно не боится влаги.

Чтобы убедиться в этом, его не только оставляли под дождем, но и высыпали прямо в воду, в которой он находился в течение нескольких часов. И что вы думаете?

Гидрофобный цемент, как говорят, «выходил сухим из воды».

Но как же можно заставить такой «забронировавшийся» цементный порошок соединиться с водой, когда это будет необходимо? Иначе ведь его нельзя будет применить для приготовления бетона.

Однако все опасения на этот счет оказались напрасными, и, послушный воле человека, гидрофобный цемент, если это нужно, может превращаться в обыкновенный. Чтобы узнать, как это происходит, придется забежать немного вперед и рассказать о том, что представляет собою бетон.

Некоторые думают, что цемент и бетон — это одно и то же. В подтверждение этого они говорят: «Ведь приготовляется-то бетон из цемента!»
Однако кто думает так, — заблуждается. Для того, чтобы сделать бетон, действительно необходим цемент. Но не он один. И как бы вы ни замешивали цементный порошок с водой — погуще или пожиже, — бетон всё равно не получится. Нужны еще так называемые заполнители — песок, гравий или щебень. И только перемешав всё это, можно получить бетон.

Конечно, приготовление бетона — вовсе не простое дело. И от того, какой будет песок или гравий, в каких дозах их возьмут, сколько примешают воды, — от всего этого во многом зависит качество и прочность будущего искусственного камня.

... Но самая важная роль всё же будет принадлежать цементу. И это понятно. Ведь сколько ни перемешивай песок, гравий и воду, — всё равно никакого бетона не выйдет. Гравий и песок, как более тяжелые, опустятся на дно сосуда, в котором будут приготовлять бетон, — только прозрачная до этого вода станет мутной.

Совсем иное дело, если ко всему этому добавят цемент. Соединившись с водой, каменный клей начнет твердеть и одновременно крепко-накрепко связывать между собой щебень и бесчисленное множество песчинок.

Вот во время перемешивания гидрофобный цемент и превратится в обыкновенный, причем ничего для этого специально делать не надо, — всё получается само собой. Происходит это вот как.

Гравий и песчинки разрывают пленку, обволакивавшую зерна цемента. Оказавшись снова без панциря, они соединяются с водой и вскоре превращаются в каменный клей.

Ну, а пленка, — куда девается она? Может, испаряется или каким-нибудь другим образом исчезает?

Ничуть не бывало. Она преспокойно продолжает оставаться в бетоне. И от этого бетон становится еще крепче и еще более водонепроницаемым.

Каждое новое вещество, которое ученые предлагали добавлять к цементу, заставляло каменный клей, а вместе с ним и бетон, всякий раз вести себя по-новому.

Ну можно ли было, например, не заняться таким очень важным вопросом, как подвижность — или иногда ее еще называют пластичность — только что приготовленного из каменного клея бетона?

Посудите сами: как вы поступите, если перед вами поставят две одинаковые полулитровые стеклянные банки и одну из них предложат наполнить сметаной, а другую густым тестом?

Задача эта хотя и кажется на первый взгляд совершенно пустяковой, на самом деле вовсе не так уж проста.

Со сметаной вы справитесь, конечно, легко, она быстро и равномерно заполнит банку. А вот с тестом окажется гораздо хуже. Во-первых, оно всё время будет прилипать к ложке, которой вы его будете перекладывать. А во-вторых, оно ни за что не захочет равномерно распределиться в банке. Вам придется немало помучиться, уминая ложкой комки теста, заставляя его последовать примеру сметаны.

С бетоном очень часто получалось то же самое. Начнут им заполнять какую-нибудь форму, чтобы изготовить плиту, — мучаются, мучаются, а каменное тесто никак не хочет равномерно распределиться в форме. Его и лопатами, и другими специальными приспособлениями перекладывают с места на место. И только после долгих мытарств оно укладывается так, как надо.

Нам могут сказать: зачем же приготовлять бетонную смесь такой густой, как тесто, когда ее можно сделать жидкой, как сметана? Тогда никому не надо будет мучиться и всё окажется совсем просто.

Однако последовать этому совету, как бы он ни казался заманчивым, чаще всего нельзя, потому, что, чем больше в смеси будет воды, тем медленнее бетон станет твердеть. А кроме того, имеются еще и другие причины, из-за которых делать это не следует.

Как же тогда поступить? Ответ на этот вопрос ученые и искали.

Его дал советский академик П. А. Ребиндер. Он доказал, что, если во время приготовления цемента к нему добавлять специальные вещества, — каменный клей, а вместе с ним и бетон, станет подвижнее и будет послушно распределяться в любой форме, куда бы его ни поместили.

Что же заставляет бетонную смесь становиться пластичнее?

Оказывается, делают это отходы, получаемые во время изготовления бумаги. Называются они сульфитно-спиртовой бардой.

И что поразительно, — нужно их совсем немного: всего две или три десятых процента от веса цементного порошка. Зато какое магическое действие они производят!

Вещества, которые заставляют бетонную смесь становиться подвижной, так же, как мылонафт или олеиновая кислота, покрывают каждое зернышко цементного порошка тоненькой пленкой. После этого зерна перестают слипаться в комки, а как бы скользят и отталкиваются, прикасаясь друг к другу.

Вот теперь бетон окажется очень прочным и не будет бояться воды, от которой его предохранит невидимая простым глазом надежная броня.

Как видите, не зря цемент называют хлебом строительства. К тому же, и «хлеб» этот теперь бывает разный. Впрочем, что же тут особенного? Ведь и настоящий хлеб тоже бывает разный.

Далеко шагнула вперед наука о цементе с тех пор, как Егор Челиев написал свое «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший Мергель или Цемент...» Но куда больший путь проделала она с того времени, как человек приготовил самый первый каменный клей. И всё же рассказ о цементе можно закончить только «пока», потому что ученые продолжают свою неутомимую работу. А когда они ее закончат, мы узнаем рецепты новых цементов, которых с нетерпением ждут строители.