Поздравляю всех читателей с наступившим 2019 годом, пусть он принесёт нам много интересных статей и раскроет талантливых авторов. Ну и конечно добра, любви, здоровья и гармонии во всех её проявлениях.
В поддержании новогодней тематики поговорим про лёд, как материал для строительства. Тут конечно все вы вспомните ледяной дом Анны Иоановны, построенный ради потехи; ледовые скульптуры, которые вырастают к Новому году и Рождеству, кстати одна из самых масштабных выставок проходит в Китае в Харбине; кто-то может быть слышал про отели, выстроенные полностью изо льда, включая каркас кроватей, например IceHotel в Швеции.
Но представьте себе, что строить можно и не из чистого льда.
Начнём с фантастического проекта "Аввакум".
Во время Второй мировой войны английскому журналисту и изобретателю Джеффри Пайку пришла в голову идея создания гигантского авианосца из айсберга. Его поразила мысль о том, что айсберги (в отличие от кораблей) тяжело разрушить взрывчаткой. А изготовление ледяной массы (теоретически) должно было быть намного менее энергозатратным (что отражалось на финансовой стороне вопроса) нежели изготовление стальных корпусов кораблей. Интересно, что столь революционная идея была поддержана на самом высоком уровне лично Черчиллем. Проект получил название "Аввакум". Правда ещё на ранних этапах стало понятно, что лёд в чистом виде в качестве материала не подойдёт, а вот если добавить в него некоторое количество древесных опилок, то получим материал, который будет намного медленнее таять, а по сопротивлению взрыва не уступать бетону - получим плавучий бетонный остров - непотопляемый авианосец. Материал был разработан при активном участии Пайка и получил название "пайкерит" или "пайкрит". Устройство будущего авианосца (схематично и упрощенно) показано на картинках ниже. Он должен был быть оснащён моторной частью, холодильными установками (предотвращающими таяние конструкции), при этом сам корпус окружала теплоизоляция, ремонтными мастерскими, административным корпусом.
На озере Патрисия-лэйк в Канаде был изготовлен небольшой прототип авианосца из пайкерита. Но оказалось, что для строительства настоящей модели потребуется слишком много опилок, комплекс холодильных установок тоже был далеко не дешёвым, к тому же судно развивало совсем небольшую скорость (6-7 узлов = 11-13 км/ч). Бюджетная идея грозила обернуться гигантскими тратами, тем временем в оснащении армий союзников появились бомбардировщики дальнего радиуса действия. Так что проект закрыли, а модель, кстати, таяла ещё целых три года!
Изначально пайкрит изготавливался в соотношении 14% древесных опилок (или например бумажной пульпы) и 86% воды. Порода дерева кстати тоже влияла на свойства материала. Однако никакого массового применения пайкрит до сих пор не нашёл. Предпринимались отдельные попытки использовать этот материал при постройке зданий, однако от идеи либо отказывались, либо, как в случае со строительством купола студентами технологического университета Эйндховена - крыша его просто обрушилась, а купол Венского технологического университета начал таять через три месяца.
Однако идея льда с добавками захватила умы ученых, в лабораториях начали появляться такие материалы, как дереволёд, пенолёд, песколёд, пластолёд. В Якутском университете успешно ведутся эксперименты по вмораживанию 5–10-миллиметровых шариков из полиэтилена в лёд для работы при больших нагрузках. А изобретатель из Казахстана Нурмагамбет Нурпеисов предложил добавлять шарики льда в раствор бетона. Шарики начинают таять, когда бетон уже успевает схватиться. По заверению создателя шарики наделяют бетон "выдающимися прочностными характеристиками". Материал скромно назвали "нурайс".
Но если до постройки общественных зданий до сих пор дело так и не дошло, то при строительстве малых промышленных объектов дела обстоят лучше. Например, Всеволод Исидорович Арабаджи (доктор физико-математических наук) в своей книге "Загадки простой воды" писал:
Строители Заполярья иногда используют в качестве строительного материала ледобетон. Так называют лед с включенной в него галькой. Ледобетон настолько прочен, что при работе с ним нередко ломаются даже стальные зубья экскаваторов. Другим вариантом ледобетона является лед с добавлением к нему древесной пульпы («ледопласт»). Материал этот выдерживает давление до 50 кг/см2 и может быть использован в качестве заменителя цемента при постройке плотин на реках Заполярья.
Армирование льда волокнистым материалом повышает предел его текучести и увеличивает прочность. При использовании хлопковых и древесных волокон прочность увеличивается в 2...3 раза, стекловолокно дает увеличение прочности до 8 раз. Древесные опилки и размельченный торф, смоченные водой и нанесенные на поверхность льда, хорошо предохраняют от таяния складские помещения из льда и ледяные причалы. Промораживание водонасыщенных плывунных грунтов укрепляет стенки котлованов на стройках и избавляет от необходимости производить откачку воды, что приводит к удешевлению строительства.
Вот таким непростым материалом оказался лёд. Перспективы использования композитных материалов, которого только предстоит освоить.
Кстати, нашла на просторах Интернета интересную статью про так называемый "нетающий лёд" или "серополимерный лед, материал для многократного изготовления зданий". Любопытствующим советую.
