Admin

Профессор A.Е. Шейнин и ленинградская школа бетоноведения

И.Н. ЛЕГАЛОВ, докт. инж. наук (Латвия), Н.А. ДЖАШИ, канд. техн. наук

Александр Ефремович Шейкин — выдающийся ученый н области строительного материаловедения, заслуженный деятель науки и техники России, доктор технических наук родился в 1909 г. в Санкт-Петербурге, в семье мелкого предпринимателя. В 1919 г. после смерти отца десятилетнего Сашу отдали в ленинградский детский дом № 6. По окончании средней школы в 1926 г. он поступил на фабрику «Красный ткач», где сначала был рабочим в клубе, затем секретарем правления клуба и, наконец, его заведующим. В 1930 г. Александр поступил на первый курс Ленинградского технологического института. Молодой, целеустремленный, чрезвычайно способный студент за 5 лет обучения окончил два факультета — силикатный и инженерно-экономический. После института он трудился в Леноблиспол-коме старшим инженером группы строительных материалов, а впоследствии ее руководителем.

В 1936 г. Е.А. Шейкии поступил в аспирантуру Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта на кафедру «Строительные материалы», где работали известные ученые в области материаловедения: заведующий кафедрой член-корреспондент Академии наук СССР Н.М. Беляев, профессора В.А. Петров, И.П. Александрин, А.В. Саталкин, В.А. Гастев и др. А.Е. Шей-кин стал учеником профессоров Н.М. Беляева и В.П. Петрова.

В тот период бурно развивалось народное хозяйство, требовалось все больше бетона и железобетона. Однако теоретических изысканий в этой области было явно недостаточно. Когда во второй половине XIX в. появился портландцемент высокого качества, бетон на его основе стали применять для возведения массивных опор мостов, портовых и оборонительных сооружений. В это время в строительстве был распространен бетон жесткой консистенции и при укладке в сооружения использовалось трамбование. Исследование свойств бетона жестких составов привело к справедливому для того времени утверждению о зависимости прочности бетона от его состава и расхода цемента.

С изобретением железобетона ситуация изменилась.

Дело в том, что для железобетонных конструкций характерны относительно гонкие сечения их элементов, что, в свою очередь, требовало создания новых видов бетона и новых средств укладки бетонных смесей. В связи с этим появились литые и пластичные бетонные смеси и бетоны на их основе, которые отличались по своим свойствам от жестких трамбованных смесей. Необходимо отметить, что использование литых бетонных смесей резко повысило производительность бетонных работ. Так, профессор К.В. Михайлов в своей книге «Развитие бетона и железобетона в СССР» писал: «Затраты рабочей силы на укладку литой бетонной смеси уменьшилось по крайней мере в 3 раза и составили примерно 3,2 чел.-ч на 1 м3».


На практике строители улучшали подвижность бетонных смесей за счет увеличения объема воды при сохранении расхода цемента и заполнителей. Естественно, это резко снижало не только механическую прочность бетона, но и другие его важные технические свойства.

Природу этих явлений невозможно было объяснить на основе накопленных к тому времени знаний о трамбованных бетонах.

При использовании пластичных и литых бетонных смесей возникали большие усадочные деформации, замедлялось твердение бетона, понижалась морозостойкость, увеличивался расход цемента. На стройках участились аварии, связанные с применением железобетона. Научные исследования в целях устранения перечисленных негативных свойств бетонов данного вида возглавил профессор Н.М. Беляев и его коллеги. Эксперименты проводили, главным образом, в Механической лаборатории ЛИИЖТа (рис. I).

Известный ученый-бетоновед того времени Я.Е. Иохельсон писал, что результаты исследований, полученные Механической лабораторией, по своему значению должны быть приравнены к открытию нового материала.

На базе Механической лаборатории ЛИИЖТа в Ленинграде создали Государственный институт бетонов. Новые знания, полученные в области бетонов, оперативно использовали на практике на различных стройках страны. В этих целях применяли систему командирования специалистов для стажировки в Механическую лабораторию, а также открывали курсы для технических работников. По поручению Высшего Совета народного хозяйства СССР силами Механической лаборатории был составлен и опубликован ряд технических документов, отражающих новые знания в области бетонов.

