Beton
Beton jest ważnym materiałem do wykonywania różnych budynków i konstrukcji. Jest to kompozycja wykonana z cementu portlandzkiego, piasku, żwiru lub kruszywa oraz wody w różnych proporcjach w zależności od zadania.
Beton jest używany bardziej niż jakikolwiek inny materiał produkowany przez człowieka na świecie. Według stanu na 2006 r. każdego roku wytwarza się około 7,5 miliarda metrów sześciennych betonu - więcej niż jeden metr sześcienny na każdą osobę na Ziemi.
Składniki są mieszane razem w pastę, co przypomina trochę robienie ciasta na chleb. Następnie beton wlewa się do ramy. Po kilku godzinach twardnieje. Beton twardnieje w wyniku reakcji chemicznej zwanej uwodnieniem. Woda wchodzi w reakcję z cementem, który łączy pozostałe składniki, tworząc w końcu silny materiał przypominający kamień.
Z betonu wykonuje się chodniki, rury, konstrukcje architektoniczne, fundamenty, autostrady, mosty, parkingi wielopoziomowe, mury, stopnie bram, ogrodzenia i słupy, a nawet łodzie. Jego największą zaletą jest to, że łączy ze sobą cegły i kamienie lepiej niż jakakolwiek inna metoda znana ludzkości.
Beton jest mocny w ściskaniu, ale słaby w rozciąganiu. Do niektórych celów musi być wzmocniony prętami stalowymi. Budynki żelbetowe mogą być wykonane tak, aby połączyć wszystkie elementy razem, fundamenty, ściany, stropy i dachy, ale konstrukcja betonowa nie czyni budynków odpornymi na trzęsienia ziemi.
Beton ma aż 5600 lat p.n.e. Nie został wynaleziony przez Rzymian, ale bardzo przez nich używany. Niektóre rodzaje betonu są wodoodporne, a niektóre nawet osadzają się pod wodą.
Panteon Hadriana w Rzymie jest przykładem rzymskiego budownictwa betonowego.
Widok z zewnątrz Panteonu Rzymskiego, wciąż największego (średnica 43,4 m) niezbrojonego kopuły z litego betonu.
Nowoczesny budynek: Ratusz w Bostonie (ukończony w 1968 r.) zbudowany jest w dużej mierze z betonu, zarówno prefabrykowanego jak i wylewanego na miejscu.
Beton użyty do wykonania budynku
Dodatki
Istnieje wiele dodatków, które przyspieszają wiązanie betonu, spowalniają, wzmacniają, zmniejszają korozję i tak dalej. Rzymianie odkryli, że dodanie popiołu wulkanicznego spowodowało powstanie betonu, który związałby się pod wodą. Rzymianie wiedzieli również, że dodanie sierści koni sprawia, że beton jest mniej podatny na pękanie podczas wiązania, a dodanie krwi czyni go bardziej odpornym na mróz.
Nowoczesny beton został wykonany w 1756 roku przez brytyjskiego inżyniera Johna Smeatona. Dodał on do cementu kamyczki i cegłę w proszku. W 1824 roku angielski wynalazca Joseph Aspdin wynalazł cement portlandzki, który pozostał głównym cementem używanym do produkcji betonu. Spalał on razem wapień i glinę. Proces spalania zmienił właściwości chemiczne materiałów i Aspdin stworzył silniejszy cement niż zwykły kruszony wapień, który mógł wytworzyć sam.
W XIX wieku francuski ogrodnik Joseph Monier wynalazł w 1849 roku żelbeton (opatentowany w 1867 roku). François Coignet badał i ulepszał go. Jest to beton z umieszczonymi w nim prętami stalowymi, zwanymi rebars (prętami zbrojeniowymi). Włókno szklane lub plastikowe zaczyna zastępować pręty stalowe.
Wiele nowoczesnych środków chemicznych można dodawać do mieszaniny, aby osiągnąć specjalne cele. Superplastyfikatory" to substancje chemiczne, które poprawiają urabialność, co oznacza zdolność do kształtowania betonu przed jego stwardnieniem. Pigmenty mogą zmieniać matowy szary kolor. Inhibitory korozji mogą zmniejszać rdzewienie prętów stalowych. Pochłanianie powietrza" to wydmuchiwanie małych pęcherzyków powietrza w betonie przed jego stwardnieniem. Pomaga to betonowi przetrwać mróz i rozmrażanie w zimnym klimacie. Żużel wielkopiecowy może być mieszany z betonem. Zmienia on kolor na prawie czysty biały i sprawia, że beton jest mocniejszy.
Pytania i odpowiedzi
P: Z czego zrobiony jest beton?
O: Beton jest materiałem złożonym z cementu portlandzkiego, piasku, żwiru lub kruszywa i wody w różnych proporcjach w zależności od zadania.
P: Ile betonu produkuje się rocznie?
O: W 2006 roku wyprodukowano około 7,5 miliarda metrów sześciennych betonu rocznie - więcej niż jeden metr sześcienny na każdego mieszkańca Ziemi.
P: Co tworzy mieszanie składników?
O: Mieszając składniki razem, powstaje pasta, podobna do ciasta na chleb.
P: W jaki sposób beton krzepnie?
O: Beton krzepnie w wyniku reakcji chemicznej zwanej hydratacją. Woda reaguje z cementem, który łączy pozostałe składniki, tworząc w końcu mocny materiał przypominający kamień.
P: Jakie są powszechne zastosowania betonu?
O: Powszechne zastosowania betonu to chodniki, rury, konstrukcje architektoniczne, fundamenty, autostrady, mosty i wielopiętrowe konstrukcje parkingowe. Można z niego również wykonywać ściany, stopy pod bramy i ogrodzenia, a nawet łodzie.
P: Jaka jest jedna zaleta stosowania betonu w porównaniu z innymi materiałami?
O: Jedną z zalet stosowania betonu w porównaniu z innymi materiałami jest to, że łączy on cegły i kamienie lepiej niż jakakolwiek inna metoda znana ludzkości.
P: Kiedy po raz pierwszy zastosowano beton?
O: Beton został po raz pierwszy użyty już w 5600 r. p.n.e.
