К композитам можно отнести любой материал, состоят из очень непохожих по свойствам веществ, в результате чего композиционный материал становится обладателем свойств, совершенно непохожих на свойства любого из исходных веществ. Композит обычно состоит из относительно пластичной матрицы и усиливающего (т. е. придающего прочность) жесткого материала.
Природа создала отличные композиты задолго до того, как человек изобрел каменный топор. Действительно, кость и раковины моллюсков (т. е. внутренний и наружный скелеты животных), дерево — это не что иное, как композиты. Так, кость состоит из сравнительно мягкого белкового вещества, в которое определенным образом вкраплены гораздо более жесткие кристаллы неорганического вещества, по составу близкого к ортофосфату кальция. В раковинах моллюсков имеются тончайшие (толщиной 2 мкм) пластинки из карбоната кальция, разделенные тонкими слоями белка. Пластинки уложены определенным образом, в результате чего трещина в раковине, развивающаяся под действием нагрузки, должна проделать сложный, извилистый путь, на что, естественно, требуется больше энергии, чем на образование прямой трещины. Если вам попадется когда-нибудь битая раковина, осмотрите скол под сильной лупой, и вы убедитесь в этом.
А вот растительный композит — древесина. Она состоит из очень прочных трубчатых волокон целлюлозы в матрице из лигнина, придающего всей конструкции поперечную жесткость (ведь дерево раскачивает ветер, его ветви гнут проходящие животные и т. д.).
Люди уже давно стали подражать природе, создавая первые, примитивные композиты. Так, в глину для изготовления более прочного необожженного кирпича добавляли солому. Позже, убедившись на практике в превосходстве таких армированных, т. е. содержащих гибкую и прочную компоненту, материалов, стали подходить к созданию композитов научно. Одними из таких первых композиционных материалов стали бетон и его разновидность — железобетон. Недаром Д. И. Менделеев еще в 80-х годах прошлого века писал о бетоне, что только на научной основе.
Бетон хорошо работает на сжатие, но плохо — на растяжение. Сталь же на растяжение работает хорошо. Железобетон, представляющий собой стальную арматуру в матрице из бетона, сочетает положительные с инженерной точки зрения качества как бетона, так и стали. Именно это обеспечило железобетону — материалу к тому же недорогому — столь широкое распространение в строительстве. Он произвел в архитектуре подлинную революцию, позволил создать такие архитектурные формы, о которых строители прошлого не могли и мечтать — в их распоряжении не нашлось бы материалов для осуществления своей мечты.