Бетонные дома Эдисона. Проблемы опалубки, твердения и рсслоения бетонной смеси
Волшебник парка Менло
Жарким августовским вечером 1906 года главный изобретатель Америки Томас Эдисон выступил с короткой импровизированной речью на торжественном приеме в его честь в Нью-Йорке. Эдисона спросили, какое новое чудо он подарит миру. Немного поколебавшись, он сказал: "бетонные дома". "В конце концов, - сказал он восторженной аудитории, - бетон огнеупорен, не подвержен термитам, не подвержен плесени и сухой гнили, и будет хорошо противостоять большинству стихийных бедствий. Совсем недавнее землетрясение в Сан-Франциско все еще свежо в памяти, и бетонные конструкции, как сообщается, вели себя лучше во время катастрофы, чем конструкции построенные построены из дерева или каменной кладки. Хотя дома строились из железобетона в течение нескольких десятилетий (например, замок Уорда), они, как правило, были дорогими, выполненными на заказ. Теперь Эдисон утверждал, что просторные бетонные дома могут быть построены в промышленных масштабах, так что стоимость каждого из них будет "около тысячи долларов", меньше, чем цена самых скромных домов в 1906 году.
Заявление Эдисона попало в заголовки газет на следующий-же день. Эдисон, казалось, не шутил, поскольку он заканчивал строительство крупнейшего в мире цементного завода в Стюартсвилле, Нью-Джерси.
Эдисон оказался в цементном бизнесе случайно. Он давно занимался оборудованием для переработки руды, и в 1881 году он запатентовал железорудный сепаратор, в котором использовались мощные электромагниты для отделения железных руд с высоким содержанием железа от низкосортных. Богатые месторождения в Пенсильвании, Нью-Йорке и Нью-Джерси к концу девятнадцатого века были истощены, в результате чего цены на сталь выросли. Не без оснований, Эдисон считал, что его новый процесс принесет ему богатство. Вскоре после подачи патента Эдисон основал компанию Edison по добыче руды. Компания приобрела землю с рудоносными пластами в северной части Нью-Джерси, а через пару лет открыла завод по переработке руды недалеко от шахт и города Огденсбург. С самого начала все пошло не так, как планировалось. Сепаратор руды Эдисона работал не так хорошо, как на бумаге, и часто ломался. Не обращая внимания на постоянные отказы и высокие затраты, Эдисон продолжал совершенствовать процесс и проектировать новое оборудование. Это было незадолго до того, как операция в Огденсбурге превратилась в инвестиционную яму, которая всасывала деньги, как черная дыра. К концу века, Эдисон исправил большинство неполадок, и сепаратор руды наконец-то начал разделять богатую руду от бедной как надо. К сожалению, процесс был налажен слишком поздно: на хребте Месаби в Миннесоте были обнаружены огромные залежи железной руды, которые были настолько чистыми, что не требовали практически никакой обработки; паровые экскаваторы просто зачерпывали руду и сбрасывали ее в открытые железнодорожные грузовые вагоны, которые перевозили ее к сталеплавильным печам на востоке. В результате цена на качественную железную руду резко упала, и Эдисон просто не мог продавать свою руду по эквивалентным ценам. Волшебник, и чрезвычайно терпеливые акционеры горнорудной компании Эдисона потеряли миллионы.
Тем не менее, Эдисон все еще мог превратить лимоны в лимонад. Когда он оправился от своего фиаско с переработкой руды, он наблюдал за стремительным подъемом железобетона и понял, что его огромные дробилки руды идеально подходят для измельчения известняка до консистенции, необходимой для производства цемента. Кстати, в нескольких милях от Огденсберг, возле Стюардсвилля был известняковый карьер . Это было идеальное совпадение. Волшебник купил карьер и в 1902 году основал компанию Edison Portland Cement. Тяжелое оборудование по переработке руды было разобрано, упаковано и перенесено на новое место. Поскольку Эдисон никогда ничего не делал наполовину, он также спроектировал и построил вращающуюся печь длиной сто пятьдесят футов - колосс, который был почти вдвое больше самых больших вращающихся печей, существовавших в то время. В августе 1906 года, когда Эдисон объявлял о своем намерении производить дешевые бетонные дома, его крупный завод в Стюардсвилле был близок к завершению.
По сей день мы не знаем, действительно ли Эдисон серьезно относился к своему заявлению 1906 года о строительстве бетонных домов. Он, конечно, серьезно относился к производству портландцемента, но заявление на банкете, вероятно, было не чем иным как пробным шаром, запущенным в зал, чтобы судить о реакции общественности на эту идею. Он, конечно, и пальцем не пошевелил, чтобы осуществить свой проект, и мы не смогли найти никаких планов, которые он мог бы разрабатывать до своей речи. Но мы знаем, что он серьезно отнесся к проекту после тысяч писем от взбудораженных потенциальных покупателей жилья. Даже эрцгерцог Франц Фердинанд, наследник австро-венгерской империи, послал волшебнику письмо с просьбой сообщить подробности. Эдисон, наказанный своими предыдущими неудачами, не хотел инвестировать во что-либо, что не имело существующего рынка. Положительные ответы на его заявление означали, что рынок существует. Какими бы ни были его мысли до этого, Эдисон теперь твердо решил производить недорогие железобетонные дома и очень много.
Несмотря на то, что Эдисон продолжал публично продвигать идею бетонных домов, он был слишком занят другими изобретениями, чтобы посвятить какое-либо время проекту. Первые работы начались только в 1908 году, когда он построил модель своего бетонного дома по проекту, который он заказал в нью-йоркской архитектурной фирме Mann & MacNeille. Эдисон решил, что его дома выглядят не очень и попросил архитекторов фирмы, чтобы они сделали конструкцию как можно более привлекательной. Фирма придумала двухэтажный дизайн, выполненный в стиле "Франциска I". На самом деле, строение лучше всего было бы описать как вариант "дома ремесленника", который был тогда очень популярен. Модель дома никого не впечатлила, и сотрудники Эдисона в шутку назвали его "курятником".
В том же году Эдисон начал проводить свои первые серьезные эксперименты в железобетонном строительстве. Были созданы большие деревянные формы, и были исследованы свойства портландцементного бетона при его укладке и твердении. По-видимому, Эдисон считал, что бетон можно заливать в формы, предназначенные для индивидуальных домов, таким же образом, как это делалось для гораздо более крупных конструкций, таких как здание Ингаллс. Однако, опалубка для небоскребов, естественно, намного больше чем для домов, и поэтому заливка бетона в опалубку для небоскрёбов - более лёгкая работа. В случае здания Ингаллс, укладка бетона происходила относительно медленно, а каждому слою бетона давали время чтобы затвердеть, прежде чем добавлять новую смесь. Тем не менее, Эдисон хотел возводить свой двухэтажный дом, как каркас, так и внутренние стены, за один раз. Это создавало проблемы: размеры опалубки для его дома были значительно меньше и тоньше, а это сильно затрудняло проникновение бетона во все полости и нормальное сцепление его с арматурой. Современный цемент также имеет тенденцию быстро затвердевать, как правило, в течение часа, если в смесь не добавляется замедлитель схватывания (обычно гипс). Поскольку Эдисон подсчитал, что ему понадобится по крайней мере шесть часов, чтобы завершить заливку опалубки для каждого дома, это представляло некоторые трудности. Он также обнаружил еще одну проблему при использовании однократной заливки: более тяжелый заполнитель, как правило, опускается ко дну опалубки, если бетонная смесь течет на большое расстояние, создавая неоднородную смесь. Эдисон также не был доволен деревянными формами, которые служили опалубкой: они, как правило, деформировались и оставляли неприглядные следы на поверхности бетона после их удаления.
Если бы Эдисон прочитал существующие технические документы или поговорил с людьми из бетонной промышленности, он бы обнаружил, что увеличение количества гипса в цементе продлило бы период твердения и дало бы ему дополнительные часы, в которых он нуждался. Он также узнал бы, как решить проблему оседания крупного заполнителя при прокачке бетона на большие расстояния - гравитация против вязкости - просто переносом потока в другое место заливки. Кроме того, другие специалисты решили бы проблемы с деревянной формой. Чтобы предотвратить деформации, в то время, деревянную форму надежно закрепляли с помощью поперечных досок. Обмазка и покрытие песком поверхности, которой бетон соприкасается с опалубкой, также исключили бы эстетические несовершенства. Тем не менее, вместо того, чтобы следовать этим установленным и проверенным на практике методам строительства, Эдисон решил изобрести новую формулу для изготовления цемента и искал лучший материал для создания пресс-форм.
Если все эти проблемы имели готовые решения, почему Волшебник не использовал их? Эдисон часто отказывался учиться у других и часто должен был открывать что-то для себя сам. Если бы на него надавили, Эдисон мог бы сказать, что он ищет лучшее решение, но в этом конкретном случае его отказ обратиться за помощью к другим был вызван упрямством. В то время как упрямство часто полезно, как, например, в упорном поиске Эдисона, при нахождении правильного материала для электрических нитей лампочек накаливания, оно иногда скрывало от него существующие факты или возможным пути решения. Например, Эдисон был настолько поглощен решением проблем, связанной с его оборудованием для переработки руды в Огденсбурге, что проигнорировал новости из Миннесоты об обнаружении богатых месторождений железа, и о последствиях этого для его горнодобывающей деятельности.
Когда волшебник застрял на решении уже решенных проблем при строительстве бетонных домов, другим показалось что это еще одно фиаско в процессе производства.
Прошло несколько лет, в течение которых было проведено много экспериментов, опробовано много составов цемента, бетона и технологических процессов. И все это время Эдисон продолжал продвигать бетонные дома, которые он "скоро" выпустит в мир. Он также добавил гуманитарный аспект, заявив, что его бетонные дома будут представлять собой "спасение для обитателей трущоб" и что вскоре многоквартирные дома "уйдут в прошлое". Эдисон также объявил, что не получит никакой прибыли в этом предприятии; он будет свободно лицензировать технологию любому, кто согласится, что большинство бетонных домов, построенных таким образом, будут зарезервированы для рабочего класса и что прибыль с их реализации не превысит 10 процентов. К этому времени Эдисон запатентовал новый состав бетона с бентонитовой глиной, которая якобы облегчила процесс литья для домов. (По правде говоря, большинство улучшений, вероятно, было достигнуто, когда Эдисон уменьшил размер заполнителя и использовал больше гипса для увеличения времени схватывания.) Если оставлять вопросы лицензирования в стороне, то убедив американцев переключиться с деревянного на бетонное строительство домов, он все равно мог бы получить кругленькую прибыль с его новым запатентованным составом.
Лами потратил практически год и все свои сбережения на создание огромных чугунных форм для дома, спроектированного Mann & MacNeille. К тому времени, когда он был закончен, набор форм содержал от 2300 до 2500 частей (окончательное число элементов варьировалось в зависимости от варианта дома выбранного покупателем) и весил более 200 тонн, и это в то время, когда тяжелые грузы могли перевозиться только по железной дороге или большими телегами, запряженными лошадями-тежеловозами.
В качестве рабочего экспериментального строительства Лэмби построил два дома в Монклер, Нью-Джерси, недалеко от завода Волшебника. Строительные работы прошли не гладко; работа заняла недели, а не дни, и Лэмби был вынужден заполнять формы сперва на один этаж, а потом на второй, а не по схеме Эдисона "одна заливка на на оба этажа". Обсудив свои проблемы с Эдисоном, последний решил, что проект Mann & MacNeille слишком сложен, и обратился к чертежникам своей собственной компании, чтобы составить план небольшого дома с более простым планом конструкции. Мы не знаем, какова была реакция Лами на внезапное осознание того, что его дорогие и искусно обработанные чугунные формы теперь, вероятно, бесполезны, но это точно не вызвало у него прилива счастья.
Новый дизайн дома Эдисона также оказался разочарованием. Это было очень простое и грубоватое двухэтажное здание, которое представляло собой не более чем вертикальную прямоугольную коробку с окнами. В конце концов, дома Эдисона будут простыми. Первый этаж состоял из гостиной и кухни, с небольшим подвалом внизу. Второй этаж включал две спальни и единственную ванную комнату. С практической точки зрения новый дом будет легче построить, а его чугунные формы будут состоять всего из 500 частей и весить всего 110 тонн. (Эдисон все еще отказывался пересмотреть технологию строительства с использованием деревянных форм, хотя все остальные в бетонной промышленности использовали их эффективно и без проблем). После того, как новые чугунные формы были готовы, Лэмби и его команда построили дом нового дизайна в Южном Оранже, Нью-Джерси. Помимо нескольких незначительных огрехов, заливка бетона прошла хорошо.
К 1911 году публика начала терять интерес к бетонным домам Эдисона. Прошло пять лет, а за исключением нескольких экспериментальных домов до реализации проекта в значительных масштабах было еще далеко. Тем не менее, Волшебник оставался изобретателем, а также крупным производителем цемента (его продукция в настоящее время используется по всему Нью-Йорку), и поэтому он чувствовал, что он должен быстро что-то придумать, что-то, что было бы сделано из бетона. Он решил, что это будет мебель, которая может быть изготовлена относительно быстро и требует гораздо более простых форм, а от использования тяжелых заполнителей можно вообще отказаться. В декабре 1911 года Эдисон представил членам американского общества инженеров-механиков бетонный граммофонный ящик. После восхваления якобы превосходной акустики бетона, он продолжил описывать свою до-ИКЕЙную идиллию:
"В ближайшем будущем на рынке появится бетонная мебель, которая позволит трудящемуся поставить в своем доме мебель более красивую и долговечную, чем сейчас можно найти в дворцах Парижа и Рейна.
А будет ли она дешевой? Конечно, так оно и будет. Если бы я не мог поставить свою бетонную мебель дешевле, чем дубовая [мебель], которая поставляется из Гранд-Рапидса, я бы не пошел в бизнес. Если молодожены, скажем, теперь начинают с мебели стоимостью 450 долларов в рассрочку, я уверен, что мы сможем продать им более красивую и более прочную мебель за 200 долларов. Я также смогу поставить целый спальный гарнитур за пять или шесть долларов."
Когда его спросили о большем весе бетона, Эдисон сделал невероятное утверждение, что его бетонная мебель будет только "на 33,3 процента тяжелее", чем дубовые аналоги, хотя он, вероятно, мог бы уменьшить разницу и до "25 процентов". Утверждение Эдисона о том, что его бетонная мебель будет только на 25% тяжелее, было довольно удивительным, учитывая, что кубический метр бетона весит 2300 кг, а такой же объём дуба 700 кг. Хотя Эдисон сказал журналистам, что мебель будет построена с использованием запатентованной "бетонной пены", она не могла быть значительно легче стандартной бетонной смеси, так как вовлечение воздуха лишь незначительно уменьшает вес бетона, как правило, всего на 3-9 процентов.
Чтобы доказать долговечность своей бетонной мебели, Волшебник упаковал свой граммофонный ящик и отправил его в путешествие туда и обратно, которое включало остановки в Новом Орлеане и Чикаго, прежде чем, наконец, он вернулся домой в Нью-Йорк, где ящик будет представлен на выставке цементной промышленности. Эдисон прикрепил на транспортировочный ящик этикетки, которые гласили: "пожалуйста, бросайте и бейте этот ящик". Однако после возвращения ящика в Нью-Йорк Эдисон отменил запланированную пресс-конференцию, чтобы продемонстрировать устойчивость ящика к броскам и ударам. Мы не знаем, что произошло, но кажется вероятным, что ящик прибыл в поврежденном состоянии - перевозчики, возможно, приняли вызов Эдисона с радостью. Эдисон больше не говорил о преимуществах бетонной мебели и прекратил все усилия по ее производству. Тысячи человек в цементной промышленности могли бы сказать Эдисону, что бросать что-либо из бетона - плохая идея, но Эдисону, как обычно, пришлось сначала выяснить это на собственном опыте.
Фиаско с мебелью, по-видимому, также ослабило энтузиазм Эдисона к бетонным домам, поскольку он теперь отошёл от проекта, заявив, что он уже "показал путь", и теперь это дорога для других, чтобы "выполнять обещание". Бедный Фрэнк Лэмби оказался в затруднительном положении. Вложив так много своих денег в бетонные формы, он вряд ли смог бы выполнить свое обещание. (Лэмби уже переехал в один из двух домов-прототипов Mann & MacNeille, чтобы сэкономить деньги.)
