Техника - молодёжи 1945-10-11, страница 15

С. ЗВЕРЕВ

Рисунок И. СМОЛЬЯНИНОВА

з Ч i

«Если вам сказали бы, что физикам и химикам известен материал, легко получаемый в чистом виде и имеющийся на земной поверхности в количестве, несколько большем, чем 2—3 мг_м и что ни одно физическое свойство его, кроме температуры плавления, — ни удельный вес, ни показатель преломления, ни светорассеяние, ни теплоемкость, ни теплота плавления, не говоря уже об упругости пара, о диэлектрической постоянной, электропроводности, магнитной проницаемости, двупреломлении •и т, д„ — ни одно свойство неизвестно, то все, вероятно, с усмешкой поглядели бы на говорившего и, может быть, из Любопытства И из сожаления к нему удостоили бы его вопросом: «Что же это за материал?»

Так начинает одну из глав книги о воде в твердом состоянии известный русский физик Б. Н. Вейнберг.

Веществом, о котором мы так мало знаем, является снег —не снежный покров, состоящий на ⁸/ю—ю из воздуха, а сами снежинки, ледяные кристаллики, биллионы тонн которых покрывают земную поверхность.

Объясняется это двумя причинами. Во-первых» поверхность снежинок покрыта тончайшим слоем адсорбированного ими воздуха, а во-вторых, снежинки существуют в почти неизменном виде только во йремя падения. Упав на землю» они начинают смерзаться друг с другом, частично подтаивать, дефор-мироваться, терять самостоятельность и превращаться в снежный покров, свойства которого изучены гораздо лучше, хотя и о них часто очень мало знают те, кто круглук} зиму топчет снег.

Еще далеко не оценены качества снега и льда как строительного материала, Правда, из сохранившихся записей одного из первкх петербургских академиков мы знаем, что «ледяной дом», построенный дЛя потехи императрицы Анны Иоанновиы, был замечательным архитектурным сооружением.

«Самый чистый лед, наподобие больших квадратных плит, разрубали, архитектурными украшениями убирали, циркулем и линейкой мерили, рычагами одну плиту на другую клали и каждый раз водою поливали, которая тотчас замерзала и вместо крепкого цемента служила. Таким образом через короткое время построен был дом, который длиною в 8 сажен, шириною в 2 сажени с половиною, а вышиною вместе с кровлею в 3 сажени... Напереди дома стояло 6 ледяных точеных пушек, которые имели колёса и станки же ледяные... Из этих пушек неоднократно стреляли, в каковом случае кладено в них пороху по четыре фунта... Напоследок в том же ряду у ворот стояли два дельфина. Оные дельфины помощью насосов огонь от зажженной нефти из челюстей выбрасывали... По правую сторону дома изображен был слон в надлежащей его величине, на котором сидел персиаиин с чеканом в руке, а подле его два персианина в обыкновенной че

ловеческой величине стояли. Сей слон был внутри пуст и так хитро сделан, что днем воду вышиной в 24 фута пускал... а ночью, с великим удивлением всех смотревших, горящую нефть выбра сывал...»

Ничего подобного больше нигде не было создано. Внимание путешест-венников-полярников неизменно привлекали к себе гораздо более скромные, но тем не менее удивительные снежные постройки эскимосов и других северных народов, В снежных хижинах может быть очень тепло, даже жарко, и при этом изнутри их стены покрываются только тонким слоем льда, а с потолка у входа свисают сосульки. Но сама хижина стоит месяцы и годы. По свидетельству Амундсена, странным образом до самрго последнего времени считалось, что только эскимосы способны возводить такие хижины. Большинство путешественников даже не пыталось научиться строить дома из снега, и только Амундсен изучил эту своеобразную строительную технику.

В последние годы снегу как строительному материалу стали уделять гораздо больше внимания, и не только в Заполярье, но и в умеренных широтах. Во время войны снег, лед и мерзлые грунты нередко использовались для со-оружекия очень серьезных противотанковых препятствий. Кроме того, из снега делались ложные постройки для маскировки военных объектов. Но снег начинает применяться и в мирной жизни.

Всем известно, что в погребах снег лежит все лето. В' 1930—1931 годах инженером Крыловым был впервые разработан проект многолетнего капитального здания из льда, а в 1932 году им был построен первый очень совершенный¹ ледяной склад.

Вслед за этим — уже во время войны—Институтом мерзлотоведения были разработаны проекты и сооружены первые жилые ледяные дома в районах Ленинграда и Воркуты. Таким образом, снежные постройки перестают быть необычайной принадлежностью- полярных стран. В связи с этим со свойствами снега как строительного материала должны быть знакомы все строители.

А свойства эти очень своеобразны.

Прежде всего плотность снега колеблется в очень широких пределах. Из литра свежевыпавшего снега иногда получается только 35 граммов воды. А тот же объем хорошо слежавшегося снега дает при таянии уже 450 граммов воды, то есть почти в 13 раз больше!

На рыхлом снегу остаются следы белок и ласок. По слежавшемуся снегу может свободно пройти лошадь, а нога человека вовсе не оставит на нем следов. Рыхлый снег непригоден для возведения стен и перекрытий, но слежавшийся снег бывает настолько прочен, что его с трудом разрубает железная лопата Недавно было установлено, что если добавить к сухому сыпучему снегу немного воды, то снег сильно согреется и уплотнится. Происходит это потому» что замерзание воды сопровождается выделением скрытой теплоты

льдообразования. За счет этого тепля снег нагревается ночти до 0 градусов, а по мере приближения к температурам, близким к точке таяния, снега, он те ряет свою сыпучесть. Интересно, что этот простой способ уплотнения снега неизвестен эскимосам, не знали о нем и многие полярники, вынужденные поэтому разыскивать для построек хорошо слежавшийся снег.

От плотности снега зависят его другие физические свойства и, что особенно важно, теплопроводность. Вообще теплопроводность снега очень мала Уже слой его в I сантиметр заметно уменьшает охлаждение почвы. При толщине снежного покрова в 20 сантиметров короткие морозы почти не оказывают влияния на температуру почвы, а в толщу снега глубже чем на 25 сантиметров суточные колебания температуры вовсе не проникают. Но все это общие, средние данные. А в действительности коэфициеит теплопроводности снега колеблется от 0,0010 для рыхлого снега до 0,3289 для льда. ЕслИ бы можно было построить дом из рыхлого снега, то 20-сантиметровые стены укрыли бы от холода надежней шубы. Но дома и из слежавшегося снега очень теплы и изотермичны, то есть, в них сохраняется постоянная температура. Снежный дом — это своего рода термос.

Замечательным образом снег, обладая плохой теплопроводностью, хорошо пропускает сквозь себя воздух. Специальные исследования обнаружили, что газы движутся главным образом вдоль пластов снега и гораздо хуже поперек снежных слоев. Опыты ставились следующим образом. На отвесном склоне вблизи поверхности земли под слой снега выпускался пахучий газ — ацетилен.

2 Менее чем через три минуты этот газ уже обнаруживался на расстоянии 35 метров, Северные олени зимою чуют ягель под метровым слоем снега. Лисицы н другие хищники разыскивают под снегом мышей. Это было бы невозможно , если бы снег препятствовал циркуляции воздуха. Но если снег пропускает воздух, то, значит, в снежных хижинах не будет душно даже и без специальных вентиляционных устройств.

I Мы упомянули только о некоторых свойствах снежного покрова, имеющих непосредственное отношение к строительному делу. Но снег и лед предохраняют наши водоемы от промерзания Снежный покров дает возможность озимым хлебам пережить самые суровые зимы. Снег отличается огромной отражательной способностью, и в связи с этим в зимние ночи бывает гораздо светлее, чем лётом. А это обстоятельство имеет немалое значение для правильного расчета потребности в искусственном освещении городов. Свойства снега занимают инженеров при сооружении ледяных дорог. Словом, снег, как природный материал, буквально сам падающий в руки строителей, с каждым годом привлекает все большее внимание физиков и инженеров И недалек, вероятно, тот день, когда физика снега войдет обязательной частью а программу наших технических вузов,

I ^