Железобетон

А. ПОЗДНЕВ

Нет, пожалуй, другого материала, который получил бы в нашем строительстве столь широкое и столь разнообразное применение, как железобетон. По существу, большинство возведенных и возводимых ныне промышленных гигантов — это здания железобетонные, ибо железобетон играет в них главную роль, железобетон выполняет в них самую ответственную конструктивную функцию. И вряд ли найдется человек, для которого слово «железобетон» было бы новым, неведомым. Мы слышим это слово всегда, когда речь идет о строительстве, мы видим железобетон на любой стройке, все мы привыкли считать железобетон обыкновенным строительным материалом.

Но многие ли знают, что железобетон —  самый молодой строительный материал. Многие ли знают, что если такие материалы, как кирпич, цемент, дерево и даже металл, насчитывают сотни и даже тысячи лет своего бытия, то железобетону нет еще и семидесяти лет от роду. Многие ли знают удивительную и необыкновенную историю этого строительного материала, принесшего с собой в строительную технику настоящую революцию

В 1867 году, шестьдесят семь лет назад, француз Жозеф Монье взял патент на изобретенный материал — железобетон.

Этот факт не обратил на себя никакого внимания. Долгие годы он оставался малоизвестным и отнюдь не популярным. Кроме самого Монье, о нем знали лишь близкие Монье люди, патентные организации и ... скульпторы.

Вначале железобетон шел на выделку статуй и орнаментов, украшавших парки и фасады домов.

Рождение железобетона было воспринято как появление нового дешевого скульптурного материала, которым можно недурно заменить гранит и мрамор. И только. Скульпторы, начавшие украшать парки и фасады домов железобетонными статуями и орнаментами, конечно, не могли оценить все инженерно-конструкторские достоинства нового материала, как не мог их оценить и сам изобретатель Жозеф Монье, ибо он был не инженером, а простым садовником, и его первой «железобетонной конструкцией» был цветочный горшок.

*

Сейчас, когда железобетон во всех странах уже давно стал предметом внимания научно-технической мысли, даже начинающему студенту строителю известны те основные технические достоинства, которые уготовили железобетону столь почетное место в строительстве.

В чем же они заключаются?

Бетон получается после того, как цемент, растворенный водой и смешанный с песком и мелким щебнем, затвердеет и обратится в искусственный камень. Камень этот, как говорят техники, прекрасно работает на сжатие. Это достоинство можно проверить простейшим опытом: стоит лишь изготовить небольшую бетонную балочку, положить ее концами на две опоры и сверху нагрузить какой-либо изрядной тяжестью. Балочка прогнется, но верхняя часть ее, та, на которой непосредственно лежит нагрузка и которая, как говорят, испытывает сжимающие усилия, останется целой. Это и значит, что бетон прекрасно работает на сжатие, и именно поэтому испокон веку еще в сооружениях древнего Рима (некоторые источники указывают, что и в Египте) применялись бетонные камни.

Но в то же время бетон очень плохо работает на растяжение. Если вы обратите внимание на нижнюю часть нашей опытной балочки, то заметите, что нагрузка вызвала в ней трещины. В этой части, испытывающей растягивающие усилия, балочка разрушилась, — бетон плохо работает на растяжение. Но этот недостаток можно устранить железом, прекрасно работающим на растяжение: в те части бетонной массы, которым придется испытывать растягивающие усилия, надо ввести железные прутья или, как говорят, армировать бетон металлом. В этом новом двуедином материале — железобетоне — железо будет воспринимать растягивающие усилия, а бетон — сжимающие. Нагруженная железобетонная балка свободно справится с той нагрузкой, которая в бетонной балке вызвала разрушение. Вот почему этот материал можно свободно применять в частях сооружений, подвергающихся и сжатию и изгибу.

Вчерашняя мечта — залы объемом в десятки тысяч кубометров — стала сегодня железобетонной реальностью. На снимке: "Зал столетия" в Бреславле, построенный М. Бергом.

