Основные этапы развития технологии бетона. Бетона история


История бетона

Бетон (история изобретения)

  Глядя на церковь Нотр-Дам-дю-Рэнси, на колонны Пантенона и стены Колизея, мы восхищаемся искусством камнерезов, архитекторов и строителей. Но задумываемся ли мы о том, благодаря каким материалам эта красота и величие были созданы и сохранились до наших дней? В современном мире мы окружены бетонными зданиями и конструкциями. Высокопрочный, звукоизолирующий и температурно-устойчивый материал стал частью нашей жизни. История его изобретения полна проб и ошибок, кропотливого труда и напряженной работы человеческой мысли, периодов забвения и популярности. Происхождение бетона.

С момента своего появления, человечество конкурирует с природой. Люди пытаются своими руками создавать материалы и конструкции, которые бы соответствовали естественному миру. Так произошло и с бетоном: наши прародители одержимы были желанием создать искусственный камень, по своим качествам не уступающий горным породам.

  Идею создания искусственного бетона древним строителям подсказала сама природа. Птичьи гнезда, сооруженные из веток, травы, и укрепленные глиной, птичьей слюной и другими вяжущими веществами есть не что иное, как наглядное воплощение принципа получения бетона. Глыбы так называемых цементированных пород, в которых осколки камня намертво соединены между собой минеральными веществами — кальцитом, известью, кремнеземом сходны с «рецептом» современного бетона.

Сырцовый кирпич, который использовали при строительстве мастера древнего Египта можно отнести к старейшему прародителю бетона: речную гальку египтяне смешивали с измельченной соломой и илом. До сих пор не утихают споры по поводу материала, из которого были сооружены знаменитые Пирамиды: есть ряд авторитетных ученых, исследования которых указывают на то, что кирпичи гробниц фараонов имеют искусственное происхождение.

В древнем Китае в качестве вяжущего вещества мастера использовали разваренный рис, приправленный гашеной известью. Именно такой «рисовой кашей» скреплены каменные блоки Великой китайской стены. Мастерством бетонирования владели и предшественники древних римлян – этруски, жившие в первом тысячелетии до н.э. Позже способы сооружения зданий из смеси природного камня, глины, земли, известняка с песком и соломой развили и усовершенствовали умельцы Римской империи. Изготовляемый ими искусственный камень дал старт развитию научно-технического прогресса того времени и открыл новые горизонты для развития мировой архитектуры.

Бетон по-римски.

Поначалу бетонная масса в Римской империи использовалась как уплотнитель кладки из кирпича или тесаного камня. Чуть позже мастеровые научились изготавливать самостоятельные строительные элементы из этого материала. Как правило, бетонные конструкции древние римляне изготавливали следующим образом: в форму укладывались слои из обломков горного камня, чаще всего туфы, пемзы и вулканического песка или жидкого известкового концентрата. Затем массу обильно увлажняли морской водой, утрамбовывали и высушивали. Совместив в одном процессе изготовление и укладку бетона, древние римляне достигали небывалой прочности конструкций.

Использовалась и другая технология: известь обжигали, гасили, смешивали с песком или другими добавками, затем заливали полученной массой слой крупного щебня и засыпали землей. Без проникновения воздуха, конструкция застывала год или два, и становилась прочной, как гранит. Из бетона возводились жилые дома, термы, акведуки, крепости, причалы, мосты. Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам римского бетона и виртуозному исполнению выверенных инженерных решений, до наших дней сохранились такие шедевры мировой архитектуры, как амфитеатр Колизей, храм в честь богов Олимпа Пантеон.

Эти уникальные постройки, ставшие вершиной инженерно-строительного искусства античности, более 2-х тысячелетий сохраняют свои красоту и величие. Ни войны, ни природные катаклизмы не смогли разрушить этих колонн и портиков из кирпича и бетона. Во всех странах Европы и Средиземноморья, находившихся под властью Великого Рима, большинство сооружений были выстроены с помощью римского бетона.

