Открытие тоннеля. Джозеф Аспдин

Работы начались в августе 1835 года с демонтажа старого щита, что было нелегкой задачей, так как некоторые его составные части теперь намертво слиплись из-за ржавчины. Как только щит был демонтирован, был установлен новый и усовершенствованный туннельный щит Брюнеля, а в марте 1836 года земляные работы возобновились. Через пять месяцев, 23 августа, тоннель снова затопило. Пролом был ликвидирован, тоннель откачан и расчищен, а строительные работы продолжены. Плохое самочувствие Брюнеля мешало ему руководить проектом туннеля, а после августовского наводнения у него также были расшатаны нервы. Он подал в отставку и передал работу своему помощнику инженеру, мистеру Гордону (в это время Исамбард занимается другими инженерными проектами). Воздух в туннеле также повлиял на здоровье Гордона, и вскоре он переложил работу по контролю строительства на мистера Пейджа. Вскоре после того, как туннельные работы возобновились, 3 ноября 1837 года ещё одно наводнение остановило работу. После этой катастрофы снова тоннель был осушен, очищен, и работы продолжались до другого затопления 20 марта 1838, которое снова прервало строительные работы.

Строительство тоннеля стало объектом насмешек. Было сложено бесчисленное количество язвительных стишков, на подобие этого:

"О монсеньер Брюнель,

Работа не доделана и начата неправильно

Скорей бурите взад чрез глины слой и гравия

И Темза не причём. Она не виновата.

Давайте скажем прямо

Воды не держит вата"

Великий инженер, к которому обычно обращались как к "мистеру Брюнелю", теперь снова именовался "Месье Брюнель", что как бы подчеркивало его иностранное происхождение, подразумевая, что инженер британского происхождения справился бы лучше, хотя три инженера британского происхождения уже пытались и потерпели неудачу при  строительстве туннеля под Темзой.

После того, как ущерб от мартовского наводнения был ликвидирован, на протяжении двух лет работы продолжались без затоплений, но очень медленно. По-видимому, на этой стороне Темзы было больше мусора, потому что количество метана увеличились. Особенно страшна была "черная грязь", органические отходы на последних стадиях разложения, которые всегда были источником большего выделения газа, чем обычно. Вентилятор помогал, но когда он отказывал, люди падали, как мухи, и их приходилось выносить из туннеля. В конце концов, директора согласились ограничить время нахождения рабочих в туннеле, чтобы они могли восстановить свои силы.

3 апреля 1840 года, когда туннель почти достиг отметки, обозначавшей дальний берег Темзы, в него снова хлынула вода. Благодаря более совершенным мерам безопасности и новому щиту, который замедлил затопление, дав людям шанс спастись, во время затопления погиб только один рабочий. Апрельское наводнение 1840 года было последним, так как тоннельщики вскоре оказались за дальним берегом реки, и непостоянная Темза оказалась позади.

Хотя работа постепенно продвигалась вперёд - очаги метана все еще вызывали обмороки среди строителей или же проявляли себя внезапными взрывами, но теперь все были уверены, что худшее позади. Язвительные насмешки прекратились, а люди снова стали называть архитектора и инженера туннеля "мистером Брюнелем". После 24 марта 1841 года даже такая форма обращения стала неприемлема, так как в тот день молодая королева Виктория посвятила Брунеля в рыцари, на стройплощадке Ротерхит рядом со входом в туннель. Теперь он был сэром Марком. Это был кульминационный момент его долгой, трудной и переменчивой карьеры.

Несколько месяцев спустя Бруней перенес инсульт, парализовавший правую часть его тела. Ему пришлось провести следующий год, восстанавливаясь и в попатках заставить работать парализованные конечности, но он продолжал получать сообщения о ходе строительства туннеля и давать советы. Туннель достиг вертикальной шахты в Уоппинге 1 августа 1842 года, но еще полтора года ушло на то, чтобы оборудовать его газопроводами, лампами и построить резные лестницы для пешеходов в шахтах с каждой стороны Темзы. Туннель Темзы, был, наконец, открыт для людей 25 марта 1843 года, с большой помпой и празднованием. Несмотря на плохое самочувствие, правая часть его тела все еще была частично парализована, Брюнель присутствовал на церемонии открытия. В ближайшие пятнадцать месяцев более миллиона человек посетят первый в мире туннель, построенный под судоходной рекой.

