Создателем первого бетонного судна считается француз Жан Луи Ламбо. В середине XIX века изобретатель использовал цементный раствор, металлическую арматуру и опалубку для создания небольшой лодки. Лодка могла успешно держаться на плаву и мало чем отличалась от таковых из дерева. С этого момента началась история бетонного судостроения, которая уже ко второй половине XX века сойдет практически на нет.

На воде бетонный корабль держится из-за все той же силы Архимеда.

Почему не тонет бетонный корабль? Встречный вопрос: а почему он должен тонуть? Ведь в случае с судостроением роль играет не только масса, но и плотность объекта. Корпус корабля заполнен воздухом, поэтому его плотность оказывается меньше плотности воды. А дальше начинает работать закон Архимеда: на тело, погруженное в газ или жидкость, действует выталкивающая сила, численно равная весу объема жидкости или газа, вытесненного телом. Оказавшись в воде, на судно воздействует как сила тяжести, так и сила Архимеда. Если сила тяжести окажется больше – корабль утонет_ если меньше – будет выталкиваться. Если обе силы окажутся в относительном равенстве, судно будет спокойно держаться на воде. Собственно, по этой же причине не тонут любые другие корабли хоть из дерева, хоть из металла. Бетон как материал в этом отношении - не исключение.

Сегодня бетонные суда почти не используются.

Несмотря на удачный опыт Жан Луи Ламбо, бетонные суда не снискали популярности в XIX веке. На дворе была промышленная революция, экономика росла стремительно, никаких проблем с металлическим судостроением не было. Строительство бетонных кораблей было очень дешевым. Однако, экономить на них в долгосрочной перспективе было невозможно из-за имевшихся недостатков. Из-за заметно большой массы корпуса такие суда потребляли намного больше топлива. Был и еще один серьезный недостаток. Бетонные суда не могли похвастаться хорошими мореходными качествами. Поэтому использовать их можно было по большей части лишь в качестве грузовых и пассажирских.

Севший на мель уже после войны 79-метровый Атлант.

Отношение к бетонному судостроению изменила Первая мировая война. Уже в 1915 году воюющим странам стало остро не хватать стали. В первую очередь металл уходил на строительство военных кораблей и подводных лодок. Сэкономить решили на транспортных суда. В итоге многие страны, в том числе не участвовавшие в войне, бросились строить корабли из железобетона. Так продолжалось до 1919 года. К этому моменту война кончилась, и стало возможно строить суда, паромы и баржи из более привычных материалов. Тем не менее за годы войны и сразу после ее окончания в США, Великобритании, Италии, Германии, Норвегии, Франции, Нидерландах и Дании было построено более 1000 «каменных» кораблей. При этом было бы ошибкой считать, что такие корабли были крошечными. Например, американский SS Atlantus, спущенный на воду в 1918 году, имел длину корпуса в 79 метров. Самым же большим железобетонным судном стал 130-метровый танкер «Сельма».

Бетонные суда - это шаг во многом вынужденный.

После 1919 года железобетонное судостроение сошло на нет почти во всех странах. Однако, в Германии из-за послевоенного кризиса и наложенных на нее репараций паромы и баржи из бетона активно строили все 1920-е и 1930-е годы. Похожим образом обстояли дела и в Советском Союзе, республики которого пережили к моменту образования новой страны не только империалистическую, но и гражданскую войну. В СССР бетонные корабли (по большей части транспортные баржи) стали активно строить сразу после Октябрьской революции по той же причине, что и везде – нехватка стали. Выпускались они главным образом для речного плавания. Постепенно отказываться от кораблей из железобетона начали только после Великой Отечественной войны. И хотя бетонное судостроения является по большей части экстренной мерой, отдельные «каменные» баржи, танкеры и паромы используются по сей день. Более того их продолжают штучно строить.

Низкий уровень прочности сварного шва обусловлен изменением структуры материала, которое возникает при быстром нагреве лазерным излучением, и процессами, происходящими во время последующей кристаллизации сплава, перехода из жидкого состояния в твердое. Коллаборация сибирских ученых ответила на фундаментальные и прикладные вопросы материаловедения, изучив при помощи синхротронного излучения, как меняется структура материала, можно ли ее восстановить и какие режимы лазерной сварки и последующей термообработки позволят достичь и сохранить необходимый уровень прочности шва.

«У самых современных алюминий-литиевых сплавов, например, у сплава В-1469, разработанном во Всероссийском научно-исследовательском институте авиационных материалов (ВИАМ), предел прочности равен 550 мегапаскаль (МПа), – рассказал заведующий лабораторией лазерных технологий ИТПМ СО РАН доктор технических наук Александр Маликов. – Если прочность образца со швом после сварки будет 300 или 400 Мпа – это будет плохо. Нужно, чтобы прочностной уровень сварного шва был равен прочностному уровню сплава на 100%, и только в этом случае можно говорить о внедрении метода в практику. Мы провели хорошую фундаментальную работу – получили для всех алюминий-литиевых сплавов, в том числе для сплава В-1469, прочностные свойства швов на уровне прочности основного материала. Более того, благодаря синхротронному излучению мы изучили структурно-фазовое состояние сварного шва в процессе лазерного воздействия, увидели, как оно изменилось. Обладая такой информацией, мы можем управлять процессом лазерной сварки. В науке так всегда, если ты на хорошем физическом уровне понимаешь, что ты сделал, можно этим процессом управлять и развивать его».

При лазерной сварке металлов, под воздействием высокой температуры, в зоне плавления происходят различные структурные или фазовые превращения, по сути одно вещество трансформируется в другое. При каждой такой смене характеристики сплава меняются. Раньше для полного понимания закономерностей структурных превращений информации было недостаточно. Специалисты Сибирского отделения РАН впервые в мире применили синхротронное излучение в режиме реального времени на каждом этапе лазерной сварки и начали изучать процессы образования тех или иных структурных состояний, причин их трансформаций и переходов. Исследования были проведены в ЦКП «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» (ЦКП СЦСТИ) ИЯФ СО РАН.

«При добавлении меди и лития происходит упрочнение алюминиевых сплавов – добавленные элементы рассредоточиваются в материале, выстраиваясь между зерен алюминия, и не дают им расплываться, можно сказать, цементируют их – добавил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Константин Купер. – После того, как при помощи лазерного воздействия мы получаем сварной шов, в материале, начинается обратный процесс – кристаллизация, в ходе которой алюминий вытесняет упрочняющие добавки. Все это похоже на школьный эксперимент с соленой водой, когда в процессе ее заморозки соль вытесняется и вода становится пресной. Вот и у нас все прочностные добавки уходят из алюминия, и шов становится хрупким. В ИТПМ подобрали температурные режимы лазерной сварки, при которых все возвращается обратно. При помощи СИ и экспериментов in situ мы увидели и подтвердили, что механизм работает и при определенных параметрах сварки структурное состояние, отвечающее за прочность сплава, можно вернуть».

Зная это, и применив методы посттермообработки, специалистам удалось вернуть нужное фазовое состояние и получить прочный сварной шов.

«При этом, мы сумели сохранить прочность и самого сплава, – добавил Александр Маликов. – Для сплава В-1469 мы получили еще один интересный результат. СИ показало, что при лазерном воздействии в шве концентрируется упрочняющая фаза, ее становится даже больше, чем в самом сплаве, но при этом шов все равно хрупкий. Почему так? И опять же, синхротронное излучение помогло ответить на этот вопрос. Оказалось, что вся фаза концентрируется на границе дендрита металла, а не равномерно распределена по объему. При помощи термообработки мы добились перераспределение упрочняющей фазы и получили предел прочности 550 Мпа».

Пресс-служба ИЯФ СО РАН

— Чего ты боишься, молоБздежЬ! Возьми одну канистру и попробуем. Стоит копейки и всегда в хозяйстве пригодится. Нам еще в "Гостишке" душевые поддоны заливать бетоном. Там и ушатаем если здесь не уйдет. А если получится — с тебя премия!

Надо отдать должное Заказчику — он всегда был готов поделится реальной прибылью и на его объектах процветал Технико-Экономический подход. Канистра 5 литров Жидкого стекла тогда стоила, как бидон молока и мы купили.

Проверив марку бетона, мы с Дедом убедились, что стяжка "порвала сама себя". Слишком хорошая марочная прочность на площади в 140 м2, дала вполне понятные аутогенные усадки. Наши предшественники не сделали ни одного расширительного шва и...

Пролили мы трещины на 2-3 м2 и через 3 суток было принято решение закончит таким образом борьбу со всеми трещинами. Трещины были не широкие и для повышения текучести иногда приходилось их расшивать диском. Что славно при расшивках трещин под заливку Жидким Стеклом- не надо даже пылесосить пропилы. Все обломки свалившиеся в трещину, прекрасно армируют склеивание..

Кафель мы постелили и вы можете воочию убедится, что этот способ прекрасно работает. 12 лет эксплуатации, два потопа в этом подвале и прорыв системы отопления доказали правильность нашей идеи.

*Тот самый двенадцатилетний кафель постеленный в 2010 году. Фотография сделана 13 декабря 2022 года.

У меня еще есть в запасе около 1000 таких историй и не меньше практических умозаключений! Постепенно обо всём буду рассказывать.

Дополнение к прошлым статьям по шумоизоляции: Как мы добились от каркасной перегородки индекса Шумоизоляции в 57 дБ. Причем не на этикетках, а с реальными замерами шума лабораторией Роспотребнадзора. Требования по СП 51.13330 "для гостиниц".

Направляющие каркаса выставляются на бесшумную демпферную прокладку и стыки промазываются специальным акустическим силиконом.

Обшитый с одной стороны каркас листом ГВЛ, сначала обволакивается звукоизоляционной мембраной 6мм. Потом идет утеплитель двух видов.

50мм плотностью 43кг/м3

50мм плотностью 88кг/м3.

Зашивается вторая сторона листом ГВЛ и стыки листов шпатлюются акустическим силиконом.

Еще по одному слою ГВЛ12мм с каждой стороны и мы получили заключение по замерам шумоизоляции.

Цена такой перегородки в разы дороже кирпичной. но с кирпичами мы не проходили по нагрузкам на монолитное перекрытие.

Мой канал на Дзене

Всех благ.