Истины, ставшие азбучными, прописными, не были известны Жозефу Монье. Когда в один прекрасный день он связал проволочный каркасик и облепил его цементным тестом, им руководила только творческая интуиция. Таким путем он надеялся получить небьющийся цветочный горшок. И, добившись в этом успеха, он взял на свое изобретение патент с тем, чтобы получить авторскую премию с каждого, кто пожелал бы воспользоваться его изобретением.

Однако наивный французский садовник даже в самых смелых своих мечтаниях не мог предполагать, что им открыт отнюдь не только способ делать прочные горшки, но что им открыт новый век, новая строительная эра, — эра железобетона.

Железобетон позволил конструировать сооружения самых неожиданных и причудливых форм. На снимке: построенный Огюстом Ферре универмаг Эдер.

Долгое время железобетон влачил самое жалкое существование. Железобетонные львы, божки, вазы, орнаменты — вот чем отмечены тридцать пять лет существования этого материала. Правда, появлялись и другие изделия из железобетона. Так, например, на выставке в Париже на озере в парке Меравилль демонстрировался плавающий железобетонный челн. Но все это было не больше чем экспонатом кунсткамер, к которым и относились как к забавным затеям. Железобетонных конструкций еще не было.

*

Но вот в 1902 году в Париже на улице Франклина по проекту Огюста Перре был построен первый железобетонный дом. Взоры инженеров обращаются к улице Франклина. Начинается полный пересмотр конструктивных принципов сооружения зданий.

В чем суть этого пересмотра?

Те дома, в которых живем мы с вами, в которых живут миллионы других людей, издавна строились по одному и тому же принципу: к возводимым стенам предъявлялись два требования — быть одновременно и несущими и ограждающими. Иначе говоря, стены должны были не только пресекать влияние внешних атмосферных условий (холода, дождя), но и выдерживать нагрузки от собственного веса и всей «начинки» дома. Таким образом стена каждого кирпичного дома не только ограждает нас от непогоды, — она несет еще на себе тяжесть междуэтажных перекрытий, крыши, лестниц, мебели, размещенной в домах, и т. д. Такие двойные обязанности заставляли строителей выкладывать стены большой мощности и громоздкости.

Ангар из железобетона, построенный Фрейсинэ в Орли (Франция).

Инженерно-техническая мысль, приблизившись к железобетону, прежде всего расчленила функции стены: незачем предъявлять к стене два требования, ибо это усложняет конструкцию здания и затрудняет стройку. Железобетон позволяет соорудить легкий каркас, который будет выполнять только несущие функции, а для ограждения помещений можно применить другие, более легкие нетеплопроводные материалы.

Таким образом родилась новая строительная конструкция: скелет дома, поддерживающий «теплые» стены и перегородки. Но при более глубоком изучении железобетона оказалось, что подобной конструкцией не исчерпываются его возможности. Железобетон позволил перекрывать без подпор огромные пространства, позволил возводить высочайшие дома, позволил конструировать сооружения самых неожиданных и причудливых форм.

Бурно оттесняя старые, испытанные веками материалы, — дерево, камень и металл, 22 железобетон все более властно входил в строительную практику. Появились железобетонные небоскребы, эллинги, мосты, туннели.

Тот инженерный замысел, который еще вчера казался технически невыполнимым, сегодня смело и уверенно осуществляется в железобетоне. Вчерашняя «мечта» — залы объемом в десятки тысяч кубометров — сегодня стала железобетонной реальностью, как стали реальными и железобетонные мосты с пролетами в десятки метров. И когда французские конструкторы разрабатывают сегодня проект железобетонной башни вышиной в два километра, — башни, перед которой даже знаменитое металлическое творение Эйфеля будет казаться жалким пигмеем, — не следует удивляться, ибо возможности железобетона далеко еще не исчерпаны, и ни один строитель не знает еще, где же предел возможностей этого изумительного нового материала.

Железобетон имеет уже своих крупнейших специалистов. Крупнейший теоретик — австрийский профессор Залигер, виднейший конструктор —  французский инженер Фрейсине, знаменитый французский архитектор Карбюзье, —  все они уже много лет изучают возможности железобетона, и все они единодушно заявляют, что железобетон все еще остается неизученным до конца. Строители не знают еще, какие удивительные инженерные замыслы окажутся легко осуществимыми благодаря железобетону.