Из-за возраста Брюнеля и последствий инсульта, туннель Темзы станет его последним проектом. Он еще будет давать консультации по инженерным вопросам, и особенно полюбит  давать советы Изамбарду, который теперь стал одним из самых известных инженеров в Великобритании. "Времена перемен" для Брюнеля наконец закончились. Последние несколько лет своей жизни он провел с Софией, довольный своими прошлыми достижениями и наслаждаясь осенним сиянием славы, на достижение которой ушло столько трудных десятилетий его жизни. 12 декабря 1849 года сэр Марк умер в своем доме в Лондоне. Ему было восемьдесят лет. Он был похоронен на кладбище Кенсал Грин, где позже к нему присоединилась София, а позже и его сын, ныне известный инженер Изамбард Кингдом Брюнель. В высшей степени приятно рассказывать о жизни и карьере замечательного человека и видеть, как она завершается "счастливым концом".

Первоначальные планы туннеля Темзы предусматривали пологий спуск на каждом конце тоннеля, чтобы позволить гужевое движение, но из-за нехватки средств для покупки дополнительной недвижимости и строительства проезжей части эта часть проекта осталась нереализованной. Он оставался огромным пешеходным коридором, где люди покупали пустяковые сувениры и где их развлекали шарманщики, гадалки, а по вечерам - проститутки. В 1865 году компания East London Railway приобрела туннель, чтобы использовать его в качестве подземного пути, для объединения железнодорожный транспорт между Ротерхайтом и Уоппингом. В настоящее время он составляет небольшую часть сети Лондонского метрополитена.

Тоннель Темзы был бы немыслим без использования бетона на основе цемента, и за восемнадцать лет строительства материал претерпел некоторые изменения и улучшения. Качество большинства роман цементов постоянно менялось - одна из причин, по которой Брюнель тестировал каждую партию. Даже если какой либо производитель был более надежен, чем другой, даже небольшие различия в сроках схватывания или гидравлических свойствах цемента могли вызвать большие проблемы на месте проведения работ.

Поиск лучшего и более стабильного материала в конечном итоге положит конец использованию роман цемента и приведет к возникновению его преемника: портландцементу.

Джозеф Аспдин

21 октября 1824 года сорокачетырехлетний каменщик из Лидса по имени Джозеф Аспдин получил патент BP 5022 на гидравлический раствор/штукатурку, который он назвал "портландцемент". Ровно сто лет спустя представители Британской федерации производителей цемента и Американской ассоциации портландцемента открыли в Лидсе мемориальную доску, посвященную этому событию. Были произнесены речи, в которых рассказывалось об огромном вкладе этого "скромного каменщика" в прогресс человечества и о том, как он сделал возможными те блага, которыми мы пользуемся сегодня. Практически в каждой хронике развития бетона Джозеф Аспдин изображается как человек  сыгравший ведущую роль в становлении этого материала. В книге Кендалла Ф. Хейвена "100 величайших научных изобретений" - изобретение Джозефом Аспдином  портландцемента входит в число ста самых выдающихся (его вклад в развитие человечества находится между составным шкивом Архимеда и аналоговым компьютером Чарльза Бэббиджа). По правде говоря, весьма маловероятно, что Аспдин лично внес большой вклад в развитие современного бетона. Вполне вероятно, что эти августейшие чиновники из британской и американской цементной промышленности посвятили табличку не тому человеку и основываясь на ложной информации. Немногие открытия индустриальной эпохи окутаны такой тайной, или укутаны таким количеством преднамеренных фальсификаций, как "изобретение" портландцемента Джозефом Аспдином. Тем не менее, было раскрыто достаточно информации, чтобы проверить правдоподобность некоторых деталей. И главным кандидатом на изобретение портландцемента является не Джозеф Аспдин.

