Тротуар на даче своими руками: Дорожки на даче своими руками, как сделать халявные дорожки садовые

Садовая дорожка из бетона своими руками: как сделать

Оглавление:
Садовая дорожка своими руками: бетон как основание
Устройство садовых дорожек из бетона: декоративная формовка
Заливка бетоном садовых дорожек: декоративная штамповка

Изготовить дорожки в саду или на придомовой территории можно разными способами и с использованием различных материалов, но самыми качественными и долговременными являются тропинки, изготовленные из бетона. Преимуществ у них хоть отбавляй, и если вы думаете, что они не отличаются разнообразием и изысканностью вида, вы глубоко ошибаетесь – бетон именно тем и интересен, что посредством опалубки из него можно «лепить» все, что угодно. В этой статье вместе с сайтом moyadacha.org мы разберемся с вопросом, как может быть изготовлена садовая дорожка из бетона своими руками? Мы рассмотрим различные варианты, среди которых вы сможете подобрать и воплотить в жизнь наиболее подходящий.

Как правильно сделать садовую дорожку из бетона фото

Садовая дорожка своими руками: бетон как основание

Довольно часто под таким понятием, как садовые дорожки из бетона, подразумевают не что иное, как просто бетонное основание, которое впоследствии облицовывается тротуарной плиткой. Технология достаточно распространенная и, самое главное, надежная – если, конечно, правильно подойти к ее осуществлению. Среди всех ее достоинств (надежность и долговечность) отдельно можно выделить такой момент, как возможность поэтапного изготовления – сначала заливается бетонное основание, которое после застывания уже можно благополучно использовать для пеших прогулок, а потом уже, возможно, даже спустя несколько лет, это основание можно будет облицевать камнем или тротуарной плиткой.

Сами понимаете, что надежность и долговечность такой садовой дорожки в первую очередь зависит от бетонного основания, а в частности, от качества его изготовления. С этим моментом следует ознакомиться подробнее.

1. Разметка и удаление лишнего грунта. По сути, для начала вам придется прокопать будущие дорожки – прежде чем лить бетон, нужно выполнить определенную подготовку, для которой необходимо обустройство углубления в земле. Если говорить о технических моментах этого этапа, то здесь важны две вещи – это направление и ширина будущих дорожек (с ними, думаю, вы и сами определитесь), а также глубина, которая составляет как минимум 200мм.
2. Подготовка бетонной дорожки. По сути, это подсыпка, которая на профессиональном строительном жаргоне называется дренаж. Он обеспечивает эффективное удаление излишков влаги из бетона, что предотвращает его растрескивание в зимний период. Состоит этот дренаж из двух частей, а вернее слоев: нижний слой – это песок, насыпаемый слоем не менее 50мм, и второй слой – это щебень мелкой фракции, насыпаемый таким же слоем. Прежде чем производить отсыпку, дно углублений нужно утрамбовать – также трамбовке подвергается и сама подсыпка.
3. Дальше устанавливается опалубка, соответствующая форме дорожек. Спросите, зачем она нужна? В принципе, можно обойтись и без нее, но в такой ситуации вам понадобится выкопать углубление с очень ровными бортами. Кроме того, опалубка нужна и для того, чтобы впоследствии можно было правильно установить бордюры – как и бетон, они должны находиться над дренажом. Если бетонное основание дорожки планируется использовать как финишное покрытие, то в качестве опалубки можно использовать даже бордюры, установка которых осуществляется с помощью цементного раствора.

   Пропорции бетона для садовых дорожек

4. Следующим этапом, который предусматривает решение вопроса, как правильно сделать садовую дорожку из бетона, является армирование. Для этих целей используется металлическая сетка с ячейкой 50 на 50мм или 100 на 100мм, изготовленная из проволоки толщиной минимум 2мм. Сетка просто укладывается на щебень – естественно, предварительно ее нужно подогнать по размеру дорожки.
5. Бетонировка. Здесь есть всего несколько нюансов: во-первых, это сам бетон для садовых дорожек, пропорции которого нужно знать и, во-вторых, это ровная плоскость заливки, которой можно добиться только с помощью маяков. А что касается правильности приготовления раствора, то состав бетона для садовых дорожек мало чем отличается от стандартного бетона. Единственный момент, так это пропорции, которые предусматривают чуть большее количество цемента – в частности, бетон, эксплуатируемый на улице, имеет следующий состав: три части цемента, две части песка и три части щебня – вода по «вкусу», но бетон не должен быть слишком жидким. Все это выливается в опалубку, после чего тщательно разравнивается правилом – толщина слоя бетона не должна быть меньше чем 100мм.
   Устройство садовых дорожек из бетона фото

И последний, так сказать, завершающий этап бетонировки садовых дорожек – это контроль процесса застывания бетона. Очень важно, чтобы этот процесс происходил медленно. Чтобы снизить скорость испарения воды из бетона, после первичного застывания его нужно хорошенько смочить водой и накрыть полиэтиленом. После высыхания бетон можно облицевать плиткой, брусчаткой, камнем или же просто эксплуатировать дорожки как есть, покрасив их для красоты.

Устройство садовых дорожек из бетона: декоративная формовка

Именно с помощью этой технологии достаточно легко и просто изготовить декоративные садовые дорожки – суть ее заключается в использовании специальных форм. Наверняка многие из вас встречали подобные изделия в сети интернет и задавались вопросом, а так ли они эффективны? На удивление, да – мало того, они не только эффективные, но и простые в использовании.

Устройство таких дорожек осуществляется по следующей технологии.

1. Как и в первом варианте, для начала выполняется подготовка – все то же самое. Сначала делается углубление, потом подсыпка песком и щебнем – дальше, соответственно, установка бордюров и армирование. С этого момента начинаются отличия.
2. Вместо бетона здесь используется чистый цементно-песчаный раствор без щебня. Вернее сказать, даже не раствор, а гарцовка – густой раствор.
3. На будущий тротуар устанавливается сразу одна или несколько форм, которые с помощью мастерка или шпателя наполняются цементом – его нужно тщательно вдавливать в форму, заполняя тем самым все ее уголки. Излишки раствора удаляются.
4. Спустя полчаса раствор теряет влагу и немного подстывает – формы можно снимать и переставлять дальше, повторяя операцию по их заполнению раствором.

