+90	3. 63	4,55	—
—

Таблица 4

Значения D10, D50, D50, D90, удельная площадь поверхности (S) и средневзвешенное значение поверхности (SM), представляющие собой интегральные характеристики распределения частиц компонентов вяжущего по размерам.

Связующий компонент	D10	D50	D90	S	SM
	(мкм)		(м 2 . g -1 )	(мкм)
	Клинкер 1,98		14,68 119,28		1,37 4,38
	Известняк 0,74	5,25	63,29	2.78	2,16
GGBS	2,85	17,37	103,21	1,10	5,47
ПРЛ	0,86	4,13	15,59	2,88	2,08

Значения D относятся к распределению компонентов на основе их диаметра (например, D50 означает, что половина компонентов больше, а половина меньше этого диаметра).

2.2. Состав смеси гидравлического вяжущего

Согласно нормативу [39] содержание основных составляющих вяжущего должно быть более 10 % по массе, при этом дополнительный компонент не должен превышать 10 % от общей массы смеси при нормальном твердении гидравлическое дорожное вяжущее.Составы опытных смесей разрабатывались в соответствии с рекомендованным набором компонентов для нормальнотвердеющего гидравлического вяжущего согласно паспорту продукта DoroCem [40] с постоянным содержанием БФД ().

Таблица 5

Рекомендуемый состав для гидравлического вяжущего нормального твердения в соответствии с паспортом продукта DoroCem [40].

Клинкер	Известняк	ГГБС	БФД
	(мас. %)
58.5-71.5	16.2-17.8	6.5-9.5	10

Содержание отдельных составляющих в экспериментальных связующих смесях BM1-BM3 приведены. BM1 характеризуется средним содержанием компонентов (клинкера, известняка и GGBS) в рекомендуемом диапазоне, а BM2 и BM3 – максимальным и минимальным уровнями рекомендуемого диапазона соответственно.

Таблица 6

Разработка рецептур с различными компонентами в смесях дорожного вяжущего.

Рецепт	Клинкер	Известняк	GGBS	BPD
		(мас. %)
ВМ1	65	17	8	10
ВМ2	63	16,5	9,5	10
ВМ3	67	17,5	6,5	10
Справочный	100	—	—	—

Введение БФД в цементную смесь потребовало увеличения расхода воды для получения цементного теста стандартной консистенции. Из-за сухости смеси и плохой технологичности цементных смесей с водным коэффициентом (В/Ц) = 0,5 пришлось оптимизировать этот коэффициент до значения 0,23. Эталонную смесь и экспериментальные вяжущие пасты готовили по стандарту [41] путем смешивания сухих компонентов вяжущего с деионизированной водой в стандартном смесителе Е093 (МАТЕСТ, Тревиоло, Италия) на малой скорости в течение 120 с.Затем смесь останавливали на 90 с для удаления пасты, прилипшей к стенке и дну чаши, а также к мешалке с помощью пластикового скребка. Затем перемешивание продолжали на более высокой скорости в течение 120 с.

Стальную форму для трех корпусов размером 40×40×160 мм каждый заполнили свежей смесью, а для уплотнения использовали лабораторный вибростол (МАТЕСТ, Тревиоло, Италия), оснащенный двигателем, производящим 3000 колебаний в минуту. образцы цементного раствора. Вибрация продолжалась до тех пор, пока на поверхности раствора не исчезали пузырьки воздуха и поверхность тела не становилась относительно гладкой и блестящей.Вибрированные свежие пастообразные смеси хранили во влажной среде (покрытые полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) пленкой), а через 48 ч корпуса извлекали из формы и помещали в водную среду. Деионизированная вода (из лаборатории Строительного факультета ТУ в Кошице) использовалась для обработки смесей согласно [42]. Процессы смешения и твердения проводили в лабораторных условиях (температура 23 °С, относительная влажность 55–65 %).

2.4. Процедуры тестирования

2.4.1. Свойства свежей смеси

Время схватывания и консистенция цементного теста являются ключевыми факторами, влияющими на технологические процессы производства растворов и бетона. Начальный момент времени схватывания определяли методом проникновения зонда. Начальное время схватывания всех свежих экспериментальных цементных паст определяли как время, прошедшее от нуля до момента, когда расстояние между цилиндрической стальной иглой и подушкой достигало 6 ± 3 мм по стандарту [41] с использованием аппарата Вика ( ELE International, Шеффилд, Великобритания).

