Представьте себе, что вам нужно переправиться на другой берег реки и у вас по какому-то взмаху волшебной палочки появляются нужные строительные материалы, чтобы изготовить лодку. Вы идёте вдоль сложенных досок, пенопласта, старых, но герметичных, баллонов от Камаза, и делаете примерно так: Не-а! Не подходит.
Потом вы видите ведро с бетоном и расплываетесь в довольной улыбке. Вот оно что, Михалыч! Именно из этого мы и будем строить лодку. Ведь лучше бетона ничего для лодок нет...
Примерно также воспринимается история с бетонными кораблями. Когда первый раз слышишь о такой идее, то кажется, что это злая шутка... Это последнее, что захочется использовать для строительства плавсредства. Но нет!
Звучит это парадоксально. Как может не тонуть объект из столь тяжёлого материала?
Однако, на самом деле бетонные (точнее — железобетонные) корабли — не редкая страница морской истории. Их строили в XIX–XX веках, массово в периоды дефицита стали. Некоторые и по сей день лежат на берегах как волнорезы.
Технологии изготовления позволяли строить корпуса на простых доках и с относительно неквалифицированной рабочей силой. В кораблестроении применяется не обычный монолитный бетон «в чистом виде», а железобетон - тонкостенные куполообразные или панельные конструкции, армированные стальной сеткой и прутьями.
Кстати, если опустить все автоматические аналогии с бетонными плитами, которые точно утонут, то сама технология очень даже неплохая. Кажется безумием, но это факт - если вы заливали, например, столбы забора или делали нечто подобное, то представьте, что имея правильный состав смеси и форму (которую легко сделать даже из досок), можно получить вполне надёжный корабль. Так что предубеждения во многом ломают здравый смысл.
Состав смеси в промышленном случае оптимизируют для уменьшения усадки и трещинообразования; добавляют пластификаторы и мелкие наполнители. Сетки и стальные прутья берут на себя растягивающие усилия, которые бетон держит плохо. Толщина корпуса обычно больше, чем у стального судна, но конструкции делаются модульными, с водонепроницаемыми переборками и компартментами.
Главная идея здесь - Архимед и средняя плотность конструкции. Бетон просто очень страшно звучит, хотя по вашей же логике корабль из стали тоже не поплывёт.
Чтобы судно плавало, суммарный вес корпуса с оборудованием и грузом должен быть меньше веса вытесненной им воды — то есть средняя плотность судно+воздух внутри должна быть меньше плотности воды (~1000 кг/м³ для пресной и ≈1025 кг/м³ для морской). И всё.
Пример для понимания (чтобы избежать арифметических ошибок — считаю цифру за цифрой). Допустим, объём погруженной части корпуса (вытесняемый объём) V = 1 000 м³. Плотность морской воды ρ = 1 025 кг/м³. Тогда масса вытесненной воды сначала 1 025 × 1 000 = 1 025 000 кг (один миллион двадцать пять тысяч килограммов).
Это означает: всё, что находится внутри объёма, включая корпус, трансмиссию, топлива и груз, не должно весить более 1 025 000 кг, иначе судно опустится глубже или пойдёт ко дну. Таким образом, даже если материал корпуса плотнее воды (плотность бетона ~2 300–2 500 кг/м³), судно как геометрическая форма содержит большой объём воздуха — и в среднем по объёму получается нужная «средняя» плотность меньше воды. Этот же принцип работает для стальных и деревянных судов.
Главная проблема бетона — коррозия арматуры в морской среде. Впрочем, где-то я однажды читал, что секрет сохранившегося до наших дней римского бетона в том, что не было армирования. Всегда такой композит ненадёжен в долгосрочной перспективе и особенно на воде. Для борьбы с расслаиванием композита применяют бетон с низкой пористостью, гидроизоляционные покрытия и специальные анкеры. Очень многие бетонные корабли разрушились из-за выщелачивания и пустот.
Ну и логично, что у бетонных судов из-за большой толщины тангаж и сопротивление были хуже, следовательно скорость и экономичность уступали стальным.
Кстати, бетон применяется до сих пор, но скорее среди энтузиастов и любителей или для строительства плавучих понтонов.
Хочется помочь проекту, но нет возможности купить премиум? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️. Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями