Когда изобрели бетон: История бетона — кто изобрел бетон, каким он был раньше

Содержание

История бетона — кто изобрел бетон, каким он был раньше

На нормативную прочность бетона при растяжении (R^н_р) влияют те же факторы, что и на прочность при сжатии, причем особенно существенное значение здесь имеет неоднородность структуры бетона. Хотя разные факторы сказываются на величинах R и R^н_р по-разному. Увеличение расхода цемента увеличивает прочность R^н_р значительно меньше, чем R. Повышение расхода цемента на 33% увеличивает R на 28,5%, а R^н_р всего на 12,5%. С ростом В/Ц (водоцеметное соотношение) сопротивление разрыву уменьшается меньше, чем сопротивление сжатию.

Кроме того, величина R^н_р зависит от зернового состава заполнителя и видов зерен. Песок и гравий с округленными зернами обуславливают меньшую величину прочности нежели песок и щебень с шероховатыми угловатыми зернами. А на величину R эти факторы влияния не оказывают.

При сравнении показателей прочности у бетонов разных марок выясняется, что отношение R^н_р/R уменьшается с повышением марки, то есть получается, что бетоны высоких марок обладают относительно меньшей прочностью на растяжение.

Стандарты не требуют специальных испытаний бетона на растяжение и не дают никаких указаний о размерах и форме образцов. Однако, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки по сечению образца, он должен иметь длину, превышающую поперечный размер не менее чем в 3 раза. Разрывное усилие, как правило, передается через специальные заплечики на концах образца. Важно перед испытанием предохранить образцы от резких перепадов влажности и температуры, так как это оказывает большое влияние на результат. Также окончательный результат испытаний зависит от точности установки в машине и правильной геометрической формы образца. Эксцентрицитет и самый незначительный перекос могут сильно отразиться на показателе R^н_р.

При данной методике испытания на растяжение, показатель прочности, вычисленный по формуле N_p/Fполучается весьма условным. Нередко образцы разрушаются возле заплечиков, где возникают значительные концентрации напряжения. Но даже при разрыве между заплечиками найденная плотность не менее условна, поскольку разрыв происходит чаще всего по поверхности соприкасания цементного камня с камневидными составляющими. А так как эта поверхность совершенно случайная, то разброс показателей выходит довольно большой.

Как и при сжатии, огромное значение имеет размер поперечного сечения образца: большие значения R^н_р имеют образцы с меньшим поперечным сечением.

Прочность бетона при растяжении довольно невелика и составляет от 1/8 до 1/17 от его прочности при сжатии.

Есть несколько способов повысить прочность бетона при растяжении. Лучшие увеличивают плотность бетона. Самый простой — правильный подбор состава бетона и применение цементов высокой прочности. Помогает также примесь разных добавок – тонко измельченных каменных материалов, трасов и пуццоланов. Лучшее средство повышения прочности при растяжении — хорошее уплотнение бетона путем вибрирования, вакуумирования, виброштампования или центрифугирования.

История бетона — кто изобрел бетон, каким он был раньше

Прочность бетона при растяжении довольно невелика и составляет от 1/8 до 1/17 от его прочности при сжатии.

История бетона — кто изобрел бетон, каким он был раньше

Прочность бетона при растяжении довольно невелика и составляет от 1/8 до 1/17 от его прочности при сжатии.

Бетон — история возникновения и научные исследования

Первые упоминания о бетоне встречались еще в Древнем Риме, где бетон использовался в строительстве различных тяжелых конструкций таких, как арки и купола. Вяжущими материалами были известь, гипс и глина. Однако после того, как Римская империя прекратила свое существование, бетон практически перестал использоваться и его применение вновь началось только 200 лет назад в Европе.

Развитие технологий производства бетона связано с появлением цемента, который стал производиться в России в 18 веке. По сохранившимся архивным документам, при строительстве Ладожского канала в начале XVIII века, использовался цемент, произведенный на заводе в Петербургской губернии. В Англии в 20-е годы 19 века был изобретен и запатентован гидравлический цемент. Во Франции первый завод по производству цемента открылся в 1842 году, спустя еще 15 лет — в Германии, а в 1870 году — в Америке. Также повсеместному распространению бетона способствовало изобретение железобетона в 19 веке.

В нашей стране применение бетона стало результатом исследований русских ученых еще во времена царской России. В конце 19 века были проведены экспериментальные испытания растворов на прочность, содержавших различное количество цемента и выявлены соотношения, при которых бетон имел наибольшую плотность. После этого была установлена зависимость между содержанием воды в цементе и заполнителе и прочностью бетона. В 1918 г. в США ученый Д. Абрамс опубликовал работу, в которой он исследовал зависимость прочности от процентного соотношения воды и цемента и от крупности наполнителя.

В Советском Союзе научные исследования по проектированию состава бетонной смеси с учетом ее подвижности и прочности провел ученый Н. Беляев. Было установлено, что данная зависимость носит весьма сложный гиперболический характер. Впоследствии швейцарским ученым удалось выявить упрощенную линейную зависимость, которую было удобно применять на практике. Правда позднее, в 60-е годы прошлого века, было доказано, что данное упрощение действует лишь при в определенном диапазоне соотношений содержания цемента и воды.

История возникновения бетона и цемента

Несомненно, в нынешнее время характерными признаками сложных и крупных сооружений считаются прочные бетонные элементы, к примеру, огромные мосты через большие реки, полы и потолки в развлекательных центрах, многоэтажные постройки в целом. Базисом для таких прочных конструкций является бетон.

Сложно безошибочно определить, где и когда возникнул бетон, потому как история его появления уходит корнями в далекое прошлое. Бесспорным остаётся лишь тот факт, что он не был изначально таким, каким мы привыкли видеть сегодня, а прошел долгий путь усовершенствования.

Бетон – материал, который имеет широкий спектр применения в строительстве. Как правило, составными компонентами его являются щебень либо песок, которые соединены при воздействии воды и цемента.

Возникновение бетона и цемента, как и масса других материалов, являющихся основными в своих областях, — это не что иное, как стремление человека к изобретениям и развитию.

Уже в античности люди пробовали производить материалы, которые позволили бы возводить сооружения крепкие и надежные. Итак, уроженцы древнего Вавилона и Ассирии использовали в качестве вяжущего элемента смеси, которая осуществлял функцию бетона, глину. В античном Египте применяли известь и гипсовый цемент (нынешнее название – алебастр). А вот прообраз теперешнего бетона, застывающего в воде, был получен британцем Джоном Сметоном в 1756 году.

В 1824 году англичанином Джозефом Аспдиным был изобретен цемент, получивший марку «Портланд», которая и стала базисом, применяемым при изготовлении бетона. Изобретатель разработал искусственный цемент методом обжигания известняка и глины. Под воздействием высокой температуры изменились химические и физические характеристики материалов, и в результате, получился прочный цемент, в отличие от обычного размельченного известняка.

Что касается бетона, то еще одним важным компонентом является щебень или песок. Кроме этих элементов, могут использоваться и другие, например, гравий, зола, шлак и т.д. Состав хорошего качества применяется в производстве высокопрочных конструкций: плит, панелей, ровных поверхностей. Грубые составы находят применение при выпуске крупных изделий, имеющих большой вес.

В 1849 году Джозеф Моньер изобрел бетон, который в состав которого, входит металл, как правило, сталь. Такой материал называется армированный бетон, или железобетон. Как же произошло его открытие? Моньер работал садовником, изготавливающим садовые приспособления из бетона, к примеру, чаны и горшки, с использованием сеток из железа. В результате, такой материал сочетал в себе гибкую прочность металла и прочность «на усадку» бетона, которая способна выстоять под большим воздействием. В 1867 году в Париже проходила выставка, где изобретатель и продемонстрировал свои работы: горшки, кадки, а также армированный бетон, который вскоре начал использоваться для изготовления различных железобетонных изделий.

Вот так, благодаря изобретению обычного садовника, общество унаследовало очень прочную материю, с помощью которой можно воплощать в реальность различные архитектурные задумки и проекты. В действительности, примеров существует великое множество. Однако, чтобы там ни было, нужно восторгаться изобретениями, а также быть убеждённым в том, что человеческий разум безграничен и подарит вселенной еще много-много поразительных идей.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

История цемента как строительного материала насчитывает много лет, в течение которых менялись его структура, состав и технические характеристики с целью улучшения качеств и определения самого удачного варианта. Сегодня цемент является одним из основных строительных материалов, ведь представить осуществление каких-либо работ без бетона очень сложно.

Цемент представляет собой неорганическое гидравлическое вяжущее искусственного происхождения, которое в процессе взаимодействия с водой и другими жидкостями создает пластичную массу, способную затвердевать и превращаться в каменный монолит с высокими прочностными характеристиками. Особенность цемента – способность набирать прочность в условиях влажности, что не могут делать другие минеральные вяжущие (воздушная известь, гипс и т.д.).

Основным показателем свойств цемента является его марка: буква М и цифры рядом обозначают уровень прочности на сжатие и другие сопутствующие характеристики (М200, М500). Производят цемент посредством тонкого помола гипса и клинкера (продукт равномерного обжига до состояния спекания однородного сырья из глины и известняка). В процессе измельчения в состав могут вводиться разные добавки для изменения свойств.

Читайте также: про строительство и ремонт.

Виды цемента по основному минералу:

Романцемент – больше белита, сейчас его не производят.
Портландцемент – больше алита, самый распространенный.
Магнезиальный (цемент Сореля) – на базе магнезита, затворяется только водным раствором солей.
Глиноземистый – преобладает алюминатная фаза.
Биоцемент – появился благодаря использованию в производстве биотехнологий.
Кислотоупорный – на базе гидросиликата натрия: смесь кремнефтористого натрия и кварцевого песка затворяют водным раствором жидкого стекла.

Чаще всего используют портландцемент, который производят путем нагрева глины и известняка до +1450-1480 градусов. Смесь плавится, формируя гранулы клинкера, который потом смалывают с гипсом.

Основные фазы типичного клинкера для производства портландцемента:

Немного предыстории о материале

Содержание статьи:

На вопрос о том, когда изобрели цемент, ответить трудно. Принято считать, что основные способы производства вяжущих нашли в 3-4 тысячелетии до н.э. Случилось это при обжиге горных пород и измельчении того, что получилось. Самые первые созданные искусственно вяжущие – это строительный гипс и известь.

Именно их использовали в строительстве бетонной галереи лабиринта (Египет, 3600 год до н.э.), Великой Китайской стены, Римского Пантеона, давних домов в Мексике.

Ввиду того, что глина и гипс могут затвердевать лишь на воздухе, их называют воздушными. Прочность материалы демонстрируют сравнительно невысокую. По мере изучения свойств материалов их водостойкость начали повышать добавлением мелкосмолотой обожженной глины, вулканических пород (это «пуццоланы» — название пошло от места залегания пород в городе Поццуолли, древний Рим).

С 1584 года в Москве начал действовать «Каменный приказ», направленный на производство кирпича, заготовку камня для строительных целей, а также производство извести. В течение многих лет гипс и известь оставались основными видами вяжущего. В 18 столетии в России начала интенсивно развиваться промышленность, были попытки систематизировать знания про вяжущие вещества, создавать новые виды.

Цемент был изобретен в 1822 году, когда русский строитель Егор Челиев смешал глину с известью и получил материал, обладающий вяжущими свойствами. Через несколько лет он издал книгу, где полностью описал процесс приготовления не только цементных материалов, но и бетон, а также рассмотрел достоинства их применения в кладке кирпичей, возведении зданий и набережных.

В 1824 году Джозеф Аспдин смог придумать современный портландцемент, который после смешивания с щебнем, песком и водой можно было применять в качестве бетона. Материал прекрасно выдерживал сжатие, но боялся растяжений. Тогда же начали изучать другие материалы и знали, что железные балки хорошо выдерживают растяжение, но боятся сжатия.

Практически одновременно несколько людей решили соединить свойства двух материалов для лучшего результата. На юге Франции в 1850 году Жан-Луи Ламбо построил несколько лодок из армированного железной сеткой бетона. В 1854 году британец Уильям Уилкинсон первым использовал бетонные панели, армированные железными балками, в возведении 2-этажного дома в Ньюкасле.

Тогда же примерно еще один строитель, Франсуа Куанье, во Франции решил поэкспериментировать – он первым связал стеновые панели со стальной арматурой перекрытий. Правда, в массы это не пошло. А вот ввел в практику железобетон человек, далекий от строительства. Создание железобетона стало одним из самых важных событий за всю историю строительства.

В 1846 году Джозеф Монье был назначен садовником оранжереи в известном саду Тюильри, что возле Лувра. Ему понадобились прочные садовые кадки для пересадки на зиму апельсиновых деревьев. Монье создал несколько кадок из смеси цемента, песка, молотого кирпича, золы (бетон), но конструкция постоянно покрывалась трещинами. И тогда Монье решил укрепить их железными стержнями.

Тогда принято было считать, что железо разрушает бетон при перепадах температур, но за 3 года все кадки остались целы. Тогда Монье сделал таким же образом емкости для воды, элементы украшения ландшафта, а в 1867 году представил железобетон миру в Париже, запатентовав его использование в искусственных водоемах. Дальше были оформлены и другие патенты – на бассейны и трубы, строительные панели, конструкции мостов, шпалы и балки.

Изобретенный Монье материал в 1875 году под его же руководством был использован в строительстве небольшого моста в замке Шазелье. А потом, в 1879 году, инженер-строитель из Германии по имени Густав Вайс выкупил все патенты у Монье и усовершенствовал конструкцию, передвинув арматуру в бок максимальной нагрузки на растяжение (ведь Монье инженером не был, такие нюансы не учитывал).

Таким образом, Густав Вайс завершил работы по созданию современного железобетона. Цемент с самого момента появления был очень высоко оценен. Сегодня без него не обходится практически никакое грандиозное строительство, материал используется во всех сферах, разных изделиях, конструкциях, зданиях.

Цемент – это не какой-то отдельный строительный материал, этот термин обозначает группу веществ с определенными физическими характеристиками: порошкообразность, вязкость, способность создавать пластичную массу с водой, а после высыхания становиться монолитом. Процесс всегда односторонний, обратно вернуть ничего нельзя.

Затвердевший цемент никогда не вернется в исходное состояние. Главные компоненты цемента – маргелистые, глинистые, известковые породы, разные добавки (бокситы, шлак и т.д.). После высокотехнологичной и высокотемпературной обработки сырье сплавляется (частично или полностью), создавая алюминаты/силикаты кальция, что делает его прочным. Видов цемента много.

Добавки в цементе обозначаются буквой Д и указывают процент (Д20 – 20% модифицирующих добавок). Если цемент чистый, стоит Д0. Благодаря добавкам удается повысить такие показатели, как стойкость к воде и коррозии, морозу и солнцу, упругость и пластичность, а также другие.

Характеристики и области применения наиболее востребованных марок

Рассматривая цемент и его характеристики, нужно понимать, какой функционал возложен на материал. Главная задача вяжущего – связывание всех компонентов конструкции/изделия в монолитное целое. Существует всего 2 типа вяжущих: воздушные (твердеющие на воздухе) и те, на свойства которых оказывает воздействие вода. Воздушные вяжущие – это гипс, глина, воздушная известь, гидравлические – цемент и гидравлическая известь.

Цемент – самый часто используемый вяжущий материал, который дает возможность создавать изделия/конструкции высокой прочности. В соответствии с типом исходного сырья и добавок есть два типа цемента – портландцемент и шлакопортландцемент. Портландцемент делится на быстротвердеющий материал и вяжущее с минеральными добавками.

Бетонные конструкции, в производстве которых используют цемент, могут обладать самыми разными техническими характеристиками. Добавки позволяют повышать свойства стойкости к морозу, влаге, агрессивным средам, погодным условиям, нагрузкам и т.д. Так, бетон используют для возведения домов и зданий, изделий и конструкций, даже ракетно-стартовых площадок и аэродромов.

Для обозначения максимальных показателей прочности используют понятие «марка» и цифры. Так, марка М400 указывает, что в лабораторных испытаниях затвердевший кубик из цемента с ребром 10 сантиметров при раздавливании под прессом выдерживает нагрузку 400 кг/см2. Самые распространенные марки – от М200 до М500. Есть цемент М600 и выше, но он актуален для возведения военных объектов, конструкций особого назначения.

Все цементы твердеют достаточно быстро – первоначальное схватывание начинается через 40-50 минут после затворения водой, конец твердения – через 12 часов. Полную прочность цемент набирает в течение 28 суток.

Самые востребованные марки цемента:

Портландцемент М400 – прочность 400 кгс/см2, применяют в производстве бетонных/железобетонных, монолитных конструкций, сборных ЖБИ, строительных растворов для штукатурки и кладки. Также цемент используют в бетоне для производства искусственной брусчатки, элементов мощения, садовых и дорожных бордюров.
Портландцемент М500 – прочность на сжатие равна 500 кгс/см2, марка отличается быстрым схватыванием и твердением. Из цемента выполняют строительство гидротехнических сооружений, создание высокопрочных сборных ЖБИ, монолитных сооружений, проведение аварийных ремонтных работ (при условии первоначально высокой прочности) и т.д.

Сульфатостойкий цемент – используют для создания конструкций, которые будут испытывать влияние сульфатных вод, при переменном горизонте, с постоянным замораживанием/оттаиванием, увлажнением/высыханием. Делают мосты, сваи, опоры для работы в минеральных водах.
Тампонажный – для цементирования газовых, нефтяных, иных скважин.
Напрягающий – актуален для ремонта/строительства подземных емкостных конструкций бассейнов, сооружений, гаражей под землей, тоннелей и т.д.
Высокоглиноземистый цемент – дает бетонам быстрое твердение, максимальную прочность в минимальные сроки, высокую огнеупорность и стойкость к агрессивным средам. Часто такой цемент используют для восстановления прорванных труб и плотин, разрушенных мостов и дорог, в срочном создании фундаментов.
Белый и цветной портландцемент – актуален для выполнения скульптурных, архитектурно-отделочных работ, покраски бетонных, кирпичных, шлакоблочных частей сооружений/зданий.

Разные виды цемента могут отличаться по физико-техническим свойствам. Основной критерий выбора марки цемента – сфера эксплуатации изделия, конструкции, здания, предполагаемые нагрузки, условия.

Дополнительные характеристики цемента, на которые нужно обращать внимание:

Активность – проверяется путем сжимания образца до разрушения, выражается в определенных показателях.
Плотность – считают по объему свежего цемента. Имеет значение крупность помола, которая должна быть равна 1.3 т/м3, но многое зависит от условий транспортировки, хранения. Цемент может слеживаться, уплотняться, поэтому при весе 1.3 т допускается уменьшение веса, но не очень значительное.
Срок годности – с момента производства до использования должно пройти не больше 6 месяцев (но производители гарантируют заявленные характеристики лишь в течение 2 месяцев). Цемент в мешках в условиях закрытого помещения и оптимальной влажности может храниться 3 месяца, в биг-бегах – до 6.

Время застывания – добавки регулируют этот параметр, но многое зависит от сезона (в летнее время кладочный раствор застывает за 2-3 часа до первичной крепости, зимой – до 8 часов).
Стойкость к коррозии – способность твердого монолита противостоять различным агрессивным воздействиям (щелочных/химических сред).
Водопотребность – потребность сухой смеси в определенном объеме воды для получения подвижности в применении.
Тонкость помола – главный показатель дисперсности, определяется числом сухого остатка на сите при контрольном просеивании. Параметр влияет на прочность застывшего монолита.
Морозостойкость – стойкость к отрицательным температурам, способность выдерживать определенное число циклов замораживания/оттаивания. Для повышения показателя используют минеральные добавки.

История цемента показывает, что создание данного вещества стало одним из самых важных событий в ремонтно-строительной сфере. Не менее важным этапом стало и объединение бетона с металлом, открыв эру железобетонных зданий, конструкций, изделий. При выборе цемента необходимо ориентироваться на основные марки и их характеристики, обращая внимание на соответствие требованиям по проекту, условиям эксплуатации, нагрузкам и т.д.

Источник

История фибробетона

Французский садовник по имени Joseph Monier впервые изобрел железобетон в 1849 году. Если бы не этот железобетон, большинство современных зданий сегодня не стояло бы.
Железобетон можно использовать для изготовления рамок, колонн, фундаментов, балок и т. Д. Армирующий материал должен обладать отличными связующими характеристиками, высокой прочностью на растяжение и хорошей термической совместимостью. Для армирования требуется гладкая передача нагрузки от бетона к поверхности раздела между бетоном и армирующим материалом, а затем к арматурному материалу. Таким образом, бетон и армированный материал должны иметь одинаковое напряжение.

1.1 Железобетон

Стальные стержни укреплены в бетон (промышленый железобетон). Штанги имеют шероховатую гофрированную поверхность, что позволяет лучше склеивать стальные арматуры, благодаря чему бетон приобретает дополнительную прочность на растяжение. Прочность на сжатие, изгиб также показывают заметное улучшение характеристики теплового расширения стальных арматур и бетона должны соответствовать. Арматура должна иметь поперечное сечение, равное 1% для плит и балок, это может быть 6% в случае колонн. Бетон имеет щелочную природу, это создает пассивирующую пленку вокруг стержней, тем самым защищая ее от коррозии. Эта пассивирующая пленка не будет образовываться в нейтральном или кислом состоянии. Карбонирование бетона происходит вместе с поглощением хлорида, что приводит к разрушению стальной арматуры.

Сравнивая растягивающую способность стальных стержней и бетона + стальные арматуры, железобетон можно назвать армированным (растяжимость стержней меньше, чем бетон + бар), он более армирован (растягивающая способность стали больше, чем бетон + стальное растяжение Прочность усиливается, но без предварительного предупреждения и под усиленными отказами, но предупреждает об деформации до того, как она не срабатывает. Поэтому лучше рассмотреть армированный бетон.

2 Фибробетон (FRC — FIBER REINFORCED CONCRETE)

Конструкционный материал постоянно развивается. Спрос на высокопрочный, нетрескающийся, стойкий и более легкий бетон привел к развитию волокнистого железобетона (2, 3, 4, 5, 6, 7). Используемые волокна представляют собой сталь, нейлон, асбест, стекло, углерод, сизаль, джут, койер, полипропилен, кенаф.

2.1 История фибробетона

Практика добавления некоторых волокон к строительным материалам относится к древним временам. Когда конский волос, соломинки были использованы для укрепления кирпичей. В 1911 году Портер обнаружил, что волокно можно использовать в бетоне. В начале 1900 года было использовано асбестовое волокно. В 1950 году волокнистый железобетон стал представлять интерес, так как был обнаружен асбест, представляющий собой риск для здоровья. В 1963 году Ромуальди и Бэтсон опубликовали свою классическую работу по FRC. С тех пор не было оглядки, в бетоне использовались стекло, сталь, полипропиленовое волокно.

2.2 Необходимость фибробетона

Использование бетона в качестве конструкционного материала в определенной степени ограничивается такими недостатками, как хрупкость, низкая прочность на растяжение и низкая устойчивость к ударопрочности, усталости, низкой пластичности и низкой прочности. Он также очень ограничен для получения динамических нагрузок, вызванных взрывами.

Хрупкость компенсируется в структурном элементе введением армирующей (или) предварительно напряженной стали в зоне растяжения. Однако это не улучшает основное свойство бетона. Это всего лишь метод использования двух материалов для требуемой производительности. Основная проблема низкой прочности на растяжение и требований высокой прочности все еще сохраняется, и ее необходимо улучшить с помощью различных типов армирующих материалов. Дальнейший бетон также недостаточен в пластичности, устойчивости к усталости и ударам. Важность предоставления необходимых количеств в бетоне возрастает с его разнообразными и сложными применениями в сборных и сборных строительных элементах. Разработка требуемых характеристик бетона позволит решить проблемы инженеров-конструкторов путем добавления волокон и добавок.

Роль волокон, по существу, заключается в том, чтобы задерживать любые продвигающиеся трещины, применяя силу пробивки на концах стоек, тем самым замедляя их распространение по матрице. Таким образом, конечная трещинная деформация композита увеличивается во много раз больше, чем у ненакрепленной матрицы. Для таких целей могут использоваться такие присадки, как летучая зола, кремнезем, гранулированный доменный шлак и метакаолин.

Однако добавление волокон и минеральных добавок имеет определенные проблемы, связанные с перемешиванием, поскольку волокна имеют тенденцию к образованию шариков, а способность к обработке имеет тенденцию к уменьшению во время смешивания.

2.3. Поведение волокна в бетоне

Волокна способствуют уменьшению кровоточивости в свежем бетоне и делают бетон более непроницаемым на закаленной стадии. Вклад определенного процента волокон в бетон в сторону прочности на изгиб меньше по сравнению с прочностью, предоставляемой арматурой. Самое главное, волокно ограничивает рост трещины под нагрузкой, тем самым останавливая конечное растрескивание. Неметаллические волокна, такие как стекловолокно, устойчивое к щелочам, и синтетические волокна обеспечивают устойчивость к химическим веществам. Армирующая способность волокна основывается на длине волокна, диаметре волокна, процентном содержании волокна и состоянии смешивания, ориентации волокон и соотношении сторон. Соотношение сторон — отношение длины волокна к его диаметру, которое играет важную роль в процессе армирования.

3. ТИПЫ ВОЛОКНА

3.1 Асбестовое волокно

Одну из разновидностей фибробетона производят из натурального минерального волокна. Асбестовое волокно демонстрирует очень хорошую устойчивость к нагреву, электрическим, химическим повреждениям и возгоранию. Он имеет среднюю прочность на растяжение. Поэтому он стал очень популярным в конце 19 века. Асбест представляет собой комбинацию из шести природных силикатов. Они были первоначально использованы в строительстве изоляции изоляции для горячей пластины отверждения. Требуется больше воды, когда асбестовое волокно смешивается с цементом из-за высокой абсорбции. Но позже было обнаружено, что асбест был канцерогенным по своей природе, поэтому очень вероятно для здоровья человека, что он был полностью запрещен.

3.2 Углеродное волокно

Углеродное волокно улучшает эластичность и дает хорошую прочность на растяжение. Они образуются при окислении полиакронитрильных волокон. После окисления проводят термический пиролиз с получением углеродных волокон. Они обладают высокой эластичностью и хорошей прочностью на растяжение. С помощью этого волокна производится руль руля.

3.3 Арамидное волокно

Это синтетическое волокно. Как называют это ароматический полиамид. Арамидное волокно является другим усиливающим материалом, который можно использовать. Они образуются при взаимодействии аминогруппы и галогенидной группы карбоновой кислоты. Это волокно коммерчески известно как технора, кевлар, номекс. Кевлар первоначально использовался в качестве композиционного материала для изготовления воздушной рамы коммерческого самолета, поскольку они представляют собой очень легкий и высокопрочный материал. В этих волокнах все цепные молекулы ориентированы вдоль оси волокна, поэтому высокая прочность химической связи приводит к ее высокой прочности. Это было впервые обнаружено DuPont. Они были превосходной заменой для асбеста.

3.4. Металлические волокна

Они производятся путем нагревания металла до его испарения, а затем осаждения его при очень высоком давлении на пленку из полистирола. Металлическое волокно обычно является алюминированной нейлоновой нитью. Металлическое волокно — это комбинация пластика и металла. Их также можно извлечь из стальной ваты. Металлические волокна представляют собой волокна углеродистой стали или волокна из нержавеющей стали.

3.5 Полипропилен, полиэтилен, нейлоновая нить

Они показывают высокую щелочную резистивность и кислотостойкость. Полипропилен представляет собой полимер полиолефина. Полипропиленовое волокно в форме фибриллированных пленочных волокон демонстрирует отличное сцепление с матрицей, поскольку матрица может легко входить в эту фибриллу, что обеспечивает хорошую ударопрочность. Нейлон и полипропилен имеют очень высокую прочность на растяжение 561,0 — 867,0 Н / мм2. Они могут использоваться там, где требуется высокое поглощение энергии, поскольку их высокое удлинение (15-25%) поглощает больше энергии. Низкий модуль этого волокна уменьшает усиливающее свойство. Они широко используются в свайном кожухе, не нагружающем коррозионную стойкость элементе, блоке плавающей установки облицовки, ингибиторе растрескивания трещин. Это очень хороший заменитель стальной арматуры в аспекте транспортировки и обработки в случае сборных элементов, поскольку при использовании пластмассового волокна уменьшается размер (образуется более тонкая секция) и повышается сопротивление трещинообразованию, что экономит материал, транспортировку и монтаж.

3.6 Стекловолокно

Стеклянный цемент состоит из 4 — 4,5% по объему стекловолокна, смешанного с цементным или цементно-песчаным раствором. Этот армированный стеклом цементный раствор используется для изготовления бетонных изделий толщиной от 3 до 12 мм. Способы производства отличаются и включают распыление, литье, прядение, экструзию и прессование. Каждый метод придает конечным продуктам различные характеристики. Напыление распылением представляет собой очень подходящий и, безусловно, наиболее разработанный метод обработки. В простейшей форме обработки распылением одновременные спреи цементно-растворной суспензии цемента и измельченного стекловолокна осаждаются из двойного распылителя в подходящую форму или на соответствующую форму. Раствор суспензии подается в пистолет-распылитель из дозирующей насосной установки и распыляется сжатым воздухом. Стекловолокно подается в измельчитель и питатель, который установлен на одном и том же узле пистолета. Волокна изготавливаются из стеклянных карьеров. Стеклянные карьерные продукты плавятся в печи, а затем из процесса втулки получают волокнистые нити. Они лучше всего подходят для применения в качестве ремонта строительных материалов для восстановления старых зданий наследия и архитектурных приложений.

3.7 Натуральное волокно

Натуральное волокно — это древесное волокно, состоящее из бамбука и т. Д., Фруктовое волокно (койр), волокно стебля, то есть джут, кенаф, сан, лен и т. Д., И листовое волокно, как хенкуин, сизаль, кокос. Естественным преимуществом является экономичное и энергоэффективное производство этого волокна. Но они обладают высокой водопоглощаемостью, низкой щелочестойкостью, склонны к атакам насекомых и грибов и имеют низкий модуль упругости, что делает его сдерживающим фактором для использования в бетоне. Волокна сизаля извлекаются из листьев агавы сизалана. Он состоит из пектина, лигнина и гемицеллюлозы. Они сильны, но склонны к щелочной атаке. Древесное волокно или целлюлозное волокно — самая популярная из используемых натуральных волокон в бетоне. Высокий модуль упругости, предел прочности при растяжении и доступность являются основным преимуществом. Древесное волокно извлекается из древесины с помощью процесса, называемого варкой. Древесное волокно содержит целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Лигнин снижает прочность волокна, поэтому для удаления лигнина используется химический процесс варки целлюлозы, называемый крафт-сульфатом или сульфатом. Очень низкое щелочеустойчивое свойство древесного волокна может быть улучшено путем использования процессов, которые будут ограничивать дезинтеграцию волокна в щелочной среде.

Использованные источники

HISTORY OF REINFORCED CONCRETE

История бетона | BigRentz

Бетон настолько дан в нашей повседневной жизни, что вошел в наш словарный запас: когда мы говорим что-то «конкретное», мы имеем в виду, что это существенное, прочное, постоянное, на что можно рассчитывать. Кроме того, большинство из нас проводит свою жизнь на бетоне и вокруг него, на тротуарах и дорогах, внутри зданий и сооружений, построенных из чудесного материала. Без бетона развитый мир выглядел бы совершенно иначе.

Вы когда-нибудь задумывались, откуда произошел бетон и как он стал повсюду в современной жизни? За этим важным строительным материалом стоит долгая и впечатляющая история, начавшаяся тысячи лет назад, еще до египетских пирамид, охватывающая время беспрецедентных построек римлян и переходящая в современное строительство.

Мы рассмотрим, что такое бетон (а что нет), как он появился, как он сыграл роль в создании великих городов и монументальных зданий мира и как он влияет на нашу повседневную жизнь.

Важное различие: цемент и бетон

Прежде чем углубиться в историю бетона, следует прояснить одно важное заблуждение: бетон — это не то же самое, что цемент. Хотя эти два слова часто путают друг с другом, есть одно главное различие: цемент — это компонент бетона.

Цемент изготавливается из различных комбинаций известняка, глины, ракушек, мела, сланца, сланца, кварцевого песка и иногда даже доменного шлака или железной руды.Эти ингредиенты измельчаются, затем нагреваются при высоких температурах, в результате получается материал под названием клинкер . В клинкер добавляется гипс, затем вся смесь тонко измельчается до цементного порошка.

Просто добавьте воды, и процесс станет интересным. Гидратация — это процесс, который происходит, когда содержащиеся в цементном порошке минералы — кальций, кремний, алюминий, железо и другие — образуют химические связи с молекулами воды. По завершении этого процесса вода испаряется, а паста высыхает, оставляя после себя эти связи, организованные в виде вещества, похожего на камень.

Итак, бетон представляет собой смесь этого цементно-водного теста и песчано-каменного заполнителя. Паста покрывает поверхность песка и камней, связывая их вместе в смесь, известную как бетон. В жидкой жидкой форме бетону можно придать практически любую форму, которую пожелает строитель — лист, колонна, блок, плита, арка, чаша и т. Д. Когда вода в пасте высыхает, бетон становится твердым, как скала, и удерживает эта форма.

Цемент обычно составляет около 10-15 процентов бетонной смеси.Практически все типы бетона используют портландцемент. Это не торговая марка, а признанный вид цемента, который широко используется в отрасли (например, «нержавеющая сталь» или «стерлинговое серебро»). Его создатель назвал свою смесь в честь высококачественного строительного камня, найденного в соседнем карьере в Портленде, Англия.

Неопровержимые факты о бетоне

Бетон стал настолько популярным (и остался таким) благодаря своим трем выдающимся качествам: пластичности, прочности и экономичности.В мокром состоянии бетон может принимать практически любую форму, вписываться в любое пространство, заполнять практически любые пустоты, покрывать практически любую поверхность. Но как только он высыхает и застывает, он сохраняет свою форму, становясь со временем сильнее, тверже и устойчивее.

Бетон, изготовленный с правильной концентрацией и в правильных условиях, может быть водонепроницаемым, штормостойким и огнестойким. И благодаря этой прочности он длится практически вечно. Через миллион лет, когда вся сталь, из которой мы строили наш мир, проржавела, а дерево превратилось в пыль, останется бетон.

Но бетон не только прочен; он также достаточно экономичен, чтобы поддерживать мировую промышленность, производящую более 2 миллиардов тонн бетона в год, что в среднем составляет около 5 тонн на человека в год, и без того шокирующий показатель, который, как ожидается, удвоится к 2050 году! Только Китай залил больше бетона для строительства в период с 2011 по 2014 год, чем США за последние сто лет.