Дом Наркомлегпрома с железобетонным каркасом по проекту французского архитектора Карбюзье в Москве на Мясницкой улице.

*

Старая Россия железобетона не знала. Несколько крохотных текстильных фабричек применили железобетонные перекрытия, несколько домов было построено с отдельными железобетонными элементами. Но все это было жалкой попыткой сломить общее игнорирование нового материала. Умерший в прошлом году профессор А. Ф. Лолейт, ныне справедливо названный «отцом русского железобетона» и связавший свое имя с бурным развитием железобетонного строительства, — в те дни работал малоприметным инженером. Ни железобетона ни железобетонщиков в старой России не было.

И вот на пустом месте мы начали железобетонное строительство. Первая железобетонная рама, примененная в 1926 году на постройке небольшого двухэтажного дома на Мясницкой улице, стала событием, привлекшим к себе целые экскурсии инженеров-строителей.

Железобетон в социалистическом строительстве стал пускать крепкие корни вглубь и вширь. К нам начали наезжать иностранцы, чтобы посмотреть, как мы справляемся с этим новым, довольно тонким видом строительства. Разглядывая наши первые стройки, где рабочие руками перелопачивали бетон и вручную вязали арматуру, где бетон утрамбовывался ногами и где из-под непривычных рук вчерашних плотников, каменщиков и землекопов выходили довольно корявые железобетонные конструкции, иностранцы снисходительно молчали по всем правилам европейской корректности. Но, вернувшись к себе на родину, они писали, что «Советский союз — страна варварства с совершенно отсталыми методами строительной техники», — так писал виднейший германский железобетонщик профессор Клейнлогель. «Надо с помощью германских инженеров, — писал он, — обучить русских основным принципам и познаниям, относящимся к производству бетона и железобетона...».

Но прошло несколько лет, и тот же Клейнлогель начинает восторженно отзываться о нашем железобетоне. В 1932 году он уже пишет, что «советские инженеры прекрасно познали железобетон», что «многие их работы скоро заслужат внимание всего мира», что советская «тщательная обработка иностранного опыта и своих исследований достигает высокой степени совершенства, имеющей выдающееся научное значение...».

Что же произошло у нас на железобетонном фронте всего за пять-шесть лет?

Прежде всего — о количественном размахе.

Бетонное и железобетонное строительство развилось у нас так широко, что, несмотря на огромную сеть вновь выстроенных цементных заводов, цемент сразу же стал дефицитнейшим материалом. В одну только плотину Днепростроя мы уложили цемента в шесть раз больше, чем его производилось всей дореволюционной цементной промышленностью в год. В железобетонные конструкции же Метростроя мы укладываем цемента почти в полтора раза больше, чем в днепропетровскую плотину...

На пустырях, на свалках с невиданной быстротой, в течение каких-нибудь двух-трех лет вырастают огромные промышленные города, в которых большинство сооружений из железобетона. Разве может что-либо сравниться с темпами строительства Магнитостроя, Кузнецкстроя, Автостроя, Харьковского и Сталинградского тракторостроев, Свирьстроя, Беломорстроя!.. Достаточно сказать, что в Америке Панамский канал длиной в 68 километров строился одиннадцать лет, в Африке Суэцкий канал длиной в 160 километров строился десять лет. Наш же Беломорско-Балтийский канал длиной в 227 километров строился меньше двух лет.

Железобетонные работы на Беломорско-Балтийском канале.

Времена, когда железобетон делался руками, прошли. Бетон уже не перелопачивается руками. На каждой стройке мы видим теперь бетономешалку, ставшую столь рядовым механизмом, что на нее уже и внимания не обращают. У бетономешалок орудуют молодые машинисты — ребята, которые два года назад не знали даже, что такое стройка. Не носилками, а вагонетками и транспортерами доставляются и перевозятся огромные порции бетона по строительной площадке». Не на руках по подмосткам, а механизированными подъемниками подается бетон ввысь. Арматуру гнут не клещами, а механическими аппаратами, и вяжут не руками, а сваривают автогеном. И даже трамбовка производится уже не ногами, как это было даже на Днепрострое, где рабочие, обутые в резиновые сапоги, утаптывали бетон, а изящными электрическими и пневматическими вибраторами.

