Откуда взялся бетон? Одним из самых прочных строительных материалов является гранит. Механическая прочность гранита на сжатие составляет 120-150 МПА, доходя в отдельных случаях до 300. Было бы здорово всё строить из гранита (в нашем случае и стенки у сейфов тоже из него делать), но, по понятным соображениям, это, к сожалению, невозможно.
В общем люди думали, думали и придумали следующую концепцию: если взять фракции самых твёрдых, из имеющихся в непосредственной близости, грубо говоря камней, и смешать их так, чтобы они более или менее без зазоров ”упаковались”, затем всю эту смесь как следует проклеить, чтобы не рассыпалась, то получится вполне себе достойный конструкционный материал, почти заменяющий собой камень требуемого размера. Самая идея, особенно с появлением такого “клеящего” материала, как цемент, начала постепенно воплощаться и, двигаясь сначала методом проб и ошибок, постепенно обрела некоторую около-научную основу, на которой и базируется всё современное строительство. Не вдаваясь в тонкости, поговорим о критических для сейфовой промышленности особенностях бетона, методах увеличения его прочности и возможных причинах её, то есть прочности, утраты. Классический состав бетона: щебень, песок, цемент и вода. Собственно щебень и является самым механически прочным компонентом. Соответственно, чем больше в финальном продукте окажется щебня, тем прочнее он получится.
Момент 1. Разные фракции или размер имеет значение. Прочность бетона на сжатие, а именно о ней мы и будем в основном говорить, всегда будет меньше минимальной прочности входящих в его состав компонентов. Почему - понятно. Для того, чтобы “напихать” в единицу объёма побольше “камня”, который все именуют щебнем, желательно использовать фракции разного размера. В таком случае они, при “утряске” и перемешивании улягутся в более плотную, а значит и прочную структуру. Идеальный вариант - это наличие трёх-четырёх фракций различной крупности (средний размер “камня” в куче) из самого-самого прочного гранита. В реальной жизни практически недостижимо. Если даже и есть неподалёку гранитная гора под снос, то придётся ставить три, а то и четыре разные камнедробилки. Или возить разные фракции с других концов света вагонами. А позволить себе подобное, исключительно по экономическим соображениям могут только при строительстве ядерных убежищ для первых лиц государства.
Момент 2. Всё зависит от географии. Поскольку все компоненты для бетона так или иначе надо откуда-то везти, то, исследуя окрестности, подбирают состав из того, что, как говорится, Бог послал. То есть, если аборигенов кроме глины и песка природа ничем не одарила, то и сколько-нибудь прочного бетона в этом месте не получится.
Момент 3. Вода всё портит, но без неё никак. Назначение этой жидкости, после вступления в реакцию с цементом, образовать клеящий состав, одновременно обеспечивающий временную подвижность всей смеси, что позволяет загонять весь намешанный бетон в желаемую форму. Сложность ситуации заключается в том, что чем меньше воды, тем прочнее финальный продукт, но тем сложнее заталкивать не сильно жидкую субстанцию во все щели. Верно и обратное. Чем больше воды, тем проще заполнить заданное пространство, а вот с прочностью придётся попрощаться. Причина этого эффекта очень проста - для образования “цементного клея” нужно определённое и не очень большое количество воды. Между тем, образовавшаяся и полезная для нас смесь, с огромной радостью поглощает любое избыточное количество воды, которая вся уходит в подвижность раствора. Через некоторое время она, конечно испарится, оставив на своём месте множество микротрещин, которые прочности бетону, увы!, не добавляют. Существует некое идеальное, так называемое водоцементное отношение, превышение которого ведёт немедленно к ухудшению характеристик бетона.
Момент 4. Чем меньше цемента, тем лучше. И не только потому, что он самый дорогой из используемых компонентов. Просто вкрапления “цементного камня” (подверженного так называемой “объемной усадке”) создают в плотно упакованной каменной структуре зоны пониженной прочности. Лучше все остающиеся от плотной упаковки каменных фракций пустоты заполнить песком. Который, при правильном подборе и тщательно проклеенный цементным клеем, обеспечит адекватную прочность бетону. Кроме того, качество “клея”, образующегося при взаимодействии цемента и воды, сильно зависит от их температуры. Если будет слишком холодно, то реакция “клееобразования” будет идти через пень-колоду, а слишком горячая смесь стремительно схватится, не склеив собой весь остальной материал.
Момент 5. Чудо возможно. В том случае, если все моменты с первого по четвёртый будут учтены и тщательно исполнены, то в итоге получится бетон, именуемый сверхжёстким и применяемый для строительства, к примеру взлётно-посадочных полос. Как следует из названия, использовать его для производства сейфов, когда всю намешанную субстанцию надо тщательно затолкать в неширокое междустеночное пространство, иногда ещё и всякой арматурой заполненное, практически невозможно.
Выход был найден. Поскольку для повышения необходимой нам подвижности воду использовать категорически нельзя, появились специальные “присадки”, называемые пластификаторами. Добавление этих специально синтезированных, так скажем субстанций, даже в незначительных количествах, дало возможность значительно повысить подвижность готовой бетонной смеси без ущерба прочности. Но эти самые пластификаторы и суперпластификаторы, позволяющие существенно (иногда в разы) увеличить прочность бетона, являются одними из самых охраняемых технологических секретов.
Теперь начинается самое увлекательное.Знаменитый по всему миру датский Densit - это вовсе никакой не супер-пупер бетон. На самом деле, хитрые датчане разработали несколько типов различных суперпластификаторов, оптимизированных для различных составов бетонов, в том числе и фибронасыщенных. Но продают они не саму “присадку”, а смесь цемента, песка и собственно “волшебного компонента”. И каждый, покупающий 50 килограммовый мешок с надписью Densit, платит деньги за 40 кило песка, 9,99 кило цемента и только 100 грамм собственно know-how. Почему именно так, понятно. Если бы они свои присадки продавали отдельно, то их состав было бы совсем не сложно “расшифровать”. А так, поди, отсей 100 полезных грамм из 50 кило всякой ерунды.Теперь о подводных камнях бетоно-сейфостроения, или почему я, как Станиславский - не верю! нашим соотечественникам с Densitами. Как должно уже было быть понятно всем, внимательно прочитавшим написанное ранее, эффект от применения датской цементно-песчаной смеси будет только в случае жесточайшей технологической дисциплины его применения.Где можно напороть:
- Собственно каменный щебень и его фракции. Взяв дешёвого известняка вместо гранита и ему подобных, легко получается материал, недалеко ушедший по прочности от песка.
- Перелив воды. Происходит сплошь и рядом. Наши умельцы вообще на эту тему не парятся. Побольше воды бухнешь - быстрей и легче мешается, скорее сейфы заливаются. А прочность - побоку.
- Собственно Densit. Как только в рекламе производитель напирает на Densit, знайте - это голимое очковтирательство. Видимо, больше себя похвалить не за что. На самом деле, уже много лет ВСЕ производители сейфов и хранилищ, прекрасно зная об описанных выше бетонных проблемах, используют как пресловутый Densit, так и его аналоги. Неужели Вы думаете, что датчане одни такие умные? Рекламируются они хорошо.
Единственный способ проверить качество “приготовленного” для заполнения сейфа или панели бетона является нереализуемым в российских условиях. Из каждой партии замеса положено отливать контрольные кубики и отправлять их на испытания. Попробуйте у “наших” добиться результатов испытаний кубиков и убедиться в их соответствии тому, что они в каждый конкретный сейф залили? Это из области фантастики. Пока же то, что доводилось видеть вживую, в особенности на модульных панелях, больше походило на цементно-песчаную смесь безо всяких излишеств.
Следующая головная боль бетона - прочность на растяжение, которая, на самом деле - никакая. В этом может убедиться любой желающий. Достаточно подойти к не очень толстой бетонной стене и врезать как следует по ней кувалдой. Результат будет следующий - со стороны удара разрушения будут минимальные, а вот с обратной - отколется такой кусок, что мало не покажется. Поскольку практически любая конструкция работает как на сжатие, так и на расширение, то единственным эффективным способом увеличения прочности на растяжение, оказалось введение в бетон металлического армирования. То есть прутья арматуры, создавая некоторый внутренний скелет, принимают на себя все нагрузки, связанные с растяжением конструкции. Таким образом, получается гармошка наоборот - сжимаем бетон, растягиваем сталь.
Но сейфы и хранилища не только колотят кувалдами, но и мучают более высокочастотными инструментами, такими как перфораторы или свёрла. Против них арматура как-то не очень помогает. Именно здесь появляется фибра. То есть нарезка из тонкой, меньше миллиметра, стальной проволоки. И вот эта лапша, длиной, как правило, от сантиметра до трёх, будучи перемешанной со всеми фракциями бетона, резко увеличивает его эластичность. Правда перемешивать весь этот суп становится всё сложнее и сложнее. А перемешав, ещё предстоит всё это затолкать между стенок и арматурного скелета. Роль Чипа и Дейла на себя опять принимают те самые суперпластификаторы, которые параллельно ещё должны обеспечить хорошую адгезию металла к цементу. Так что без современной химии - никуда. Но применять каждый новый компонент или технологию надо с головой.
Методом проб и ошибок находится некое адекватное решение. То есть завод изготавливает некоторое количество пробных панелей, которые ломают по одинаковой методике, отбирая одну, наиболее эффективную.Кстати, надо заметить, что при строительстве стен хранилищ высоких классов отдельное внимание уделяется армированию. Причина этого: обычная строительная арматура не является серьёзным препятствием для того же перфоратора. Гранды отрасли специально разрабатывают всякие хитрые спирали, паутинообразные и прочие металлические структуры, причём уже из высоколегированных сталей, назначение которых - встретить сверло в бетоне и, по возможности, не дав просверлить себя, сломать инструмент.
Для завершения темы, опишу достаточно прагматичное и эффективное решение, применяемое одним хорошо известным европейским производителем. Сейфы с толщиной защитного слоя в 60 мм - одни из самых тонких на рынке. Производятся в классах 1, 2 и 3. Стальные листы снаружи и внутри - одинаковые и не зависят от класса. Используемый бетон, кстати, совершенно одинаковый. Но здесь скорее рулит экономика - не имеет смысла готовить разные смеси, а разница в защитных свойствах “набирается” исключительно за счёт армирования. Ну так вот - в стенке первого класса, помимо собственно бетона, присутствует одна сетка из арматуры, образующая поле квадратов 10 на 10 сантиметров и лёгкое, на уровне 2% присутствие фибры. Что, на самом деле, практически бесполезно, но держится так, на всякий случай.
Второй класс, при тех же габаритах, получен добавлением ещё одной сетки из арматуры, которая расположена с 50% сдвигом по обеим осям. Образуя таким образом, уже почти непрозрачную для сверла структуру. Количество фибры осталось таким же.
А вот третий класс, поскольку больше арматуру пихать было уже некуда, был получен за счёт очень эффективного фиброармирования - на уровне около 10%. Таким образом насыщенность бетона металлом выросла почти до 50%.Из всего прочитанного должно стать более или менее ясно, что практически всё, что пишется в рекламных буклетах отечественных производителей, является по меньшей мере очковтирательством, рассчитанным на абсолютно неподготовленного человека. В особенности, заклинания про датский супербетон. Но за всем этим есть другая и большая беда - повальное большинство НАШИХ сейфоделов не имеют понятия об описанных в этой статье проблемах.
Нет, удивительные люди среди них есть. Мы знаем одного, который специально для въедливых гостей держит демонстрационный мешок ДЕНСИТА около бетономешалки. Но сыпет в свои сейфы смесь с соседнего строительного рынка.
Надеюсь, что после прочтения и усвоения данного материала, лапша, которую очень полюбили вешать наши СЕЙФОДЕЛЫ, с Ваших ушей будет легко соскальзывать.