Подробности жизни Джозефа Аспдина очень противоречивы. Он родился в Лидсе в конце 1788 года (точная дата утрачена) в семье каменщика Томаса Аспдена и его жены (чье имя также было утеряно для нас). Поскольку он крестился на Рождество того года, предполагается, что он родился в начале месяца. Джозеф был первенцем шестерых детей Аспдина. Он вырос в переполненной и вечно дерущейся семье, где его отец был занят своим ремеслом. Лидс значительно разрастался в конце восемнадцатого века. Он уже давно стал одним из звеньев британской шерстяной промышленности, а недавнее внедрение механизированных прядильных и ткацких устройств сделало Лидс текстильной столицей Великобритании. Поскольку практически все крупные заводы, появившиеся тогда в Лидсе, были построены из кирпича, каменщик мог рассчитывать на стабильную, хотя и скудно оплачиваемую работу. Как было принято в те дни, сыновья перенимали профессию отца, и Джозеф стал каменщиком.

21 мая 1811 года, в относительно зрелом возрасте тридцати одного года, Иосиф женился на Марии Фотерби. В свидетельстве о браке указывается его профессия "каменщик" - профессия, которой он, вероятно, занимался с четырнадцатилетия. В конце 1816 г. он имел собственный бизнес, в 1817 году справочник г.Лидса именовал его как "Джозеф Аспдин. Каменщик. Судостроительные верфи, за развалинами."

Ошибочное написание его имени, вероятно, было типично, и не из-за невежества Аспдина: многие каменщики были либо неграмотными, либо едва грамотными, но Аспдин, похоже, имел достаточно образования, чтобы читать и писать прилично. К этому времени Аспдин был отцом нескольких детей, один из которых, Уильям, сыграл важную роль в истории бетона. Нет никаких сомнений в том, что Джозеф Аспдин обладал определенными амбициями и любопытством, поскольку он, очевидно, проводил эксперименты с различными формулами цемента в течение нескольких лет до подачи заявки на патент. Аспдину, вероятно, было нелегко проводить эти эксперименты, поскольку не было местного источника известняка, и железнодорожного транспорта еще тоже не было. К этому добавлялась еще одна проблема: каменщики, занятые на строительстве жилья или завода, получали фиксированное количество раствора, использование которого контролировалось наблюдательным прорабом, поскольку каменщики частенько добавляли слишком много песка в раствор, чтобы сэкономить часть гидратированной извести для собственного использования. Таким образом, было только одно место, где бедный или скупой человек в Лидсе мог добыть известняк: мощёные дороги. Аспдина дважды штрафовали за кражу известняка с дорог Западного Йоркшира. За каждый раз, когда его штрафовали, Аспдин, без сомнения, совершал дюжину удачных похищений камня, так что, вероятно, мог позволить себе выплачивать штрафы.

Эксперименты Аспдина действительно привели его к созданию цемента, который, по его мнению, стоило патентовать. Соответствующие части патента приведены ниже.

Мой способ изготовления цемента или искусственного камня для оштукатуривании зданий, гидротехнических сооружений, резервуаров, или в любых других целях, к которым он может быть применим (и который я называю портландцемент) осуществляется следующим образом: я беру определенное количество известняка, как правило, использующегося для строительства или ремонта дорог, и я беру его с дорог после того, как он растолчётся до состояния теста или порошка; но если я не могу достать достаточное количество выше названного с дороги, я беру просто известняк, и размельчаю его в тесто или порошок, или же очень мелкий известняк для обжига. Затем я беру определенное количество глинистой земли или глины и смешиваю её с водой до состояния, близкого к неосязаемому, либо вручную, либо машиной. После этого я помещаю вышеуказанную смесь в поддон для испарения либо под воздействие солнечного тепла, либо под воздействие огня или пара, проходящего в дымоходах или трубах под или около поддона, пока вода полностью не испарится. Затем я размельчаю указанную смесь в подходящие куски и обжигаю их в печи, похожей на печь для обжига извести, до тех пор пока не будет удалена вся углекислота. Обожженную таким образом смесь размалываю ударами или прокаткой до тонкоизмельченного порошка, и в таком состоянии получаю цемент пригодный для изготовления искусственного камня. Этот порошок должен быть смешан с достаточным количеством воды, чтобы довести его до консистенции раствора, и, таким образом, применять для желаемых целей.