И если раньше с наступлением холодов строители прекращали работу, а стройка погружалась в длительную зимнюю спячку, то сейчас сезонность преодолена, и даже самые ответственные железобетонные конструкции возводятся зимой. Так например, в жестокую уральскую зиму, несмотря на сорокаградусные морозы, ни на час не прерывалось бетонирование конструкций гигантов Тагилстроя. Этому помогло то, что советские строители освоили метод электропрогрева железобетона, — метод, который появился в Швеции, проверялся в Германии, Франции и Америке, но нигде распространения не получил...

И сейчас самые ответственные, важнейшие конструктивные сооружения смело изготовляются у нас из железобетона. В цехах, распростершихся вширь и покрывающих площади в несколько гектар, железобетонные балки и колонны несут всю тяжесть покрытия. В гостинице Моссовета в Охотном ряду, поднявшейся ввысь на многие десятки метров, железобетонный скелет уверенно несет на себе тяжесть всех десяти этажей.

Вся плеяда новейших железобетонных сооружений венчается Харьковским Турбостроем — объектом, ни по величине, ни по конструкции невиданным в мировой строительной технике.

А железобетонные мосты! Сметая консерватизм старых специалистов, молодые инженеры построили в Горьком и в Днепропетровске железобетонные мосты с пролетами в 52 метра. И уже началась постройка двух других мостов — Воскресенского и Ангарского, пролеты которых будут достигать 100 и 120 метров. Это — масштабы, которые оставляют позади прославленные в мире мостовиков железобетонные мосты в Швеции —  в Стокгольме, в Германии — в Эхельсбахе и даже построенный знаменитым железобетонщиком Фрейсинэ мост в Бресте, во Франции.

*

Массивные плотины и горячие металлургические цеха, туннели метро и грандиозные сооружения Беломорстроя, — все это делается из железобетона. И вся эта плеяда новых сооружений венчается Харьковским Турбостроем — объектом, ни по величине, ни по конструкции невиданным в мировой строительной технике.

Когда для этого завода потребовалось построить гигантское, здание в десять этажей и кубатурой в 1 миллион кубометров, за помощью обратились к американским специалистам. Американцы довольно быстро спроектировали изящное сооружение, единственным недостатком которого было то, что конструкции его каркаса были металлические. Металла в те поры вообще у нас было немного, а здесь вдобавок американцы требовали еще металла таких сложных профилей, что за ним нам неминуемо пришлось бы обратиться к загранице.

Группа молодых харьковских железобетонщиков решила перепроектировать здание на железобетон. Их встретило отчаянное сопротивление многих специалистов. Американцы также резко противились этому. Они говорили, что в мире не было еще примера сооружения из железобетона столь грандиозного здания, что железобетонные конструкции сделают здание тяжеловесным неуклюжим, что огромная тяжесть железобетона вызовет большие неравномерные осадки здания, что железобетонные колонны не смогут выдержать нагрузку двухсоттонных кранов, которым впоследствии придется работать в цехах завода, что ... Впрочем, всех страхов, которыми запугивали нашу молодежь, не перечислить. Смысл их сводится к одному: незачем советским строителям идти непроторенными дорогами и незачем рисковать...

Но поддержанные авторитетом профессора А. Лолейта, харьковцы обратились к Серго Орджоникидзе, и судьба железобетонного Турбостроя была решена. Сейчас Харьковский Турбогигант работает. Его архитектурный облик не только не проиграл, но даже выиграл настолько, что австрийский профессор Залигер, познакомившись с сооружением, восторженно заявил, что «в мире не было еще столь смелого, красивого и оригинального решения». Никаких пугающих осадок, никаких аварий конструкций от двухсоттонных кранов не случилось. Страна же на этой стройке сэкономила 11 тысяч тонн импортного металла.