С падением могущественной Римской империи, уникальная рецептура вяжущего вещества – прообраза современного цемента и способы бетонирования были утрачены. Ревностно оберегаемые римскими умельцами знания и технические наработки на несколько веков были забыты, а взамен им пришли другие строительные технологии.

Цементные фантазии.

Новый виток в развитии истории бетона начался в 18-м веке, в Англии. Тщательно анализируя обрывочные записи современников о технологии приготовления бетона древнеримскими строителями, после многочисленных экспериментов, инженер Дж. Паркер получил цемент. Вещество, получившееся в процессе обжига глины с известковым порошком при температуре 900 градусов, он назвал “романцемент”, в честь итальянских мастеров.

Это был значительный успех, но до триумфа было еще далеко: увы, технические свойства романцемента не соответствовали требованиям строителей того времени. Поиски идеального вяжущего материала продолжились, и, почти через 30 лет, в 2-х странах мира почти одновременно был изобретена новая рецептура цемента. Русский строитель-новатор Егор Челиев заявил о своем изобретении селикатного цемента в 1822 году, а в 1825 он выпустил книгу, к торой обобщил и систематизировал свой опыт по изготовлению уникального материала. Возглавляя Московскую военно-рабочую бригаду, Челиев использовал цемент для восстановления построек столицы после пожара 1812 года. Именно благодаря цементу, изобретенному нашим соотечественником, была сохранена архитектурная красота Кремля.

А вот англичанину Джозефу Аспдину, который вел свои разработки, в 1824 году удалось получить патент на цемент, идентичный по рецептуре челиевскому. Адспин назвал его «портландцемент», в честь города, в предместьях которого был взят исходный материал для его изготовления. Рецептура портландцемента легла в основу современного цемента и стала настоящим прорывом в научно-техническом прогрессе того времени. Цемент вошел в десятку изобретений, изменивших мир.

Страсти по бетону.

Настоящим прорывом в строительных технологиях стало изобретение железобетона. Этот высокопрочный материал, без которого невозможно себе представить современную жизнь, появился благодаря… цветочному горшку. Французы, истинные ценители красоты и изящества, украшали внешние и внутренние подоконники и балконы цветами в горшках и кадках. Увы, горшки, в которых произрастали нежные фиалки и примулы, делались из дерева, были непрактичны и недолговечны.

В 1867г парижскому цветоводу Жозефу Монье пришла в голову мысль делать их из бетона. Однако бетонные вазоны также оказались непригодны для высаживания в них растений – растущие корни разрушали их. Тогда неутомимый садовник придумал усиленную конструкцию: стал покрывать цементом горшки из железной сетки. Так появился железобетон. Это ноу-хау оказалось настолько удачным, что предприимчивый Монье забросил садовые лопату и лейки и принялся разрабатывать новые способы применения железобетона.

За двадцать последующих лет он запатентовал порядка 15-ти изделий из железобетона, в числе которых – железнодорожные шпалы, перекрытия, балки, мостовые конструкции, газовые и водопроводные трубы и даже переносные и стационарные жилые дома. Первый мост из железобетона, проезжая часть которого составляла около 4-х метров, был возведен в 1875г.

Идея Монье увлекла другого француза – талантливого инженера Эжена Фрейсине. Обладая глубокими техническими знаниями и досконально изучив свойства нового материала, Фрейсине создал множество уникальных разработок, и внес огромный вклад в совершенствование и развитие эксплуатационных характеристик железобетона и расширил границы его применения. Так, например, ему удалось увеличить прочность железобетона с помощью вибропрессования.

Но самой значимой технической работой Фрейсине является изобретение технологии изготовления бетона из струнно-напряженных элементов. Максимально натянутые стальные каркасные струны — опоры в готовом бетонном элементе, возвращаются к исходной длине, придавая бетону дополнительное напряжение. Таким образом, при нагрузке на бетонную конструкцию процессы сжатия и растяжения распределяются равномерно, что значительно повышает несущие свойства железобетона. В современном преднапряженном струнобетоне, натяжение стальной арматуры производится в соответствии с конусной анкеровкой, разработанной Эженом Фрейсине.