Стряхнув с себя уныние, Лэмби стал продавцом, со всей энергией, агрессией и отчаянием, характерными для борющейся за выживание компанией, состоящей из одного человека. Он начал сближаться с титанами промышленности, чтобы продвигать свое недорогое бетонное жилье для сотрудников корпораций. Лэмби особенно сильно надавил на Генри Форда, когда летом 1914 года он узнал, что автопроизводитель рассматривает возможность строительства двух тысяч домов для своих сотрудников. Лэмби послал Форду чертежи, фотографии своих домов и брошюры с их описанием, а в сопроводительных письмах подчеркивал свою дружбу с Томасом Эдисоном, которым, как он знал, Форд восхищался. Форд обдумал предложение Лэмби и, как это было типично для него, не торопился с решением. После того, как прошли месяцы без ответа от Форда, Лэмби предложил чрезвычайно привлекательную цену для дома на одну семью: 525 долларов за каждый, "по цене одного из ваших автомобилей". Красивых дома для среднего звена можно построить по 1025 долларов, а просторные виллы для верхнего эшелона руководителей будут всего на пару тысяч дороже (Лэмби явно не сдал в металлом опалубки оставшиеся с домов Mann & MacNeille).
Низкие цены привлекли внимание экономного автопроизводителя. Форд отправил чертежи дома стоимостью 1025 долларов другу-архитектору Альберту Кану на отзыв. Изучив чертежи, Кан сказал Форду, что такой дом не может быть построен менее чем за 1500 долларов. Когда Форд передал замечания Кана Лэмбие, последний ответил, что питтсбургская стальная компания Crucible из Мидленда, штат Пенсильвания, заливает этот самый дом на 200 долларов меньше первоначально запрашиваемой цены в 1025 долларов. К началу лета 1915 года Форд всерьез начал переговоры с Лэмби и даже выпустил пресс-бюллетень, в котором объявил о своем намерении построить две тысячи бетонных домов для своих сотрудников.
Лэмби, окрылённый успехом, переоценил себя: теперь он пытался убедить Форда построить миллион бетонных домов. Все, что Форд должен был сделать, это инвестировать сто миллионов долларов (примерно два миллиарда в сегодняшних долларах с поправкой на инфляцию) в проект, за который он в конечном итоге получит триста миллионов долларов прибыли. Никто не знал больше о выгодах, которые можно было бы получить за счет массового производства, чем Генри Форд, и он обычно мог провести грубый анализ затрат и доходов в уме, не прибегая к калькулятору или логарифмической линейке. Форду не нужно было консультироваться с Каном во второй раз, чтобы просчитать, что уверения Лэмби о доходах за этот грандиозный проект с миллионом домов были чепухой. Вероятно, именно в этот момент автопроизводитель также начал сомневаться в прогнозируемых расходах Лэмби на строительство двух тысяч бетонных домов, запланированных для его сотрудников. Форд отказался от сделки с жильем как раз перед подписанием контракта, а Лэмби вернулся к тому откуда начал.
Тем не менее Лэмби не сдавался, едва удерживая себя на плаву небольшой прибылью, полученной при выполнении небольших бетонных строительных проектов. В конце 1916 года ему удалось убедить Чарльза Ингерсола, который заработал миллионы на своих надежных карманных часах за один доллар, инвестировать в корпорацию Lambie Concrete House. Двое мужчин приняли решение о пилотном проекте в растущей общине Юнион, Нью-Джерси. Были запланированы сорок домов, первые одиннадцать из которых были построены в конце июля 1917 года на улице, названной Ингерсолл-террас, в честь нового партнера Лэмби.
Одиннадцать домов были построены без особых проблем. За последние несколько лет Лэмби многому научился и теперь, вероятно, знал о строительстве индивидуальных бетонных домов больше, чем кто-либо другой. Хотя Лэмби позаботился о том, чтобы проект на Ингерсолл-террас получил максимальную огласку, в день его открытия появилось лишь несколько репортеров. Бетонные дома теперь были "старой новостью". Хуже того, Лэмби и Ингерсолл с трудом находили покупателей. Хотя несколько простоватые, дома, конечно, не были уродливее, чем другие такие же в этом ценовом диапазоне. Почему же дома не продавались?
Их было очень сложно строить, поэтому Лэмби возводил дома с более простым дизайном.