   Состав бетона для садовых дорожек фото

В принципе, это вся технология – согласитесь, уж больно она смахивает на детскую игру в пасочки. После того как дорожка высохнет, ее можно будет покрасить пропиткой для бетона. Также расцветку дорожки можно сделать на стадии приготовления раствора, добавив в него специальный краситель. В большинстве случаев такие формы имитируют кладку натурального камня, между которым существуют швы – заполнить их можно как затиркой или просто цементом, так и семенами газонной травы, смешанной с песком или грунтом. После того как растительность прорастет, ваши дорожки приобретут очень интересный вид – такой газон нужно периодически стричь и время от времени пересаживать.

Заливка бетоном садовых дорожек: декоративная штамповка

Это очень старый вариант, который массово использовался еще во времена Советского Союза – с его помощью оформляли площадки и пешеходные дорожки в парках и скверах. Способ довольно простой, но для его осуществления необходим специальный штамп, который достаточно просто изготовить самостоятельно – например, из готовой плитки.

Садовая дорожка из бетона своими руками фото

Суть этого способа заключается в штамповке структуры поверхности тротуара по практически свежему бетону – здесь очень важен сам момент, когда необходимо ставить оттиски. Слишком редкий, свежезалитый бетон не подходит (рисунок на нем расплывается), а слишком густой, практически застывший бетон не позволяет четко прорисовать структуру. В общем, нужно ловить момент, когда часть жидкости из бетона испарится.

Кроме этого нюанса, существуют и другие подводные камни данной технологии – например, сам штамп. Здесь нужна гладкая, глянцевая поверхность – в противном случае бетон будет приставать к штампу, и структуры не получится. Кроме всего прочего, этот штамп периодически, если не сказать, что перед каждой штамповкой, нужно смачивать водой.

В принципе, существуют и другие способы, которыми может быть изготовлена садовая дорожка из бетона своими руками, а вернее нанесена на нее структура. Вместо штампов можно использовать структурные шаблоны – к примеру, тот же зубчатый шпатель в состоянии нарисовать на свежей поверхности интересные узоры. Не исключено использование и специальных валиков и многих других инструментов, посредством которых наносятся декоративные узоры. В конце концов, обычный бетон можно просто красиво покрасить и не ломать себе голову над его декорированием.

Бетонные дорожки на даче своими руками: как сделать

Изготовить бетонные дорожки на даче своими руками несложно, главное, правильно произвести расчеты, заранее подготовить инструмент и купить материалы, строго соблюдать этапы строительства. Дороги из бетона под камень надежнее, чем из асфальтобетона, поэтому для оформления частных и дачных участков все чаще используется декоративная тротуарная плитка.

Содержание

1. Как провести расчеты?
2. Инструменты и материалы
3. Этапы строительства
4. Подготовка земли
5. Как сделать опалубку?
6. Армирование
7. Каким должен быть состав раствора для заливки?
8. Заливаем бетон
9. Монтаж плит
10. Декорирование

Как провести расчеты?

Прежде чем начать строить бетонную дорожку своими руками, необходимо определиться с местом ее расположения, определить, какой формы и длины будет конструкция, что за дополнительные элементы декора будут применены.

После этого тропинка выделяется колышками, между которыми натягивается шнур. Чем длиннее и извилистее будет дорожка, тем больше материалов потребуется приобрести. Далее стоит определиться, какой вид тропинки можно сделать. Для дачного участка отличным вариантом будут монолитные дорожки из бетона, которые устанавливаются опалубочным способом. Еще один распространенный вариант — декоративные тротуарные плитки, которые выпускаются разной формы, цвета и фактуры. Красивые и необычные получаются дорожки из формовых покрытий. Для оформления применяется специальное устройство с определенным рисунком.

Инструменты и материалы

После разметки территории и проведения необходимых расчетов, нужно подготовить следующий инвентарь:

• бетономешалка;
• ведро или тележка для раствора;
• сито для очищения песка;
• лопата штыковая и совковая;
• молоток обычный и резиновый, гвозди;
• строительный уровень, правило;
• болгарка, трамбовка;
• перчатки;
• мастерок.

Чтобы выложить дорожку из бетона своими руками, потребуется приготовить такие материалы, как:

• цементно-песчаный состав;
• гравий, щебенка;
• декоративная плитка и другие элементы;
• полиэтиленовая пленка для гидроизоляции.

Этапы строительства

Подготовка земли

Участок, где будет строиться бетонная дорожка, расчищают от мусора и растительности. Затем снимается верхний слой грунта на глубину 20—25 см. Дно траншеи выравнивается, для гидроизоляции устилается полиэтиленовая пленка, которая также не даст прорастать корням. Сверху насыпается песчаная подушка, поливается водой и тщательно трамбуется. Оптимальная высота подушки — 10 см, для обеспечения дренажа рекомендуется после песчаного слоя засыпать небольшой пласт щебня.

Как сделать опалубку?

Особое внимание уделяется опалубке, так как именно от нее зависит внешний вид, форма и надежность возведенной конструкции. Для оформления траншеи потребуются деревянные доски или фанера, на 30—40 мм выше высоты ямы. Чтобы кладка оставалась целой и не растрескивалась, по длине опалубки через каждые полтора метра размещают дополнительные подпорки.

Армирование

Чтобы сделать дорожки крепкими, надежными и долговечными, прежде чем забетонировать тротуар, рекомендуется в 1 слой заложить металлическую арматуру или сетку, а после закрепить ее специальными фиксирующими элементами. Желательно, чтобы арматура размещалась не на самом дне траншеи, поэтому под нее рекомендуется подложить кусочки кирпича, плитки либо бутылочные пробки.