Наряду с основным центром исследования бетона в Ленинграде открылись научные центры в Тбилиси (Закавказский институт сооружений) во главе с профессором К.С. Завриевым и Москве под руководством профессора В.Г. Скрамтаева (Научно-исследовательский институт цемента).

В 1930 г. Бориса Григорьевича Скрамтаева как молодого ученого, имеющего несколько публикаций в области исследования бетонов, пригласили сотрудничать с Государственным институтом бетонов. Некоторое время он работает в Ленинграде под руководством Николая Михайловича Беляева. Труды молодого ученого стали известны широкому кругу специалистов в области бетона в нашей стране, а впоследствии и за рубежом.

Аспиранты и ученики Н.М. Беляева совмещали научные исследования с практической деятельностью в лаборатории. Так, занимаясь свойствами цементных бетонов, А.Е. Шейкин одним из первых в мире начал изучать и улучшать свойства основных ком-понентов бетона — цемента и продукта его гидратации — цементного камня. Я.Е. Иохельсон писал, что А.Е. Шейкин, исходя из ряда собственных теоретических предпосылок, получил общую формулу для определения прочности цементного камня в зависимости от его структуры, а также аналитического выражения закона водоцементного отношения, найденного ранее Н.М. Беляевым чисто экспериментальным способом. Одновременно А.Е. Шейкин показал, что причинами часто наблюдаемого нарушения «закона» водоцементного отношения 5шляются различие минералогического и вещественного состава портландцемента, а также влияние гранулометрического состава зерен клинкерных минералов.

В конце 1939 г. Александр Ефремович защитил кандидатскую диссертацию, в том же году стал старшим научным сотрудником лаборатории, а в 1942 г. —* доцентом и заместителем декана строительного факультета ЛИИЖТа. Большое внимание в Механической лаборатории уделяли рассмотрению свойств бетонов, используемых на транспорте. В 1940 г. Александр Ефремович написал момографи ю «X и м ические характсристи к и до-рож ных цементов». Однако опубликовать се не удалось из-за начавшейся Великой Отечественной войны. Результаты этого труда, получившие дальнейшее развитие в исследованиях автора, выполненных им уже в МИИТе, нашли свое отражение в монографиях «Прочность цементного камня» и «Прочность и пластичность бетона», в которых А.Е. Шейкин показал, что технические свойства бетона определяются главным образом качеством цементного камня и его структурой.


Образующиеся при твердении цементного камня две основные структурные составляющие — кристаллический сросток и гель — различны по своим физико-механическим свойствам. Кристаллический сросток обладает высоким сопротивлением пластическому сдвигу и совершенной упругостью, гель имеет невысокий предел упругости, и процесс его разрушения сопровождается большими пластическими деформациями. Далее А.Е. Шейкин делает вывод о том, что от весового соотношения кристаллического сростка и геля зависят физико-химические свойства цементного камня, а также бетона в целом. А.Е. Шейкин объясняет повышенную хрупкость некоторых цементов и бетонов, определяемую характером структуры цементного камня.

Во время Великой Отечественной войны Александр Ефремович Шейкин в блокадном Ленинграде был главным инженером механических мастерских по выпуску и ремонту деталей для военной техники. Люди, находясь под постоянным обстрелом, иногда круглые сутки не выходили из цехов. За этот трудовой подвиг А.Е. Шейкина наградили медалью «За оборону Ленинграда». Одновременно он продолжал заниматься педагогической деятельностью.

В 1944 г. А.Е. Шейкина переводят в МИ ИТ для завершения докторской диссертации. В характеристике, данной в ЛИИЖТс, говорилось: «...В настоящее время тов. Шейкин А.Е. работает доцентом и заместителем декана строительного факультета. На этой работе он показал себя как хороший организатор-педагог, имеющий инициативу и большое внимание и чувство глубокой ответственности в деле подготовки кадров для железнодорожного транспорта в столь ответственный момент для нашей родины. Шейкин А.Е. — молодой ученый, имеющий глубокий инициативный ум, передовую мысль и всегда ищущий новизны в вопросе, над которым он работает». В последующем вся его научная и общественная деятельность будет связана именно с МИИТом.