Мы не будем описывать всех наших достижений в области железобетона, ибо для этого понадобились бы многие сотни страниц. Но мимо одного достижения нельзя пройти, потому что оно в корне меняет весь характер железобетонного строительства.

Речь идет о сборном железобетоне.

Обычное железобетонное строительство протекает так: устанавливается арматура, вокруг нее возводится опалубка — деревянная форма, соответствующая очертаниям будущей конструкции, а в опалубку укладывается бетон. Здесь бетон держится не меньше 28 дней — срок, во время которого бетон превращается в твердую плотную массу. Не говоря уже о том, что выдерживание этого срока замедляет строительные темпы, такой способ сооружения, называемый монолитным, неудобен еще и тем, что он требует возведения больших и дорогих деревянных подмостей, с которых рабочие укладывают материалы в дело. Подмости эти подчас настолько сложны, что за ними издали и стройки не видно: все скрыто в сплошных лесах из бревен, стоек, балок, досок.

Эти недостатки радикально устраняются при сборном железобетоне. Конструкторы расчленяют все будущее сооружение на ряд отдельных элементов — фундаментные башмаки, колонны, прогоны, балки, фермы и т. д.. Все эти элементы изготовляются на специальном строительном заводе и уже готовыми привозятся на стройку для установки. Таким образом возведение здания превращается в обычный индустриальный монтаж: специальные краны подхватывают элементы, и поочередно устанавливая их, постепенно монтируют все здание. Темпы при этом —  исключительно высокие. Если на монолитной стройке здание возводится сотнями рабочих в течение нескольких месяцев, то такое же здание при сборном методе может быть возведено семью-восемью рабочими в один месяц.

При сборном железобетоне все будущее сооружение расчленяется на ряд отдельных элементов, которые изготовляются на специальном строительном заводе и уже готовыми привозятся на стройку для установки.

Сборный железобетон известен и за границей. Но там он развит в масштабах, которые нашему строителю могут показаться смешными. В Америке сборным методом осуществлено несколько простейших складских зданий, да в Италии из сборного железобетона построено несколько примитивных каркасов. У нас же, несмотря на то, что первая сборная стройка была осуществлена только в 1929—1930 году (цех московского завода «Электропровод»), сейчас нет почти ни одной крупной стройки, которая не обращалась бы к этому новому строительному методу.

Огромное множество заводов, построенных сборным методом, уже давно сдано в эксплуатацию: «Шарикоподшипник», «Фрезер», Велозавод, «Калибр», Днепрокомбинат, новое здание «Правды» ... И здесь мы также обогатились одним непревзойденным объектом — это машинный зал Свирьской гидростанции — грандиозное помещение для генераторов, по подкрановым балкам которого разъезжают многотонные краны. Еще недавно сооружение такого здания даже в монолитном железобетоне оспаривалось бы так же, как и сооружение Харьковского Турбостроя. Легко представить, какое отчаянное сопротивление, пришлось выдержать ленинградским проектировщикам, решившим осуществить Свирьскую станцию в сборном железобетоне. Победа все же осталась за ними, и сейчас машинный зал на Свири служит примером изумительного, единственного в мире сооружения, с необычайной смелостью и продуманностью осуществленного сборным методом.

Вид монолитной железобетонной стройки (слева) и сборной стройки (справа).

Как видим, роль железобетона в социалистическом строительстве весьма велика. Нет буквально ни одного участка, ни одной стройки, где в железобетоне не крепилась бы индустриальная мощь нашей родины. И эта мощь будет крепнуть тем уверенней, что железобетон служит и защитой нашего труда от внешних врагов. Железобетонные фортификационные сооружения — это та преграда, которая поставлена нами для защиты социалистической родины от нападения вооруженного врага. И недаром на XVII съезде партии тов. Ворошилов заявил, что «наши границы опоясаны железобетоном, достаточно прочным, чтобы выдержать самые крепкие зубы ...».

И если бы сегодня старик Монье был жив, если бы он захотел посмотреть, какие изумительные всходы дало его скромное открытие, он должен был бы пойти в Париже на улицу Рю де Гренелль, где помещается полпредство СССР, и попросить визу на въезд в Советский союз..