Каким должен быть состав раствора для заливки?

В траншею важно залить качественный раствор, в противном случае конструкция не будет крепкой и надежной, быстро разрушится. Растворную смесь нужно делать умеренной густоты, слишком жидкая консистенция быстро растрескается, а густую не удастся равномерно распределить. Для раствора в пропорции 1:3 смешиваются цемент и песок, после добавляется вода, пока смесь не приобретет сметанообразную, пластичную консистенцию.

Заливаем бетон

Бетонировать важно строго по правилам, готовый раствор следует заливать весь за раз. Если смесь выкладывать послойно, бетонное основание растрескается.

Верхний слой необходимо выровнять с помощью правила либо ровной доски. А также при выравнивании не стоит забывать об уклоне — 1 см на 1 м. Это поможет лишней влаге не застаиваться. Чтобы раствор лег плотно, рекомендуется использовать виброрейку. Когда бетонирование будет завершено, дорожку по всей длине накрывают пленкой. Это поможет предотвратить быстрое высыхание и растрескивание поверхности.

Монтаж плит

Укладка элементов проводится только после полного высыхания основы из бетона. Обычно дорожка сохнет 5—7 дней, после опалубка убирается, неровности выравниваются болгаркой. Если на тротуар будет воздействовать повышенная нагрузка, то между плитами оставляется зазор в 20—30 мм. Плиты кладутся на предварительно выровненную и засыпанную песком поверхность. Подгоняют блоки с помощью резинового молотка, в конце щели засыпаются песчано-цементной смесью.

Декорирование

Чтобы дорожка была красивая, в бетонную смесь рекомендуется добавить пигмент либо нанести рисунок на сырую поверхность острым предметом. Укладка камня, гальки, осколков кафеля — распространенные методы декора. Если позволяют финансы, можно пропитать бетонную основу жидким стеклом, которое придаст дорожке глянцевый блеск. Солидность и благородство тротуару придаст облицовка мрамором или натуральным камнем. Доступным и красивым вариантом облицовки считается укладка песчаника на бетонное основание либо декоративной плитки. Специалисты декор-студии Cappella предлагают 5 способов кладки дорожек.

В каких странах больше всего тротуаров на человека?

Одна цифра не может отразить всю сложность различий между городскими районами — что мы строим, как мы это строим, как это выглядит и что требуется для их обслуживания.

Но иногда одно число может прорезать все детали и осветить фундаментальную истину о каком-то аспекте нашего мира. Вот почему мы измеряем такие статистические данные, как ВВП или ожидаемая продолжительность жизни: они не говорят нам всего, что нам нужно знать, но они сообщают нам часть истории.

Например, ответьте на простой вопрос: В каких странах больше всего мощеных площадей на душу населения?

Прежде чем я испорчу, подумайте на секунду о своей внутренней реакции. Какие ментальные образы у вас ассоциируются с этим вопросом? На что они больше похожи: А или Б? Влево или вправо?

Оказывается, у нас есть данные по этому вопросу. Широко цитируемое исследование площади непроницаемой поверхности по странам было опубликовано в 2007 году в журнале

Sensors 9.0006 . В исследовании непроницаемая площадь поверхности (ISA) определяется как включающая в себя такие вещи, как «дороги, автостоянки, здания, подъездные пути, тротуары и другие искусственные поверхности» — все, с чего вода будет стекать, а не впитываться. Исследователи разработали модель, которая будет оценивать ISA, глядя на наличие и яркость ночных огней на спутниковых снимках, а также на плотность населения. Они проверили точность модели на аэрофотоснимках высокого разрешения, а затем применили ее по всему миру.

Нажмите, чтобы увеличить.

Исследование показало, что Китай, что неудивительно, имеет наибольшее общее количество ISA в мире, как самая большая страна в мире, но в расчете на душу населения это даже близко не было. Несколько репрезентативных результатов из таблицы показаны справа. (Нажмите на исследование, чтобы увидеть остальные.)

В какой стране было больше всего ISA на душу населения ? Объединенные Арабские Эмираты (где расположены Дубай и Абу-Даби), за которыми следуют Канада, Финляндия* и США.

В Канаде приходится 352,7 квадратных метра асфальтированной земли на человека. В США 296,8 кв.

(*Если у вас есть предположения о том, что Финляндия делает в этом списке, оставляйте свои версии в комментариях. Мы будем рады их услышать.)

Итак, где была сделана фотография справа вверху? Если вы угадали Германию, вы были правы. В Германии ISA на душу населения составляет 103,1 квадратных метра.

На долю Германии приходится немногим более одной трети мощеных площадей на душу населения в Соединенных Штатах. Мы говорим о двух сравнительно богатых странах, которые славятся своими автострадами.

На самом деле почти во всех странах Западной Европы количество непроницаемых поверхностей на человека намного меньше, чем в Соединенных Штатах: от примерно 70% (Норвегия и Швеция) до значительно меньше половины.

Даже Япония, богатая страна, известная своими густыми городами «бетонных джунглей», имеет всего 114,5 квадратных метров асфальтированной поверхности на человека, что составляет менее 40% от того, что есть в Соединенных Штатах. Типичная пригородная улица в Японии выглядит так:

Удивлены? Понятно, если ты такой. В североамериканских кварталах много зелени, тогда как европейские и японские ею не славятся. Вот ключ к драматической разнице, которую показывает исследование.

Причина: Автоориентация

Есть простая причина, по которой в США и Канаде так много тротуаров, и она связана с тем, почему у нас вообще есть тротуары. Непроницаемые поверхности существуют по трем основным причинам:

• Здания

• Улицы и дороги

• Парковка

 Двое из этих трех имеют прямое отношение к автомобилям. И почти по всем параметрам, связанным с использованием автомобиля, Америка на первом месте, детка.

Пройденные километры автомобиля на душу населения? Проверять. Количество автомобилей в собственности на душу населения? Проверять. Низкая частота пеших прогулок, езды на велосипеде и общественного транспорта? Проверять.

Американский пригородный эксперимент заключался в радикальной перестройке наших городов вокруг автомобиля как не только способ перевозки , но и универсальный, почти обязательный способ перевозки . Другие страны по всему миру в какой-то степени переняли дизайн пригородов в американском стиле и построили автострады, но США пошли ва-банк на этот эксперимент, как никто другой. И Канада во многом последовала ее примеру.

Нас может обмануть тот факт, что пригороды в американском стиле часто выглядят зелеными — много деревьев, много «зеленых насаждений». Но для того, чтобы жить в соответствии с моделью развития, созданной нашим экспериментом с пригородами, мы замостили гораздо большую часть нашей земли, чем европейцы в их компактных, удобных для ходьбы городах. (И, следует отметить, европейцы не могут совсем не наслаждаться зеленью в своих городах: во многих есть впечатляющие парки, такие как Буа-де-Булонь в Париже.)

Вы также можете увидеть разницу между городскими и пригородными районами в Соединенных Штатах. Агентство по охране окружающей среды США поддерживает EnviroAtlas с интересными данными в интерактивной карте для выборки крупных городских районов. Посмотрите на поразительную картину, когда вы наносите непроницаемую поверхность на душу населения для нескольких крупных городов (нажмите на карту, чтобы увеличить):

Посмотреть в полном размере

Чикаго, Иллинойс

Посмотреть в полном размере

Мемфис, Теннесси

Посмотреть в полном размере

Посмотреть в полном размере

Нью-Йорк, штат Нью-Йорк

Посмотреть в полном размере

Portland, OR

 

В каждом из этих городов более светлые цвета (менее непроницаемая поверхность) характерны для традиционных довоенных кварталов, а самые темные цвета — в основном для пригородов (а также некоторые исключения, такие как промышленные районы или районы, где очень низкая численность населения любого рода искажает цифры).

Парадокс, который раскрывают эти данные, очевиден:

В Нью-Йорке преобладают кирпич, стекло, бетон и сталь. Но жители Нью-Йорка имеют наименьшее количество тротуаров среди американцев.

Между тем, наши самые зеленые места в каком-то смысле наименее «зеленые», если учесть парковки и шестиполосные улицы с большими травянистыми лужайками.

Почему это важно

Инфраструктура стоит дорого. Большинство мест, которые мы построили в рамках «Пригородного эксперимента», задыхаются от затрат на их содержание, как мы снова и снова документировали. А землепользование, ориентированное на автомобили, менее продуктивно с финансовой точки зрения, что сжимает нас с обеих сторон.

Является ли количество мощеных площадей на душу населения идеальным показателем стоимости инфраструктуры, которую мы обязаны поддерживать? Вряд ли — есть много осложняющих факторов.

Но, столкнувшись с тем фактом, что в США гораздо больше тротуаров, чем во многих других богатых странах, и с тем фактом, что все эти дороги и парковки однажды потребуют ремонта, должны ли мы задавать некоторые трудные вопросы? Абсолютно.

Амстердам. Изображение: faungg через Flickr

Мощение земли оказывает воздействие на окружающую среду. Наводнение является серьезной проблемой в некоторых из самых густонаселенных частей США, таких как Восточное побережье (включая Нью-Йорк), Флорида и юго-восточный Техас. Защитники окружающей среды в этих местах часто ссылаются на риск наводнения как на оправдание обязательной политики «открытого пространства», которая разносит здания дальше друг от друга, требуя, чтобы застройщики оставляли определенный процент своей собственности покрытой растительностью, которая может поглощать ливневые воды. (В новостройках пригородных районов требуемая открытая площадь часто достигает 50%.)

В конкретном районе, подверженном наводнениям, конечно, не асфальтированная поверхность на душу населения имеет значение. Это процент всей площади земли , которая покрыта асфальтом, измеряется как непроницаемая поверхность на квадратную милю или на акр. Это говорит вам, сколько выпадающей дождевой воды становится стоком и должно быть каким-то образом приспособлено.

Но можно ли оставить достаточно «зеленых насаждений» даже в наших пешеходных центрах? Скорее всего, это убивает их финансовую продуктивность и проходимость в процессе? Нисколько.

Подумайте, как выглядит Амстердам. В Нидерландах 123,2 квадратных метра непроницаемой поверхности на душу населения, что составляет 40% от общего количества в США. Нидерланды также в значительной степени находятся вблизи или даже ниже уровня моря.

Сельская местность Нидерландов. Изображение: pxздесь. Лицензия Creative Commons.

Сельские районы Нидерландов, возможно, меньше фотографируются, но их сохранность — обратная сторона медали плотной, пешеходной модели застройки Амстердама, Гааги и т. д. Они довольно зеленые и могут поглощать много воды. когда идет дождь.

Пусть города будут городами, а сельские районы сельскими.

В продуктивных местах, создающих богатство — Нью-Йорке, Амстердаме, Токио мира — мы можем позволить себе бороться с ливневыми водами с помощью более сложных технологических средств: труб, насосов, дамб, а также более новых технологий, таких как зеленые крыши и водопроницаемые тротуары. .

Места, приносящие сравнительно меньший доход, требуют другого подхода, более естественного и низкотехнологичного. Дело не в том, что зеленые пригороды всегда плохи: мы должны иметь дело с дренажем в этих местах, сводя к минимуму нашу мощеную площадь и поглощая как можно больше ливневых вод обратно в землю.

Урок, который вы усвоите, когда посмотрите, кто строит больше всех тротуаров и почему, заключается в том, что то, что кажется зеленым, может быть обманчивым.

( Фото на обложке: Wikimedia Commons)

Herriges, Городской дизайн, #DotheMath, Top StoryDaniel Herriges 20 февраля 2019 г. окружающая среда, ливневая вода, схема застройки пригорода, выделение страницы

0 лайков

Полная история бетона

 

Несмотря на то, что сегодня бетон используется в самых разных областях, многие люди не знают всей истории этого материала. Наша компания, занимающаяся укладкой тротуарной плитки, наткнулась на интересную и подробную статью журнала Popular Mechanics, в которой объясняется, как появился этот материал, и рассматривается его будущее:

«История бетона настолько древняя, что мы даже не знаем, когда и где она начинается. Это история открытий, экспериментов и тайн. Императоры и короли стали легендами по возведению великих бетонных сооружений, некоторые из которых до сих пор остаются загадкой для инженеров. Многие из самых опытных архитекторов в истории черпали вдохновение в плитах из серого строительного материала. Обычные каменщики усовершенствовали технологию, а мошенник сыграл решающую роль в разработке рецептов бетона.

Сегодня мир буквально залит бетоном, от дорог и тротуаров до мостов и дамб. Само слово стало синонимом чего-то реального и осязаемого. Прижмите отпечатки ладоней к тротуару и войдите в историю. Это история бетона.

Первый цемент и, может быть, бетон?

Сразу оговоримся: цемент и бетон — это не одно и то же. Цемент, смесь порошкового известняка и глины, входит в состав бетона наряду с водой, песком и гравием. Изобретение бетона стало возможным благодаря развитию цемента, и чтобы проследить историю цемента, мы должны проследить использование его компонентов.

Самое раннее известное использование известняка в конструкции датируется примерно 12 000 лет назад. Он был найден в храме Гёбекли-Тепе на территории современной Турции. Исторический храм предполагает, что, возможно, переход человечества от кочевничества к цивилизации был вызван не сельским хозяйством, а желанием собираться и поклоняться в большом сооружении. Известняк составлял резные Т-образные столбы Гёбекли-Тепе.

За тысячелетия, прошедшие между этой структурой и удивительным бетоном римских времен, культуры по всему миру разработали более совершенные строительные материалы, некоторые из которых вы можете рассматривать как своего рода протобетон. Недавно, например, археологи задались вопросом, можно ли найти раннюю форму бетона в египетских пирамидах. Гипотеза гласит, что египтяне, возможно, не перевозили каждый  строительный блок для пирамид, но блоки, ведущие к вершине пирамид, могли быть отлиты в форму точно так же, как сегодня мы заливаем в форму бетон, чтобы придать ему форму. Однако большинство археологов считают, что нет никаких доказательств того, что какие-либо блоки сделаны из искусственного материала, такого как бетон. Вместо этого широко распространено мнение, что они сделаны из известняка, который, возможно, также содержал глину.

Также нет доказательств того, что греки использовали бетон. Однако минойцы Крита действительно использовали искусственный строительный материал для полов, фундамента и канализации, согласно книге Роберта Курланда 9.0181 Бетонная планета: странная и захватывающая история самого распространенного в мире искусственного материала . Этот минойский материал, возможно, не был бетоном, который мы знаем сегодня, но это была смесь подобного рода. Основным компонентом была глина, также использовался вулканический пепел, который сегодня называется пуццоланой.

Поццолана происходит от Поццуоли, Италия, где находилась гора Везувий, извержение которой уничтожило римский город Помпеи в 79 году нашей эры. Тот же самый вулканический пепел, который покрыл этот древний город и заморозил его жителей во времени, также помог римлянам создать первый известный бетон в мире — и самый прочный бетон, который когда-либо видело человечество.

Рим

Связь между Римом и бетоном настолько сильна, что мы даже берем от них название «бетон». Оно происходит от латинского термина concretus , что означает «срастаться вместе», точно так же, как компоненты бетонной смеси образуют прочный строительный блок. Но римляне не называли свой бетон « concretus ». На самом деле, они ошибочно назвали свой бетон caementis , что означает «каменистый материал». Caementis — это, конечно, слово, которое дало нам слово «цемент».

Древние римляне делали бетон почти так же, как мы делаем это сегодня. Они делали цемент, смешивая обожженный известняк с водой. Чтобы сгустить смесь, они добавили вулканический пуццолан, измельченные камни и песок. Затем в полужидком состоянии смесь заливали в резные деревянные формы для получения гладких прочных кусков бетона.

Римляне использовали бетон для строительства пандусов, террас и дорог. Заливка смеси в формы позволила римлянам строить своды, купола и арки великих акведуков империи. Ко второму веку до нашей эры римляне начали строить стены из бетона и облицовывать их кирпичной кладкой по двум причинам. Во-первых, древние римляне предпочитали эстетику кирпича серой плите без украшений из бетона. Во-вторых, после Великого пожара в Риме в 64 году нашей эры, уничтожившего 10 из 14 городских районов, бетон оказался огнеупорным, хотя и не огнеупорным. Внешний кирпич помог в этом отношении.

Что делает римский бетон таким впечатляющим, так это его способность выдерживать сильные атмосферные воздействия, землетрясения и морские волны. Рассмотрим один из первых великих римских проектов.

Популярность бетона в Империи началась со смелого инженерного подвига в гавани Себастос в Кесарии, Израиль. Это был 23 год до нашей эры, время, когда бетон еще был малоизученным материалом. Царь Ирод Иудейский, земля которого была территорией Римской империи, хотел улучшить экономику своего королевства. Что может быть лучше, чем построить порт на берегу Средиземного моря? Это была идеальная проверка прочности бетона.

Строительство гавани длилось восемь лет. Результатом стала одна из крупнейших гаваней в мире, уступающая только гавани Александрии в Египте. Причалы и дамбы были сделаны из чистого бетона, вероятно, спущенного в воду краном. Водолазы, затаив дыхание, отправились в Средиземное море, чтобы внести коррективы в расположение конструкций. После правильного выравнивания каждый тяжелый кусок бетона утрамбовывался. Строительство города Кесарии было завершено через пять лет после того, как была завершена гавань, и процветающий порт принес царю Ироду титул «Ирод Великий».