При этом необходимо отмстить, что как ученый А.Е. Шейкин сформировался в ЛИИЖТс в знаменитой ленинградской школе бетоноведения или как се часто называли «школе Беляева».

В 1944 г. 35-летний Александр Ефремович Шейкин защищает докторскую диссертацию на тему «Теория прочности, упругости и пластичности бетона», которая послужила основой для дальнейшего развития теории прочности и дефор-мативности цементных бетонов в трудах других ученых. С присущей Александру Ефремовичу энергией в Москве он занимается исследованием основных проблем в области цементо- и бетоноведения, а именно:

дальнейшей разработкой теории твердения цементного камня и формирования его структуры в различных условиях;

развитием основ физической теории прочности и деформативиости бетонов, получения безусадочных и расширяющихся цементов;

совершенствованием способов зимнего бетонирования;

изучением морозостойкости, трещиностойкости и других свойств бетонов;

рациональными способами подбора состава бетонов.

Все исследования А.Е. Шейкина имели большое практическое применение. Так, в 1960-е гг. при проектировании и сооружении Останкинской телебашни в Москве возникло много вопросов, на которые практика строительства еще не имела ответов. Строителям впервые не только в нашей стране, но и за рубежом предстояло поднять железобетонную конструкцию на высоту более 500 м. Тогда было не ясно, как будет вести себя бетон под длительным воздействием такой большой нагрузки. Под руководством и непосредственном участии А.Е. Шейкина, В.Д. Парфенова и других ученых проводили подбор составов бетона для этого уникального сооружения, исследовали его усадку, ползучесть и трещи ностой кость. Уже многие десятилетия Останкинская телебашня обеспечивает не только безотказную работу телевизионной аппаратуры и телекоммуникаций, она стала лицом города.

Александр Ефремович Шейкин также стоял у истоков развития отечественной технологии сборного железобетона. Еще в 1929 г. французский ученый Э. Фрейсине изложил основные положения проектирования и применения предварительно напряженных конструкций, предусматривающие использование арматуры повышенной прочности, увеличение уровня ее натяжения с учетом потерь от усадки и ползучести бетона. В Советском Союзе первые исследования в этой области проводил профессор В.В. Михайлов в Закавказском институте сооружений. Во время Второй мировой войны были предприняты попытки изготовления из железобетона корпусов авиабомб.

Начиная с 1960 г. сборные железобетонные конструкции широко применяются в транспортной, энергетической и других отраслях народного хозяйства. В это же время для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона используют высокоактивные цементы с большой тонкостью помола. Однако вскоре выяснилось, что применение таких цементов вызывает появление микротрещин и снижение прочности бетона в дальнейшем, особенно при его попеременном увлажнении и высушивании. А.Е, Шейкин начал заниматься этой проблемой и привлек к участию в ее решении молодых ученых — кандидатов технических наук В.Л. Николаева, инженеров

В.Д. Парфенова, В.М. Шишканова и др. На основании экспериментально-теоретических исследо ваний удалось установить влияние тонкости помола цемента на величину «йен роя вившейся» капиллярной усадки цементов, прочность и трещи -ностойкость бетонов, а в результате — повысить трещиностойкосгь и прочность последних. В итоге в короткие сроки наладилось производство железобетонных шпал и шпал из напряженного железобетона, что стало особенно актуальным при развернувшимся железнодорожном строительстве.

Под руководством А.Е. Шейкина сотрудники кафедры «Строительные материалы» МИИТа создавали новые противоморозные добавки, разрабатывали составы бетонов и технологии зимнего бетонирования. Практически все нормативные документы, связанные с зимним бетонированием, вышли при непосредственном участии специалистов МИИТа.

Отдельно нужно упомянуть о вкладе ученых кафедры «Строительные материалы и технологии» МИИТа во главе с профессором А.Е. Шейкиным в строительство Байкало-Амурской магистрали (БАМа), трасса которой пересекает более десяти полноводных рек, семь горных хребтов, более 1000 км пути проходит в районах вечной мерзлоты и высокой сейсмичности. Самые сложные объекты на БАМе — тоннели и мосты. Под руководством и при непосредственном участии А.Е. Шейкина создавали и внедряли составы бетонов для Байкальского тоннеля (рис. 2), моста через р. Амур (рис. 3). При строительстве Северо-Муйского тоннеля и ряда других возникла необходимость в составах для сейсмостойких обделок. Основная проблема при сооружении мостов — устройство фундаментов в условиях вечной мерзлоты. Специалисты Мостостроя-10, проектировщики и ученые МИИТа совместными усилиями создали принципиально новые конструкции опор на вечномерзлых грунтах и технологии их возведения. С использованием новых составов бетонов и технологий бетонирования на БАМе построено более 1000 искусственных сооружений.

