Интересные факты о строительстве: изобретение железобетона

В середине XIX века сразу несколько изобретателей предложили свои варианты железобетонных изделий. Хотя укрепление бетона металлическими стержнями осуществлялось и ранее, но только в единичных случаях и без предания данной технологии какого-либо существенного значения: в 1802 году при строительстве Царскосельского дворца российские зодчие использовали металлические стержни для армирования перекрытия, выполненного из известкового бетона; в 1829 году английский инженер Фокс реализовал армированное металлом бетонное перекрытие.

В 1848 году французский адвокат Жан Луи Ламбо (Joseph-Louis Lambot) первым в мире соорудил лодку из железобетона. Показанная в 1855 году на Парижской выставке лодка Ламбо произвела сенсацию. Материал он назвал ферроцементом. Но дальнейшего развития именно в строительстве, данная технология, предложенная Ламбо, не получила. Патент был получен на производство собственно лодок.

Впервые патент на использование железобетона в строительстве получил в 1854 году английский штукатур Вильям (Уильям) Уилкинсон (William Wilkinson). Предметом патента являлась конструкция огнестойкого перекрытия, состоящего из железных полос, укладываемых на расстоянии 2 фута (1 фут равен 0,3048 метра) друг от друга и заливаемых бетоном. Причем для повышения прочности перекрытия полосы укладывались в нижней части сечения, а над опорами отгибались в верхнюю часть. Несомненно, Уилкинсон был первым, кто понял принцип рационального армирования железобетона. В дальнейшем он широко применял железобетон при строительстве перекрытий, а в 1865 году возвел в Ньюкастле-на-Тайне (Newcastle-upon-Tyne) небольшой домик, целиком из железобетонных конструкций. Из железобетона здесь были выполнены не только стены и перекрытия, но также лестницы, ступени и дымовая труба. По всей видимости, это был первый в истории железобетонный дом. Однако открытие Уилкинсона не получило широкого распространения и осталось незамеченным.

Одновременно с Уилкинсоном свои опыты с железобетоном начал во Франции строительный подрядчик Франсуа Куанье (François Coignet). В 1855 году Франсуа Куанье получил патент на метод армирования, предложив перекрестное размещение арматуры. Ее следовало заводить во все четыре стены, на которые опирается железобетонное перекрытие. Он же в 1861-м году опубликовал брошюру «Применение бетона в строительном искусстве», где впервые указал на то, что бетон и стальные стержни в нем работают совместно, увеличивая несущую способность бетона. Но открытие Куанье тоже не имело продолжения. Его фирма разорилась.

Честь открытия железобетона приписывается другому французу -- Жозефу Монье (Joseph Monier; родился 8 ноября 1823 года в коммуне Сен-Кантен-ла-Потери, на французском языке - Saint-Quentin-la-Poterie, на юге Франции, умер 12 марта 1906 года в Париже). Связано это с тем, что именно с его именем ассоциируется начало широкого применения железобетона в строительстве. По иронии судьбы он был не профессиональным строителем, а садовником, выращивающим пальмы, которые он затем пересаживал в глиняные горшки и отправлял для продажи в Англию. Горшки бились и от тряски в дороге, и от давления все время увеличивающихся в размерах очень крепких пальмовых корней. Пальмы, вследствие этого, погибали, садовник терпел убытки. Тогда Монье решил слепить кадку для пальмы из цемента. Он взял две деревянные бочки и поместил их одна в другую, а промежуток между стенками залил цементом, получив, таким образом, бетонную бочку. Для большей прочности он заключил ее в каркас из железных стержней, а потом покрыл каркас тонким слоем жидкого цемента. После затвердевания новая бочка оказалась на редкость прочной. Случилось это в 1861 году, но патент на это изобретение (укрепленную садовую кадку) был получен Монье только в 1867 году, который и принято считать годом рождения железобетона.

Жозеф Монье:

Фотография с сайта ru.wikipedia.org.

Существует мнение, что Монье действовал не только опытным путем – он был знаком с работой Куанье и заимствовал его идею. Но, как бы, то, ни было, ему повезло больше. Монье не только заслужил официальную славу создателя железобетона, но и сумел извлечь из своего изобретения некоторые материальные выгоды. После получения своего первого патента на переносные садовые кадки из железа и цементного раствора он не успокоился на этом и начал производить с этим материалом новые эксперименты. В 1868 году Монье построил в Майсонс-Алфорте небольшой железоцементный бассейн и в том же году взял патент на железоцементный резервуар и трубы. В 1869 году он сделал патентную заявку на железоцементные плиты и перегородки и построил железоцементное перекрытие над своей мастерской. Строго говоря, с современной точки зрения, все эти изобретения еще не были железобетоном. Монье, не будучи профессиональным строителем, имел весьма смутные понятия о том, как взаимодействуют между собой бетон и железо. Он, к примеру, рекомендовал укладывать проволочную сетку в плите строго посередине ее сечения, в то время как рациональнее всего было располагать ее в нижней части конструкции. Однако это ни в коей мере не принижает его славы как первооткрывателя одного из самых замечательных и широко используемых строительных материалов XX века. Действительно, до Монье над созданием железобетона работало несколько изобретателей, но именно ему принадлежит заслуга его разностороннего практического применения. Раз, добившись успеха, Монье в дальнейшем постоянно думал над расширением сферы применения своего изобретения. В 1873 году он получил патент на железобетонный мост, а в 1875 году представил экспертной комиссии его модель, которая выдержала испытание нагрузкой. В том же году изобретатель построил по этой модели пешеходный мостик с пролетом в 16 метров и шириной в 4 метра. В 1878 году ему был выдан патент на железобетонные балки и шпалы, а в 1880 году - объединенный патент на все заявленные им ранее конструкции. Тогда же он сделал заявки на свои изобретения в Германии и России.

Нельзя, впрочем, сказать, что новый материал сразу получил повсеместное признание. Крупномасштабное применение железобетона началось только в следующем веке, когда железобетонные конструкции Монье были усовершенствованы другими инженерами и когда было разработано фундаментальное учение о железобетоне, раскрывшее его замечательные свойства. В XIX веке к этому был сделан только первый шаг. В 1879 году немецкий инженер Гюстав Вайс (Gustav Adolf Wayss, годы жизни -1851-1917гг) Вайс, имевший свою строительную фирму, заинтересовался железобетоном и купил у Монье в 1886 году патентное право на применение его системы в Германии. Вслед за тем он скупил и все остальные его патенты. Именно благодаря Вайсу новый материал стал широко известен. В 1886 году, сразу после покупки патента, по указанию Вайса были проведены научные опыты по исследованию свойств железобетона, давшие самые блестящие результаты. Однако действительно самостоятельным и новым строительным материалом железобетон стал лишь после того, как Вайс в 1887 году перенес арматуру из середины сечения, куда ее укладывал Монье, в нижнюю зону балки или плиты, испытывавших в этой части наибольшую нагрузку на растяжение. Известно, что Монье, увидев изготовление плиты на одной из берлинских строек, запротестовал против новой технологии, сердито спросив: «Скажите, кто изобретатель этой конструкции -- вы или я?» На это Вайс спокойно ответил: «Вы первый соединили железо с бетоном, и поэтому я называю эту конструкцию системой Монье, но я первый правильно расположил железо и бетон, хотя, к сожалению, я не мог получить на это патент».

В статье использована информация с сайтов studwood.ru и ru.wikipedia.org.