Более 2000 лет спустя бетонная гавань все еще цела. Его просто не видно с земли. Гавань Себастоса была построена прямо на вершине разлома. Землетрясения происходили каждые несколько столетий, в результате чего пристани и дамбы медленно погружались под воду Средиземного моря. Но гавань Себастоса была только началом. Римляне продолжали возводить одни из самых известных бетонных сооружений в мире.

Пик римского бетона

После пожара 64 г. н.э. и смерти императора Нерона четыре года спустя в Рим пришла гражданская война. Победителем стал полководец Флавий Веспасиан, более известный как Веспасиан. Став императором, он задался целью построить самый большой театр в мире. Он назвал бы его Амфитеатром Флавиев, и он вмещал бы более 50 000 зрителей и обеспечивал полный обзор событий с каждого места. Это был первый в мире стадион. Сегодня мы называем его Колизей.

Римский Колизей представляет собой эллиптическую структуру длиной 615 футов и высотой 157 футов с площадью основания около 6 акров. В нем 80 входов, четыре из которых были для VIP-персон, а один — для императора. Колизей был построен 1937 лет назад, и сегодня он является одним из непреходящих символов Римской империи, а в буквальном смысле — свидетельством долговечности римского бетона.

Однако Колизей не полностью сделан из бетона. Непропорциональное количество кирпича и бетона можно найти по всей арене. Оценки количества бетона широко варьировались от 6 000 метрических тонн до 653 000 метрических тонн, согласно 9.0181 Бетонная планета . Тем не менее, около 80 процентов бетона было использовано для фундамента, поэтому само собой разумеется, что 6000 метрических тонн значительно занижают оценку. Но трудно сказать наверняка. После всех ударов, ушибов, землетрясений и ударов молнии , которые структура претерпела в течение двух тысячелетий, то, что у нас осталось сегодня, составляет лишь около трети первоначальной постройки.

Самое первозданное древнее бетонное сооружение в Риме, однако, было построено не для людей, а для богов. Спустя 1800 лет Пантеон по-прежнему крепок. Инженеры, построившие великий римский храм, намного опередили свое время — возможно, даже опередили наше время.

Пантеон был детищем императора Адриана. Адриана всегда интересовала архитектура, и когда он стал императором в 117 году нашей эры, он хотел построить величайшее сооружение Империи в качестве завещания богам. Он сделает это с самым большим куполом, который когда-либо видел мир.

Это было рискованное предприятие. Купол Пантеона будет охватывать 143 фута. Он был вдвое шире и выше любого когда-либо созданного купола. Бетон заливали в изогнутую деревянную форму, идеальную полусферу, подпираемую лесами. После того, как строительные леса были сняты, одни стены должны были выдержать давление гигантской бетонной крыши, которая была огромной, даже со знаменитым окулусом в центре купола, частично снимавшим нагрузку.

Римские инженеры построили эти бетонные стены невероятной толщины и обложили их кирпичом снаружи и внутри. Внутри кирпичи были уложены, чтобы построить разгрузочные арки, чтобы снять напряжение со стен. Своды с восемью бочонками также снимают стресс, создавая вставные галереи, где верующие могут стоять перед статуями богов. Дополнительный слой кирпича был уложен на землю по внешнему периметру здания.

Другими словами, стены были чрезвычайно укреплены, а купол — невероятно. Сегодняшние инженеры не посмеют построить неармированный купол такого размера. Такая конструкция с сегодняшним бетоном была бы в постоянной опасности обрушения.

Как же Адриану и его инженерам это удалось? Они возились с конкретными рецептами. Купол содержал немного больше вулканического пепла, чем камня, чтобы сделать его немного легче, в то время как стены содержали гораздо больше каменного заполнителя, чтобы сделать их тяжелыми и прочными.

Но до сих пор мы не знаем всех тайн Пантеона. Наиболее полным сохранившимся текстом о римском бетоне является « Об архитектуре » Витрувия. Однако этот том предшествует строительству Пантеона примерно на 150 лет. Когда Западная Римская империя официально пала в 476 году нашей эры, рецепт бетона Пантеона был утерян для истории.

Бетон вновь открыт

Бетону потребовалось около тысячи лет, чтобы вернуться. Европа пережила темные века, и древнеримские тексты не открывались заново до эпохи Возрождения. Инженеры эпохи Возрождения изучали книгу Витрувия «Об архитектуре », но, не зная таинственного серого строительного материала, ученым было трудно расшифровать терминологию Витрувия. Только итальянский монах по имени Джованни Джокондо смог взломать код.

Джокондо обучался археологии и архитектуре, и он заметил нечто впечатляющее в цементис . Его устойчивость к атмосферным воздействиям предполагает, что он должен быть гидравлическим, что означает, что он затвердевает под водой. Бетон, подумал Джокондо, должен быть воспроизведен.

Итак, Джокондо построил сооружения из смеси извести и пуццолана, как наставлял Витрувий. Его первой попыткой был оригинальный мост Пон-Нотр-Дам. На вершине моста были построены дома, но примерно через 250 лет после завершения строительства все это было снесено. Дома придавали слишком большое значение этой примитивной версии бетона, и усилия Джокондо вошли в историю как единственная попытка создать бетон в эпоху Возрождения. Но большие прорывы были на горизонте.

В 16 веке трасс — вулканический пепел, похожий на пуццолану — был обнаружен как полезный материал для изготовления инструментов в Андернахе, Германия. Каменщик попытался использовать золу в известковом растворе — смеси, очень похожей на бетон, — и узнал, что полученный материал более прочный и водостойкий. Результатом стала цепная реакция, которая привела к созданию современного цемента.

В 17 веке голландцы начали продавать трассу во Францию ​​и Великобританию. Трасса использовалась для зданий, требующих гидравлических свойств. В условиях постоянного конфликта и конкуренции Франция и Великобритания начали попытки создать свои собственные гидравлические строительные материалы. Однако преимущество было у британцев. У них был Джон Смитон.

