Как делают бетон?

1 Сен
2015

Города состоят из него, после воды это самый используемый продукт в мире. Бетон – революционное изобретение, сделавшее возможным современную жизнь.

На протяжении веков люди были вынуждены строить из каменных глыб. Сейчас мы использует бетон для всего: от плотин гидроэлектростанций до тротуаров.

Производить бетон сложно: нужно много взрывчатки, гигантские карьеры, огромные печи. От изготовления до укладки идет отчаянная гонка на время.

Порт Таррагона, Испания. Здесь запланировали расширить причал, используя кирпич. Но это будет не просто кирпич, а самый большой кирпич в мире: 60 м в длину, 45 м в высоту и почти 30 м в ширину. Каждый кирпич равен 30 бассейнам, поставленным друг на друга и весит 30 тысяч тонн. Как же можно сделать такой невероятный мегакирпич?

Все началось с металлической платформы, напоминающей щетку, который поставили под корабль «Kugira». Удивительный корабль был спроектирован специально для производства самых больших кирпичей в мире. Но чтобы их произвести, необходимо огромное количество бетона.

Основной компонент бетона можно найти повсюду – это камень. Но для бетона нужно несколько различных видов камня, которые определенным образом смешиваются. Эту смесь камня в промышленности называют агрегатом. Различные типы камня придают бетону прочность. Верите вы или нет, но каждая семья в Великобритании, даже не подозревая об этом, использует 3,5 тонны породы в год. Это кажется странным, если не знать, что минералы содержатся везде: от жвачки и оконного стекла до зубной пасты.

Чтобы изготовить бетон, нужны агрегат, песок, вода, цемент. А еще взрывчатка. Карьер Lafarge Mountsorrel в центральной Англии: он занимает площадь в 750 акров, его глубина полкилометра, это самый большой гранитный карьер в Европе. Не менее 5 миллионов тонн гранита добывается из этих холмов каждый год.

Гранит придает бетону прочность, однако разработка земных недр – опасное дело. Каждый день бригада взрывников закладывает по 4 тонны взрывчатки в 11-метровые шурфы, аккуратно просверленные в основных секторах поверхности карьера. Затем отверстия засыпают и подключают провода.

Чтобы сдержать энергию такого мощного взрыва, разница во времени между детонациями составляет несколько миллисекунд. Как только взрывчатка и детонаторы установлены, все покидают район, остается только человек, ответственный за нажатие кнопки. Он забирается в стальной контейнер всего в 20 метрах от места взрыва.

Если все пойдет по плану, то одним поворотом выключателя удастся снести гранитную стену весом 16 тысяч тонн. Как только пыль мусор после взрыва улягутся, взрывникам нужно проверить, все ли заряды сработали.

Сейчас гранит на дне карьера, его нужно поднять на поверхность. Подъем занимает 18 минут. Это нелегко, так как грузовик, полностью груженный гранитом, весит 100 тонн. А наверху его ждет самая большая в Европе дробилка, способная раздробить 30 тонн гранита всего за 20 секунд.

Чтобы изготовить самый большой в мире кирпич, нужна уйма дробленого камня, но чтобы склеить его, необходим другой рукотворный материал – цемент.

Раннее утро, пропитанное росой на болотах Стаффордшира, Англия. Здесь находится огромный завод, производящий миллионы тонн цемента ежегодно.

Первый ингредиент – известняк. Как и гранит, его добывают в карьере. Затем по конвейерной лент он поступает на бетонный завод по 1000 тонн в час. Там известняк дробят и смешивают с другой породой – глинистым сланцем, в результате получается порошок – сырьевая смесь.

Сырьевая смесь проходит через серию циклов. Каждый из них становится жарче предыдущего до тех пор, пока смесь не достигнет огромной печи для обжига длиной 58 метров. Там порошок запекается при температуре 800 °С. При такой температуре между известняком и сланцем происходит химическая реакция, при которой они склеиваются. Химическая реакция – основа производства цемента. Именно при такой температуре в печи из сырьевой смеси образуется шлак. Но есть одна проблема: когда шлак измельчает порошок, он засыхает, иными словами – застывает на несколько секунд.

Чтобы этого избежать, необходимо добавить в смесь еще один ингредиент. Гипс – это порода, которая действует на шлак как замедлитель. Гипс и шлак помещают в огромную вращающуюся печь и в конце концов появляется цемент. Забавно, но после такого сложного процесса на выходе получаешь лишь «мешок с пылью». «Мешок с пылью» очень важен для корабля «Kugira», без него было бы невозможно произвести гигантские кирпичи.

Но есть еще одна проблема: бетон быстро застывает, поэтому агрегат, песок, цемент могут смешаны на расстоянии не более 5 километров от того места, где они будут использоваться. Чуть дальше и все, слишком поздно, застыл.

Работа продолжается днем и ночью, в дождь и зной. Если бетон заливать слишком быстро, то он не ляжет как следует, если медленно, то он застынет до того, как сцепится за следующим слоем. Если допущена хотя бы одна ошибка весь кирпич весом 30 тысяч тонн придется выбросить, целый кирпич становится непригодным, у них есть всего лишь два часа прежде, чем он застынет.

Итак, 10 дней и ночей бетон непрерывно круглосуточно выливается из бетономешалок. Наконец, блок изготовлен. Последнее препятствие – блок не на своем месте. Огромный бетонный блок отправляется в плавание. Как можно сдвинуть блок весом 30 тысяч тонн?

Чтобы оттащить его на место, прибывают два буксира. Но как это возможно? Немного древней истории.

Греческий мыслитель Архимед открыл, что при погружении в ванну с водой уровень воды поднимается и одновременно вытесняет его древнего резинового утенка. Как ни странно, правило «резинового утенка» можно применить к огромному бетонному блоку. Конечно, тут не ванна, но в открытом море возникает тот же эффект. Борта корабля полые, когда он опускается, вода вытесняется и должна поднять гигантский кирпич с морского дна, а благодаря полостям внутри самого кирпича теоретически он должен плыть. Теперь этот огромный кирпич можно буксировать.

Как только из полых бортов корабля выкачают воду, судно снова поднимается, готовое сделать еще один гигантский блок.


 

Комментарии:

наверх