Часть Вторая: Используй всё, что под рукою
Массовое строительство, на которое замахнулись в послевоенном СССР, требовало для себя массового выпуска доступных по цене строительных материалов. Внедрить технологии, позволяющие возводить дома быстро и качественно – это лишь полдела. Даже неспециалисту было очевидно, что организация огромного количества строительных площадок по всей стране требовала высокопроизводительной стройиндустрии, в противном случае стройки могли оказаться в простое из-за дефицита кирпича или цемента.
Что касается специалистов по экономике, то они указывали на то, что снижение стоимости строительства хотя бы на один процент от тех объемов, что были ассигнованы на всё капитальное строительство в шестой пятилетке, позволяет получить сумму экономии, достаточной для строительства современного города на 300 тысяч человек! Экономить на качестве считалось (по понятным причинам) нецелесообразно. Тогда где надо было искать потенциал экономии?
Вот здесь-то специалисты и обратили внимание на строительные материалы. Скажем, керамический кирпич, которому до сих пор воздают похвалу, - материал прекрасный, но относительно дорогой. С железобетоном тоже не всё так гладко, поскольку для него требовался цемент, также весьма недешевый материал. По данному пункту как раз и вытекала насущность экономии, но - не с потерей качества. Потому так срочно и понадобились инновационные разработки применительно к строительным материалам.
Начнем с кирпича. В конце XIX века в качестве дешевой альтернативы традиционному керамическому кирпичу был создан силикатный кирпич, получаемый из смеси песка и гашеной извести. Сырьевая база для изготовления данного материала была внушительной, что оказалось очень выгодно как раз для массового строительства. В СССР, как мы знаем, выпуск силикатного кирпича был хорошо налажен, и в 1950-е годы его производство очень быстро росло. Однако у этого материала был один существенный изъян – низкая прочность. По этому показателю силикатный кирпич уступал бетону, шедшему на изготовление сборных конструкций, как минимум в два раза. А если брать лучшие марки цементного бетона, то чуть ли не в пять раз.
Можно ли увеличить прочность силикатного кирпича, не меняя его исходного химического состава? Этим вопросом озадачили себя советские разработчики той поры. Известно, что за прочность бетона «отвечает» цемент. Но цемент, как мы сказали, материал дорогой, который при массовом строительстве вообще мог бы стать дефицитным. Что касается силикатного кирпича, то здесь проблему попытались решить путем предварительной механической обработки исходного сырья. В данном случае речь идет о песке. Как оказалось, песчинки плохо вступают во взаимодействие с известью ввиду того, что их поверхность состоит из карбонатных соединений, обладающих пониженной химической активностью. Вся активная часть находится внутри, под этой оболочкой. Отсюда следовал вывод: для того, чтобы реакция песка с известью проходила успешнее, необходимо высвободить эту активную часть, механически разрушив неактивную оболочку.
В 1950-х годах как раз был найден соответствующий способ обработки песка. Наилучшим приспособлением для решения этой задачи стал специальный дисковый дезинтегратор, созданный эстонскими специалистами на Таллиннском опытном заводе. В итоге был получен фактически новый материал, известный как «силикальцит». Согласно лабораторным испытаниям, прочность силикальцита оказалась примерно в десять раз выше прочности обычного силикатного кирпича! Таким образом, дезинтегратор стал важнейшим технологическим звеном при изготовлении нового материала. К слову говоря, в Эстонии был построен целый поселок малоэтажных домов из силикальцита. Были даже организованы специальные экскурсии для тех, кто желал ознакомиться с новым чудо-материалом.
Впрочем, в этой истории нас интересуют, прежде всего, сами принципы, лежащие в основе не просто отдельной технологии, а целого направления в материаловедении. Механическая активация исходного сырья в целях повышения качества материалов и изделий оказалась «долгоиграющей» темой, так или иначе связанной с проблемой удешевления строительства (были даже попытки создать высокопрочные марки бетона без использования цемента!). Известно, что до последнего времени подобные исследования проводили на кафедре строительных материалов и технологий Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (бывший Сибстрин). Схожую работу проводят и в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН (о чем мы в свое время писали).
