Работы по возведению «Осколка» продолжались, но подглядывать в дыру было уже необязательно. Говоря по правде, обзор оттуда теперь был наихудший: самое интересное происходило на верхних этажах растущей башни. Лучший вид открывался с крыши моего дома, и вскоре я привык подниматься туда по утрам с чашкой кофе и наблюдать за прогрессом на стройплощадке. Высоту башни я отмечал мелом на дымоходе. Она все росла и росла! В разгар строительных работ она прибавляла по этажу каждые несколько дней.
Дело в том, что бетон заливали постоянно. Его подвозили на грузовиках к подножию небоскреба и с помощью бетононасосов поднимали в опалубку на самом верху. А пока его накачивали, в эту форму размером с целый этаж устанавливали стальные прутья – будущий каркас бетонной башни. Как только укладывали очередное межэтажное перекрытие, его тут же использовали как опору для опалубки, которую поднимали этажом выше, чтобы залить в нее следующее перекрытие. Цикл повторялся снова и снова, и башня росла на глазах со скоростью, по моим подсчетам, три метра в день.
Меня поражало это бесконечное обновление. Так весной пробиваются почки на молодом побеге. Разумеется, всему есть пределы. Строители башни Бурдж-Халифа в Дубае, которая почти в три раза выше «Осколка», лишь с большим трудом закачали бетон на самый верх.
Но метод все равно замечательный. Успех бетонного строительства во многом связан с механизацией. Бетон отливают и формуют, из него быстро возводят огромные сооружения. И если на постройку средневековых соборов или Великой Китайской стены уходили десятилетия или даже столетия, то центральное ядро «Осколка», одного из самых высоких зданий в Европе, выросло меньше чем за полгода. Железобетон – материал изобретательных выдумщиков, мечтателей. Что бы делали без него инженеры «Осколка»? Из железобетона построена плотина Гувера, виадук Мийо и транспортная развязка «Спагетти-Джанкшн» близ Бирмингема.
Виадук Мийо (Франция), один из красивейших мостов в мире, построен из железобетона
В один прекрасный день «Осколок» перестал расти, а еще через несколько дней исчезла опалубка со всеми дополнительными приспособлениями. Осталась лишь серая бетонная башня высотой в семьдесят два этажа. Стены ее были бугристыми, в складках, словно кожа новорожденного. Внизу возобновилась работа. Башня едва заметно вибрировала на ветру; казалось, ей нечем больше заняться, кроме как наблюдать за копошащимися у ее подножия человечками-муравьями. Но так только казалось. На самом деле в глубине бетона шла напряженная работа: фибриллы гидросиликата кальция росли, переплетаясь между собой, скрепляя воедино камни и сталь. Башня становилась прочнее день ото дня. Хотя бетон схватывается уже через двадцать четыре часа, процесс образования внутренней структуры в этом искусственном камне занимает годы – к этому времени сооружение достигает максимальной прочности. Пока я пишу эти строки, бетонное ядро «Осколка» продолжает набирать силу и твердеть незаметно для глаз.
Небоскреб «Осколок» в процессе строительства
Достигнув максимальной прочности, бетонное здание примет на себя вес двадцати тысяч своих обитателей. А также тысяч письменных столов и стульев, прочей мебели, компьютеров, плюс еще тонны воды. Оно будет выполнять эту работу день за днем без видимого ущерба. Межэтажные перекрытия будут все так же тверды и нерушимы. Башня тысячелетиями будет безропотно терпеть работающих в ней людей и защищать их от непогоды. Если, конечно, постоянно следить за железобетоном, потому что, несмотря на репутацию практически безупречного стройматериала, он все же нуждается в присмотре. По сути, его уязвимость – оборотная сторона его прочности, она коренится в его структуре.
В обычных условиях сталь, которая используется для армирования бетона, ржавеет от влаги. Однако внутри бетона щелочная среда образует на поверхности стали защитный слой гидроксида железа. Со временем износ наряду с сезонными расширениями и сжатиями приводит к появлению в бетоне маленьких трещин, куда попадает вода: зимой она замерзает и увеличивается в объеме, разрывая материал изнутри. Любая каменная постройка подвержена разрушению этого типа. Подобным же образом происходит эрозия горных пород. Для защиты каменных и бетонных сооружений примерно раз в пятьдесят лет им необходим ремонт.