Если вы находите эти факты удивительными, следуйте за нами по «бетонной дороге» через хронологию других увлекательных достижений.Вы увидите, как бетон стал материалом, который буквально проложил путь к жизни, какой мы ее знаем сегодня.

История бетона на протяжении веков

Итак, как мы пришли к текущему состоянию бетона? В процессе эволюции, как и многие другие средства строительства и развития. Во-первых, древние люди сделали открытия о природных материалах, которые они могли использовать для улучшения основных частей своей инфраструктуры — домов, заборов, колодцев и т. Д. Поколения, которые следовали за ними, основывались на этих знаниях, внося улучшения здесь и там, пока не наступила индустриальная эпоха. и ускорили застройку до нынешнего уровня.

Происхождение и предшественники

12 миллионов лет назад — Природный цемент

На земле, которая сейчас является Израилем, самовозгорание вызвало реакции между известняком и горючими сланцами, в результате чего образовались естественные отложения «природного цемента», которые сделают возможным образование бетона в будущем.

10 000 до н.э. — самое раннее известняковое строение

Известняк, также часто называемый «известью», играет самую раннюю роль в истории бетона как базовый ингредиент цемента и использовался на протяжении тысячелетий.Гебекли-тепе на территории современной Турции, предшествующий еще одному массивному каменному храму, Стоунхенджу, на 6000 лет был самым ранним известным строением из известняка. Известняк составлял Т-образные столбы этого храма, которые были построены и вырезаны доисторическими людьми, которые еще не разработали металлические инструменты или даже керамику.

6500 до н.э. — Пустыня цистерн

Первые бетонные сооружения, секретные подземные цистерны для хранения дефицитной воды, были построены набатейскими или бедуинскими торговцами, которые создали небольшую империю в пустынных оазисах южной Сирии и северной Иордании.Некоторые из этих цистерн все еще существуют в тех областях сегодня.

5600 до н.э. — Сборное железобетон этажей

На территории бывшей Югославии, в районе Лепенски Вир на берегу Дуная, в середине 1960-х годов были обнаружены хижины с подобием бетонных полов. Известковый цемент, который использовался, вероятно, прибыл из месторождения вверх по реке и был смешан с песком, гравием и водой, чтобы напоминать бетонные смеси нашего времени.

Памятники старины

3000 до н.э. — Египетские пирамиды

Известняковые камни или бетонные блоки? Несмотря на некоторые горячо обсуждаемые предположения о том, что блоки в египетских пирамидах были сформированы из более раннего типа бетона более 5000 лет назад, в области археологии более широко распространено мнение, что блоки известняка были доставлены из близлежащих карьеров.Чтобы сделать раствор для скрепления блоков, строители смешали солому с грязью, содержащей измельченный известняк, гипс и глину.

1400-1700 до н.э. — минойские постройки на Крите

Минойское общество на острове Крит, предшественники греков и считающееся первой европейской цивилизацией, использовало строительный материал из смеси глины и вулканического пепла пуццолана для строительства полов, фундаментов и канализации.

* 1300 г. до н.э. — Первое «известковое» покрытие

Ближневосточные строители обожгли известняк и смешали его с водой, а затем использовали эту смесь для покрытия наружных поверхностей своих стен из толченой глины.Когда смесь вступала в реакцию с воздухом, она образовывала твердую защитную поверхность — и закладывала основу, так сказать, для современных разновидностей цемента.

1000 до н.э. — греческие гробницы

Микенцы использовали свою раннюю форму цемента для строительства гробниц. Некоторые из них вы можете увидеть сегодня на Пелопоннесе в Греции.

770-476 до н.э. — Великая китайская стена

Северные китайцы использовали форму цемента для постройки лодок и их участка Великой стены.На протяжении столетий строительства стены использовались материалы для ее строительства: тростник, ивовые ветви, дерево, уплотненный песок, грязь и 100 миллионов тонн камня и кирпича. Там, где они не были зацементированы известняковым раствором, они скреплялись раствором из клейкого липкого риса.

* 700 до н.э. — Печи, строительный раствор и гидравлическая известь

Те же бедуины, которые первыми изобрели подземные цистерны, позже построили печи для производства рудиментарного вида гидравлической извести — цемента, который затвердевает под водой — для водонепроницаемого раствора, который продвинул строительство домов, полов и новых водонепроницаемых цистерн под землей.

От Римской империи к эпохе Возрождения

300-500 н.э. — римская архитектура

Римляне начали с того же сырья, что и минойцы — вулканического пепла, найденного недалеко от Помпеи и горы Везувий, который они использовали для уплотнения смеси обожженного известняка, измельченных камней, песка и воды, что позволило им построить пандусы и террасы. , и дороги, которые в конечном итоге соединили всю империю. Выливание смеси в формы вскоре позволило строителям создавать своды и купола, а также арки культовых акведуков и бань империи.Римский бетон пережил землетрясения, удары молний, морские волны и тысячи лет выветривания.

82 нашей эры — Колизей

После гражданской войны в Риме император, известный как Веспасиан, намеревался построить самый большой театр в мире на более чем 50 000 мест. Сегодня мы знаем первый в мире стадион, построенный 1937 лет назад, как «Колизей». Около трети сооружения все еще стоит почти два тысячелетия спустя и является культовым символом Римской империи.

117-125 нашей эры — Пантеон — и потеря бетона

Римский Пантеон, который скоро отметит свое 1900-летие, как никогда прочен. Неармированный бетонный купол храма был вдвое шире и выше любого купола, когда-либо созданного в то время, и его длина составляла 143 фута со знаменитым окулусом в центре. Его гигантский вес поддерживается невероятно толстыми бетонными стенами и восьмью цилиндрическими сводами, усиленными кирпичом, но без внутренней опоры.

Современные инженеры не осмелились бы построить неармированный купол такого размера, и, возможно, они никогда не узнают секрет долговечной стабильности Пантеона.Мы действительно знаем, что инженеры императора Адриана скорректировали рецепты бетона, используя больше вулканического пепла, чем камня, чтобы сделать купол легче, и больше каменного заполнителя в стенах для более тяжелой арматуры. Но когда Римская империя пала в 476 году нашей эры, беспрецедентный римский рецепт приготовления бетона был утерян для мира.

1507 — Возрождение — Мост Нотр-Дам

Сразу после Средневековья итальянский монах по имени Джованни Джокондо построил мост Пон-Нотр-Дам в Париже, используя информацию, оставшуюся от древнеримского рецепта цемента.Примерно через 250 лет это сооружение было снесено, потому что дома, построенные на вершине моста, добавили слишком большого веса. Джокондо вошел в историю как единственный человек, пытавшийся строить из бетона в эпоху Возрождения.

Достижения в бетоне

Улучшения XVI века

Каменщик в Андернахе, Германия, попытался смешать вулканический пепел под названием trass с известковым раствором. Полученный материал был водостойким и прочным, и цепная реакция, начатая с открытием, привела к созданию современного цемента.

Торговля бетоном 17 века

В 17 веке голландцы (которые уже были мастерами строительства в воде) продали trass Франции и Великобритании для использования на зданиях, которым требовались водонепроницаемые свойства. Две соперничающие страны немедленно начали конкурировать за создание собственных гидравлических строительных материалов.

* 1793 — Современное производство гидравлической извести для цемента

Когда британскому инженеру-строителю Джону Смитону было поручено построить новый маяк на скалах Эддистоун в Корнуолле, Англия, он приступил к поискам самого прочного и водонепроницаемого строительного материала, который он мог найти.Обнаружив поблизости известняк с высокой концентрацией глины, он обжигал его в печи и превратил в клинкер. Он измельчил его в порошок и смешал с водой, чтобы получить пасту, из которой он построил маяк.

В процессе — и спустя более чем 1000 лет после того, как секреты бетона были потеряны — Смитон заново открыл, как производить цемент. Вскоре производители начали продавать его открытие как «римский цемент». А маяк Эддистон простоял почти 130 лет, пережив скалы, которые выветрились из-под него.

* 1824 — Изобретение портландцемента

Англичанин Джозеф Аспдин усовершенствовал процесс, тщательно смешав известняковый мел с глиной и обжигая смесь в печи до удаления углекислого газа. Он также нагревает глинозем и кремнезем до тех пор, пока материалы не станут стеклоподобными, затем измельчил их и добавил в известняковую смесь вместе с гипсом.

Полученная химическая комбинация кальция, кремния, алюминия, железа, гипса и других минеральных ингредиентов составляет отличную формулу портландцемента, основного ингредиента бетона.Аспдин назвал результат «портландцемент», потому что он напоминал высококачественные строительные камни, добытые в соседнем Портленде, Англия.

* 1836 — Испытания на прочность

Первые испытания бетона на растяжение и сжатие прошли в Германии. Прочность на разрыв — это способность противостоять растяжению или растяжению; Прочность на сжатие — это способность противостоять сжатию или сдавливанию.

* 1850-е — Армирование стальной сеткой запатентовано

Французский садовник Жозеф Монье успешно экспериментировал с заливкой бетона на стальную сетку.(Бетон и сталь расширяются с одинаковой скоростью при нагревании, что делает их идеальным сочетанием). Монье запатентовал несколько вариантов своего изобретения для использования с вагонами-шпалами, строительными плитами и трубами. Железобетон намного прочнее и практичнее неармированного материала. Он может перекрывать большие промежутки, позволяя бетону взлетать в виде мостов и небоскребов.

* 1880-е годы — Армирование железными прутьями

Калифорнийский инженер Эрнест Рэнсом начал испытания бетона и 2-дюймовых железных прутьев, чтобы увидеть, будут ли материалы сцепляться.Когда они это сделали, Рэнсом пошел еще дальше, скрутив железные прутья, чтобы создать арматуру, вокруг которой он мог «построить» бетон любой желаемой формы — эксперимент, который также сработал. Сегодня мы называем эту систему арматурным стержнем или арматурой, хотя современные инженеры обычно используют сталь вместо железа.

Система Рэнсома скоро будет использоваться в коммерческих зданиях, на дорогах, мостах и даже в первых небоскребах. Знаменитый архитектор Фрэнк Ллойд Райт начал применять технологию арматурного бетона в современной архитектуре.Некоторые из самых известных зданий Райта, в том числе Храм Единства в Оук-Парке, штат Иллинойс, который считается первым современным зданием в мире; и Fallingwater в Милл-Ран, штат Пенсильвания, его самые знаменитые работы, были сделаны из железобетона.

* 1880-е годы — Запатентованная сталь для предварительного напряжения

Процесс предварительного напряжения стали был запатентован, чтобы сделать бетон более прочным и позволить инженерам использовать меньше стали и бетона.

Современные бетонные конструкции

С тех пор, как Рэнсом разработал использование арматуры, из бетона были построены все типы монументальных зданий и объектов инфраструктуры.Панамский канал, бункеры времен Второй мировой войны и знаменитый Сиднейский оперный театр делят строительный материал с некоторыми из самых сложных и самых дальновидных зданий в мире.

1889 — Первый железобетонный мост — мост через озеро Алворд, Сан-Франциско

Мост через озеро Алворд был построен в 1889 году в Сан-Франциско, Калифорния. Первый железобетонный мост, он пережил землетрясение в Сан-Франциско 1906 года и другие без повреждений. Он существует и сегодня, спустя более 100 лет после постройки.

1891 — Первая бетонная улица в Америке — Беллефонтен, Огайо

В 1891 году человек по имени Джордж Бартоломью построил первую бетонную улицу в Америке в Беллефонтене, штат Огайо. Сегодня проницаемый бетон пропагандируется как лучшее и самое экологически чистое покрытие для улиц.

1903 — Первое бетонное высотное здание — Ингаллс Билдинг, Цинциннати

В Цинциннати в 1903 году система Рэнсома позволила построить первое бетонное высотное здание — 16-этажное здание Ingalls Building.Эта невероятная высота сделала небоскреб одним из величайших инженерных достижений своего времени.

1899 — Мост через реку Вьен

Мост через реку Вьен в Шательро, Франция, построенный в 1899 году, является одним из самых известных железобетонных мостов в мире.

1908 — Бетонные дома — Юнион, Нью-Джерси — спроектирован и построен Томасом Эдисоном

Первые бетонные дома в стране были спроектированы и построены в Юнион, штат Нью-Джерси, никем иным, как Томасом Эдисоном.Эти дома существуют и сегодня.

* 1913 — Поставка первой готовой смеси — Балтимор

Первая партия «готовой смеси» доставлена в Балтимор. Смешивание бетона в одном месте (на центральном заводе), а затем его доставка на грузовике для использования на стройплощадке, стало революцией в бетонной промышленности.

* 1915 — Цветной бетон — L.M. Scofield, первая компания по производству цветного бетона

Линн Мейсон Скофилд основала L.M. Scofield, первую компанию по производству красок для бетона.Их продукция включала отвердители цвета, цветной воск, интегральный краситель, герметики и химические пятна.

* 1930 — Воздухововлекающие агенты — устойчивость к повреждениям от замерзания и оттаивания

В 1930 году воздухововлекающие агенты были впервые использованы в бетоне, чтобы противостоять повреждениям от замерзания и оттаивания — явное благо для методов строительства в холодную погоду в Соединенных Штатах и во всем мире.

1936 — Плотина Гувера — крупнейший бетонный проект, когда-либо завершенный на то время

Плотина Гувера расположена на границе Аризоны и Невады.Построенная в 1936 году для сдерживания могущественной реки Колорадо, плотина состоит из 3,25 миллиона кубических ярдов бетона, а еще 1,11 миллиона было использовано для строительства электростанции и окружающих сооружений.

1956-1992 — Американская система автомагистралей между штатами

Все дороги Америки в системе автомагистралей между штатами сделаны из железобетона.

1963 — Актовый зал Университета Иллинойса — первый бетонный спортивный купол

Первая спортивная арена с бетонным куполом была построена на территории кампуса Иллинойского университета в Урбана-Шампейн в 1963 году.Арена, известная как Актовый зал, выглядит как летающая тарелка и вмещает более 16 000 человек в идеальном бетонном круге.

* 1970-е — Армирование волокном — способ усиления бетона

Армирование волокном, в котором стекло, углерод, сталь, нейлон или другие синтетические волокна смешиваются с влажным бетоном перед заливкой, было введено как способ укрепления бетона. Волоконное армирование может использоваться для усиления зданий, а также внешних элементов, от проездов, плит и тротуаров до бассейнов, террас и террас.

1992 — Самое высокое железобетонное здание — Чикаго

65-этажный небоскреб по адресу 311 South Wacker Drive в Чикаго был самым высоким в мире железобетонным зданием на момент его постройки. Постмодернистская структура известна только по адресу.

Будущее бетона?

* Современная эпоха — при снижении производительности получается бетон более низкого качества

Когда-то бетон считался ответом на мировые строительные проблемы; он податлив во влажном состоянии, прочен и долговечен в сухом виде и достаточно дешев, чтобы сделать практически все, что вы захотите.

Проблема в том, что это не навсегда. По крайней мере, он не остается неповрежденным и не жизнеспособным постоянно (хотя и не легко ломается). Несмотря на всю свою впечатляющую прочность на разрыв, современный бетон без капитального ремонта или замены может сохранять свою целостность в лучшем случае около века. Сегодняшний железобетон не может сравниться с «римским бетоном».

Особенно, если железобетон изготавливается дешево — скажем, с несбалансированной смесью, некачественными ингредиентами или небрежной заливкой — он может начать распадаться изнутри.По мере выветривания вода постепенно просачивается сквозь крошечные трещинки и направляется к стали в середине. По мере того как бетон, окружающий его, застывает, арматурный стержень окисляется и может расшириться настолько, чтобы расколоть бетон, который он должен поддерживать.

Соленая вода особенно вредна для арматуры, поскольку соль разъедает сталь в течение пяти десятилетий. Повторяющиеся циклы замерзания и оттаивания также могут создавать и расширять трещины, особенно на бетонных дорогах. Распространение соли действительно препятствует образованию льда, но она действует в тандеме с влагой и наносит такой же вред арматурному стержню, как если бы морская вода постоянно омывала его.

* Будущее — Возможные улучшения в обслуживании и производстве бетона

Существует множество новых методов улучшения бетона, включая специальные методы обработки для предотвращения проникновения воды в сталь. Другие достижения являются ответом на растущее внимание во всем мире к устойчивости: «Самовосстанавливающийся» бетон содержит бактерии, которые выделяют известняк, закрывая любые возникающие трещины. Смесь для «самоочищающегося» бетона содержит двуокись титана, которая разрушает смог и сохраняет белый цвет бетона.Улучшенные версии этой технологии могут даже дать нам уличные поверхности, которые очищают выхлопные газы от автомобилей.

Кроме того, в недавнем отчете говорится, что мы можем повторить рецепт римского бетона (который, несмотря на более низкую прочность на разрыв, демонстрирует беспрецедентную долговечность). Римский бетон не только водонепроницаем; Было обнаружено, что оно становится сильнее при контакте с морской водой. Ученые предполагают, что микроскопические кристаллы растут в древнем бетоне, когда он погружен в воду, что делает его еще менее уязвимым для выветривания.

Хотя до сих пор не удалось полностью собрать утраченный рецепт, исследователи знают, что вулканический пепел , пуццолана, имел фундаментальное значение для прочности древнеримского бетона. Недавно объявленный проект будет экспериментировать с аналогичным вулканическим пеплом у побережья Калифорнии, чтобы попытаться реконструировать процесс, который позволил создать самый прочный бетон в истории.

Если это произойдет, сочетание секретного рецепта Рима по изготовлению бетона и современных методов проектирования арматуры может снова произвести революцию в использовании бетона — а также в мировой инфраструктуре и архитектуре.

Источники:

https://www.nachi.org/history-of-concrete.htm

A History of Concrete [infographic] by Ever Readymix

https://www.concretenetwork.com/concrete-history/

https://www.chinahighlights.com/greatwall/fact/how-the-great-wall-was-built.htm

https://www.citylab.com/design/2017/08/undercover-economist-cement-shaped-the-modern-economy/537780/

https: //www.citylab.ru / design / 2014/11 / вступление в эпоху разрушения бетона / 382888/

https://www.concretenetwork.com/concrete/whatis/

What’s the Difference Between Cement and Concrete?

https://www.cement.org/cement-concrete-applications/how-cement-is-made

https://www.popularmechanics.com/technology/infrastructure/a28502/rock-solid-history-of-concrete/

https://www.smithsonianmag.com/history/gobekli-tepe-the-worlds-first-temple-83613665/

https: // www.worldscientific.com/doi/pdf/10.1142/9789813145740_0001

https://www.revolvy.com/page/Ernest-L.-Ransome

https://explorecu.org/items/show/268

История бетона и цемента

Бетон — это материал, используемый в строительстве, состоящий из твердых, химически инертных твердых частиц, известных как заполнитель (обычно состоящий из различных типов песка и гравия), которые связаны между собой цементом и водой.

Заполнители могут включать песок, щебень, гравий, шлак, золу, обожженный сланец и обожженную глину. Мелкозернистый заполнитель (мелкий относится к размеру частиц заполнителя) используется для изготовления бетонных плит и гладких поверхностей. Крупный заполнитель используется для массивных конструкций или участков из цемента.

Цемент существует намного дольше, чем строительный материал, который мы называем бетоном.

Цемент в древности

Считается, что цемент старше самого человечества, он образовался естественным путем 12 миллионов лет назад, когда обожженный известняк вступил в реакцию с горючим сланцем.Бетон восходит как минимум к 6500 году до нашей эры, когда Набатея, известная нам как Сирия и Иордания, использовала предшественник современного бетона для строительства конструкций, которые сохранились до наших дней. Ассирийцы и вавилоняне использовали глину в качестве связующего вещества или цемента. Египтяне использовали известь и гипсовый цемент. Считается, что Набато изобрели раннюю форму гидравлического бетона, который затвердевает под воздействием воды с использованием извести.

Принятие бетона в качестве строительного материала преобразовало архитектуру всей Римской империи, сделав возможными конструкции и конструкции, которые нельзя было построить, используя только камень, который был основным продуктом ранней римской архитектуры.Внезапно арки и эстетически амбициозную архитектуру строить стало намного проще. Римляне использовали бетон для строительства сохранившихся памятников, таких как Бани, Колизей и Пантеон.

Однако с наступлением Средневековья такие художественные амбиции угасли вместе с научным прогрессом. Фактически, в Средние века было много разработанных методов изготовления и использования утраченного бетона. Concrete не предпримет следующих серьезных шагов вперед, пока не пройдут темные века.

Эпоха Просвещения

В 1756 году британский инженер Джон Смитон сделал первый современный бетон (гидравлический цемент), добавив гальку в качестве крупного заполнителя и смешав кирпич с цементом. Смитон разработал свою новую формулу бетона, чтобы построить третий маяк Эддистон, но его нововведение привело к огромному всплеску использования бетона в современных конструкциях. В 1824 году английский изобретатель Джозеф Аспдин изобрел портландцемент, который до сих пор остается доминирующей формой цемента, используемого в производстве бетона.Аспдин создал первый настоящий искусственный цемент путем сжигания молотого известняка и глины. Процесс обжига изменил химические свойства материалов и позволил Аспдину создать более прочный цемент, чем обычный измельченный известняк.

Промышленная революция

Бетон сделал исторический шаг вперед, включив в него закладной металл (обычно сталь), чтобы сформировать то, что теперь называется железобетон или железобетон. Железобетон был изобретен в 1849 году Джозефом Монье, который получил патент в 1867 году.Монье был парижским садовником, который делал садовые горшки и кадки из бетона, армированного железной сеткой. Железобетон сочетает в себе прочность металла на растяжение или изгиб и прочность бетона на сжатие, чтобы выдерживать большие нагрузки. Монье выставил свое изобретение на Парижской выставке 1867 года. Помимо своих горшков и кадок, Монье продвигал железобетон для использования в железнодорожных шпалах, трубах, перекрытиях и арках.

Его использование также привело к появлению первого железобетонного моста и массивных сооружений, таких как плотины Гувера и Гранд-Кули.

Как бетон изменился за годы

Благодаря его использованию в прочных современных конструкциях, вы можете не думать о бетоне как о историческом строительном материале. Однако у этой субстанции богатое прошлое. То, что во времена Древнего Рима не ездили цементовозы, не означает, что культуры тогда не могли строить из бетона. У них были свои способы адаптации и использования материалов.

Изучая историю бетона, мы можем понять, как мы его используем сегодня.Мы собрали несколько ключевых лет на протяжении всей истории, а также известные и исторические бетонные сооружения, чтобы вы могли лучше понять суть.

Для этих целей мы будем рассматривать бетон как смесь крупных и мелких частиц, смешанных с пастой. Паста схватывается и скрепляет частицы, которые затем можно использовать в качестве строительного материала. Мы также рассмотрим несколько похожих материалов, которые имеют общие отличия. На протяжении всей истории культуры создавались с:

Цемент: Этот мелкий порошок создает другие материалы, такие как строительный раствор, бетон, штукатурку и раствор.В этих строительных изделиях цемент выступает в качестве связующего вещества. Его часто делают из известняка, но другие возможные ингредиенты включают глину, кварцевый песок и ракушки. Какие бы разные культуры ни использовали на протяжении истории, зависело от того, к чему они имели доступ, где жили. Независимо от ингредиента, люди измельчают и объединяют их с такими материалами, как железная руда, а затем нагревают их до высоких температур. Полученный продукт, называемый клинкером, перемалывается в цемент.
Раствор: Раствор связывает кирпичи, камни и другие строительные материалы.Он сделан из цемента, песка и извести. Когда строители добавляют воду в смесь, цемент активируется, а затем затвердевает по мере высыхания. Затирка — аналогичный продукт, но в нем больше воды, которая течет между трещинами и зазорами. Любое из этих веществ может действовать как клей для других строительных материалов, от плитки до камня.
Adobe: Высушенная на солнце грязь создает кирпичи из сырца. Песок, грязь и другие частицы почвы попадают в эти кирпичи, в которые люди также могут добавлять палки или солому вместе с водой.После высыхания кирпич дает усадку и растет вместе с погодой. Поскольку его не обжигают в печи для отверждения, а сушат на воздухе, он не подходит для влажного климата. Многие из первых строительных материалов, таких как бетон, были на самом деле саманом.

Вышеупомянутые материалы относятся к одному семейству, но бетон — более прочное вещество. Он всегда был с нами в бесчисленных строительных проектах самых разных форм. Читайте дальше, чтобы узнать больше об истории бетона и о том, как материал изменился с годами.

Самые ранние виды использования бетона

То, что мы считаем бетоном сегодня, несколько отличается от первого использования бетона. Тем не менее, подобные материалы имели важное значение на протяжении всей истории. Среди некоторых целей этих материалов было создание:

Здания
Этажей
Мосты
Дороги
Скульптурные конструкции

Культуры по всему миру построили эти и другие здания из бетона и материалов, подобных бетону.Поскольку с годами материал менялся, трудно сказать, сколько времени существует бетон. По приблизительной шкале времени мы знаем, что он существовал за тысячи лет до нашей эры. Культуры использовали бетон на протяжении многих лет:

6 500 до н.э .: В этом году были построены первые бетонные здания. Бедуины создали эти исторические бетонные сооружения в современной Сирии и Иордании. Ранние начинания заложили основу для улучшения техники с течением времени.
3000 до н.э .: В это время египтяне использовали грязь, смешанную с соломой, для создания строительного материала, похожего на глин. Они также разработали и использовали гипсовые и известковые растворы для скрепления сырцовых кирпичей. Примерно в то же время строители в Китае использовали форму цемента, созданную из липкого риса.
700 до н.э .: Бедуины обнаружили цемент, который твердеет под водой, и примерно в это время создали печи для производства раствора. Они использовали этот раствор для строительства полов, домов и других построек.За это время они также начали утрамбовывать бетонный материал и поняли, что вещество не будет работать, если оно будет слишком насыщенным.
600 до н.э .: Греки открыли природное вещество, которое может создавать бетон, смешивая его с известью. Несмотря на то, что они использовали это вещество, они не были так продвинуты в конкретных методах, как другие культуры.
200 г. до н. Э .: К этому времени римляне усовершенствовали здание из бетона, хотя и другим способом, чем мы используем его сегодня.Римляне создавали большую часть конструкции из рыхлых камней и материала, скрепляя их раствором. Они даже использовали косметический кирпич в сочетании с их версией цемента. Использование неструктурных блоков зарекомендовало себя как цельный и эстетичный продукт.
1414: Крах Римской империи оставил интерес к бетону бездействующим до тех пор, пока в этом году не появились рукописи, объясняющие это вещество. С этим пришло новое понимание строительного материала.Этот год стал одним из многих поворотных моментов в истории бетона. Это начало цепную реакцию открытия новых способов производства и использования бетона на века.
1793: Джон Смитон создал более эффективный метод производства гидравлической извести в 1793 году. Этот продукт использовался для облегчения схватывания цемента, а модернизированное производство упростило изготовление бетона и его быстрое схватывание.
1824: Этот год был очень важным в истории бетона, потому что именно в этот год каменщик Джозеф Аспдин создавал портландцемент.Названный так потому, что он был похож на строительный камень в Портленде, Англия, портландцемент был прочной формой строительного материала. Аспдин произвел цемент путем сжигания мела и глины в печи. Позже он решил добавить в глину известняк, чтобы создать клинкер.

Aspdin помог стимулировать использование цемента и бетона в современном строительстве. Стремясь создать лучшую альтернативу строительному материалу римлян, он вдохновил конкурентов на создание еще лучших версий своего портландцемента.

С началом использования цемента и бетона произошла эволюция продуктов. Мы разработали множество способов изменить вещества, чтобы они лучше работали для нас, со временем влияя на историю бетонного строительства.

Как бетон изменился с годами?

Со временем бетон превратился в более эффективный материал. Мы перешли от использования натуральных веществ, напоминающих цемент, к усовершенствованию природных материалов с помощью искусственных процессов. По мере развития технологий развивались и наши методы производства бетона и цемента.

В конце 1800-х годов люди в Германии, Франции и США одновременно разрабатывали железобетон. В то время он использовался для промышленных зданий, но в дальнейшем он будет играть роль в жилых домах и других сооружениях.

Портландцемент, созданный Джозефом Аспдином, отличается от того, что мы производим сегодня. Хотя Аспдин не указал конкретных соотношений или температур для изготовления портландцемента, мы знаем, что он не смог бы достичь высоких температур, которые мы делаем сегодня для нагрева веществ.

Сегодня у нас есть стандартная формула портландцемента. Он был создан еще в 1917 году Американским обществом испытаний и материалов совместно с Национальным бюро стандартов. Стандартная формула обеспечивает неизменное качество независимо от того, когда и где кто-то производил вещество.

Еще до того, как мы разработали рецептуру портландцемента, строители снова использовали бетон в проектах по всему миру. В начале 1900-х годов бетон вновь стал общепризнанным строительным материалом, и эти типы конструкций начали расти:

Доходный дом в Париже 1902 года
Первое высотное здание из бетона в Огайо в 1904 году
328-футовый мост в Риме в 1911 году

После этих и других построек был разработан товарный бетон.В 1913 году материал был доставлен в Балтимор, штат Мэриленд. Это помогло сделать рабочие места более эффективными, поскольку рабочим больше не нужно было смешивать бетон на месте. Вместо этого он прибыл предварительно смешанным с завода в ранних версиях того, что мы сегодня называем цементовозами.

Спустя несколько десятилетий мы обнаружили, что образование маленьких пузырьков воздуха, известных как воздухововлечение, улучшает бетон. После того, как в 1930 году в бетон были введены воздухововлекающие вещества, строительный материал стал легче обрабатывать и менее подвержен замерзанию.Теперь архитекторы в более холодном климате могут выбирать материал, не беспокоясь о трещинах или поломках.

Примерно в то же время строители разработали тонкослойный бетон. Крыши, купола, арки и другие подобные конструкции были сделаны из тонкой оболочки из бетона. Благодаря прочным округлым формам этих структур они не требовали толстых слоев материала. Более легкий вес тонкослойного бетона делает остальную часть здания более безопасной от обрушения, поскольку ей не нужно поддерживать тяжелый материал.

Работая с бетоном, мы сделали его более прочным и устойчивым строительным материалом. Мы обнаружили более простые способы изготовления, транспортировки и использования. Наряду с этими открытиями строители и архитекторы возводили здания в разных стилях. Бруталистские, современные и другие бетонные конструкции включают в себя подвиги и художественные творения, такие как:

Зал Пола Рудольфа Йельского университета
Музей Science Hills в Японии
Юбилейная церковь за пределами Рима
Исследовательский центр Института Солка в Калифорнии
Жилой комплекс Villa Saitan в Японии
Национальный музей Бразилии

Эти здания демонстрируют универсальность бетона как строительного материала.По мере развития технологий строители и архитекторы могли создавать из бетона изгибы, вырезы и другие привлекательные элементы дизайна. Гибкость стиля материала позволила ему строить церкви, музеи, жилые дома и многое другое, а также некоторые исторические бетонные постройки.

Известные сооружения стали возможны благодаря бетону

Нам нужно благодарить бетон за многие исторические и узнаваемые здания. Были ли они построены тысячелетия назад или в этом веке, некоторые бетонные конструкции, о которых вы, вероятно, слышали, включают:

Пантеон: Пантеон в Риме — самый большой бетонный купол, который не армирован.Несмотря на то, что Пантеон был завершен в 125 году, он до сих пор стоит в Риме. Он имеет диаметр 142 фута с 27-футовым окулусом или отверстием в центре.
Великая Китайская стена: Знаменитая достопримечательность из бетона строилась на протяжении многих веков. В зависимости от того, как вы определяете начало обширного проекта, творение началось в третьем веке до нашей эры. или несколько веков назад. Династии и королевства на протяжении всей истории Китая укрепляли структуру, добавляя ее спустя столетия после ее основания.
Маяк Эддистоун: Расположенный у побережья южной Англии, эта третья итерация маяка была построена в 1700-х годах с использованием гидравлической извести Джона Смитона. Единственная причина, по которой историческое бетонное сооружение разрушилось, заключалась в том, что скалы под ним со временем разрушились.
Бетонная улица: В 1891 году в Огайо была построена первая бетонная улица. Известный как Корт-стрит, он стоит до сих пор. Несмотря на то, что Джордж Варфоломей создал улицу более 100 лет назад, она вдвое прочнее, чем бетон, используемый в современных жилых проектах.Благодаря своей прочности он идеально подходит для работы в условиях дорожного движения.
Панамский канал: После неудачных попыток создать жизненно важные объекты в сфере путешествий и транспорта в 1904 году началось строительство Панамского канала. Через 10 лет проект был завершен. Бетон сыграл роль в замках, которые помогают поднимать корабли, движущиеся по каналу. По его завершении были окончательно подключены многие страны и порты.
Плотина Гувера: Сама плотина, построенная в 1935 году, потребовала более 3 миллионов ярдов бетона.На создание электростанции и других сооружений для плотины потребовалось еще 1 миллион ярдов. Однако строители не стали заливать бетон в одну массу, потому что он треснул и затвердевал слишком долго. Вместо этого они залили блоки бетоном, чтобы построить колонны. Испытания, проведенные двадцать лет спустя, показали, что бетон со временем становился прочнее.
Плотина Гранд-Кули: Менее чем через 10 лет после завершения строительства дамбы Гувера строители создали самую массивную бетонную конструкцию из когда-либо построенных.Для завершения строительства плотины Гранд-Кули в Вашингтоне в 1942 году требовалось 12 миллионов ярдов бетона. Поскольку для ее завершения требовалось в четыре раза больше бетона, чем для плотины Гувера, строители использовали конвейерную ленту длиной 2 мили для транспортировки материала на строительную площадку. Строители использовали тот же метод, что и при строительстве плотины Гувера для плотины Гранд-Кули, только в гораздо большем масштабе.
Сиднейский оперный театр: Это бетонное здание в южном полушарии считается самым большим бетонным сооружением.Строительство началось в 1959 году и завершилось в 1973 году. Проект столкнулся с определенными трудностями, но его завершение позволило получить великолепную бетонную конструкцию. Сиднейский оперный театр в настоящее время служит местом встречи для культуры и туристов со всего мира.
Бурдж-Халифа: Расположенный в Дубае небоскреб Бурдж-Халифа был построен из железобетона. Он будет носить титул самого высокого здания в мире до завершения строительства Башни Джидды в 2020 году. В Бурдж-Халифе было использовано более 400 000 кубических ярдов бетона и более 60 000 тонн арматуры или арматуры.