 Смитон известен как отец гражданского строительства. Он создал формулу влияния давления воздуха на скорость объекта, которая содержит «коэффициент Смитона». И более чем через тысячу лет после падения Рима и утраты секретов бетона Смитон заново открыл, как делать цемент.

В середине 1750-х годов Смитону было поручено построить маяк на беспокойном насесте на скалах Эддистоун, недалеко от южного побережья Англии. Все три маяка на этом месте были разрушены. Зиму никто не пережил. Второй рухнул во время урагана. Последний, имевший деревянную внутреннюю отделку, загорелся от света и сгорел дотла. Смитон, приняв вызов, был полон решимости построить самый прочный маяк в мире.

Английский инженер-строитель экспериментировал с известными гидравлическими материалами. Он скатал шарики извести (приготовленный вариант известняка) и трассы и бросил их в кипящую воду. Известь сама по себе растворилась, но известь, соприкоснувшаяся с трассой, выдержала. Затем Смитон проверил известняк из города под названием Абертау, поместив его в воду и раствор азотной кислоты, используемый для разделения минералов. Эксперимент показал, что около десятой части известняка из Абертау содержит глину. Смитон обратил внимание на высокую прочность этого известняково-глинистого конгломерата. Сегодня мы называем этот же материал натуральным цементом.

Маяк был построен между 1756 и 1759 годами с использованием гидравлического цементного раствора Смитона. Он стоял на скалах Эддистоун более века, прежде чем скалы начали разрушаться. В 1882 году маяк был разобран и перестроен в Плимуте, Англия.

Каждый бизнесмен в Британии хотел заработать на новом строительном материале. В маркетинговых целях производители стали называть свой натуральный цемент «римским цементом». За этим последует обман в бетонном бизнесе, который, если повезет, приведет к еще более прочным материалам.

Мошенник

Джозеф Аспдин был каменщиком из Лидса, Англия. В 1820-х годах он ходил по мощеным дорогам города и воровал кирпичи из известняка. Он был дважды оштрафован, но это не помешало вору унести кирпичи для материаловедческих испытаний.

Исторические записи немного противоречивы, но мы знаем, что Аспдину удалось изобрести собственную цементную смесь. Он назвал его «портландцемент» в честь покрытого известняком острова Портленд. Как и термин «римский цемент», название «портландцемент» стало маркетинговой схемой. Но аферистом был не Джозеф Аспдин, а его сын Уильям.

Примерно в это же время существовала обычная инженерная практика, называемая смешиванием суспензии, при которой порошкообразный (но необожженный) известняк смешивался с глиной и водой. Смесь превратилась в пасту. Затем пасту обжигали в твердом состоянии и измельчали, превращая ее в цементный порошок. Если пасту обжигали слишком долго, полученный материал, называемый «клинкером», обычно выбрасывали.

Уильям Аспдин решил проверить ненужные обрезки клинкера. В молодости Уильям оставил своего отца, чтобы найти свой собственный путь в Лондоне. Он начал снимать клинкер с рук цементников. У него не было ни работников, ни печи. Все, что он сделал, это ударил молотком по клинкеру, чтобы разбить его. Когда клинкер смешали с другими цементными материалами, в результате получился новый цемент, который спустя годы независимая фирма подтвердила, что он вдвое прочнее «римского цемента».

Уильям Аспдин создал цемент, который был лучше, чем остальные, и все же он продолжил находить инвесторов, которые ничего не знали о цементной промышленности, вопиющей лжи о своем продукте общественности, обманывал своих партнеров и начинал все сначала.

В циркуляре для своей первой цементной фирмы Уильям намеревался доказать достоверность своего недоказанного продукта. Он написал, что его цемент уже много лет существует в Северной Англии, обманно утверждая, что его собственный «портландцемент» был тем же самым рецептом, который разработал его отец.

Фирме Уильяма удалось выкупить еще один цементный завод, но в течение года компания обанкротилась. Уильям нашел новых неопытных инвесторов и основал новую фирму, используя одну из своих предыдущих фабрик. Он опубликовал больше лжи. На этот раз он утверждал, что портландцемент его отца существует с 1821 года и что он использовался в одном из самых изнурительных строительных проектов Англии: туннеле под Темзой. Несколько человек погибли из-за наводнения во время недавнего строительства. Уильям утверждал, что рабочие использовали портландцемент, чтобы залатать дыры, когда река просочилась в туннель. Реальность, стоящая за этими историями, заключается в том, что дыры были залатаны глиной, а в 1821 году Джозеф Аспдин все еще воровал известняк с улицы.

Записи о том, как закончилось второе партнерство Уильяма, также скудны, но его третье коммерческое предприятие хорошо задокументировано. Однажды совет директоров предоставил Уильяму 300 фунтов стерлингов для инвестиций в фабрику. Уильяму было приказано купить паровой двигатель, и он купил всего за 80 фунтов стерлингов. Остальные деньги ушли в карман Уильяма.

Узнав, что он подделал квитанцию, совет директоров провел расследование Уильяма. Вскоре они узнали, что он обманывал их с самого начала. Он присвоил средства, выделенные фирме. Он создал записи о поддельных сотрудниках и забрал себе зарплату. Уильяма не было.

Но ненадолго. Он быстро нашел еще одного инвестора и начал четвертый цементный бизнес. Примерно в это же время — в 1850-х годах — конкурирующие фирмы пытались выяснить рецепт его портландцемента. Чтобы скрыть свой секрет обжига цементной смеси, Уильям выставил на всеобщее обозрение различные химикаты на открытом полу своей фабрики. Тем не менее, Уильям в конце концов перестал платить арендную плату за фабрику и был арестован за давние долги. Его четвертое партнерство закончилось. Он переехал в Германию и скакал от цементного бизнеса к цементному, прежде чем упал и ударился головой. Он умер в 1864 году в возрасте 48 лет. 0003

Полтора века спустя мы все еще используем мошеннический портландцемент.

