Информация

Карта сайта

Эволюция arrow История вещей arrow Неотредактированное arrow История бетона
2011-01-17 16:35:25
История бетона
Печать E-mail
(3 голосов)

До нашего времени сохранились великолепные древние сооружения, прочные и долговечные. Раскопки показали, что кроме природных камней — известняка, базальта и мрамора в древних сооружениях применяли и бетон, причем античные строители использовали два его вида: "природный" и искусственный.

"Природный " бетон — это камни, образовавшиеся из частиц обломочных горных пород различного происхождения, связанных между собой каким-либо минеральным склеивающим веществом, например кремнеземом, кальцитом, гипсом, известью. Такие природные камни называют цементированными породами. К ним можно отнести конгломерат, песчаник и брекчию. Их строение оказалось очень сходным со строением современного цементного бетона.

История бетона

Но человек стремился получить материал, не уступающий по прочности природным материалам, и поэтому за образец брал именно их. И искусственные древние камни — это уже настоящий бетон с глиной, гипсом и известью в качестве вяжущего.

Простейший вид бетона — это твердый камневидный материал из смеси глины с соломой и песком. После просушки на солнце он становится достаточно прочным и пригодным для постройки жилищ. Такой бетон был назван глинобетоном. Если вместо глины применяются гипсовые вяжущие материалы — воздушные вяжущие материалы, получаемые на основе полуводного сульфата кальция либо безводного сульфата кальция (ангидритовые вяжущие), то бетон называется гипсовым бетоном или сокращенно — гипсобетоном. Если вместо гипсовых вяжущих материалов применяется известь, то бетон называется известковым бетоном.

Хотя эти бетоны и применялись в древних сооружениях, но все же не получили широкого распространения, так как глина, известь и особенно гипсовые вяжущие материалы боятся воды. Глина быстро разбухает под дождем, и глинобитные камни разрушаются. А гипсобетон и известковые бетоны твердеют и упрочняются только в воздухе. Под дождем они также постепенно разрушаются. Поэтому не случайно, что древние строители чаще применяли не "искусственные" камни — прототип нынешнего бетона, а блоки из "природного" бетона и естественных камней, высокопрочных и долговечных. Так, например, римский храм Пантеон, воздвигнутый в начале нашей эры, был покрыт бетонным куполом диаметром в 40 метров. А при императоре Калигуле близ Неаполя был построен из бетона мост, который сохранился до настоящего времени.

За последние годы в гипсобетон вводят добавки, замедляющие схватывание, а также повышающие его водо- и атмосферостойкость.

Однако строители не прекращали попыток создания прочного искусственного строительного материала. Нужно было новое вяжущее, которое не боялось бы воды. Уже в Древнем Риме при строительстве морских сооружений было замечено, что если известь смешать с тонкомолотой обожженной глиной (бой кирпича и черепицы) или пуцциоланой ( "Пуццолана" - рыхлая вулканическая порода, представляющая собой жаростойкие глинистые материалы, обожженные при вулканических извержениях. Название происходит от местечка Поццуоли близ Неаполя.), то она не будет разрушаться от действия воды и, более того, твердеть в воде. Такая известь называется "гидравлической".

Русские строители в XYIII веке называли такое водостойкое вяжущее "цементом" и широко использовали его в строительстве. Известно, что Петр I для постройки верфей в Лодейном Поле требовал присылки не извести, а именно "цемента". Правда, этот "цемент" мало чем был похож на современный цемент. Он был крайне неоднороден и имел низкую прочность.

В разных странах велись многочисленные научные исследования, чтобы изыскать полноценное гидравлическое вяжущее.

И успех пришел. Такое вяжущее было, наконец, найдено. Им оказался цемент, или каменный клей. Его получил русский строитель Е. Челиев в начале XIX века, обжигая смесь глины и извести до спекания, а затем ее размалывая. Одновременно цемент был изобретен англичанином Аспдином и назван "портландцементом" (по сходству в затвердевшем виде с известняками из каменоломен близ города Портланда). Позднее, уже во второй половине XIX века, способ производства цемента был усовершенствован профессором Петербургской военно-инженерной академии А.Р. Шуляченко. Его по справедливости считают отцом русского цементного производства. Под руководством А.Р. Шуляченко качество цемента было настолько улучшено, что отечественный цемент в России почти вытеснил иностранный портландцемент. В России были построены цементные заводы и цемент стал изготавливаться промышленным путем.

В чем же секрет клеящей способности цемента? В высокой прочности и исключительном свойстве превращаться в камень не только на воздухе, но и в воде.

Как же образуется цементный камень? При смешивании цемента с водой начинается химическая реакция, в процессе которой одни минералы, входящие в состав цемента, распадаются на более простые химические соединения, присоединяя к себе воду. Другие цементные минералы соединяются с водой без химического разложения. На границе соприкосновения воды и зерен цемента образуются растворимые продукты реакции. Вода, воздействуя на цемент, все более и более проникает в глубь цементных зерен и обнажает следующий слой цементного зерна.

Этот слой в свою очередь вступает во взаимодействие с ней. В результате образуются соединения, также растворимые в жидкости, окружающей цементное зерно. Процесс продолжается до тех пор, пока эта жидкость не превратится в насыщенный раствор. Получается густое и вязкое, как сметана, цементное тесто. Наконец, растворение продуктов реакции прекращается и вокруг каждого цементного зерна образуется студнеобразная клейковидная масса — гель. Он обладает склеивающей способностью, которая тем больше, чем он меньше разбавлен, т.е. разжижен водой. Гель склеивает между собой зерна цемента, а в смеси с заполнителями — и зерна песка, гравия, щебня.

Однако на этом процесс не останавливается. Ведь зерна цемента продолжают химически взаимодействовать с водой образованием геля, окружающего зерна. А это приводит к тому, что цементный "клей" густеет и теряет подвижность, как говорят строители, начинает "схватываться". Затем начинается кристаллизация их раствора. Это значит, что гидроокись кальция — трехкальциевый гидроалюминат и другие новообразования создают структуру цементного раствора. Образующиеся в результате этого мельчайшие кристаллики все больше и больше пронизывают гель и срастаются. По мере сгущения цементного клея количество выпадающих в нем кристалликов увеличивается. Так, цементный клей превращается в прочный камень!

Пытаясь получить "искусственный камень", строители смешивали разнообразные по форме камни и мелкий песок, а затем скрепляли их цементом, растворенным в воде, после чего всей смеси давали затвердеть. Новый материал по прочности не уступал природным конгломератам. Он был назван бетоном. Применение цемента для изготовления бетона сделало его незаменимым материалом в современном строительстве.

http://www.nerudzapsib.ru/

 
Этот день в истории
20 июля
1534В Кембридже зарегистрировано первое в мире издательство
        cм. по теме: История книг »
1793американец Эли Уитни запатентовал хлопкоочистительную машину
1803в Санкт-Петербурге в саду Кадетского корпуса состоялся первый в России полёт на воздушном шаре
        cм. по теме: История воздухоплавания »
1836родился Томас Олбут (Thomas Clifford Allbutt) (ум. 1925), английский врач, изобретатель медицинского термометра
        cм. по теме: Как появился термометр »
1837Открыта первая железнодорожная станция Лондона, Euston
        cм. по теме: Кто изобрел рельсы? »
1872доктор Малон Луис (США) получил первый патент на изобретение беспроволочного телеграфа
        cм. по теме: История телеграфа »
1900В Париже была открыта первая во Франции линия метрополитена
1919Эдмунд Хиллари (Edmund Hillary), новозеландский исследователь и альпинист, первый покоритель Эвереста
1940Американский музыкальный журнал «Billboard» опубликовал первый список самых популярных песен. Ранее в журнале уже публиковались подобные списки, но представленные в них данные давались компаниями-производителями и отражали популярность пластинок, производимых только ими. Теперь все данные были сведены воедино и давали объективную картину продаж грампластинок того или иного исполнителя. Первой возглавила чарт песня «Я больше никогда не улыбнусь» («I’ll Never Smile Again»), записанная оркестром Томми Дорси (Thomas Francis Dorsey) с Фрэнком Синатрой (Francis Albert Sinatra) и вокальной группой «The Pied Pipers»
1969спускаемый аппарат космического корабля «Аполлон-11» в 20 часов 17 минут по среднеевропейскому времени опустился на Луну. Спустя почти восемь часов человек впервые ступит на поверхность спутника Земли
        cм. по теме: Высадка на Луну »
1976Проведены первые исследования на поверхности Марса
        cм. по теме: Лики Марса »
Поиск
 

 
Случайные
Рейтинг
Популярные
Статьи