вяжущие материалы

     Вяжущими веществами называются порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой или другими жидкостями пластичную массу, которая со временем твердеет, превращаясь в прочное камневидное тело. Вяжущие вещества могут иметь природное (пуццолан, гипс, алебастр) или искусственное происхождение (известь, роман-цемент, портландцемент, шлакопортландцемент, магнезиальный, глиноземистый и др. виды цементов).

     Цемент (от лат. caementum  — искусственное неорганическое вяжущее вещество гидравлического твердения (твердеют и длительно сохраняют прочность в водной среде).
В основном используется для изготовления бетона и строительных растворов.

     Бетон (от фр. béton) — искусственный композиционный  строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемента), крупных и мелких заполнителей, воды.

Первые способы получения искусственных вяжущих материалов относятся к 3000-4000 лет до н.э. Их получали путем тонкого измельчения продуктов обжига некоторых горных пород. К первым искусственным вяжущим относятся строительный гипс (получаемый обжигом гипсового камня) и воздушная известь (получаемая обжигом известняка). Египтяне применяли гипс при возведении пирамид и других монументальных сооружений, а также изготавливали растворы из смеси гипса и извести. В гробнице Теве обнаружен бетон, датируемый 950 г. до н. э. Кроме этого, бетон использовали при строительстве галерей египетских пирамид и монолитного свода пирамиды Нима.

Они были использованы при строительстве бетонной галереи лабиринта в древнем Египте (3600 г. до н.э.), фундаментов древнейших сооружений в Мексике, Великой Китайской стены, римского Пантеона.

В древней Греции прообразом бетона стала литая кладка с каменным наполнителем. Еще во II в. до нашей эры греки применяли способ монолитного возведения стен с применением литого раствора (по-гречески — эмплектона). Римляне при строительстве акведуков, дорог, каналов, пирсов применяли известковые растворы с введением в них пуццолана или толченого кирпича. В Древнем Риме бетон использовался в качестве строительного материала около IV в. до н. э. Материал получил название «римский бетон» и применялся примерно на протяжении 7 в. С тех пор прошли столетия, однако сооружения, построенные из римского бетона, сохранились до наших дней. Некоторые из них, например римский Пантеон, пережили несколько довольно крупных землетрясений.

     Возникновение древних городов в X-XI вв. (Киев, Переяславль, Новгород, Любеч, Овруч, Житомир, Чернигов, Искоростень) повлекло расширение производства и быстрое развитие технологии вяжущих материалов в Киевской Руси. Вяжущие материалы использовали при возведении крепостных стен, башен, соборов.

Нужно отметить, что воздушные вяжущие (гипс, известь) способны твердеть и служить только на воздухе. Они характеризуются относительно невысокой прочностью.

Первые попытки получения гидравлических вяжущих материалов относятся в более позднему историческому периоду.  В 1756 г. при строительстве Эдистоновского маяка Джон Смит применил продукт полученный обжигом известняка, содержащего глинистые примеси.

Хорошо известный нам вяжущий материал под названием был изобретен англичанином Джозефом Аспдином в 1824 году, который получил цемент путем обжига до 1400 градусов смеси глины с известью и запатентовал процесс. За сходство по цвету с естественным камнем из каменоломен близ города Портленда он назвал новый строительный материал портландцементом.

В 1908 году благодаря исследованиями французского ученого Бидо и американского – Шпекмана было получено новое вяжущее – глиноземистый цемент, отличающийся быстрым твердением.

«Отцом русского цемента», как называли его современники, был Алексей Романович Шуляченко выдающийся ученый-химик, ученик Д.И. Менделеева. Он родился в 1841 году в городке Екатеринополь Киевской губернии. Выходец из в семьи мелкопоместного дворянина, всемирно известный ученый разработал создал технологическую базу для производства цемента и разработал технические условия по его промышленному использованию.

Позже он  предложил использовать металлические наполнители для армирования цементного раствора, что положило основу технологии железобетона.

С начала прошлого века разнообразные виды вяжущих материалов используются все больше и больше.

Антонио Гауди был выдающимся испанским и каталонским архитектором. Его строения, выполненные в причудливо-фантастическом стиле, сочетают элементы модерна и готики. Архитектурные произведения получили всемирную известность; семь из них внесены в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Сегодня строительная индустрия не мыслима без специальных строительных цементов и бетонов.  Так, например, дизайн церкви «Щедрость в милосердии» в Риме, напоминающий лепестки цветка, требовал применения специальной технологии, позволяющей сохранить девственную белизну стен на долгие годы. Для этой задачи известный американский архитектор Ричард Майер применил фотокаталитический бетон, в состав которого  входят наночастицы диоксида титана. При попадании солнечного света на бетон возникает эффект фотокатализа, в результате чего органические загрязнения (плесень, бактерии, споры грибов), разлагаются на воду, кислород и соли. Частички ТіО2 действуют как катализатор, ускоряя химические реакции разложения В результате поверхность стен здания очищается, сохраняя свою белизну. Кроме того стены из каталитического бетона при попадании солнечного света приобретают гидрофильность (вода легко растекается по поверхности), которая сохраняется в течение последующих 1-2 дней, что способствует удалению частичек скопившейся пыли. Церковь, построенная из белого бетона, буквально «светится», что особенно заметно на фоне окружающих ее жилых построек 1970-х годов.

Итальянский архитектор Николо Бини представил широкой общественности технику строительства купольных домов из бетона без швов и межпанельных стыков. Покатая форма крыши дома способствует пассивному солнечному обогреву, а также может быть использована для организации «зеленой» кровли, которая замечательно сохраняет благоприятный микроклимат во внутренних помещениях дома. Аэродинамическая форма здания обеспечивает устойчивость к природным катаклизмам. Расходы на строительство купольного дома составляют около 3500 долларов.

«Капсульный» небоскреб Gran Mediterraneo в Тель-Авиве, создан французским архитектором Давидом Тайчманом. Футуристичный облик здания обеспечивает его оригинальная структура: на ось высотки нанизаны изогнутые бетонные плиты, внешне напоминающие большие капсулы. Здание из белого бетона вписывается в архитектуру Белого города – так района в центре Тель-Авива, в которых сосредоточено большое количество белых зданий в стиле баухауз. Внутри небоскреба размещаются апартаменты, отель, рестораны, общественные пространства, образовательные центры, коворкинги, сады и теплицы.