Бесхитростная, полуисповедальная часть о том откуда берётся известняк - сигнал в полицию, но давайте перейдем к рассмотрению именно того, что описывал Аспдин. Он брал хороший, чистый известняк и измельчал его в порошок, который затем обжигал. С другой стороны, он, возможно, потерял объяснительную нить своего извилистого описания и преждевременно упомянул о порошке. Возможно, он хотел сказать, что он разбил известняк на куски, достаточно маленькие, чтобы легко обжечь, после чего он превратил их в порошок. (Другой способ был бы намного сложнее и мог бы сплавить мелкие частицы во время обжига). Возможно, для этого странного описания была другая причина. Среди изобретателей не было редкостью когда они сознательно фальсифицировали ингредиент или аспект производственного процесса, чтобы защитить себя от подражателей. Аспдин продолжает рассказывать, как он"берет глину и смешивает ее с водой, а затем сушит ее до тех пор, пока вода полностью не испарится". Далее, запутывая как свои намерения, так и химическую логику, Аспдин продолжает обжигать" указанную смесь "до тех пор, пока она не достигнет состояния, в котором ее можно "измельчить, ударами или прокаткой" в порошок и использовать для цемента. Опять же, Аспдин либо потерял нить своего описания, либо намеренно расплывчат, потому что нигде он не упоминает смешивания извести с "высушенной" глиной. Предполагается, что он обжигает смесь, так как он ведёт обжиг до тех пор, пока" угольная кислота полностью не удалена", что указывает на известняк. (Ссылки на угольную кислоту распространены в патентах на растворы девятнадцатого века и просто указывают на тогдашнее несовершенное понимание того, как карбонат кальция переходит в оксид кальция). Но это тоже не имеет смысла, так как он уже прокалил порошкообразный (или кусковой) известняк, и таким образом завершил удаление "угольной кислоты". Скорее всего, он думал, что вторая печь удалит еще больше "кислоты", но, конечно, этого не было. Как мы уже видели, патентные клерки начала девятнадцатого века были либо перегружены работой, либо медленно осваивали основные химические процессы, а может быть, и то, и другое. В течение этого периода со всех сторон подавались заявки на патенты на цемент на основе извести. Клерк, который одобрил заявку Аспдина, вероятно, подумал: "О, нет! Только ни ещё один патент на цементный раствор и штукатурку!" и, вероятно, не читал документ внимательно перед его регистрацией, что было достаточно распространено в то время.

Важность, придаваемая патенту Аспдина, объясняется главным образом несколькими причинами: прочтением в тексте большего, чем там было написано, незнанием исследований выполненными другими в то же время, ложной информацией, обнародованной позже о продукте Аспдина другими, и, конечно же, обозначением "портландцемент", которое позже стало названием стандартного современного цемента для бетона.