Консистенцию экспериментальных смесей свежего вяжущего определяли с помощью тестового стола в соответствии с [43] для свежезамешанных строительных растворов, включающих минеральные вяжущие, где измеряли средний диаметр испытуемого образца, помещенного на стол потока, до удара в вертикальном направлении после выпуск стандартного осадочного конуса.

2.4.2. Свойства закаленных образцов

Насыпную плотность испытательных образцов оценивали согласно [44]. Прочность на сжатие опытных образцов цемента, частично замещенных альтернативными компонентами вяжущего, определяли согласно [45] через 28, 56 и 90 суток твердения (ADR ELE 2000, International Ltd., СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО). Полученные значения параметров представляли собой среднее значение шести измерений. Стандартные требования к механическим свойствам приведены в качестве нормативных значений гидравлического дорожного вяжущего нормального твердения.

Таблица 7

Стандартные требования к механическим свойствам, приведенные в виде характеристических значений.

Прочность на компрессию	EN 196-1
	класс	N1 *	N2	N2	N3	N4
3 Через 56 дней [MPA]		2. 5–22,5	12,5–32,5	22,5–42,5	32,5–52,5

Гидравлический цемент и раствор: в чем разница?

Handyman’s World является участником партнерской программы Amazon Services LLC, партнерской рекламной программы, предназначенной для предоставления сайтам средств для получения платы за рекламу за счет рекламы и ссылок на amazon.com.

Если вы работаете с камнем и кирпичной кладкой, вам, конечно же, необходимо соединить различные части вместе.Двумя очень распространенными вяжущими, которые можно использовать для этой цели, являются гидравлический цемент и раствор.

С учетом сказанного, это не одно и то же, и вам нужно знать различия между ними, прежде чем выбрать тот или иной, поэтому давайте разберемся с этим прямо сейчас.

Гидравлический цемент и раствор: основы

Прежде чем говорить о сходствах и различиях между раствором и гидравлическим цементом, давайте сначала выясним, что они собой представляют.

Что такое гидравлический цемент?

Гидравлический цемент представляет собой особый тип цемента, одной из основных характеристик которого является способность затвердевать во влажном состоянии, даже при погружении в воду.Основное назначение этого вида цемента – для конструкций и зданий, которые часто или постоянно контактируют с водой. Он водонепроницаем.

Применяется для предотвращения протечек воды в бетонных конструкциях, а также каменных конструкциях. Гидравлический цемент изготавливается из различных компонентов, включая алит, белит, целит и браунмиллерит. Алит и белит помогают добиться большой прочности при отверждении смеси, а последний из ингредиентов помогает сохранить ее в исходном жидком состоянии перед использованием.

Что такое раствор?

С технической точки зрения раствор определяется как рабочая паста, которая затвердевает и используется для скрепления строительных блоков, таких как блоки бетонной кладки, кирпичи и камни, а также для заполнения зазоров между элементами кладки.

Раствор представляет собой смесь песка и цемента, обычно портландцемента (разновидность гидравлического цемента, который может затвердевать во влажном состоянии и даже под водой), и обычно некоторых других материалов, таких как заполнители. Основное назначение раствора – кладка стен из кирпичной кладки.

Сходства гидравлического цемента и раствора

Теперь, когда мы знаем, что такое гидравлический цемент и раствор, давайте выясним, что делает их похожими друг на друга.

1. Оба содержат цемент

Итак, когда дело доходит до состава как гидравлического цемента, так и раствора, есть, конечно, различия, но при этом оба сделаны из цемента. Гидравлический цемент, очевидно, производится из цемента, который обычно представляет собой портландцемент. Хотя раствор также содержит заполнители и песок, он также сделан из портландцемента.Портландцемент является основным связующим в обоих этих строительных материалах.

2. Оба являются обычными строительными материалами

Хотя применение обоих этих материалов различно, они оба являются обычными строительными материалами, которые используются при работе с камнем, кирпичной кладкой и бетоном. У них разные приложения, но они оба используются для проектов каменной кладки.