В 1980—1990 гг. А.Е. Шейкин занимается одной из актуальных проблем современного материаловедения — увеличением долговечности бетонов, в частности, повышением его морозостойкости. К решению этой задачи он привлекает кандидата технических наук Л.М. Добшица (впоследствии доктора технических наук) и многих молодых ученых. Под руководством А.Е. Шейкина создается физическая теория морозостойкости бетонов.

Педагогическая деятельность всегда занимала важное место в жизни Александра Ефремовича: ассистент и доцент в ЛИИЖТе, затем профессор в МИИТс. Он заведовал кафедрой (1962—1989 гг.) «Строительные материалы», работал начальником учебной части, проректором, а затем в течение двух лет исполнял обязанности ректора института. А.Е. Шейкин активно участвовал в научной
жизни страны, выступал с докладами на многих международных конгрессах, симпозиумах, конференциях, публиковал монографии в трудах Академии наук СССР. Его избирали почетным членом и председателем НТО строительной индустрии, а также председателем научных секций нескольких научно-исследовательских институтов.

Александр Ефремович написал шесть монографий, учебник для вузов, большое число учебных пособий. Он — автор множества статей по проблемам цементных бетонов, им получено более двадцати авторских свидетельств на изобретения.

За время работы в МИИТе А.Е. Шейкин создал свою научную школу, привлекал к научно-ис-следовательской деятельности талантли вых студентов. Под его руководством подготовлено много кандидатов и докторов технических наук.

Александр Ефремович Шейкин всегда отличался добротой и благожелательностью к людям, помогал многим молодым инженерам. Его лекции были очень интересными, их глубокая научность сочеталась с простотой изложения. Он обладал эн-циклопедичностыо знаний, его часто приглашали в качестве эксперта и консультанта. А.Е. Шейкин был воспитан на идеях знаменитой ленинградской научной школы Н.М. Беляева. В своей деятельности он олицетворял живую связь времен, наглядно демонстрируя на лекциях и занятиях историю развития науки о бетоне, ее этапы, становление и ее будущие перспективы. Вклад профессора А.Е. Шейкина в отечественную науку, его труд по подготовке специалистов отмечен многими правительственными наградами.

В феврале 1994 г. Александр Ефремович ушел из жизни, не дожив несколько месяцев до своего 85-летия. Член-корреспондент РАН Б.В. Гусев и профессор Л.М. Добшиц так сказали о А.Е. Шей-кине: «Такие ученые и педагоги, как доктор технических наук, профессор А.Е. Шейкин, составляют гордость и славу российской строительной науки».

Список литературы

1. Гусей Б.В., Добшиц Л.М., Выдающийся ученый, педагог, организатор в области строительного материаловедения / Б.В. Гусей. Л.М. Добшиц // Транспортное строительство. — 1995. - Ns I. С. 31-33.

2. Шейкин А.Е. Автобиография (из архива МИИТа).

3. Иохсльсон Я.Е. Исследование прочности и долговечности бетона в механической лаборатории (1917—1967 гг.) // Сб. трудов ЛИИЖТа. — Вып. 284. Л.. Транспорт. Ленингр. отд.-ие, 1968.

4. Беляев Н.М. Подбор состава бетона // Сборник Ленинградского института инженеров путей сообщения. — Вып. CIII, - 1929.

5. Шубенкин П.Ф. Скрамтасв: жизнь и творчество / П.Ф. Шубенкин, А.Б. Мариинчук. — М.: Строй издат, 1986. — 72 с.

6. Михайлов К.В., Хайдуков Г.К. К 150-летию изобретения железобетона / К.В. Михайлов, Г.К. Хайдуков // Бетон и железобетон, — М.: Стройиздат. — 1999. — № 5. С. 25—28.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin