История возникновения и развития применения бетона и железобетона на пористых заполнителях весьма своеобразна. Бетон и железобетон на пористых заполнителях долгое время рассматривались как материалы специального назначения, причем области их целесообразного применения в разное время были существенно различными. Известны случаи применения бетона на пористых заполнителях еще в древности как в надземных сооружениях, так и в гидротехническом строительстве.
Использование его в гидротехнических сооружениях объясняется тем, что тогда еще не знали гидравлических вяжущих, но уже были знакомы с получением гидравлических растворов и бетонов посредством смешивания извести с толченым и кусковым легким заполнителем вулканического происхождения или искусственно приготовленным (кирпич). Так, Плиний предлагал смешивать 1 ч. извести, 2 ч. пуццолана и 1 ч. толченого туфа. Этот рецепт в течение многих столетий был единственным при возведении гидротехнических сооружений.
Следует отметить, что применение легкого бетона в тот период вполне оправдало себя. В постановлениях XV судоходного конгресса гидротехнические морские сооружения на основе извести и пуццолана были признаны более долговечными, чем современные сооружения из портландцементного бетона. Это решение было принято конгрессом по докладу итальянского специалиста Периани, который обосновывал достоинства гидротехнических сооружений на смеси извести и пуццолана хорошей работой морских сооружений такого рода, построенных две тысячи лет назад. Некоторые из этих сооружений, находящиеся в портах Анконе и Чивитавеккии, все еще служат своему назначению и по настоящее время.
В Древней Армении и Иране, где хорошо были известны преимущества легких бетонов на известковом вяжущем и крупной кусковой пемзе, выкладывали из них куполы и своды больших зданий и храмов. Мелкую кусковую пемзу и пемзовый песок употребляли в смеси с известью при возведении этих же зданий. На территории Армении сохранились выдающиеся сооружения древности, в стенах и сводах которых применен известковый легкий бетон.
Бетон обычно составляет ядровую часть ограждений, в то время как наружные слои выполнены преимущественно из туфовых камней. При толщине стен до 100-120 см толщина ядровой части из бетона достигает 50 см. Наружные камни ставились на высоту одного ряда, а пространство между ними заполнялось известковым мелкозернистым бетоном, в который втапливались куски туфового камня.
Проверка прочности растворов (бетонов), примененных в сооружениях V-VII вв., показала, что из семи обследованных сооружений в одном случае предел прочности при сжатии раствора на речном песке составил 17,5 кгс/см2, в двух случаях - раствора (бетона) па пемзовом песке - 26,5 и 46 кгс/см2 и в четырех случаях - раствора (бетона) на туфовом песке - 24; 25; 26,5 и 58 кгс/см2.
Таким образом, еще в древности легкий бетон находил некоторое применение и в гидротехническом строительстве как материал, обладающий способностью твердеть под водой, И в надземных частях зданий и сооружений как материал, относительно прочный и легкий. Во всех этих случаях решающее значение имело то, что известь в смеси с легкими заполнителями твердеет под водой и на воздухе и образует более прочный материал, чем смесь извести с обычным (плотным) заполнителем.
Использование легкого бетона как малотеплопроводного материала для возведения монолитных из отдельных искусственных камней известно с XIX в. В первое время в качестве вяжущего служила известь. С развитием производства портландцемента вследствие медленного твердения известковых легких бетонов и относительно невысокой их прочности цемент как вяжущее постепенно вытесняет известь. Значительное количество отходов промышленности в виде топливных и доменных шлаков, пригодных для использования в качестве пористых заполнителей, а также применение машинного способа изготовления бетонных смесей и формования искусственных камней способствовали постепенному развитию легкобетонного строительства.
Еще в конце XIX в. проф. H. А. Житкевич рекомендовал использовать в качестве пористых заполнителей для бетона кирпичный щебень, кокс, шлаки от топки котлов и из доменных печей. Им же были рекомендованы составы легких бетонов и даны значения их коэффициентов теплопроводности. В 1912 г. проф. H. А. Белелюбецкий предложил стены толщиной 45 см из кирпичешлакобетонных камней.
В 1910-1914 гг. в Петербурге из армированного шлакобетона были выполнены перекрытия ряда общественных и торговых зданий (здание ломбарда и др.). Перекрытия представляли собой плоские неразрезные плиты пролетом около 2 м, уложенные по металлическим балкам. Обследование некоторых из этих перекрытий, проведенное б. ЦНИИПС в 1949 г., показало, что качество шлакобетона и состояние арматуры в них после 35 лет эксплуатации хорошие. В 1913 г. в Карской области инженером H. А. Мелик-Парсадановым была изготовлена партия кирпича из пемзовой мелочи для строительства жилого дома.
Инженеры С. Л. Прохоров и M. H. Смирнов предложили многопустотные шлакобетонные камни, которые после усовершенствования в 1926 г. были названы камнями «крестьянин». Начали также изготовляться шлакобетонные камни на деревянном ручном станке. Этот станок был усовершенствован С. А. Торлецким в 1924 г. для акционерного общества «Ауфбау» (Москва) и под названием «камни системы Ауфбау» изделия применялись в малоэтажном строительстве. С 1926 по 1930 г. различные организации выпускали около 50000-60000 таких камней ежегодно, преимущественно для заполнения каркасных стен в промышленных зданиях.
Начиная с 1927 г. в ряде крупных городов Советского Союза получило развитие монолитное строительство зданий до 8 этажей с применением заполнителей из пемзы и шлака, осуществляемое русско-германским акционерным обществом «Русгерстрой». Принцип составления бетона предусматривал содержание в нем наряду с пемзой и гранулированными шлаками также гравия, песка и иных местных материалов по определенной жесткой рецептуре в соответствии с патентом фирмы «П. Коссель и Ко», являющейся компаньоном акционерного общества. Впоследствии, после преобразования этого общества в трест Теплобетон еще в течение ряда лет легкий бетон указанного сложного состава продолжали использовать в строительстве.
Применение арматуры в легкобетонных стенах в практике треста Теплобетон допускалось при условии укладки ее в 6 см слое цементного раствора 1:2,5 с предварительной обмазкой арматуры цементным тестом. Необходимо отметить, что в 1928-1929 гг. на строительстве холодильников в Ереване и в Севане инж. В. Д. Редковым был применен в качестве несущего и теплоизоляционного материала легкий бетон на пористом заполнителе из одной пемзы. Наряду с монолитным строительством трест Теплобетон с 1930 г. начал внедрять легкобетонные камни системы С. А. Торлецкого.
В Советском Союзе уже в период 1925-1928 гг. осуществлялось также крупноблочное и сборное строительство. В 1925 г. в Москве был построен пятиэтажный жилой дом из крупных блоков со сборными железобетонными перекрытиями. В тот же период на Украине, в порядке опытного строительства, по предложению С. А. Ваценко был возведен жилой дом, целиком собранный из заранее заготовленных бетонных и железобетонных элементов.
Начиная с 1927 г. по инициативе Г. Б. Красина, E. В. Костырко и А. Ф. Лолейта развивается легкобетонное крупноблочное строительство в Москве, Ленинграде, Харькове, Свердловске, Магнитогорске и других городах. Значительные работы по изучению технологии крупных шлакобетонных блоков были проведены Украинским институтом сооружений начиная с 1930 г. В 1932-1933 гг. на основе этих работ в Краммашстрое было выстроено восемь четырехэтажных крупноблочных зданий по 64 и 48 квартир, в Никополе - четыре здания общим объемом 62682 м3 и др. С 1931 по 1937 г. в Ленинграде было уложено около 20 000 м3 шлакобетонных крупных блоков. Большой объемный вес шлакобетона на котельных шлаках обусловливал толщину наружных стен 50 см.
Наибольшее развитие в тот период крупноблочное строительство получило в Москве. Смонтированные в 1927 г. из крупных блоков дома имели 6-8 этажей. С 1927 по 1936 г. было выстроено пять многоэтажных жилых зданий высотой от 5 до 8 этажей, два промышленных здания и 11 четырехэтажных школ, В 1932 г. построено более 10 крупноблочных Дании (школы, ясли и др.).
Проведенные институтом строительной техники АСиА СССР в 1948-1949 гг. обследования ограждающих конструкций зданий, возведенных как из шлакобетонных крупных блоков, так и из шлакобетонных камней, в большинстве случаев установили их хорошее состояние.
