О бетоне. Бетон человек


Давно ли известен людям бетон?

Категория: Бетон

Давно ли известен людям бетон?

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.

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, 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 Портлавда). 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. Сейчас производство цемента в нашей стране достигло огромного размаха: в год его производится более 110 млн. т, больше, чем в любой другой стране мира!

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 — трехкальцйевый 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.

Бетон - Давно ли известен людям бетон?

gardenweb.ru

Интересные факты про бетон. Изготовление и класификация

Про бетон люди знают уже 6000 лет. Доподлинно известно, что прообраз материала широко использовался еще в Древнем Риме, но когда Римская империя пала, об этом материале забыли на тысячу лет. Бетон на основе вяжущего вещества, в качестве которого выступает цемент, известен примерно с середины 19 столетия.

Бетонный раствор

Под бетоном понимают неприродный стройматериал, состоящий из связывающего компонента – цемента, мелких и крупных заполнителей и воды. Все ингредиенты смешивают в строго определенных пропорциях для получения материала с необходимыми характеристиками. Очень часто для изменения качеств материала в его состав замешивают разные добавки.

Изготовление бетона

Основу смеси изготавливают из воды и цемента – основных связующих компонентов бетона. Соотношение этих двух компонентов, которое обозначают "В/Ц" – самая важная характеристика этого материала. Чем меньше значение соотношения В/Ц, тем прочнее будет бетон.

Распределяют бетон в Челябинске по нескольким значимым параметрам: по назначению, по составу вяжущих веществ – заполнителей, и по значению плотности.

По назначению выделяют обычный бетон. Его применяют в монолитном строительстве и специальные составы для специфического применения – гидротехнические, теплоизоляционные и многие другие. По типу вяжущих заполнителей бетон разделяют на цементный, силикатный, гипсовый, асфальтобетон и другие.

Классификация бетона

По значению плотности бетон делят на легкий, тяжелый, пористый, ячеистый и так далее. Самую большую популярность заслужил цементный бетон. Большим плюсом при использовании этого вида бетона является возможность приготовить смесь непосредственно перед использованием на строительной площадке.

Кроме того, можно изготовить смесь с заранее заданными свойствами в зависимости от конечного результата. Сооружения из бетона должны обладать высокой степенью прочности. Для усиления прочностных характеристик этого материала применяют армирование стальной арматурой.

Железобетон прекрасно зарекомендовал себя при возведении индустриальных и гражданских объектов. Цементный бетон отличается высокой устойчивостью к перепадам температуры, морозо- и влагоустойчивостью. Повсеместно строители используют гипсовый бетон. При изготовлении в смесь добавляют строительный гипс.

В качестве заполнителей служат различные органические добавки – сеченый камыш и древесные опилки, или смесь песка с органическими материалами. Гипсовый бетон выделяется высокой степенью огнеупорности. Гипсобетон применяют при конструировании стеновых панелей и перегородочных плит.

Гипсобетон

Цена за куб бетона колеблется от плотности материала. По плотности бетон бывает особо легким и особо тяжелым. Плотность в пределах до 500 кг/куб.м характерна для особо легкого бетона, у особо тяжелого значение плотности выше 2500 кг/куб.м. Плотность бетона определяет используемый заполнитель.

При изготовлении тяжелых видов бетона дробленый камень, гравий, щебень – крупные заполнители. Бетон легких видов получают, применяя дробленые минеральные или органические заполнители. Получают легкий бетон с помощью насыщения цементной смеси пузырьками газа.

Получаемый таким способом бетон имеет пористую структуру и называется ячеистым бетоном. Исходя из способа производства, этот материал можно подразделить на газобетон и пенобетон. Методом введения в бетонную смесь особых веществ получают так называемый газобетон.

Вещества в смеси начинают химическую реакцию и выделяют пузырьки газа. Таким же образом, добавляя с бетонную смесь специальные пенообразователи, производят пенобетон. Пенообразователи генерируют пузырьки воздуха. Во время быстрого смешивания пузырьки приходят в стабильное состояние.

Практически любые виды бетона повсеместно используются во многих отраслях народного хозяйства. Тяжелый вид бетона обычно используется в строительстве многоэтажных сооружений, а легкие материалы находят применение при малоэтажном строительстве, в кораблестроении и в сейсмоопасных зонах.

Пенобетон

Loading ... Loading ...
Понравилась статья? Нажимай
Спасибо Вам за добавление этой статьи в:

rmnt.net

Все, что нужно знать о бетоне : lifestroi

Если рассказывают о чем-то неинтересном, унылом и скучном, то часто говорят «серый, как бетон». Не знаю, как вам, - а мне вот бывает очень обидно за этот уникальный материал. На мой взгляд, бетон достоин самых высоких похвал, - ведь без него современное строительство совершенно немыслимо.

У привычного нам бетона на самом деле очень интересная и весьма древняя история: в строительстве он применяется ни много ни мало – уже несколько тысячелетий. Еще за три с половиной тысячи лет до нашей эры из него строили галереи в лабиринтах пирамид Древнего Египта

Его применяли для возведения храмов и крепостей древнего Урарту

И даже в строительстве Великой Китайской стены

К сожалению, о тех временах информация у нас достаточно отрывочная, не всегда полная, - но имеющиеся данные позволяют смело утверждать о том, что и в древнем мире бетон был весьма востребован.

В середине первого тысячелетия из бетона римляне построили знаменитое сооружение Клоака Ма́ксима (лат. Cloaca Maxima от лат. cluere — чистить): это была первая в мире система канализации.

Римляне использовали так называемый «пуццолан» - бетон, изготавливаемый из одноименного вулканического материала, известняка, воды и песка.

Что интересно, римляне применяли пуццолановую смесь не как связующий раствор, а в качестве самостоятельного материала. Пуццолановым бетоном также заливали зазоры между стенками из тесаного камня или кирпича: быстро застывающий раствор превращал стену в настоящий монолит.

К слову, бетон не только является практически вечным материалом, но и имеет «вечные» проблемы: еще за несколько столетий до наступления нашей эры Катон, ученый из Рима, обращал внимание правителей на то, что «… основная причина развалин заключается в том, что рабочие воруют известь и делают цемент без основного связующего вещества».

Римская империя пала, и о бетоне надолго забыли – вплоть до 1756 года, когда англичанин Джон Смитон получил заказ, выполнить который было для него делом чести.

Инженеру поручили строительство маяка в месте, которое было богато подводными течениями и поэтому было весьма бурным.

К счастью, Смитон был образованным человеком и питал любовь к истории, в частности, к античной; и однажды, обдумывая поставленную задачу, он вдруг вспомнил о записках Витрувия, римского архитектора, который руководил строительством гавани около Неаполя. Витрувий писал о том, что справиться со строительством порта в бурном море ему помогли местное строительное сырье.

А чем известен Неаполь? Правильно, - Везувием. Так Смитон стал присматриваться к вулканическим породам и пеплу, и с удивлением выяснил, что, если некоторые из них смешать с водой, то полученный раствор, застыв, превратиться в крайне похожий на камень, но куда более прочный материал.

Спустя почти полвека английский инженер Паркер выяснил, что подобного можно добиться и без применения вулканического пепла: смешайте известь и глину, обожгите получившуюся смесь, - и у вас получится отличное связующее вещество, которое сегодня нам известно как цемент.

Фактически Паркер «изобрел велосипед» - он разработал материал, который задолго до него «придумал» вулкан. Я долго не понимал, откуда, так сказать, «растут ноги» у связующих свойств цемента. Пришлось покопаться в производственном процессе, чтобы понять. Все дело в химических процессах, протекающих при высоких температурах; во вращающихся с небольшой скоростью печах известь и глина обжигаются примерно при 1400 градусах и практически «запекаются». Все процессы в получившемся материале замирают вплоть до того момента, как на цементную крошку попадет вода. Если бы мы могли взглянуть под микроскопом на соприкосновение воды и цемента, то увидели бы, что буквально на глазах увлажненная цементная кашица начинает расширяться и «пухнуть»: на поверхности примешиваемого к бетону гравия начинают расти игольчатой формы кристаллы, которые быстро заполняют промежутки между каменными зернами.

Но настоящий триумф бетона пришелся на начало XVIII века, и связан он с появлением такой модификации материала, как железобетон.

«Тонкое место» бетона заключается в том, что он может сопротивляться сжиманию, но перед растяжением является совершенно бессильным. И, когда нагрузку взяла на себя стальная арматура, - а это сетка, проволока и стержни, - то у получившегося материала просто не стало конкурентов. Поэтому на сегодняшний день без бетона не обходится практически ни одна стройка – будь-то возведение дома, офисного здания, аэропорта, моста или даже плотины. Из армированного бетона построен даже великий монумент «Родина-мать»!

И напоследок вот вам забавный факт: несмотря на то, что первые опыты по армированию бетона производились еще в самом начале XIX веке (в России тогда строили Царскосельский лицей и применяли железные стержни для армирования бетонных перекрытий), железобетон был запатентован только полвека спустя. И знаете, для чего? Обладатель патента, Монье, получил его на изготовление…. кадок для цветов!Резюмирую: бетон не так прост, как кажется на первый взгляд. Кроме древней истории, он может похвастаться и обилием сфер применения: например, ученые придумали светопроводящий бетон.

И да, дракончик тоже бетонный ....

Еще много интересного в этом блоге. Проект "дом за 4 миллиона":

Построить дом за 4 миллиона под ключКак выбрать земельный участок для строительства домаВыбираем участок для строительства загородного домаЮридические тонкости выбора земельного участка

Материал для дома и фундамент:

Выбираем идеальный материал для стен: ячеистые бетоныГазовая камера своими рукамиИз чего построить дом?Из чего еще построить дом?Философский каменьДля чего нужен фундамент?Технология строительства дома из несъемной опалубкиДом из СИП-панелей: о чем молчат производители.

Просто интересное в блоге:

Гиперболоид инженера ШуховаНеобычная МоскваДольмены: строительная загадка прошлогоКирпич: 8 тысяч лет историиОчаровательная старая МоскваКак перестраивалась МоскваСталинские высотки - символ, украшающий столицуКак Эйфелеву башню на металлолом продали

Подписаться в три клика на обновления моего блога в жж - невероятно просто, но зато читать каждый день невероятно приятно!

Также можно подписаться в твиттере и в вк.

lifestroi.livejournal.com


Смотрите также