В последствие должностные лица, глядя на патент после многих лет технологического прогресса в производстве цемента и при недостатке сведений о методах Аспдина,  интерпретировали его так, как бы подразумевая этапы в производственном процессе, которого на самом деле в тексте не было. Что требует краткого пояснения. После того, как роман цемент стал популярным для изготовления раствора и штукатурки, многие люди пытались так или иначе улучшить его, или делали вид, что их версия была лучше - масляная штукатурка является одним из примеров этих многих неудачных попыток. Однако два открытия в первой половине XIX века действительно улучшили качество цемента. Одно улучшило качество материала косвенно, в то время как другое сделало значительный вклад в развитие технологии цемента. Первый процесс мы будем называть "шламовое смешение" предок современного "мокрого процесса" смешивания ингредиентов цемента. Шламовая смесь, вероятно, была создана ранее в этот период - двумя другими англичанами, Джеймсом Фростом и Эдгаром Доббсом. Чтобы соблюдать правильные пропорции глины и известняка и в то же время укрепить связь между ними, порошкообразный известняк - до обжига - тщательно перемешивали с глиной и водой, а полученную смесь оставляли подсыхать до пастообразного состояния. Эту пасту разрезали на порции, достаточно маленькие для обжига. После обжига, спекшиеся куски измельчали, чтобы сделать цемент. Второе критически важное открытие - полностью зависимое от первого - было то, что называется "клинкерообразованием". Производители цемента, использующие процесс смешения шлама, были осторожны, чтобы не "пережарить" смесь в печи. Если смесь обжигалась слишком долго, конечный материал получался полностью остекленным. Другими словами, он превращался в твердое, похожее на камень вещество, называемое "клинкер", которое очень трудно измельчить. Обожженные и почерневшие кирпичи, которые не могли быть проданы, также назывались клинкерами, и, вероятно, именно отсюда он и получил свое название. Цементные клинкеры также считались бесполезными и выбрасывались, поскольку производители цемента хотели получить легко измельчаемый продукт. Если бы они потрудились измельчить клинкеры, а это, надо признать, значительно сократило бы срок службы жернова, они бы обнаружили самый лучший цемент, который когда-либо видел мир. О перемешивании суспензии можно прочитать в патенте Аспдина, но ничто не говорит о том, что он открыл чудеса клинкерообразования. Если бы он это сделал, это определенно заметили бы его конкуренты и другие, потому что его цемент стоял бы на голову выше любого другого цемента.

Что касается названия "портландцемент", то оно вряд ли было новым. Несколько лет назад Джон Смитон заметил, что его гидравлический раствор тверд, как "Портлендский камень", знаменитый известняк, используемый при строительстве многих выдающихся зданий. И по крайней мере еще один производитель цемента, Уильям Локвуд, производил прекрасный продукт, который он назвал "портландцемент" за несколько лет до выдачи патента Джозефу Аспдину.

Так почему же так много внимания было уделено именно этому патенту, поданному малоизвестным каменщиком и производителем цемента? За это мы должны поблагодарить сына Джозефа Аспдина, Уильяма. Можно утверждать, что ни один человек не внес такого вклада в историю бетона, точнее настолько не исказил эту историю, как Уильям Аспдин. К сожалению, искажение фактов было неразрывной составляющей характера Уильяма Аспдина.

 

 


Содержание

Список иллюстраций

Благодарности

Предисловие Дениса Смита

Введение


 

Глава 1. Происхождение

Совершенно новое представление о конце каменного века

Гёбелик Тепе

Обжиг извести


 

Глава 2. Возведение ступенчатых пирамид. Бетонные пирамиды и Минонский лабиринт

Споры о великой бетонной пирамиде

 

Глава 3. Золотой стандарт

Катон

Витрувий

Гавань там где не должно быть гавани

Логистика строительства гавани

Архитектурный шедевр римского бетона

Золотой дом

Пантеон

Стены и купол Пантеона


 

Глава 4. Бетон в доколумбовой Америке и Европе времён ренессанса


 

 

Глава 5. Эволюция современного бетона

Роман цемент

Марк Брунель

Тоннель под Темзой

Строительство тоннеля Темзы

Открытие тоннеля. Джозеф Аспдин

Уильям Аспдин

Суета последних лет Уильяма Аспдина, другие первопроходцы


 

Глава 6. Усовершенствование, армирование и распространение

Эрнест Рэнсом

Здание Ингаллс

 


 

Глава 7. Волшебник и архитектор

Глава 8. Мир становится бетонным > > > > > > > > > > > > > > > >

Глава 9. Плохие новости > > > > > > > > > > > > > > > >

Глава 10. Хорошие новости > > > > > > > > > > > > > > > >

Примечание

Яндекс.Метрика

 

 

 

Продажа. Комнаты в Балашихе