Далее начался настоящий «бетонный бум». В начале 20-го века в Германии был изобретен «товарный цемент», готовая смесь, которая доставлялась к месту строительства. В США и Англии появились первые бетоно-мешальные установки. В Швеции архитектор Эриксон представил разработки искусственных каменных конструкций, положивших начало развитию ячеистого бетона, к которому относится популярные сегодня пено- и газобетон. Перед 1-й мировой войной в Российской империи появилась особая архитектурная мода. Здания различных развлекательных заведений: танцполов, крытых катков, музыкальных салонов, ресторанов возводились из бетона и стекла – это считалось ультра-современным, стильным и новаторским подходом.

Уникальность истории бетона в том, что практически все известные человеческие изобретения в этой отрасли нашли свое место в современных технологиях бетонирования. Поиски способов усовершенствования бетона ведутся и сегодня. Например, в 2005 году, на выставке Liquid Stone в Париже был представлен революционный прозрачный бетон. Монолитный бетон, содержащий оптические волокна, благодаря которым сквозь него может проникать свет, был назван журналом Time’s поразительнейшим изобретением начала 21-го века, ведь он может выступать не только в качестве строительного, но и декоративно-отделочного материала.

Неумолимо двигающийся вперед научно-технический прогресс принесет еще немало интересных и полезных разработок в сфере изготовления бетона.

istoriz.ru

Кто изобрел бетон. История строительства

Как большинство строительных материалов бетон прошел длинный путь развития. При раскопках на берегу Дуная археологи обнаружили остатки жилья 5000-летней давности, где полы толщиной 25 см представляли собой доисторическую бетонную заливку: в качестве вяжущего вещества выступала красная глина, армирующим элементом служил мелкий речной гравий.

      Отдельные примеры связывания мелких камней растворами или использование раствора с крупным заполнителем были известны в глубокой древности у египтян, вавилонян, финикийцев и карфагенян. Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве), датируется 1950 г. до н. э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта (3600 лет до н.э.) и монолитного свода пирамиды Нима задолго до нашей эры. Египтяне использовали в качестве вяжущего вещества гипс и известь. Четверть века назад мир облетело предположение швейцарского профессора-химика Джозефа Давидовица об искусственном изготовлении блоков из геополимерного бетона, составляющих пирамиду Хеопса. Обследуя известняковые блоки, профессор в каменной массе одного из них нашел человеческий волос, который мог оказаться там лишь в одном случае: упал с головы рабочего при замешивании раствора. Результатом дальнейших поисков ученого стала надпись на стеле периода III династии. Расшифрованные иероглифы содержали рецепт приготовления древнего бетона. Независимое исследование выявило, что основание Великих пирамид сложено из природных известняков, а несколько верхних рядов выполнены из бетона. Состав бетонной смеси включает пальмовую золу, песчаниковую крошку и разновидность соды, полученную из нильской воды.

В Индии уже в наше время в храмах и дворцах знати были обнаружены хорошо сохранившиеся бетонные «набивные» полы (IV-V вв. до н. э.). Одними из первых начали применять бетон древние жители Китая. Великая Китайская стена, строительство которой было начато в III веке до н. э., сооружена частично из бетона. Приготовление бетона и формование из него стен можно описать так: одна часть известкового теста тщательно перемешивалась с двумя частями песка и гравия, затем такая сухая бетонная смесь с небольшим содержанием воды укладывалась слоями толщиной около 12 см между деревянными щитами опалубки и усиленно уплотнялась деревянными трамбовками. Следующий бетонный слой укладывался на увлажненную поверхность предшествующего. Процесс повторялся до полного возведения стены.

Француз Шарру рассказал о применении бетона кельтами, населявшими часть территории современной Европы. Он излагает мнение профессионального химика, который в течение многих лет исследовал тумулы - каменные монументы кельтов в Галлии и проводил анализы почвы, которые привели его к однозначному выводу: сооружения возводились с применением бетона (или строительного раствора).

Искусство производства бетона постепенно распространялось в Восточном Средиземноморье и примерно к 500 г. до н. э. достигло Древней Греции, где для покрытия стен, в том числе из необожженного кирпича, использовался мелкозернистый известковый бетон. Так были отделаны дворцы царей Креза (560-546 гг. до н. э.) и Атталы. Впоследствии бетон стал применяться в виде бутовой кладки. Пространство между двумя рядами каменной стены заполнялось крупными камнями, а затем заливалось известковым раствором. Витрувий - римский архитектор и инженер II половины 1 в. до н. э. - в своем архитектурном трактате довольно подробно описал несколько видов такой кладки. Скорее всего, что знаменитые римские бетонные стены развились как раз из греческой бутовой кладки.

Бетон мог получить широкое распространение лишь в таком сильном и огромном государстве, каким был Древний Рим с его большими объемами строительных работ, включая сооружение многотысячных амфитеатров, стадионов, знаменитых римских дорог, протянувшихся на тысячу километров по всей стране и за ее пределами. Появление римского бетона отражало растущие потребности и технические возможности античного общества. Римляне не были изобретателями бетона, но именно в Древнем Риме бетон превратился в один из основных конструкционных строительных материалов благодаря своим свойствам: прочности, водонепроницаемости, экономичности. Применение бетона на территории Древнего Рима началось примерно с конца IV в. до н. э. и продолжалось около 700 лет. Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом «эмплектон» (emplekton). Встречается также слово «рудус» (rudus). Однако чаще всего при обозначении раствора для возведения стен, сводов и фундаментов в римском лексиконе употреблялось словосочетание «опус цементум» (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон. В конструктивных элементах Колизея, например, встречается три вида бетона: для фундамента, приготавливаемого на щебне из высокопрочного сорта лавы, для стен на щебне из травертина, туфа и кирпичного боя и особо легкий из пемзы, предназначенный для сводов, которые не несут большой нагрузки. В 90-х годах I в. н. э. был открыт Колизей, построены термы, триумфальная арка в честь побед Тита, где мощный пятиметровый фундамент был выполнен из трамбованного бетона. В 123 г. заканчивается в Риме строительство Пантеона, размер бетонного купола которого диаметром 43 м до XIX в. оставался рекордным для данного типа бетонных конструкций. Особое место бетону отводилось при возведении общественных и жилых зданий, особенно при постройке инсул - многоэтажных домов.

Инсулы - древнеримские многоэтажные дома

После падения Римской Империи рецепт изготовления бетона был забыт на тысячу лет. Современный бетон на цементном вяжущем веществе известен с 1844 г. Но венцом современного бетона стал железобетон. Интересна история его возникновения. В конце XIX века французский садовод Джозеф Монье озаботился прочностью бетонных горшков, которые при разрастании корневой системы растений разваливались. Монье стал укреплять бетонные горшки железными вкладышами, увеличивая тем самым прочность на растяжение, и в 1867 г. запатентовал переносные садовые кадки из железа и цементного раствора. Это принесло Джозефу Монье не только материальную выгоду, но и славу изобретателя железобетона и ЖБИ.

В практическом освоении и научном познании бетона в конце XIX — начале XX в. одно из ведущих мест занимает Россия, где бетон широко используется при строительстве портов (Одесса, 1870-е гг.), канализационных коллекторов (Петербург, 1912), фортификационных сооружений (Севастополь, 1885; Кронштадт, 1900). О крупных масштабах применения бетона в России свидетельствует тот факт, что к 1900 г. здесь работало уже 66 бетонных заводов и полигонов, в 1913 г. в строительстве было использовано около 3,5 млн. м3 бетона. В Советском Союзе технология бетона получила широкое развитие со времени первых крупных гидротехнических строительств - Волховстроя (1924 г.) и Днепростроя (1930 г.). Советские ученые разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведения бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона и вяжущих веществ, разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона.

Одна из актуальнейших проблем современного бетоноведения - применение и совершенствование нового поколения бетонов, получивших в мировом научном сообществе название «High Performance Concrete». Появление таких бетонов открыло новую эру в строительстве. Их уникальные свойства: высокая прочность и коррозионная стойкость, водонепроницаемость и морозостойкость, регулируемая деформативность - позволили реализовать такие строительные проекты, как: мост через пролив Акаси в Японии с центральным пролетом в 1990 м, туннель под Ла-Маншем, 125-этажный небоскреб высотой 610 м в Чикаго и т. п. Высококачественные бетоны обеспечивают высокие гарантированные параметры эксплуатационной надежности зданий и сооружений в условиях сложных воздействий окружающей среды и нагрузок, значительно сокращают сроки строительства и уменьшают инвестиционные риски.

Сегодняшняя жизнь без бетона немыслима. Этот материал с тысячелетней историей останется востребованным во все времена и будет продолжать свое развитие в зависимости от возложенных на него задач.

Ознакомиться с классификацией бетона можно Здесь

365-tv.ru

История появления бетона

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем сегодня, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н. э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапенски Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести, доставлявшейся вверх по течению реки более чем за 400 км от места добычи. История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлись глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. Использование глины в строительстве восходит приблизительно к 10 тысячелетию до н. э. На основе глины и жирной земли приготавливались смеси типа растворов и бетонов, которые в те Далекие времена широко применялись при строительстве самых различных построек и сооружений; начиная от простейших глинобитных (землебитных) домов до громадных храмов — зиккуратов. Римский писатель и ученый Плиний Старший (23—79 гг. н. э.) в «Естественной истории» с восхищением пишет о виденлых им в Африке и Испании «формованных» стенах таких построек. «...Веками стоят они, не разрушаемые ни дождем, ни огнем, более прочные, чем сделанные из бутового камня... В Испании,— пишет он,— до сего дня стоят сторожевые вышки и башни Ганнибала из глины, построенные на вершинах гор». Плиний недаром называл такие стены «формованными», так как они, действительно, изготавливались путем трамбования (формования) влажного грунта или глины с камнем, уложенных между деревянными щитами опалубки, и в этом смысле являлись прообразом современных монолитных бетонных стен. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Считается, что более чем за 3 тыс. лет до н. э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее — известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья. Вместе с производством вяжущих расширялось применение растворов и бетонов. Вероятно, первыми шагами в освоении бетона было помимо полов сооружение траншей для фундаментов зданий, которые заполнялись галькой или обломками битого камня, затем заливались раствором глины, битума или извести с песком и превращались со временем в плотную и относительно прочную массу. Отдельные примеры связывания мелких камней растворами или использование раствора с крупным заполнителем были известны в глубокой древности у египтян, вавилонян, финикийцев и карфагенян. Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве), датируется 1950 г. до н. э. По сведениям Плиния Старшего, бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до нашей эры. Одним из первых начали применять бетон народы, населяющие Индию и Китай. Великая китайская страна, строительство которой было начато в 214 г. до н. э., сооружена в основном из бетона. Приготовление бетона и формование из него стен состояло в следующем. Вначале одна часть известкового теста тщательно перемешивалась с двумя частями песка и гравия или песка, строительного мусора и земли. Полученная сухая (очень жесткая) бетонная сместь с небольшим содержанием воды укладывалась слоями толщиной около 12 см между деревянными щитами опалубки и усиленно уплотнялась деревянными трамбовками. После такого уплотнения поверхность каждого слоя слегка увлажнялась водой и на него укладывался следующий бетонный слой. Процесс повторялся до полного возведения стены. Такой метод строительства довольно широко применялся в Китае еще в 20-х годах нашего века при строительстве домов, школ, бань и пагод. Народы, жившие на островах Эгейского моря и в Малой Азии, начиная с VII—VI вв. до н. э. применяли растворы на жирной извести с гидравлическими добавками при строительстве отдельных зданий и гидротехнических сооружений. В Индии Уже в наше время в храмах и дворцах знати были обнаружены хорошо сохранившиеся бетонные «набивные» полы (IV—V вв. До н. э.). Искусство производства бетона постепенно распространялось в Восточном Средиземноморье и примерно к 500 г. до н. э. достигло Древней Греции, где для покрытия стен, в том числе из необожженного кирпича, использовался мелкозернистый известковый бетон. Таким образом были отделаны дворцы царей Креза (560—546 гг. до н. э.) и Атталы. Впоследствии бетон стал применяться в виде бутовой кладки. Пространство между двумя рядами каменной стены заполнялось крупными камнями, а затем заливалось известковым раствором. Витрувий в своем трактате довольно подробно описал несколько видов такой кладки. Можно предположить, что римские бетонные стены и другие подобные конструкции развились как раз из греческой бутовой кладки путем постепенного расширения бутобетонного ядра за счет уменьшения толщины каменных стен, которые из главного элемента кладки постепенно превратились в тонкую оболочку, играющую уже подсобную, второстепенную роль. Заметное применение бетона на территории древнеримского государства началось примерно с конца IV в. до н. э. и продолжалось около 700 лет. За это время в его развитии, как в живом организме, можно проследить четыре важных этапа: рождение, быстрый рост, зрелость и гибель этого материала. Так, зарождение бетона, т. е. медленное и постепенное внедрение его в римскую строительную практику, длилось более двух столетий (до I в. до н. э.). Второй этап, продолжавшийся до II в. н. э., сопровождался ускоренным ростом и широким распространением объемов бетонного строительства по всей Римской империи и прилегающим к ней странам. На третьем этапе (в период так называемой зрелости) бетон развивался не так стремительно, но с заметным улучшением свойств, технологии изготовления и принятия новых конструктивных решений. Это был этап качественного роста и развития больших потенциальных возможностей, который продолжался с начала II в. и примерно до середины III в. н. э. Наконец, заключительный, четвертый этап, продолжался менее ста лет и закончился в начале IV века н. э.

