Бетон

Бетон е композитен материјал составен од груб агрегат врзан заедно со течен цемент кој се стврднува со текот на времето. Повеќето бетони кои се користат се вар-засновани бетони како Портланд цемент бетон или на бетон направен со други хидраулични цементи, како што е цементот фонду. Сепак, асфалт бетон што многу често се користи за патишта е исто така еден вид на бетон, цемент, каде што материјал е битумен, и полимерни бетони понекогаш се користат кога материјалот за цементирање е полимер.

Во Портланд цемент бетон (и други хидраулични цемент бетон), кога агрегат се меша заедно со сув цемент и вода, тие формираат течна маса која лесно се обликува во форма. Цементот хемиски реагира со водата и други состојки за да се формира матрица која силно ги врзува сите материјали заедно во траен материјал цврст како камен кој има повеќе намени.^[1] Често, адитиви (како што се позоланс или суперпластификатори) се вклучени во смесата за да се подобрат физичките својства на влажниот микс или на готовиот материјал. Најконкретни се истури со зајакнувачки материјали (како што е железната арматура) вградени за да се обезбеди затегнувачка цврстина, дава армиран бетон.

Познати бетонски конструкции ја вклучуваат браната Хувер, Панамскиот Канал и римскиот Пантеон. Најраните корисници на бетонската технологија биле Старите Римјани, со што бетонот широко се користел во Римското Царство. Колосеумот во Рим е изграден главно од бетон и бетонски куполи на Пантеон се најголемите засилени бетонски куполи во светот.^[2] По распадот на Римското Царство, употребата на бетон била реткост сè додека технологијата не е преуредена во средината на 18 век.

Денес, бетонот е најраспространетиот вештачки материјал во градежништвото (се мери со тонажа). Денес, големите бетонски конструкции (на пример, брани и катни гаражи) се најчесто направени со армиран бетон.

Историја

Бетон зборот доаѓа од латинскиот збор " concretus" (што значи компактен или кондензиран),^[3] совршен пасивен партицип на " concrescere", од "" "con" - "(заедно) и " crescere "( да расте).

Праисторија

Можеби најраната позната појава на цементот била пред дванаесет милиони години. Депозит од цемент бил формиран по појава на нафтени шкрилци кои се наоѓале во непосредна близина на кревет од варовник изгорен поради природни причини. Овие древни депозити биле под истрага во 1960-тите и 1970-тите.^[4]

Во човечкиот временски рок, мали примени на бетон датираат од пред илјадници години. Бетонот како материјал бил употребен во 6500 п.н.е. од страна на Набатеа трговци или Бедуини кои зафатиле и контролирале серија на оази и развиле мало царство во регионите на јужниот дел на Сирија и северниот дел на Јордан. Тие ја откриле предноста на хидраулична вар, со некои само-цементирачки својства, од 700 година пред Исус Христос. Тие изградиле печки за снабдување на малтер за изградба на урнатите-ѕид куќи, бетонски подови, и подземни водоотпорни цистерни. Цистерните се чуваале во тајност и биле една од причините зошто Набатеа биле во можност да напредуваат во пустината.^[5] Некои од овие структури останале до ден денешен.^[5]

Антички период

Во двата наврати кај римјаните и египјаните повторно било откриено дека додавањето на вулканска пепел на миксот можел да се постави под вода. Слично на тоа, Римјаните знаеле дека со додавање на коњски влакна на цементот направиле помала шанса тој да се скрши додека се стврдне, а со додавање на крв тој не можел да се замрзне.^[6] Crystallization of strätlingite and the introduction of pyroclastic clays creates further fracture resistance.^[7]

Германскиот археолог Хајнрих Шлиман нашол бетонски подови, кои биле направени од вар и камчиња, во кралската палата на Тиринс, Грција, која датира грубо 1400-1200 г.^[8][9] Вар малтерите се користеле во Грција, Крит и Кипар во 800 година пред Исус Христос. На асирскиот аквадукт (688 п.н.е.) направиле употреба на водоотпорен бетон.^[10] Бетонот бил искористен за изградба на многу антички структури.^[11]

Римјаните користеле бетон опширно од 300 п.н.е. до 476 наша ера, распон од повеќе од седумстотини години. Во текот на Римското Царство, римскиот бетон(или опус caementicium ) е направен од вар, позолана и агрегат на пемза. Неговата широка употреба во многу римски градби, е клучен настан во историјата на архитектурата наречена римска архитектонска револуција, римските работници биле ослободени од ограничувањата од камен и тула материјали и дозволи за револуционерни нови дизајни и во поглед на структурната комплексност и димензија.^[12]

Бетонот, како и Римјаните што го знаеле, бил нов и револуционерен материјал. Поставени во форма на лак, сводови и куполи, таа брзо се закоравила во цврста маса, без многу маки кои ги мачеле градителите на слични структури од камен или тула.^[13]

Современите испитувања покажуваат дека опус caementicium имал толку цврстина колку што има модерната Портланд цемент бетон (околу 200 кг / cm2 [20 MPa; 2800 psi]).^[14] Сепак, се должи на отсуството на засилување, неговата цврстина на истегнување е далеку помала од модерната армиранобетонска и неговиот начин на апликација, исто така, бил различен:^[15]

Mодерните структурни бетони се разликуваат од римскиот бетон во два важни детали. Прво, микс доследност е течност и хомогена, што овозможува да се истури во форми наместо да се дели рачно заедно со поставување на агрегатот, кој, во римската пракса, често се состои од урнатините. Второ, составната челична арматура дава модерни бетонски блокови голема сила во тензија, додека римскиот бетон би можеле да зависи само по силата на бетонското сврзување да се спротивстави на тензија. Широката употреба на бетон во многу римски структури обезбедило да преживеат до денес. Бањите на Каракала во Рим се само еден пример. Многу од римските водоводи и мостови како што е прекрасениот Понт ду Гард имаат ѕидарски обложувања на бетонското јадро, како што е случајот со куполата на Пантеон.^[16]

Кулата Смеатон

Среден век

По Римското Царство, употребата на изгорена вар и позолана била значително намалена сè до тоа техника да е замалку заборавена помеѓу 500 и 14 век. Од 14 век до средината на 18 век, употребата на цемент постепено се врати. Јужниот Канал (Миди) во Франција бил изграден со користење на бетон во 1670^[17], а постојат и бетонски конструкции во Финска кои датираат од 16 век.

Индустриска ера

Можеби најголемиот придвижувач на модерната употреба на бетон е кулата Смеатон, третиот Едистоун светилник во Девон, Англија. Да се создаде оваа структура, помеѓу 1756 и 1759 година, британскиот инженер Јован Смеатон, пионер во користењето на хидраулична вар во бетонот, употребувајќи камења и правливи тули како агрегат.^[18]

Постапката за добивање на Портланд цемент била патентирана од страна на Јосиф Аспдин во 1824.^[19]

Армираниот бетон бил измислен во 1849 година од страна на Јосиф Мониер.^[20] Во 1889 година бил изграден првиот бетонски армиран мост, а првите големи бетонски брани биле изградени во 1936 година, Хувер браната и Гранд Куле браната.^[21]

Бетонот како тема во уметноста и во популарната култура

• „Бетон“ (Concrete) - песна на австралискиот поп-пејач Мајкл Хачинс (Michael Hutchence) од 1989 година.^[22]

Наводи

1. Zongjin Li; Advanced concrete technology; 2011
2. Moore, David (1999). „The Pantheon“. romanconcrete.com. Посетено на 26 September 2011.
3. „concretus“. Latin Lookup. Архивирано од изворникот на 2013-05-12. Посетено на 1 October 2012.
4. „The History of Concrete“. Dept. of Materials Science and Engineering, University of Illinois, Urbana-Champaign. Посетено на 8 January 2013.
5. From The History of Concrete - InterNACHI http://www.nachi.org/history-of-concrete.htm#ixzz31V47Zuuj
6. Brief history of concrete. Djc.com. Посетено на 2013-02-19.
7. http://www.pnas.org/content/111/52/18484.full
8. Heinrich Schliemann with Wilhelm Dörpfeld and Felix Adler, Tiryns: The Prehistoric Palace of the Kings of Tiryns, The Results of the Latest Excavations, (New York, New York: Charles Scribner's Sons, 1885), pages 203-204, 215, and 190.
9. Amelia Carolina Sparavigna, "Ancient concrete works"
10. Jacobsen T and Lloyd S, (1935) Sennacherib's Aqueduct at Jerwan, Oriental Institute Publications 24, Chicago University Press
11. Stella L. Marusin (1 January 1996). „Ancient Concrete Structures“. 18 (1). Concrete International: 56–58. Наводот journal бара |journal= (help)
12. Lancaster, Lynne (2005). Concrete Vaulted Construction in Imperial Rome. Innovations in Context. Cambridge University Press. ISBN 978-0-511-16068-4.
13. D.S. Robertson: Greek and Roman Architecture, Cambridge, 1969, p. 233
14. Henry Cowan: The Masterbuilders, New York 1977, p. 56, ISBN 978-0-471-02740-9
15. History of Concrete. Ce.memphis.edu. Посетено на 2013-02-19.
16. Robert Mark, Paul Hutchinson: "On the Structure of the Roman Pantheon", Art Bulletin, Vol. 68, No. 1 (1986), p. 26, fn. 5
17. „The Politics of Rediscovery in the History of Science: Tacit Knowledge of Concrete before its Discovery“. Архивирано од изворникот на 2010-05-05. Посетено на 2016-09-17.
18. Nick Gromicko & Kenton Shepard. „the History of Concrete“. The International Association of Certified Home Inspectors (InterNACHI). Посетено на 8 January 2013.
19. Herring, Benjamin. „The Secrets of Roman Concrete“ (PDF). Romanconcrete.com. Посетено на 1 October 2012.
20. The History of Concrete and Cement^{[мртва врска]}. Inventors.about.com (2012-04-09). Посетено на 2013-02-19.
21. Historical Timeline of Concrete Архивирано на 27 декември 2012 г.. Auburn.edu. Посетено на 2013-02-19.
22. YouTube, Max Q (Full Album) 1989 Michael Hutchence (пристапено на 16.12.2017)