3. Оба могут отверждаться под водой

Одним из основных преимуществ гидравлического цемента является то, что он способен отверждаться под водой или просто в очень влажном состоянии.Поскольку раствор обычно также изготавливается из портландцемента, он также обладает способностью затвердевать во влажном состоянии или даже при полном погружении в воду.

4. Оба являются водостойкими

Кроме того, гидравлический цемент также является полностью водонепроницаемым, поэтому его часто используют для предотвращения протечек, особенно в зданиях и сооружениях, которые часто подвергаются воздействию воды или даже находятся под водой. Хотя раствор не используется для точно таких же целей, он используется для строительства стен, и в этом случае он водостойкий.Использование раствора для соединения кирпичей предотвратит попадание воды между кирпичами.

5. Оба плохо работают на морозе

Хотя раствор может немного лучше работать на морозе, простой факт заключается в том, что оба этих строительных материала не следует использовать при отрицательных температурах, потому что они не будут правильно лечить. В то же время оба этих строительных материала также не слишком хорошо работают в условиях сильной жары.

6. Процесс отверждения

Сейчас мы не хотим вдаваться в науку об этом здесь, потому что это может быть довольно тип гидравлического цемента, процесс отверждения обоих этих строительных материалов одинаков.

Различия между гидравлическим цементом и раствором

Теперь, когда мы знаем, в чем сходство между ними, давайте поговорим о различиях между ними.

1. Связующие свойства

Портландцемент идеально подходит для использования с различными камнями и кладочными материалами, но при этом он не очень хорошо связывает бетон и не так хорошо прилипает к другим материалам. либо. В частности, когда речь идет о бетоне, портландцемент или гидравлический цемент не обладают лучшими связующими свойствами.Раствор, с другой стороны, очень хорошо подходит для всех типов камня, кирпича, бетона и каменной кладки в целом.

2. Рабочее время

Одна вещь, которая не слишком хороша в гидравлическом цементе, это тот факт, что он допускает только 15-минутное окно между смешиванием и использованием. Он начинает затвердевать и затвердевать очень быстро. С другой стороны, раствору может потребоваться несколько часов, если не полдня, чтобы он начал затвердевать, а это значит, что у вас будет гораздо больше времени для работы с ним.

3. Толщина

Другое основное различие между этими двумя строительными материалами заключается в том, что гидравлический цемент имеет тенденцию быть довольно тонким, тогда как раствор намного толще.Хотя гидравлический цемент можно использовать на вертикальных поверхностях, он может немного стекать, в то время как раствор не должен стекать.

4. Прочность

Здесь также необходимо знать, что хотя гидравлический цемент и имеет свое применение, факт в том, что цемент сам по себе довольно слаб, особенно по сравнению с чем-то вроде раствора. Вы бы не использовали гидравлический цемент, чтобы построить стену из кирпичей. Миномет был бы предпочтительным материалом здесь.

5. Полностью водонепроницаемый

Здесь важно отметить, что гидравлический цемент полностью водонепроницаем. Хотя раствор содержит гидравлический цемент, из-за того, что он смешивается с другими заполнителями, он не является полностью водонепроницаемым. Конечно, раствор очень водостойкий, но со временем он начнет изнашиваться и пропускать воду.

Гидравлический цемент или раствор: какой из двух следует использовать?

Суть в том, что если вы строите стену из кирпича, камня или других видов каменной кладки, то вам нужен раствор. Однако, если вы строите что-то, что требует хорошей гидроизоляции, вам нужно использовать гидравлический цемент.

Просто имейте в виду, что гидравлический цемент вообще не предназначен для строительных работ, поэтому его нельзя использовать для строительства стен. Вместо этого гидравлический цемент — это то, что вы использовали бы для заполнения зазоров и трещин, чтобы предотвратить попадание или вытекание воды.

Резюме

Теперь, когда вы знаете, в чем разница между раствором и гидравлическим цементом, вы можете сделать осознанный выбор между ними для своего следующего проекта.

Почему 2000-летний римский бетон намного лучше того, что мы производим сегодня

Одной из захватывающих загадок Древнего Рима является впечатляющая долговечность некоторых бетонных сооружений гавани.Эти вещи, побитые морскими волнами в течение 2000 лет, все еще существуют, в то время как наши современные смеси разрушаются всего за несколько десятилетий.