Рождение современного бетона

В середине 1800-х годов большинство промышленно развитых стран производили портландцемент самостоятельно. Примерно в это же время у Соединенных Штатов, Великобритании и Франции была одна и та же идея увеличить прочность бетона на растяжение или его способность противостоять приложенной силе. Бетон может быть залит на железные прутья, чтобы сформировать железобетон.

В 1880-х годах калифорнийский инженер по имени Эрнест Рэнсом основал собственную строительную фирму. Рэнсом заметил, что железобетон имеет тенденцию к растрескиванию, что впоследствии значительно ослабевает. Он решил поэкспериментировать с арматурными стержнями, используя 2-дюймовые железные стержни, чтобы посмотреть, будут ли они сцепляться с бетоном. Эксперимент удался. Затем Рэнсом попытался скрутить железные прутья в соответствии с желаемой формой бетона. Оно работало завораживающе. Свою идею инженер назвал системой Рэнсома. Сегодня мы называем это арматурным стержнем или арматурой, а современные инженеры обычно используют сталь.

Первым зданием Рэнсома из арматурного бетона был склад Arctic Oil Company Works в Сан-Франциско, построенный в 1884 году. Он был снесен примерно в 1930 году. Позднее Рэнсом построил мост через озеро Алворд, старейшее сохранившееся железобетонное сооружение в мире, также в Сан-Франциско. В 1903 году было завершено строительство первого в мире бетонного небоскреба — 16-этажного здания Ingalls Building в Цинциннати. Сам Рэнсом не участвовал в строительстве небоскреба, но без его метода арматурных стержней это было бы невозможно.

Технология Рэнсома переживет его. Знаменитый архитектор Фрэнк Ллойд Райт проложил путь к использованию железобетона в современной архитектуре. Поскольку бетон заливают в форму, ему можно придать форму, которую не смогли бы достичь даже самые опытные каменщики.

Первым бетонным зданием Райта был Храм Единства в Оук-Парке, штат Иллинойс. Работая с ограниченным бюджетом, единственным дизайном, вырезанным в форме, было украшение в стиле майя вдоль верхней части здания. Бетон заливали в форму и на арматурный стержень очень медленно и тщательно, чтобы обеспечить плавное затвердевание. Строительство велось с 1905 по 1908 год. Благодаря использованию в нем железобетона Храм Единства многие считают первым современным зданием в мире.

Райт станет выдающимся архитектором Соединенных Штатов. Он использовал бетон во многих своих проектах, а в 1935 году этот материал широко использовался, пожалуй, в его самой известной работе: «Водопад» в Милл-Ран, штат Пенсильвания. Водопад был бы невозможен без железобетона Рэнсома. С несколькими неподдерживаемыми консолями или выступающими балками выдержит только материал с невероятно высокой прочностью на растяжение. Идея Fallingwater заключалась в том, чтобы органично интегрировать человечество и природу, и Райту удалось это сделать. Здание является национальным историческим памятником США и считается одним из величайших произведений американской архитектуры в истории.

С тех пор, как Рэнсом изобрел идеальную арматуру, бетон использовался для строительства всех типов монументальных зданий и объектов инфраструктуры. В 1891 году человек по имени Джордж Варфоломей построил первую бетонную улицу в Беллефонтейне, штат Огайо. Мост через реку Вьен в Шательро, Франция, построенный в 1899 году, является одним из самых известных железобетонных мостов в мире. Каналы, такие как Панамский канал, также сделаны из бетона. Фабрики, офисы и бункеры, построенные во время мировых войн, использовали бетон. Плотина Гувера, построенная в 19 году36, чтобы сдержать могучую реку Колорадо, содержит 3,25 миллиона кубических ярдов бетона, а еще 1,11 миллиона используются для силовой установки и окружающих конструкций. Американская система автомагистралей между штатами, построенная в период с 1956 по 1992 год, также сделана из железобетона. Некоторые из самых прочных зданий в мире опираются на бетонный фундамент. Другие, такие как Сиднейский оперный театр, считаются символами своей страны.

И все же даже сейчас, в этих бетонных джунглях 21-го века, могут быть способы улучшить знаменитый серый строительный материал.

Будущее бетона

Арматура сделала современный мир возможным. Но с точки зрения долговечности железобетон не может сравниться с тем, что использовали римляне. Арматура окисляется, когда окружающий бетон затвердевает. За десятилетия он ржавеет. Арматура расширится настолько, что в бетоне появятся трещины. В целом, согласно Concrete Planet , современный бетон может прослужить около столетия без капитального ремонта или замены. Впечатляющая прочность на растяжение многих наших конструкций носит временный характер, и их обслуживание обходится дорого. Например, восстановление Храма Единства обошлось в 25 миллионов долларов.

Морская вода особенно вредна для арматуры, так как соль разъедает сталь всего за пять десятилетий. Вода может просачиваться естественным образом в виде крошечных отверстий и, в конце концов, в бетонной конструкции образуются небольшие трещины. Циклы замерзания и оттаивания также оставляют трещины на бетонных дорогах, и хотя разбрасывание соли сдерживает образование льда, оно наносит вред арматуре так же, как морская вода. Если бы мы только могли воспроизвести римский бетон гавани Себастос, бетон, пригодный для Пантеона, дома богов.

Недавний отчет предполагает, что это возможно. Мы знаем, что вулканический пепел пуццолана был основой прочности древнеримского бетона, хотя мы до сих пор не собрали воедино полный рецепт. В июле исследователи объявили, что будут использовать аналогичный вулканический пепел у побережья Калифорнии, пытаясь разгадать древнюю загадку. Цель состоит в том, чтобы реконструировать процесс создания самого прочного бетона в истории.

Римский бетон не только водонепроницаем, но и укрепляется при контакте с морской водой. Считается, что микроскопические кристаллы растут в древнем бетоне при погружении в воду, что делает его идеальным для таких сооружений, как гавань Себастос в древнем Израиле.