В чем принципиальная важность данного направления для строительной отрасли (особенно, когда речь идет о массовом строительстве доступного жилья)? Как отмечали специалисты, качество силикатных изделий очень сильно зависит от свойств естественных песков. То есть не из каждого песка можно изготовить качественный материал, что очень сильно ограничивало сырьевую базу строительной индустрии. Бывали случаи, когда из-за непригодности местного сырья песок приходилось завозить издалека, что неизбежно сказывалось на стоимости строительных работ. Так, на каракумские стройки, расположенные среди песчаного океана, приходилось песок завозить эшелонами из других мест, поскольку местные пески оказались для этих целей непригодными. Так вот, большим сюрпризом стало то, что методы механической активации, применяемые при изготовлении силикальцитов, позволяли использовать практически любой песок. По сути, подобные технологические приемы открывали широкую дверь к использованию в строительстве огромной массы местных материалов, независимо от их сортности.
Отметим, что сама идея использовать в строительстве всё то, что под рукою, оказалась весьма привлекательной. Это был прямой путь к значительному снижению затрат. По крайней мере, местные материалы могли оказаться вполне пригодными в массовом малоэтажном строительстве - как экономичная альтернатива привозному кирпичу и железобетону. Почему бы, например, не использовать обыкновенные грунты – то есть глину, суглинок, песок и даже чернозем? Такого сырья полным-полно где угодно. Нетрудно вообразить, насколько бы в таком случае удешевилось строительство. Но как всё это применить в современном домостроении?
Разработчиков в этом плане обнадеживал тот факт, что за многовековую человеческую историю такие материалы уже научились успешно применять. Пусть не индустриально, но все же они выдержали проверку временем в плане демонстрации качественных характеристик. В южных регионах СССР – от степных областей Украины, русского Черноземья и до Средней Азии включительно – стены домов частенько возводили из грунтовых материалов без всякого обжига. Даже в 1950-е годы они еще весьма широко использовались в малоэтажном строительстве – до 100 тысяч жилых домов и хозяйственных построек ежегодно. Самым известным примером грунтового материала является саман, изготовленный из мятой глины с добавлением в нее соломенной резки.
Возникал вопрос: почему строительство домов из самана и других грунтоблоков не стало повсеместным? Ответ оказался простым: в распоряжении строителей не было машин для производства таких изделий. А изготавливать их вручную – дело весьма хлопотное. Но как раз благодаря стараниям наших разработчиков в 1950-е годы такие машины начали появляться. Здесь необходимо упомянуть «чудо-машину» знаменитого советского кирпичника Федота Рыжкова, созданную им в содружестве с инженерами проектных институтов. Такую машину можно было использовать для возведения малоэтажных домов практически из любого грунта. Получаемые из нее грунтоблоки и глиняные стеновые блоки оказались необычайно дешевыми, имея объем, равный объему шести кирпичей. При этом производительность данного агрегата была весьма высока. Обслуживали его всего пять человек. Причем, предполагалось использовать как раз тот грунт, который вынимается при рытье котлована под фундамент или при организации подвала. А при добавлении небольшого количества цемента (5 – 10%) можно было изготавливать и достаточно прочные фундаментные блоки.
По мнению тогдашних специалистов, с помощью этих машин можно было возвести как минимум половину малоэтажных домов. Что касается изготовления самой машины, то это было по силам любой моторно-тракторной станции того времени, благо, что существовал официально утвержденный технический проект на ее строительство. Любая организация, при желании, могла его запросить.
Почему же тогда машина Рыжкова не сделала погоды в нашем малоэтажном строительстве? Причины могли быть разные, но ясно одно, что к технологиям они прямого отношения не имели. Скорее всего, причины стоит искать в социально-экономической плоскости. Для нас же показательно то, что сама идея использования мобильных малотоннажных производств в малоэтажном строительстве (да еще с опорой на местные материалы) до сих пор жива и временами воплощается в различных технических решениях, рассчитанных на небольшие группы застройщиков. В Новосибирской области, например, некогда популяризировалось оборудование для самостоятельного (считай – «гаражного») производства блоков из неавтоклавного ячеистого бетона, а также шлакоблоков. Ту же идею у нас поддерживают и участники проекта «Экодом», причем, кое-что они даже опробовали на практике (правда, не в Новосибирской области).
Как видим, технологические приемы, выдвинутые более семидесяти лет тому назад, сохраняют актуальность даже в наше время, в эпоху искусственного интеллекта. И скорее всего, их потенциал до сих пор еще не выявлен и полностью раскроется только с наступлением нового технологического уклада.
Николай Нестеров
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии