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 | Происхождение бетона

История бетона

Автор:Динамический бетононасос,
Дата: 8 октября 2019 г.

Благодаря его использованию в прочных современных конструкциях вы можете не думать о бетоне как об историческом строительном материале. Однако это вещество имеет богатое прошлое. То, что во времена Древнего Рима не было грузовиков с цементом, не означает, что тогдашние культуры не могли строить из бетона. У них были свои способы адаптации и использования материалов.

Изучая историю бетона, мы можем понять, как мы используем его сегодня. Мы собрали некоторые ключевые годы на протяжении всей истории, а также известные и исторические бетонные сооружения, чтобы дать вам лучшее понимание сути.

Для этих целей мы рассмотрим бетон как смесь крупных и мелких частиц в сочетании с пастой. Паста схватывает и скрепляет частицы, которые затем можно использовать в качестве строительного материала. Мы также рассмотрим некоторые похожие материалы, которые имеют общие различия. На протяжении всей истории культуры строили с помощью:

Цемент: Этот мелкий порошок позволяет создавать другие материалы, такие как раствор, бетон, штукатурку и цементный раствор. Цемент действует как связующее вещество в этих строительных продуктах. Его часто делают из известняка, но другие возможные ингредиенты включают глину, кварцевый песок и ракушки. Какие бы разные культуры ни использовали на протяжении всей истории, зависело от того, какой у них был доступ к тому месту, где они жили. Независимо от ингредиента, люди измельчают и объединяют его с такими материалами, как железная руда, а затем нагревают 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 в смесь воду, цемент активируется, а затем затвердевает по мере высыхания. Затирка представляет собой аналогичный продукт, но в ней больше воды, которая течет между трещинами и щелями. Любое вещество может выступать в качестве клея для других строительных материалов от плитки до камня.
Adobe: Высушенная на солнце грязь создает сырцовые кирпичи. Песок, грязь и другие частицы почвы попадают в эти кирпичи, в которые люди могут также добавлять палки или солому вместе с водой. После высыхания кирпич сжимается и растет в зависимости от погоды. Поскольку его не обжигают в печи для отверждения, а вместо этого сушат на воздухе, он не подходит для влажного климата. Многие из первых применений строительных материалов, таких как бетон, на самом деле были глинобитными.

Вышеуказанные материалы относятся к одному семейству, но бетон является более прочным материалом. Он был с нами на протяжении всего времени в бесчисленных строительных проектах в самых разных формах. Читайте дальше, чтобы узнать больше об истории бетона и о том, как материал изменился за эти годы.

Самые ранние способы использования бетона

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

Здания
Полы
Мосты
Дороги
Скульптурные конструкции

Культуры по всему миру построили эти и другие здания из бетона и бетоноподобных веществ. Поскольку материал менялся с годами, трудно сказать, как долго существует бетон. Через приблизительную временную шкалу мы знаем, что она существовала за тысячи лет до нашей эры. Культуры использовали бетон на протяжении многих лет:

6500 г. до н.э.: Примерно в этом году были построены первые бетонные здания. Бедуины создали эти исторические бетонные сооружения на территории современной Сирии и Иордании. Ранние начинания подготовили почву для улучшения методов с течением времени.
3000 г. до н.э.: В это время египтяне использовали глину, смешанную с соломой, для создания глиноподобного строительного материала. Они также разработали и использовали гипсовые и известковые растворы для соединения сырцовых кирпичей. Примерно в то же время строители в Китае использовали форму цемента, созданную из липкого риса.
700 г. до н.э.: Примерно в это же время бедуины открыли цемент, затвердевающий под водой, и построили печи для производства раствора. Они использовали этот раствор для строительства полов, домов и других сооружений. За это время они также начали трамбовать бетонный материал и поняли, что вещество не будет работать так же хорошо, если оно будет слишком насыщенным.
600 г. до н.э.: Греки открыли натуральное вещество, которое может создавать бетон, если смешать его с известью. Хотя 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 строительство из бетона, хотя и не так, как мы используем его сегодня. Римляне создавали большую часть конструкции из рыхлых камней и материалов, цементируя их вместе раствором. Они даже использовали косметический кирпич в сочетании со своей версией цемента. Использование неструктурных блоков установило бетон как целевое и эстетическое изделие.
1414: Крах Римской империи сделал 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 запустило цепную реакцию открытия новых способов изготовления и использования бетона на века вперед.
1793: Джон Смитон разработал более эффективный метод производства гидравлической извести в 1793 году. Этот продукт использовался для ускорения схватывания цемента, а модернизированное производство упростило изготовление бетона и обеспечило его быстрое схватывание.
1824: Этот год был очень важным в истории бетона, потому что именно тогда каменщик Джозеф Аспдин создал портландцемент. Названный так, потому что он был похож на строительные камни в Портленде, Англия, портландцемент был прочной формой строительного материала. Аспдин произвел цемент, обжигая мел и глину в печи. Позже он решил добавить в глину известняк для создания клинкера.

Аспдин способствовал использованию цемента и бетона в современных конструкциях. Стремясь создать лучшую альтернативу строительному материалу римлян, он вдохновил конкуренцию на создание еще лучших версий своего портландцемента.

С первым использованием цемента и бетона произошла эволюция продуктов. Мы разработали множество способов изменить вещества, чтобы они работали лучше для нас, что со временем повлияло на историю бетонного строительства.

Контактная динамическая бетононасосная установка

Как бетон изменился за эти годы?

С годами бетон превратился в более эффективный материал. Мы перешли от использования натуральных веществ, напоминающих цемент, к обогащению природных материалов искусственными процессами. По мере развития технологий совершенствовались 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 построек, но впоследствии он стал использоваться 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 своего портландцемента, мы знаем, что он не смог бы достичь высоких температур, которые мы используем сегодня для нагревания 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 создавала постоянное качество независимо от того, когда и где кто-то производил вещество.

Еще до того, как мы разработали формулу портландцемента, строители снова использовали бетон в проектах по всему миру. В начале 1900-х годов бетон снова получил общественное признание в качестве строительного материала, и появились следующие типы конструкций:

Многоквартирный дом в Париже в 1902 году
Первое бетонное высотное здание в Огайо в 1904 году
328-футовый мост в Риме в 1911 году

После этих и других зданий был разработан товарный бетон. В 1913 марта 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 поступал предварительно смешанным с завода в ранних версиях того, что мы сегодня называем цементовозами.

Несколько десятилетий спустя мы обнаружили, что образование мелких пузырьков воздуха, известное как вовлечение воздуха, улучшает качество бетона. После введения в состав бетона воздухововлекающих веществ в 1930 году строительный материал стал легче работать и менее подвержен замерзанию. Теперь архитекторы в более холодном климате могли выбирать материал, не беспокоясь о трещинах или поломках.

Примерно в то же время строители разработали тонкостенный бетон. Крыши, купола, арки и другие подобные конструкции были сделаны из тонкой оболочки из бетона. Из-за прочной округлой формы этих конструкций не требовалось толстых слоев материала. Легкий вес тонкостенного бетона делает остальную часть здания более защищенной от обрушения, поскольку ему не нужно поддерживать тяжелый материал.

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

Пол Рудольф Холл 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 смогли создавать кривые, вырезы и другие привлекательные элементы дизайна из бетона. Гибкость стиля вещества позволила ему строить церкви, музеи, жилые дома и многое другое, а также некоторые исторические бетонные сооружения.

Знаменитые сооружения стали возможными благодаря бетону

Мы обязаны бетону многими историческими и узнаваемыми зданиями. Были ли они построены тысячелетие назад или в этом столетии, некоторые бетонные конструкции, о которых вы, вероятно, слышали, включают:

Пантеон: Пантеон в Риме — это самый большой бетонный купол, который не укреплен. 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 глазком или отверстием в центре.
Великая Китайская стена: Знаковая 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 эту структуру, добавляя к ней столетия после ее основания.
Маяк Эддистон: Расположенный у побережья южной Англии, этот третий вариант маяка был построен в 1700-х годах с использованием гидравлической извести Джона Смитона. Единственная причина, по которой историческое бетонное сооружение рухнуло, заключалась в том, что скалы под ним со временем подверглись эрозии.
Бетонная улица: В 1891 году в штате Огайо появилась первая бетонная улица. Известная как Корт-стрит, она стоит и сегодня. Несмотря на то, что Джордж Варфоломей создал улицу более 100 лет назад, она в два раза прочнее бетона, используемого в современных жилых проектах. Прочность делает его идеальным для противостояния трафику.
Панамский канал: После неудачных попыток обеспечить жизненно важное развитие путешествий и транспорта в 19 году началось строительство Панамского канала. 04. Через 10 лет проект был завершен. Бетон играл роль в шлюзах, которые помогают поднимать корабли, когда они движутся по каналу. По его завершении многие страны и порты были окончательно соединены.
Плотина Гувера: Сама плотина, построенная в 1935 году, потребовала более 3 миллионов ярдов бетона. На строительство электростанции и других сооружений плотины ушло еще 1 миллион ярдов. Однако строители не заливали бетон в одну массу, потому что он растрескался бы и затвердел слишком долго. Вместо этого они заполнили блоки бетоном, чтобы построить колонны. Испытания, проведенные двадцать лет спустя, показали, что бетон со временем стал прочнее.
Плотина Гранд-Кули: Менее чем через 10 лет после завершения строительства плотины Гувера строители создали самое массивное бетонное сооружение из когда-либо построенных. Для завершения строительства плотины Гранд-Кули в Вашингтоне в 1942 году потребовалось 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 сооружение получило титул крупнейшего бетонного сооружения в южном полушарии. Строительство началось в 1959 году и завершилось в 1973 году. Проект столкнулся с некоторыми трудностями, но его завершение привело к созданию великолепной бетонной конструкции. Сиднейский оперный театр в настоящее время служит местом для культурных мероприятий и туристов со всего мира.
Burj Khalifa: Расположенный в Дубае, Burj Khalifa был построен из железобетона. Оно будет удерживать титул самого высокого здания в мире до завершения строительства башни Джидда в 2020 году. В Бурдж-Халифе было использовано более 400 000 кубических ярдов бетона, а также более 60 000 тонн арматуры или арматуры.

Эти современные и исторические сооружения были бы невозможны, если бы не бетон. Их высота, прочность, размер и многое другое демонстрируют способности бетона. Полезность вещества не угасла после того, как до н.э. лет тоже. Сегодня и в далеком будущем мы продолжим использовать бетон для строительства инновационных зданий, домов, квартир, отелей, скульптур и многого другого.

Получите оборудование и услуги для бетона с помощью динамического бетононасоса

Примите участие в истории бетона сегодня с помощью услуг и оборудования Dynamic Concrete Pumping. У нас есть 40-летний опыт, помогающий подрядчикам воплощать в жизнь архитектурные замыслы, дополняя наследие исторических бетонных сооружений. Если вам нужны бетонные услуги или оборудование, свяжитесь с нами в Dynamic Concrete Pumping.

История бетона — Хронология истории бетона и цемента

От египтян до граверов

Это интерактивная временная шкала, охватывающая историю цемента и бетона. Он охватывает более 5000 лет, со времен египетских пирамид до современных разработок декоративного бетона. На протяжении всей истории бетон использовался для многих удивительных вещей, включая архитектуру, инфраструктуру и многое другое. Эта временная шкала с фотографиями и описаниями является информативным и интересным инструментом.

Щелкните значок ниже, чтобы увидеть соответствующую фотографию и описание:

3000 г. до н.э. — Египетские пирамиды

Египтяне использовали ранние формы бетона более 5000 лет назад для строительства пирамид. Они смешивали глину и солому, чтобы сформировать кирпичи, и использовали гипс и известь для приготовления растворов.

300 г. до н.э. — 476 г. н.э. – Римская архитектура

Древние римляне использовали материал, удивительно близкий к современному цементу, для строительства многих своих архитектурных чудес, таких как Колизей и Пантеон. Римляне также использовали продукты животного происхождения в своем цементе в качестве ранней формы добавок. Примеси, добавки к смеси, применяемые для достижения определенных целей, применяются и сегодня, подробнее о них читайте здесь.

Был ли бетон прочнее и экологичнее 2000 лет назад?

Конкретное мышление.

1824-Изобретение портландцемента

Джозефу Аспдину из Англии приписывают изобретение современного портландцемента. Он назвал свой цемент портландцем в честь каменоломни, в которой добывался очень прочный камень. Подробнее читайте в статье «Портландцемент — что это такое».

Ассоциация портландцемента.

1836-Испытание на прочность

В 1836 году в Германии было проведено первое испытание на прочность на растяжение и сжатие. Прочность на растяжение относится к способности бетона сопротивляться натяжению или растягивающим силам. Прочность на сжатие относится к способности бетона сопротивляться сжатию или сталкивающим силам. И прочность на растяжение, и прочность на сжатие выражаются в фунтах на квадратный дюйм (psi).

Был ли бетон прочнее и экологичнее 2000 лет назад?

Ассоциация портландцемента.

1889- Мост через озеро Алворд

Мост через озеро Алворд был построен в 1889 году в Сан-Франциско, Калифорния. Этот мост был первым железобетонным мостом, и он существует до сих пор, спустя более ста лет после его постройки!

www.waymarking.com

1891- Concrete Street

В 1891 году в Беллефонтейне, штат Огайо, была построена первая бетонная улица в Америке. Это современная фотография исторической улицы. Сегодня водопроницаемый бетон пропагандируется как лучшее и наиболее экологически чистое покрытие для улиц.

Здания Эмпорис.

1903-The Ingalls Building

Первое бетонное высотное здание было построено в Цинциннати, штат Огайо, в 1903 году. Здание Ingalls Building, как его называют, имеет шестнадцать этажей, что делает его одним из величайших инженерных подвигов своего времени.

flymoose.org

1908-Concrete Homes

В 1908 году Томас Эдисон спроектировал и построил первые бетонные дома в Юнионе, штат Нью-Джерси. Эти дома существуют и сегодня. Эдисон предвидел, что его проект будет иметь большой успех, и что очень скоро все в Америке будут жить в бетонных домах. Однако его видение не стало реальностью, как он ожидал; на самом деле бетонные дома только сейчас, сто лет спустя, начинают набирать популярность. О преимуществах бетонных домов читайте в статье «Строим дом из бетона».

Kuhlman Corp.

1913-Ready Mix

Первая партия готовой смеси была доставлена в Балтимор, штат Мэриленд, в 1913 году. для укладки произвели революцию в бетонной промышленности.

www.concreteconstruction.net

1915-Colored Concrete

Линн Мейсон Скофилд основала L.M. Scofield, первую компанию, производящую краску для бетона. Их продукция включала отвердители цвета, цветной воск, интегральный цвет, герметики и химические красители. С тех пор популярность цветного бетона только растет. Узнайте больше о современном цветном бетоне в разделе «Цветной бетон».

1930-Воздухововлекающие добавки

В 1930 году воздухововлекающие добавки впервые были использованы в бетоне для защиты от повреждений при замерзании и оттаивании. Узнайте больше о вовлечении воздуха в статью «Защита от циклов замерзания-оттаивания — повышение долговечности».

1936-Плотина Гувера

Плотина Гувера, построенная в 1936 году, расположена на реке Колорадо, на границе Аризоны и Невады. До этого времени плотина была самым масштабным бетонным проектом из когда-либо завершенных.

1938-Бетонное покрытие

Джон Кроссфилд был первым, кто получил патент на бетонное покрытие. Он добавляет латекс в портландцемент, заполнитель и другие материалы, чтобы сделать покрытие для корабельных палуб. Сегодня бетонные покрытия изготавливаются путем смешивания полимерных смол с цементом и широко используются из-за их декоративной привлекательности. Фотография справа современной бетонной облицовки предоставлена Milagro Custom Flooring Solutions, LLC.

Боманит.

1950-е годы-Декоративный бетон Разработан

Брэд Боуман разработал процесс Bomanite, оригинальное монолитное, цветное, текстурированное и отпечатанное архитектурное бетонное покрытие в середине 1950-х годов в Монтерее, Калифорния. За пятьдесят лет, прошедших с момента разработки Bowman, популярность декоративного бетона резко возросла, превратив его из простого и скучного в красивый декоративный элемент, способный украсить любой дом или офис.

Боманит.

1963-Бетонный спортивный купол

Первая спортивная арена с бетонным куполом, известная как Актовый зал, была построена в Университете Иллинойса в 1963 году.

Куб «Fibermesh» Корпорация СИ.

1970-е годы — Армирование волокном

Армирование волокном было введено как способ укрепления бетона.

Бадди Роудс Бетонные изделия.

1980-е — бетонные столешницы

Бадди Родс, отец бетонной столешницы, отлил свою первую столешницу в середине 80-х. Примерно в то же время Фу-Тунг Ченг также отлил свою первую бетонную столешницу. Спустя двадцать лет бетонные столешницы стали невероятно популярными благодаря своей долговечности, красоте и возможности персонализации.

Engrave-A-Crete. .

1990-Гравировка бетона

Даррел Адамсон разработал систему Engrave-A-Crete® в 1990 году. Узнайте больше в разделе «Что такое гравировка бетона?». Или посмотрите видео, в котором Даррел Адамсон рассказывает о своем бизнесе и о том, как ему пришла в голову идея гравировки на бетоне.

1992 — Самое высокое бетонное здание

Самое высокое железобетонное здание было построено в Чикаго, штат Иллинойс. 65-этажное здание известно только по адресу: 311 South Wacker Drive.

1999-Полированный бетон

HTC, изначально шведская компания, представила полировку бетона в США.