Но железобетону грозит еще более страшная беда. Если внутрь попадает большое количество воды, она разъедает стальную арматуру, ржавчина расползается, и возникают новые трещины, угрожающие всему стальному каркасу. Всего опаснее соленая вода, которая легко разрушает защитный слой из гидроксида железа и ускоряет ржавление стали. Железобетонные мосты и дороги в странах с холодным климатом регулярно подвергаются воздействию соли (ее используют для уборки снега и льда) и потому особенно уязвимы. Недавно выяснилось, что Хаммерсмитская эстакада в Лондоне поражена ржавчиной.
Учитывая, что, без преувеличения, половина всех сооружений в мире сделана из бетона, уход за ними требует огромных, все возрастающих усилий. Сложность еще и в том, что многие из них расположены в таких местах, где не хочется бывать особенно часто: скажем, Эресуннский мост, соединяющий Швецию и Данию, или ядро реактора атомной электростанции. Идеальным выходом для таких случаев было бы предоставить бетон собственным заботам, то есть создать самовосстанавливающийся материал. Такой бетон существует и успел уже показать себя в деле.
История самовосстанавливающегося бетона началась с поисков организмов, способных выживать в экстремальных условиях. На дне вулканических щелочных озер ученые обнаружили новый вид бактерий. Водородный показатель (рН) воды в этих озерах составляет 9–11, у человека такая вода вызвала бы ожог кожи. Ранее считалось, и не без оснований, что жизнь в подобных серных водоемах попросту невозможна. Однако при более пристальном рассмотрении выяснилось, что жизнь гораздо выносливее, чем мы думали. В этих адских условиях, по свидетельству ученых, обитают алкалифильные бактерии, один из видов которых – аэробные бактерии Вacillus pasteurii – выделяет минеральный кальцит, компонент бетона. Эти бактерии необычайно живучи и могут десятилетиями «дремать» внутри горной породы.
Наряду с модифицированным крахмалом, который служит им своего рода пищей, аэробные бактерии входят в состав самовосстанавливающегося бетона. В обычных условиях они «спят» в объятиях фибрилл гидросиликата кальция, откуда их вызволяет трещина. Почуяв влагу, они просыпаются и начинают искать пропитание. Крахмал обеспечивает рост и размножение бактерий. В процессе жизнедеятельности они выделяют минеральный кальцит – разновидность карбоната кальция. Соединяясь с бетоном, кальцит формирует минеральную структуру, которая стягивает края трещины, крепко склеивает ее, не позволяя ей разрастаться дальше.
Оказалось, что идея самовосстанавливающегося бетона работает не только в теории, но и на практике. Исследования доказали, что треснувшая конструкция из самовосстанавливающегося бетона восстанавливает 90 % прочности за счет деятельности бактерий. Сейчас ведутся разработки такого бетона для его дальнейшего применения в реальных инженерных сооружениях.
Другой вид «живого» бетона – водопроницаемый. Он обладает особой ячеистой структурой, в которой могут поселиться природные бактерии. Сквозь ячейки-поры проникает вода, это уменьшает потребность в дренаже, причем обитающие в толще бетона микроорганизмы очищают воду, разлагая нефтепродукты и прочие загрязняющие вещества.
Бетонная ткань
Существует также текстильный вариант бетона под названием бетонная ткань. Этот материал производят в рулонах. Стоит полить его водой, и он затвердеет в любой нужной вам форме. Хотя у этого материала огромный потенциал в области скульптуры, возможно, больше всего он пригодится в районах стихийных бедствий. Можно сбрасывать с вертолетов рулоны бетонной ткани и за считаные дни возводить лагеря, которые будут годами защищать людей от дождя, ветра и солнца на время восстановительных работ.
То, что происходило с «Осколком» дальше, не было триумфом бетона. Рабочие медленно, но верно заключали здание в оболочку из стали и стекла, наглухо закрывая бетонную сердцевину. Мне было ясно, зачем они это делают: они стыдились бетона, хотели спрятать его подальше от посторонних глаз.
Такое отношение к бетону разделяет большинство людей. Считается, что это отличный строительный материал для автодорожного моста или плотины гидроэлектростанции, но совсем не подходит для городских зданий. Бетон, выражающий дух свободы и независимости, как это было в 1960-е, когда центр искусств «Саут-Бэнк» вырос на берегу Темзы, сегодня совершенно немыслим.
То, что происходило с «Осколком» дальше, не было триумфом бетона. Рабочие медленно, но верно заключали здание в оболочку из стали и стекла, наглухо закрывая бетонную сердцевину. Мне было ясно, зачем они это делают: они стыдились бетона, хотели спрятать его подальше от посторонних глаз.
Такое отношение к бетону разделяет большинство людей. Считается, что это отличный строительный материал для автодорожного моста или плотины гидроэлектростанции, но совсем не подходит для городских зданий. Бетон, выражающий дух свободы и независимости, как это было в 1960-е, когда центр искусств «Саут-Бэнк» вырос на берегу Темзы, сегодня совершенно немыслим.
Для бетона то были годы головокружительного успеха. Его смело пускали в ход, когда нужно было обновить центры городской жизни, построить новый, современный мир. Однако в какой-то момент его перестали ассоциировать с современностью, и люди решили, что это вовсе не материал будущего. Возможно, виноваты вездесущие многоуровневые парковки из второсортного бетона, или постоянные ограбления в разукрашенных граффити подземных переходах, или тотальная дегуманизация и отсутствие человеческого тепла в многоквартирных бетонных домах. Вот как бы мы описали бетон сегодня: необходимый, дешевый, функциональный, серый, тоскливый, бездушный, но, главное, уродливый.
Правда, однако, в том, что убогий дизайн убог независимо от материала. Сталь можно подать в хорошем или плохом дизайне, как и дерево, и кирпич, лишь к бетону намертво прилипло определение «уродливый». В эстетике бетона изначально нет ничего плохого. Достаточно взглянуть на Сиднейский оперный театр (его знаменитые оболочки-«скорлупки» сделаны из бетона) или на интерьер лондонского центра искусств «Барбикан», чтобы понять, что этот материал может послужить великой, невиданной доселе архитектуре (и он делает ее возможной). По сравнению с 1960-ми в этом смысле ничего не изменилось. Сам вид бетона стал неприемлем, поэтому бетонные поверхности обычно прячут. Бетон – это сердцевина и основа, но не услада для глаз.
Чтобы вновь придать ему эстетическую привлекательность, изобрели новые виды бетона. Одна из последних разработок – самоочищающийся бетон с частицами двуокиси титана. Они разбросаны по его поверхности, но настолько малы и прозрачны, что внешне такой бетон ничем не отличается от обычного. Однако, поглощая ультрафиолет солнечного света, они испускают ионы свободных радикалов, которые разрушают любую органическую грязь, попавшую на поверхность. Остатки смываются дождем или сдуваются ветром. Церковь Dives in Misericordia («Щедрый в милосердии») в Риме построена из самоочищающегося бетона.
Двуокись титана не только очищает бетон, но также снижает уровень оксида азота от автомобильных выхлопов, выполняя роль каталитического дожигателя выхлопных газов. Как показали исследования, это действительно работает, а значит, в будущем здания и автострады перестанут быть пассивными элементами городской среды: подобно растениям, они смогут очищать воздух.
Церковь Dives in Misericordia
Теперь, когда строительство «Осколка» завершено, все бетонные поверхности спрятаны под покровом материалов, более приятных для глаз. Но уродливая правда нашей жизни, как и правда «Осколка», состоит в том, что бетон буквально заложен в основание общества – наших городов, дорог, мостов, электростанций. Половина всех творений человеческих рук построена из бетона. Но мы хотим, чтобы он был спрятан внутри, как скелет; когда же бетон проступает наружу, мы испытываем отвращение. Может быть, это когда-нибудь изменится. Может быть, сейчас просто схлынула вторая волна бетонного бума. Первая пришлась на времена Рима и закончилась по непонятным причинам. Новый изысканный бетон, отвечающий самому утонченному вкусу, может снова завоевать нашу любовь и породить третью волну увлечения – на этот раз, например, «умным» бетоном с живыми бактериями, из которого будут построены живые, дышащие здания. И мы снова изменим свое отношение к самому надежному из материалов.
4. Вкус
Возьмите кусочек темного шоколада и положите в рот. На несколько мгновений вы ощутите, как твердые углы квадратика упираются в небо и язык, но полного вкуса еще нет – так, скорее предвкушение. Очень хочется надкусить шоколадку, но напрягите волю и постарайтесь этого не делать. Почувствуйте, что произойдет дальше: внезапно кусок размягчится, вобрав тепло вашего языка. Пока шоколад тает, можно заметить, как холодок тронет язык и сладость с легкой горчинкой наполнит рот. За этим последуют фруктовый и ореховый привкусы, а в конце – землистый, глинистый на задней стенке глотки. На одно блаженное мгновение вы станете рабом самого восхитительного из созданных на Земле материалов.
Шоколаду положено таять, как только он попадает в рот. Этот хитрый фокус – венец кропотливых трудов кулинаров и технологов в течение сотен лет. Поначалу думали создать модный напиток, способный заменить чай и кофе. Труды эти, впрочем, не приводили к должному результату до тех пор, пока производители шоколада не догадались, что горячий шоколад, приготовленный во рту, а не в кастрюльке, гораздо вкуснее и современнее и многим придется по душе: по сути, был создан твердый напиток. Шоколадная индустрия пошла в гору. Все благодаря тому, что шоколатье поняли строение кристаллов и принципы управления ими – если точнее, кристаллами какао-масла.
Какао-масло – это один из самых изысканных жиров в растительном мире, не уступающий оливковому маслу. В чистом виде оно похоже на высококачественное несоленое сливочное масло и является основой производства не только шоколада, но и роскошных кремов для лица и лосьонов. Пусть это не вызывает у вас отвращения – жиры всегда давали человеку гораздо больше, чем просто еду: свечи, мази, ламповое масло, мастика и мыло также состоят из жиров. Однако масло какао по многим причинам уникально. К примеру, оно тает при температуре, близкой к температуре тела. То есть его можно хранить в твердом состоянии, но при соприкосновении с телом оно плавится. Поэтому какао-масло – идеальный компонент для лосьонов. Кроме того, природные антиоксиданты предотвращают появление прогорклого привкуса, и масло годами не теряет в качестве (сравните со сливочным маслом, срок хранения которого исчисляется неделями). Этим пользуются не только производители косметики, но и кондитеры.
У какао-масла есть еще один секрет: жир образует кристаллы, которые придают плиткам шоколада механическую прочность. Основа масла какао – макромолекулы триглицерида, образующие кристаллы различными способами. Это немного напоминает укладывание вещей в багажник автомобиля: можно скомпоновать их по-разному, сэкономив больше или меньше места. Чем плотнее упакованы триглицериды, тем компактнее кристаллы жира какао. А чем плотнее последний, тем выше его точка плавления и тем он стабильнее и прочнее. Плотное какао сложнее всего в производстве.
Этот набросок иллюстрирует способы «упаковки» молекул триглицерида в кристаллы с различной структурой и плотностью
Кристаллы так называемых первого и второго типов мягкие и нестойкие. При любой возможности они трансформируются в более плотные кристаллы третьего и четвертого типов. Тем не менее они полезны при изготовлении шоколадной глазури, которой покрывают мороженое, – из-за низкой точки плавления (16 °C) она тает во рту, даже если под ней ледяное эскимо.
Кристаллы третьего и четвертого типов, мягкие и рассыпчатые, не издают характерного звука, когда их ломаешь. Вообще, ломкость помогает шоколатье удивлять любителей шоколада. Например, можно создать контрастную текстуру – мягкую начинку в твердой шоколадной оболочке. В то же время с точки зрения психофизики способность шоколадки ломаться с хрустом связана в нашей голове с идеей свежести, что усиливает удовольствие от ее поедания. Если когда-нибудь вожделенная шоколадка сразу таяла у вас во рту и прилипала к зубам, тогда вы знаете, как может огорчить отсутствие хруста. (Впрочем, справедливости ради нужно сказать, что и у подтаявшего шоколада есть поклонники.)
Поэтому производители стараются не использовать кристаллы последних двух типов. Проблема в том, что изготовить их проще всего: если растопить, а затем охладить немного шоколада, почти наверняка получится мягкая на ощупь, матовая, быстро тающая в руках субстанция. Со временем кристаллы третьего и четвертого типов превратятся в более стабильные кристаллы пятого типа, но в процессе трансформации выделится некоторое количество сахара и жира, которое осядет на поверхности в виде белого порошка – так называемого белого налета.