Теперь ученые раскрыли невероятную химию, стоящую за этим явлением, и приблизились к разгадке его давно утерянного рецепта. Как оказалось, римский бетон не только более прочен, чем то, что мы можем сделать сегодня, но и на самом деле со временем становится на прочнее .

Исследователи во главе с геологом Мари Джексон из Университета штата Юта в течение многих лет разгадывали тайны римского бетона, и теперь они нанесли на карту его кристаллическую структуру, точно выяснив, как этот древний материал затвердевает с течением времени.

Современный бетон обычно изготавливается из портландцемента, смеси кварцевого песка, известняка, глины, мела и других ингредиентов, расплавленных вместе при высоких температурах. В бетоне эта паста связывает «заполнители» — куски камня и песка.

Этот заполнитель должен быть инертным, поскольку любая нежелательная химическая реакция может вызвать трещины в бетоне, что приведет к эрозии и разрушению конструкций. Вот почему бетон не обладает долговечностью природных камней.

Но римский бетон работает иначе.

Они были созданы из вулканического пепла, извести и морской воды с использованием химической реакции, которую римляне, возможно, наблюдали в естественно сцементированных отложениях вулканического пепла, называемых туфовыми породами.

С раствором из вулканического пепла было смешано больше вулканической породы в качестве заполнителя, который затем продолжал реагировать с материалом, в конечном итоге делая римский цемент намного более прочным, чем вы думаете.

В рамках предыдущего исследовательского проекта под руководством Джексона команда уже собрала образцы римского морского бетона в нескольких портах вдоль итальянского побережья.

Сверление образцов римского бетона в Тоскане, 2003 г. Фото: J. P. Oleson

Исследователи нанесли образцы на карту с помощью электронного микроскопа, а затем пробурили до чрезвычайно высокого разрешения с помощью рентгеновской микродифракции и рамановской спектроскопии. С помощью этих передовых методов они смогли идентифицировать все минеральные зерна, образующиеся в древнем бетоне на протяжении веков.

«Мы можем отправиться в крошечные естественные лаборатории в бетоне, нанести на карту присутствующие минералы, последовательность образующихся кристаллов и их кристаллографические свойства», — говорит Джексон.

«То, что мы смогли найти, просто поразительно.»

Джексон особенно интересовался наличием глиноземистого тоберморита, прочного минерала на основе кремнезема, который на самом деле довольно редок и труден для получения в лаборатории, но в изобилии содержится в древнем бетоне.

Как оказалось, глиноземистый тоберморит и родственный ему минерал под названием филлипсит на самом деле растут в бетоне благодаря плещущейся вокруг него морской воде, медленно растворяя вулканический пепел внутри и давая ему пространство для развития усиленной структуры из этих взаимосвязанных кристаллов. .

«Римляне создали похожий на камень бетон, который процветает в открытом химическом обмене с морской водой», — говорит Джексон.

Это довольно безумно, и это полная противоположность тому, что происходит в современном бетоне, который разрушается, когда соленая вода ржавеет на стальной арматуре и вымывает составы, скрепляющие материал.

Изготовление бетона так, как когда-то делали римляне, было бы благом для современной строительной индустрии, особенно когда речь идет о прибрежных сооружениях, таких как пирсы, которые постоянно разрушаются волнами, или причудливые приливные лагуны для использования энергии волн.

Но, к сожалению, рецепты были утеряны в зубах времени, поэтому наш единственный шанс воссоздать древний материал — это реконструировать его на основе того, что мы знаем о его химических свойствах.

И мы не можем заменить весь цемент в мире историческим материалом, потому что не везде мы можем получить доступ к нужным вулканическим ингредиентам.

«Римлянам повезло с породой, с которой им приходилось работать, — говорит Джексон. «У нас нет таких камней во многих странах мира, поэтому их нужно будет заменить.

Но если Джексон и ее коллеги разгадают рецепт, современные морские инженеры смогут воспользоваться потенциалом материала, который не нуждается в стальной арматуре, может служить веками и при этом выделять меньше углерода.

Исследование был опубликован в American Mineralogist .

История бетона | BigRentz

Бетон — это такая данность в нашей повседневной жизни, что она вошла в наш лексикон: когда мы говорим что-то «бетонное», мы имеем в виду, что это прочное, прочное, постоянное, на что можно рассчитывать.Кроме того, большинство из нас проводят 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 взялся 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 времена беспрецедентных построек римлян и достигающая современного строительства.

Мы посмотрим, чем является бетон (и чем он не является), как он возник, какую роль он сыграл в создании великих городов и монументальных зданий мира и как он формирует нашу жизнь каждый день.

Прежде чем углубляться в историю бетона, необходимо развеять 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 является компонентом бетона.

Цемент производится из различных комбинаций известняка, глины, ракушек, мела, сланца, сланца, кварцевого песка, а иногда даже из доменного шлака или железной руды. Эти ингредиенты измельчаются, а затем нагреваются при высоких температурах, в результате чего получается материал, называемый клинкером . В клинкер добавляется гипс, затем вся смесь тонко измельчается для получения цементного порошка.

Просто добавь воды, и процесс станет интереснее. Гидратация — это процесс, происходящий, когда содержащиеся в цементном порошке минералы — кальций, кремний, алюминий, железо и другие — образуют химические связи с молекулами воды. Когда этот процесс завершается, вода испаряется, а паста высыхает, оставляя после себя эти связи, организованные в похожее на камень вещество.

Итак, бетон представляет собой смесь этой водно-цементной пасты и песчано-каменного заполнителя. Паста покрывает поверхность песка и камней, связывая их вместе в смесь, известную как бетон. В своей густой жидкой форме бетону можно придать практически любую форму, какую пожелает строитель — лист, колонна, блок, плита, арка, чаша и т. д. Как только вода в пасте высыхает, бетон становится твердым, как камень, и сохраняет эта форма.

Цемент обычно составляет около 10-15 процентов бетонной смеси. Почти во всех типах бетона используется портландцемент. Это не торговая марка, а общепризнанный тип цемента, который широко используется в промышленности (например, «нержавеющая сталь» или «чистое серебро»). Его создатель назвал свою смесь в честь высококачественных строительных камней, найденных в близлежащем карьере в Портленде, Англия.

стал таким популярным (и остается таковым) благодаря своим трем выдающимся качествам: пластичности, долговечности и экономичности. Когда он влажный, бетон может принимать практически любую форму, вписываться в любое пространство, заполнять практически любые пустоты, покрывать практически любую поверхность. Но как только он высохнет и затвердеет, он держит свою форму, становясь со временем прочнее, тверже и прочнее.

Бетон, изготовленный с правильной концентрацией и в правильных условиях, может быть водонепроницаемым, устойчивым к буре и огнеупорным. И благодаря этой долговечности он длится практически вечно. Через миллион лет, когда вся сталь, из которой мы построили наш мир, проржавеет насквозь, а дерево превратится в пыль, останется только бетон.

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

Если вы найдете эти факты удивительными, следуйте за нами по «конкретной дороге» через временную шкалу других захватывающих достижений.Вы увидите, как бетон стал материалом, который буквально проложил путь к жизни, какой мы ее знаем сегодня.

Так как же мы пришли к нынешнему состоянию бетона? Через процесс эволюции, как и многие другие средства строительства и развития. Во-первых, древние люди сделали открытия о встречающихся в природе материалах, которые они могли использовать для улучшения фундаментальных частей своей инфраструктуры — домов, заборов, колодцев и т. д. Поколения, которые последовали за ними, основывались на этих знаниях, внося улучшения здесь и там, пока не наступил индустриальный век. и ускорили развитие до нынешнего уровня.

Происхождение и предшественники

12 миллионов лет назад – встречающийся в природе цемент

На земле, которая сейчас является Израилем, самовозгорание вызвало реакцию между известняком и горючим сланцем, что привело к естественным отложениям «естественного цемента», который сделал возможным образование бетона в будущем.

10 000 г. до н.э. – самая ранняя известняковая структура  

Известняк, также часто называемый «известью», играет самую раннюю роль в истории бетона как основной ингредиент цемента, и он использовался на протяжении тысячелетий.Гёбекли-Тепе в современной Турции был самым ранним известным известняковым сооружением, предшествующим другому массивному каменному храму, Стоунхенджу, на 6000 лет. Известняк составлял Т-образные колонны этого храма, которые были построены и вырезаны доисторическими людьми, у которых еще не было металлических инструментов или даже гончарного дела.