Эти современные и исторические постройки были бы невозможны, если бы не бетон. Их рост, сила, размер и многое другое — это проявление способностей бетона. Полезность этого вещества не исчезла после того, как до нашей эры. лет тоже. Сегодня и в далеком будущем мы продолжим использовать бетон для строительства инновационных зданий, домов, квартир, отелей, скульптур и многого другого.

Получите бетонное оборудование и услуги с помощью динамической перекачки бетона

Примите участие в истории с бетонными услугами и оборудованием Dynamic Concrete Pumping.У нас есть 40-летний опыт оказания помощи подрядчикам в воплощении архитектурных замыслов в жизнь, дополняя наследие исторических бетонных сооружений. Если вам нужны бетонные услуги или оборудование, свяжитесь с нами в Dynamic Concrete Pumping.

История бетона — Prestige Concrete Services

…

Хотите верьте, хотите нет, но и жилые, и коммерческие бетонные услуги существуют в той или иной форме в течение тысяч лет — и это потому, что некоторые из самых ранних форм бетона, по имеющимся данным, датируются примерно 6500 годом до нашей эры.C. Бетон имеет долгую и прочную историю не только как прочный строительный материал, но и как средство выражения своих эмоций художниками. Итак, давайте оглянемся на историю бетона и узнаем, как этот широко используемый материал добился того, что он есть сегодня.

Ранний бетон

Слишком сложно определить время использования первой известной формы бетона. Некоторые говорят, что уже в 6500 году до нашей эры бетонный пол использовался в Сирии и Иордании, в то время как другие источники утверждают, что известняк использовался около 12000 лет назад в храме на территории современной Турции.Однако хорошо известно, что все древние цивилизации, такие как греки, египтяне и римляне, использовали бетон в той или иной форме для строительства.

В то время как первоначально считалось, что такие сооружения, как пирамиды, были просто построены из блоков известняка, новое исследование показало, что искусственный метод присутствовал и помог процессу строительства. Считается, что этот конкретный метод использовался только на более высоких уровнях пирамиды.

Древние греки были первыми, кто применил гидравлический раствор, который затвердевает при контакте с водой.Одной из наиболее популярных смесей был известняк и вулканическая земля — особенно из определенной греческой колонии (Нисирос или Тира) недалеко от современного Неаполя. Римская империя доработала этот метод и начала использовать вулканический пепел определенного типа, названный Pozzolana , а также добавляя в смесь другие элементы, такие как кровь (которая улучшала морозостойкость) и конский волос, чтобы еще больше укрепить ее.

Оба слова бетон, и цемент взяты из латинских слов concretus и Caementis .Римская империя использовала бетон для создания бесчисленных структур и инфраструктуры, включая большой Колизей. К сожалению, после падения Римской империи прошло довольно много времени, прежде чем в бетоне были сделаны какие-либо улучшения, поскольку мир погрузился в темные века.

Возрождение

Вплоть до эпохи Возрождения — древнеримские тексты оставались похороненными или неразборчивыми, пока Джованни Джокондо не смог их расшифровать и узнать о бетоне — заново открыв секрет основополагающего материала.Он использовал эти знания для создания первого моста Пон-Нотр-Дам, а также домов на его вершине. Однако это оказалось слишком большим давлением для первоначальной смеси бетона, а мост и дома были снесены 250 лет спустя.

В течение 16 ^{-го века} немецкий каменщик обнаружил Трасс — другой тип вулканического пепла, похожий на пуццолана — и обнаружил, что при смешивании с известковым раствором он создает другую форму бетона, которая была намного прочнее, чем предыдущие итерации.Вскоре этот материал стал продаваться по всей Европе, и страны начали искать собственные альтернативы. Англичанин Джон Смитон основал то, что мы сегодня знаем как натуральный цемент , путем тестирования различных типов известняка.

Портландцемент

— это то, что мы используем сегодня, но его создание немного интереснее, чем вы думаете. Изобретатель, Джозеф Аспдин, был английским каменщиком, который в 1820-х годах стал строить известняковые кирпичи с дорог и в итоге создал свою собственную смесь, которая была намного прочнее.Он был известен как портландцемент — назван в честь острова Портленд, который заполнен известняком.

В то же время его сын, Уильям Аспдин, начал мошенническое путешествие, в котором использовалась его собственная цементная смесь, которая была взята из выброшенного клинкера и фактически улучшила смесь своего отца. Однако он утверждал, что смесь была такая же, как у его отца, и провел четыре разных бизнеса, попутно совершая мошенничество. Он оказался в Германии, работая на нескольких конкретных предприятиях.

Арматура бетонная

Следующим крупным нововведением в области бетона стал арматурный бетон, созданный Эрнестом Рэнсомом. Рэнсом попытался решить проблему растрескивания железобетона, поэкспериментировав с двухдюймовыми железными стержнями и проверив, сцепляются ли они с бетоном. Эксперимент удался, и на основе арматурного бетона за последние 100 с лишним лет построено бесчисленное количество впечатляющих жилых и коммерческих бетонных конструкций.

Ищете услуги по коммерческому бетону?

Prestige Concrete Services — ваш лучший вариант для всех коммерческих бетонных услуг в Мельбурне.Как вы можете видеть из наших прошлых проектов, мы предоставляем качественные решения и будем работать с вами, чтобы убедиться, что все ваши флажки отмечены.

Если вы хотите узнать о наших коммерческих бетонных услугах, позвоните нам по телефону 0411 440 157 или заполните контактную форму на нашем веб-сайте.

Concrete — История утрат, предательства и инноваций

Бетон — это самый используемый строительный материал, который используется уже много лет.Более 5000 лет назад египтяне смешивали глину и солому, чтобы сформировать кирпичи, и использовали гипс и известь для изготовления строительных растворов. К 200 г. до н.э. римляне успешно строили из бетона и даже использовали продукты животного происхождения в цементе в качестве ранней формы добавок. Однако после падения Римской империи в 476 году нашей эры методы изготовления пуццоланового цемента были утеряны до тех пор, пока в 1414 году не были обнаружены рукописи, описывающие эти методы.

Семейная вражда

Современный бетон появился благодаря изобретению портлендского цемента в 1824 году Джозефом Аспдином.«Джозеф назвал продукт портландцемент, потому что считал, что затвердевший раствор из него напоминал« лучший портлендский камень », а портлендский камень был самым престижным строительным камнем в Англии в то время», — говорит Стюарт Галлоуэй, президент 20/20 Show Производства и производитель Canadian Concrete Expo. «Однако в патенте не описывается то, что мы сегодня называем« портландцемент »».

Каменщик по профессии, Джозеф экспериментировал с производством цемента, пока не создал товар, пользующийся спросом.Затем он вступил в партнерство с соседом Уильямом Беверли, основал производственный завод в Уэйкфилде и перевез свою семью из Лидса в Уэйкфилд. Этот завод закрылся в 1838 году после того, как компания «Манчестер энд Лидс» приобрела землю. Аспдин переместил свое оборудование на вторую площадку неподалеку в Киркгейте. Его младший сын Уильям управлял заводом до 1941 года, когда он перестал работать на своего отца, и Джозеф стал партнером старшего сына Джеймса.

Два года спустя Уильям основал свой собственный завод в Ротерхите (недалеко от Лондона) и использовал модифицированную версию рецепта своего отца, чтобы ввести новый цемент, который оказался значительно прочнее, чем цемент, изобретенный его отцом.Уильям использовал более высокое содержание известняка, обжигал его при более высокой температуре и измельчал ранее выброшенный клинкерный материал, тем самым увеличивая износ в процессе измельчения. В следующем году Джозеф вышел на пенсию и передал свою долю бизнеса Джеймсу. В 1948 году Джеймс переместил завод на третий участок в этом районе, и этот завод продолжал работать до 1900 года. Кроме того, в 1848 году Уильям переехал в Кент, чтобы воспользоваться близостью местных к крупным запасам мела.Он никогда не подавал заявку на патент на свой модифицированный процесс, и история подозрительных деловых договоренностей и ошибок доказала, что он, возможно, был нечестным и некомпетентным.

Инновации Америки

Эта технология пересекла Атлантику, и к концу века Америка построила свой первый бетонный мост (мост через озеро Алворд в Сан-Франциско, Калифорния) и свою первую бетонную улицу (в Беллефонтене, Огайо, и существует до сих пор). . Тем не менее, он рассматривался только для промышленных зданий, поскольку люди считали его эстетическую ценность второстепенной для жилых и других зданий.

В 1875 году американский инженер-механик Уильям Уорд завершил строительство первого дома из железобетона в США, который до сих пор стоит в Порт-Честере, штат Нью-Йорк. Одной из причин, по которой он выбрал бетон, был страх его жены перед огнем. Американцы расширили использование бетона и добились нескольких успехов. Вот некоторые известные из них, ведущие к середине 20 века.

1877 — Эрнест Л. Рэнсом патентует систему, в которой используются скрученные квадратные стержни для улучшения связи между сталью и бетоном, и начинает строительство из железобетона.

1904 — первое бетонное высотное здание (16 этажей / 210 футов / 64 метра) построено в Цинциннати, штат Огайо.

1913 — первая партия товарного бетона доставлена в Балтимор, штат Мэриленд. Идея смешивать бетон на централизованном заводе и затем перевозить его на строительную площадку с тех пор произвела революцию в бетонной промышленности.

1915 — L.M. Scofield становится первой компанией, производящей красящие вещества для бетона (отвердители цвета, цветной воск, интегральный краситель, герметики и химические красители).

1930-е годы — воздухововлекающие агенты впервые используются в бетоне для повышения его устойчивости к повреждениям от замерзания и оттаивания.

1935 — строительные бригады укладывают 3 250 000 ярдов бетона, чтобы завершить строительство дамбы Гувера.

1938 — Джон Кроссфилд подает первый патент на бетонное покрытие, которое создается путем добавления латекса в портландцемент, заполнитель и другие материалы.

1950-е годы — Брэд Боуман разрабатывает процесс Bomanite — оригинальное монолитное, окрашенное, текстурированное и отпечатанное архитектурное бетонное покрытие

1970-е — фибра используется с бетоном для увеличения его прочности

1976 — завершено строительство Си-Эн Тауэр.Это бетонное и стальное здание станет самым высоким отдельно стоящим зданием в мире на следующие четыре десятилетия

«Инновации в бетоне продолжаются и по сей день», — говорит Гэллоуэй. «Некоторые из них незначительны, но некоторые действительно меняют правила игры. В будущем бетон будет продолжать развиваться таким образом, чтобы приносить пользу жизни людей ».

Краткая история бетона: от 10 000 лет до н.э. до домов, напечатанных на 3D-принтере | Города

«В отличие от Пантеона… практически все бетонные конструкции, которые мы видим сегодня, в конечном итоге потребуют замены», — пишет Роберт Курланд в своем увесистом фолианте «Бетонная планета», «что обошлось нам в триллионы долларов.

Хотя есть некоторые споры о том, когда и где был использован первый бетон — храм Гёбекли-Тепе в современной Турции был построен с использованием Т-образных столбов из резного известняка примерно 12000 лет назад, пустынные торговцы использовали ранний бетон для строительства под землей. цистерны с водой 8000 лет назад, а древние египтяне использовали гипс и известь для изготовления строительных растворов — мало кто спорит, что первыми, кто использовал бетон так, как мы это делаем сегодня, были римляне.

Q&A

Что такое «Бетонная неделя Guardian»?

Show

На этой неделе Guardian Cities исследует шокирующее воздействие бетона на планету, чтобы узнать, что мы можем сделать, чтобы сделать мир менее серым.

Наш вид пристрастился к бетону. Мы используем ее больше, чем что-либо еще, кроме воды. Подобно тому другому чудо-материалу, созданному руками человека, пластик, бетон изменили конструкцию и улучшили здоровье человека. Но, как и в случае с пластиком, мы только сейчас осознаем его опасность.

Бетон вызывает до 8% глобальных выбросов CO2; если бы это была страна, она была бы худшим виновником в мире после США и Китая. Он заполняет наши свалки, перегревает наши города, вызывает наводнения, уносящие жизни тысяч людей, и коренным образом меняет наше отношение к планете.

Сможем ли мы избавиться от зависимости, если без нее невозможно представить современную жизнь? В этой серии статей Concrete Week исследует влияние материала на окружающую среду и нас, а также рассматривает альтернативные варианты на будущее.

Крис Майкл, редактор Cities

Спасибо за ваш отзыв.

Римляне использовали его во всем, от бань до гаваней, от акведуков до Колизея, систематизируя его производство и применение с третьего века до нашей эры до падения империи в пятом веке нашей эры.

В отличие от современного железобетона, который может прослужить около ста лет без капитального ремонта или замены, многие римские бетонные конструкции все еще существуют много веков спустя.

Великолепные руины вокруг вас ложь, Гордое время Пантеона бросает вызов

John Courtenay, 1792

Ключ к его долговечности, по-видимому, заключается в использовании вулканического пепла или пуццоланы . В то время как современный бетон представляет собой смесь цемента на основе извести, воды, песка и заполнителя, такого как гравий, рецепт бетона, установленный архитектором Витрувием в первом веке до нашей эры, включал пуццолана и куски вулканической породы, известной как туф.Что касается римского морского бетона, используемого для строительства пирсов и волноломов, исследование, опубликованное в 2017 году, показало, что добавление морской воды со временем фактически укрепило эти конструкции, делая их все более и более твердыми на протяжении тысячелетий.

Самым ярким сохранившимся примером римского бетона является Пантеон, который художник Микеланджело описал как «ангельский, а не человеческий рисунок». Он по-прежнему выглядит поразительно современным и остается самым большим куполом из неармированного бетона в мире спустя 19 веков после постройки.

Открыт заново через 1400 лет

За несколькими отдельными исключениями прошло около 1400 лет после падения Западной Римской империи, прежде чем бетон снова стал использоваться в больших масштабах.

Изобретение железобетона дало материалу новую жизнь. Он был впервые применен во Франции в середине 19 века, но был популяризирован инженером из Калифорнии Эрнестом Рэнсомом, который заливал железные (а позже и стальные) стержни, чтобы улучшить их прочность на разрыв.

Первым арматурным бетонным зданием Рэнсома стал склад Arctic Oil Company Works в Сан-Франциско, строительство которого было завершено в 1884 году.Пять лет спустя Рэнсом построил мост через озеро Алворд в парке Золотые Ворота — первый в мире железобетонный мост. Склад был снесен в 1930 году, но мост остается старейшим сохранившимся железобетонным сооружением в мире.

Сам Рэнсом не участвовал в строительстве первого в мире бетонного небоскреба, 16-этажного здания Ингаллс в Цинциннати в 1903 году, но это было бы невозможно без его метода арматуры.

Первый железобетонный небоскреб, здание Ингаллс 1903 года в Цинциннати; под первым железобетонным мостом, парк Золотые ворота, Сан-Франциско.Фотографии: Музейный центр Цинциннати / Getty Images

Тем временем американский изобретатель Джордж Бартоломью построил первую в мире бетонную улицу в Беллефонтене, штат Огайо. Бетон долговечен по сравнению с асфальтовыми дорогами, которые сделаны с использованием битума, и он широко использовался в системе межгосударственных автомагистралей США. Оригинальная бетонная улица Бельфонтен 1891 года сохранилась до наших дней.

В конце лета 1906 года, вскоре после разрушительного землетрясения в Сан-Франциско, Томас Эдисон объявил о своем предложении о серийном производстве бетонных домов, устойчивых к пожарам и сотрясениям, а также к термитам, плесени и гниению.Дома строили из железобетона по индивидуальному заказу несколько десятилетий, но стоили они дорого. План Эдисона по строительству в промышленных масштабах снизит цены. Жители смогут сидеть на литой бетонной мебели, разработанной Эдисоном, хранить свежие продукты в его бетонном холодильнике и развлекаться у его бетонного шкафа с фонографом.

Томас Эдисон стоит у модели своего прототипа цельнобетонного дома 1910 года. Строить его оказалось слишком сложно, и он был вынужден согласиться на более простую конструкцию.Фотография: Национальный строительный музей / AP

«Я доживу до того дня, когда дом рабочего можно будет построить из бетона за неделю», — сказал Эдисон. «Если мне это удастся, он заберет из городских трущоб всех, кого стоит забрать». С этой целью изобретатель объявил, что отдаст свою запатентованную технологию всем, кто обещал зарезервировать большинство новых домов для жителей рабочего класса и получать не более 10% прибыли — но потребовалось еще десять лет, прежде чем первые были построены.

Несколько проектов бетонных домов были запущены в США, в том числе так называемый Цемент-Сити в Доноре, к югу от Питтсбурга, но мечта о дешевых просторных бетонных домах так и не осуществилась.

Архитектор Фрэнк Ллойд Райт осознал потенциал железобетона для создания совершенно новых форм. Его первое бетонное здание — Храм Единства 1908 года в Ок-Парке, штат Иллинойс, — считается первым современным зданием в мире. Он использовал этот материал во многих своих проектах, в том числе, пожалуй, в своей самой известной работе — Fallingwater in Mill Run, Пенсильвания, — подвесные консоли которого выступают над небольшим водопадом ручья, что было бы невозможно без прочности на разрыв железобетона.

Дом Фоллингуотера Фрэнка Ллойда Райта в Милл-Ран, штат Пенсильвания, был построен в 1939 году. Фотография: Corbis / Getty

В 1930-е годы также было построено плотину Гувера на реке Колорадо недалеко от Лас-Вегаса. В то время плотина была самым крупным бетонным проектом, когда-либо завершенным, с использованием более 3 млн кубометров материала, хотя вскоре ее перевесила плотина Гранд-Кули (pdf) на реке Колумбия (и с тех пор оба они уступили место китайским 27 м.куб. Плотина Три ущелья).

В 1950-е годы дальновидные архитекторы придавали бетону все более экзотические и смелые формы. «Нет причин проектировать здания, которые являются более простыми и прямолинейными, — сказал один из величайших пионеров материалов, Оскар Нимейер, — потому что с помощью бетона можно покрыть практически любое пространство».

Конечно, наряду с красивыми формами, придуманными такими талантами, как Нимейер и Ллойд Райт, современный бетон также является предпочтительным материалом для разрушающих душу офисных блоков и однообразных многоэтажных автостоянок.Его громадные серые блоки встречаются повсеместно — их можно встретить во всех странах и городах на земле.

Несмотря на растущую озабоченность окружающей средой, бетон остается предпочтительным материалом для большинства строителей, а технологии 3D-печати предлагают ему новую жизнь: вспомните о напечатанном на 3D-принтере мосте в Шанхае, представленном ранее в этом году, о планах вооруженных сил США по 3D-печати казарм войск и планах в области строительства. Эйндховен в Нидерландах на строительство первых в мире жилых домов из бетона, напечатанных на 3D-принтере.

Но ни одна из этих современных структур не переживет Пантеон, особенно те, которые включают бетон, армированный стальными прутьями.«Арматура сделала возможным современный мир, — пишет Курляндия, — но с точки зрения долговечности железобетон не может сравниться с тем, что использовали римляне. Через десятилетия [арматура] ржавеет… и расширяется настолько, что в бетоне появляются трещины. Впечатляющая прочность на растяжение многих наших конструкций носит временный характер ».

Guardian Concrete Week исследует шокирующее воздействие бетона на современный мир. Подпишитесь на Guardian Cities в Twitter, Facebook и Instagram и используйте хэштег #GuardianConcreteWeek, чтобы присоединиться к обсуждению, или подпишитесь на нашу еженедельную рассылку новостей

цемент | Определение, состав, производство, история и факты

Цемент , в общем, клейкие вещества всех видов, но, в более узком смысле, связующие материалы, используемые в строительстве и гражданском строительстве.Цементы такого типа представляют собой мелкоизмельченные порошки, которые при смешивании с водой затвердевают. Отверждение и затвердевание являются результатом гидратации, которая представляет собой химическое сочетание цементных смесей с водой, которое дает субмикроскопические кристаллы или гелеобразный материал с большой площадью поверхности. Из-за их гидратирующих свойств строительные цементы, которые схватываются и затвердевают даже под водой, часто называют гидравлическими цементами. Самый важный из них — портландцемент.

процесс производства цемента
Процесс производства цемента, от дробления и измельчения сырья до обжига измельченных и смешанных ингредиентов, до окончательного охлаждения и хранения готового продукта.
Encyclopædia Britannica, Inc.
В этой статье рассматривается историческое развитие цемента, его производство из сырья, его состав и свойства, а также проверка этих свойств. Основное внимание уделяется портландцементу, но также уделяется внимание другим типам, например, шлакосодержащему цементу и высокоглиноземистому цементу. Строительный цемент имеет общие химические составляющие и технологии обработки с керамическими изделиями, такими как кирпич и плитка, абразивные материалы и огнеупоры.Подробное описание одного из основных применений цемента см. В статье «Строительство зданий».
Применение цемента
Цемент может использоваться отдельно (т.е. «в чистом виде» в качестве затирочного материала), но обычно используется в растворе и бетоне, в которых цемент смешан с инертным материалом, известным как заполнитель. Строительный раствор представляет собой цемент, смешанный с песком или щебнем, размер которого должен быть менее примерно 5 мм (0,2 дюйма). Бетон представляет собой смесь цемента, песка или другого мелкого заполнителя и крупного заполнителя, который для большинства целей составляет от 19 до 25 мм (0.От 75 до 1 дюйма), но крупный заполнитель также может достигать 150 мм (6 дюймов), когда бетон помещается в большие массы, такие как дамбы. Растворы используются для связывания кирпичей, блоков и камня в стенах или для визуализации поверхностей. Бетон используется для самых разных строительных целей. Смеси грунта и портландцемента используются в качестве основы для дорог. Портландцемент также используется при производстве кирпича, черепицы, черепицы, труб, балок, шпал и различных экструдированных изделий.Продукция собирается на фабриках и поставляется готовой к установке.
бетон
Заливка бетона в фундамент дома.
Karlien du Plessis / Shutterstock.

Когда изобрели бетон: История бетона — кто изобрел бетон, каким он был раньше

История бетона — кто изобрел бетон, каким он был раньше

История бетона — кто изобрел бетон, каким он был раньше

История бетона — кто изобрел бетон, каким он был раньше

Бетон — история возникновения и научные исследования

История возникновения бетона и цемента

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

Немного предыстории о материале

Характеристики и области применения наиболее востребованных марок

История фибробетона

История бетона | BigRentz

Происхождение и предшественники

Памятники старины

От Римской империи к эпохе Возрождения

Достижения в бетоне

Похожие сообщения

История бетона и цемента

Цемент в древности

Эпоха Просвещения

Промышленная революция

Как бетон изменился за годы

Самые ранние виды использования бетона

Как бетон изменился с годами?

Известные сооружения стали возможны благодаря бетону

Получите бетонное оборудование и услуги с помощью динамической перекачки бетона

История бетона — Prestige Concrete Services

Ранний бетон

Возрождение

Портландцемент

Арматура бетонная

Ищете услуги по коммерческому бетону?

Concrete — История утрат, предательства и инноваций

Семейная вражда

Инновации Америки

Краткая история бетона: от 10 000 лет до н.э. до домов, напечатанных на 3D-принтере | Города

Что такое «Бетонная неделя Guardian»?

Открыт заново через 1400 лет

цемент | Определение, состав, производство, история и факты

Применение цемента

Добавить комментарий Отменить ответ