6500 г. до н.э. – пустыня цистерны

Первые похожие на бетон сооружения, тайные подземные цистерны для хранения скудной воды, были построены набатейскими или бедуинскими торговцами, которые построили небольшую империю в пустынных оазисах южной Сирии и северной Иордании.Некоторые из этих цистерн все еще существуют в тех областях сегодня.

5600 BC – Предварительно бетонные полы

В бывшей Югославии, в районе Лепенски Вир вдоль реки Дунай, в середине 1960-х годов были обнаружены хижины с подобием бетонных полов. Используемый известковый цемент, вероятно, был получен из месторождения вверх по реке и был смешан с песком, гравием и водой, чтобы напоминать бетонные смеси нашего времени.

Памятники древности

3000 г. до н.э. – Египетские пирамиды

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

1400-1700 гг. 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 под названием пуццолана для строительства полов, фундамента и канализации.

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

Строители Ближнего Востока обожгли известняк и смешали его с водой, а затем использовали эту смесь для покрытия внешней стороны своих глиняных стен.Когда смесь вступала в реакцию с воздухом, она образовывала твердую защитную поверхность — и, так сказать, закладывала основу для современных версий цемента.

1000 г. до н.э. – греческие гробницы

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

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

Северные китайцы использовали форму цемента для строительства лодок и их части Великой китайской стены.За столетия строительства стены материалы, использованные для всего ее пролета, включали тростник, ветви ивы, дерево, уплотненный песок, грязь и 100 миллионов тонн камня и кирпича. Там, где они не были скреплены известняковым раствором, они были скреплены раствором из клейкого липкого риса.

* 700 г. до н.э. – Печи, строительные растворы и гидравлическая известь

Те же самые бедуины, которые первыми построили подземные цистерны, позже построили печи для обжига для производства элементарной разновидности гидравлической извести — цемента, затвердевающего под водой — для водонепроницаемого раствора, который ускорил строительство домов, полов и новых водонепроницаемых цистерн под землей.

От Римской империи к эпохе Возрождения

300-500 гг. 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 сгущения смеси из обожженного известняка, измельченных камней, песка и воды — что позволило им построить пандусы, террасы , и дороги, которые со временем соединили всю империю. Заливка смеси в формы вскоре позволила строителям создавать своды и купола, а также арки знаковых акведуков и бань империи. Римский бетон выдержал землетрясения, удары молнии, морские волны и тысячи лет выветривания.

82 г. н.э. – Колизей

После гражданской войны в Риме император, известный как Веспасиан, решил построить самый большой театр в мире, вмещающий более 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, являясь культовым символом Римской империи.

117-125 гг. н.э. — Пантеон — и потеря бетона

Римский Пантеон, которому скоро исполнится 1900 лет, крепок как никогда. Неармированный бетонный купол храма был в два раза шире и выше любого купола, когда-либо созданного в то время, его длина составляла 143 фута со знаменитым «окулусом» в центре. Его гигантский вес поддерживается невероятно толстыми бетонными стенами и восемью цилиндрическими сводами, все они укреплены кирпичом, но без внутренней поддержки.

Сегодняшние инженеры не посмеют построить неармированный купол такого размера, и они, возможно, никогда не узнают секрет прочной устойчивости Пантеона. Мы знаем, что инженеры императора Адриана скорректировали рецепты бетона, используя больше вулканического пепла, чем камня, чтобы сделать купол легче, и больше каменного наполнителя в стенах для более мощного армирования. Но когда Римская империя пала в 476 году нашей эры, беспрецедентный римский рецепт бетона был утерян.

1507 – Ренессанс – Мост Нотр-Дам

Сразу после Средневековья итальянский монах по имени Джованни Джокондо построил мост Нотр-Дам в Париже, используя остатки информации из древнеримского рецепта цемента.Примерно через 250 лет сооружение было снесено, потому что дома, построенные на вершине моста, добавили слишком много веса. Джокондо войдет в историю как единственный человек, который пытался строить из бетона в эпоху Возрождения.

Достижения в области бетона

Улучшения XVI века

Каменщик из Андернаха, Германия, пытался смешать вулканический пепел под названием трасс с известковым раствором. Получившийся материал был водостойким и прочным — и цепная реакция, запущенная открытием, привела к созданию современного цемента.

Торговля бетоном XVII века

В 17 веке голландцы (которые уже умели строить в воде) продали трасс во Францию ​​и Великобританию для использования в зданиях, требующих водонепроницаемости. Две соперничающие страны сразу же начали соревноваться в создании 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 занялся поиском самого прочного и водонепроницаемого строительного материала, который только мог найти.Обнаружив поблизости известняк с высокой концентрацией глины, он обжег его в печи и превратил в клинкер. Он измельчил его в порошок и смешал с водой, чтобы получилась паста, из которой он построил маяк.

В процессе — и более чем через 1000 лет после того, как секреты бетона были утеряны — Смитон заново открыл, как производить цемент. Вскоре производители начали рекламировать его открытие как «римский цемент». А Эддистоунский маяк простоял почти 130 лет, пережив скалы, вышедшие 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 нагревал глинозем и кремнезем до тех пор, пока материалы не становились похожими на стекло, затем измельчал их в порошок и добавлял в известняковую смесь вместе с гипсом.

Полученная в результате химическая комбинация кальция, кремния, алюминия, железа, гипса и других минеральных ингредиентов составляет особую формулу портландцемента, основного ингредиента бетона.Аспдин назвал полученный цемент «портландским», потому что он напоминал высококачественный строительный камень, добываемый в близлежащем Портленде, Англия.

* 1836 – Испытание на прочность

В Германии состоялись первые испытания прочности бетона на растяжение и сжатие. Прочность на растяжение — это способность сопротивляться растяжению или разрыву; прочность на сжатие — это способность сопротивляться сжатию или сжатию.

* 1850s – Армирование стальной сеткой запатентовано

Французский садовник Жозеф Монье провел успешный эксперимент по заливке бетоном стальной сетки.(Бетон и сталь расширяются с одинаковой скоростью при нагревании, что делает их идеальной парой). Моньер запатентовал несколько вариантов своего изобретения для использования в железнодорожных спальных вагонах, строительных плитах и ​​трубах. Железобетон намного прочнее и практичнее, чем неармированный материал. Он может перекрывать большие промежутки, позволяя бетону парить в виде мостов и небоскребов.

* 1880s — Армирование железными стержнями

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

Рэнсома вскоре будет использоваться в коммерческих зданиях, дорогах, мостах и ​​даже первых небоскребах. Знаменитый архитектор Фрэнк Ллойд Райт начал внедрять технологию арматурного бетона в современную архитектуру.Некоторые из самых известных зданий Райта, в том числе Храм Единства в Оук-Парке, штат Иллинойс, считаются первым современным зданием в мире; и Fallingwater в Милл-Ран, штат Пенсильвания, его самая знаменитая работа, были сделаны из железобетона.

* 1880s – запатентованная сталь для предварительного напряжения

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

С тех пор, как Рэнсом изобрел использование арматуры, из бетона строятся все виды монументальных зданий и объектов инфраструктуры.Панамский канал, бункеры времен Второй мировой войны и знаменитый Сиднейский оперный театр построены из того же строительного материала, что и одни из самых прочных и 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 его постройки.

1891 – Первая бетонная улица в Америке – Беллефонтейн, Огайо

В 1891 году человек по имени Джордж Варфоломей построил первую бетонную улицу в Америке в Беллефонтейне, штат Огайо. Сегодня водопроницаемый бетон пропагандируется как лучшее и наиболее экологически чистое покрытие для улиц.

1903 – Первое бетонное высотное здание – The Ingalls Building, Цинциннати

В Цинциннати в 1903 году система Рэнсома сделала возможным строительство первого бетонного высотного здания — 16-этажного здания Ingalls Building.Эта головокружительная высота сделала небоскреб одним из величайших инженерных достижений своего времени.

1899 – Мост через реку Вена

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

1908 — Бетонные дома — Юнион, Нью-Джерси — спроектированы и построены Томасом Эдисоном

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

* 1913 – Первая поставка 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 стала революцией в бетонной промышленности.

* 1915 — Цветной бетон — L.M. Scofield, первая компания, производящая краску для бетона

Линн Мейсон Скофилд основала LM Scofield, первую компанию по производству красок для бетона.Их продукция включала отвердители цвета, цветной воск, интегральные краски, герметики и химические красители.

*1930 – Воздухововлекающие вещества – устойчивость к повреждениям от замораживания и оттаивания

В 1930 году воздухововлекающие добавки впервые были использованы в бетоне для защиты от замерзания и оттаивания, что явилось бесспорным благом для методов строительства в холодную погоду в Соединенных Штатах и ​​во всем мире.

1936 г. – Плотина Гувера – крупнейший бетонный проект, когда-либо реализованный в то время

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

1956–1992 гг. — система автомагистралей между штатами США

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 Иллинойсского университета в Урбана-Шампейн в 1963 году.Арена, известная как Актовый зал, похожа на летающую тарелку и вмещает более 16 000 человек в идеальном бетонном круге.

* 1970-е годы – Армирование волокном – метод укрепления 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. Армирование волокном можно использовать для укрепления зданий, а также наружных элементов, от подъездных путей, плит и тротуаров до бассейнов, патио и террас.

1992 — Самое высокое железобетонное здание — Чикаго

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

* Современная эпоха – производство низкосортного бетона

является решением мировых строительных проблем; он податлив во влажном состоянии, прочен и долговечен в сухом состоянии и достаточно дешев, чтобы строить почти все, что вы хотите.

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

Особенно, если железобетон сделан дешево — скажем, из несбалансированной смеси, некачественных ингредиентов или небрежной заливки — он может начать разрушаться изнутри.По мере выветривания вода постепенно просачивается сквозь крошечные трещины и пробивается к стали посередине. По мере затвердевания окружающего его бетона арматура окисляется и может расшириться настолько, что растрескается бетон, который она должна поддерживать.

Соленая вода особенно вредна для арматуры, так как соль разъедает сталь в течение пяти десятилетий. Повторяющиеся циклы замерзания и оттаивания также могут создавать и расширять трещины, особенно на бетонных дорогах. Рассыпание соли действительно сдерживает образование льда, но в сочетании с влагой оно наносит такой же вред арматуре, как если бы ее постоянно омывала морская вода.

* Будущее – Потенциальные улучшения обслуживания и производства бетона

Существует множество новых методов улучшения качества бетона, в том числе специальная обработка для предотвращения проникновения воды в сталь. Другие достижения являются ответом на растущее внимание всего мира к вопросам устойчивого развития: «самовосстанавливающийся» бетон содержит бактерии, которые выделяют известняк, повторно заделывая любые возникающие трещины. Смесь для «самоочищающегося» бетона насыщена диоксидом титана, который разрушает смог, сохраняя бетон сверкающим белым.Улучшенные версии этой технологии могут даже дать нам уличные покрытия, очищающие выхлопы автомобилей.

Кроме того, недавний отчет предполагает, что мы можем воспроизвести рецепт римского бетона (который, несмотря на более низкую прочность на растяжение, демонстрирует непревзойденную долговечность). Римский бетон не только водонепроницаем; было обнаружено, что он на самом деле становится сильнее при контакте с морской водой. Ученые предполагают, что микроскопические кристаллы вырастают в древнем бетоне, когда он погружается в воду, что делает его еще менее уязвимым к атмосферным воздействиям.

Хотя утерянный рецепт еще не собран полностью, исследователи знают, что вулканический пепел пуццолана был основой прочности древнеримского бетона. Недавно объявленный проект будет экспериментировать с аналогичным вулканическим пеплом у побережья Калифорнии, чтобы попытаться реконструировать процесс, который создал самый прочный бетон в истории.

Если это произойдет, сочетание секретного римского рецепта бетона и современных технологий изготовления арматуры может снова произвести революцию в использовании бетона, а также в мировой инфраструктуре и архитектуре.

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-shape-the-modern-economy/537780/

https://www.citylab.com/design/2014/11/начало эпохи разрушения бетона/382888/

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

https://www.ccagc.org/resources/whats-the-difference-between-cement-and-concrete/

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

https://www.

Related Articles

Плитка для гаража на пол – пол в гараже из тротуарной плитки, ПВХ для пола, модульная, керамическая, клинкерная, какую положит, фото и видео

alexxlab 27.10.202021.01.2020

Водоэмульсионная краска как смыть: Как снять водоэмульсионную краску — несколько способов

alexxlab 02.12.197024.07.2021

Регулятор давления воды в квартире как работает: Методы как отрегулировать упавшее давление воды в редукторе

alexxlab 16.09.202001.06.2021