Указанное деление эволюционного развития римского бетона на отдельные этапы довольно условно, но позволяет схематично показать весь путь, который прошел этот материал за семь веков своего существования.

betony.ru

Краткая история создания бетона

Из далеких времен до нас дошли древние постройки, которые отличаются своей прочностью и долговечностью. При раскопках выяснилось, что древние люди кроме мрамора, известняка и  базальта при строительстве сооружений применяли и бетон. Что интересно, строители древности использовали как «природный» так и искусственный бетон.

Мы знаем, что такое искусственный бетон, но не все в курсе из чего состоит «природный» бетон. Под «природным» бетоном подразумеваются камни, склеенные между собой минеральным веществом. Клеящим веществом может быть кремнезём, гипс, кальцит, известь. К бетону природного происхождения относят песчаник, конгломерат, брекчию.

Человек пытался  воспроизвести такие природные материалы искусственным путем. Причем этот новый материал не должен был уступать по прочностным характеристикам «природному» бетону.

глинобетон

Самый простой вид искусственного бетона – глинобетон. Он изготавливался из глины, соломы и песка. После того как смесь высыхала на солнце, материал становился достаточно прочным для строительства.

При применении вместо глины гипсовых материалов, получается гипсобетон. А если в качестве связующего вещества применяется известь, то получается известковый бетон.

Эти простейшие виды бетона  не нашли широкого применения, так как вяжущие материалы гипс, известь и глина боятся воды. Следовательно, под дождем такие постройки со временем разрушались. Поэтому древние строители предпочитали возводить свои сооружения из долговечного «природного» бетона.

Известь гидравлическая

Не смотря на существование долговечного строительного материала, люди не переставали пытаться создать бетон, не боящийся воды. В Древнем Риме , когда строили морские сооружения, заметили, что при смешивании извести с тонкомолотой обожженной глиной, которую получали из битого кирпича или черепицы, то она не только не боится воды, но и твердеет в ней. Эта известь получила название «гидравлической». В России в 18 веке такую известь называли цементом. Однако, несмотря на название, тот «цемент» не похож на современный цемент. Он был не прочен и неоднороден по составу.

 Во всем мире велись научные исследования, направленные на поиск более прочного вяжущего, чем гидравлическая известь. Поиск увенчался успехом в начале 19в. в России. Изобретение принадлежит русскому строителю Е. Челиеву. Он обжигал смесь глины и извести, а затем её размалывал. Вещество получило название цемент или каменный клей. В то же время  англичанин Аспдин изобрел цемент и назвал его «портландцементом». Во второй половине 19 века технология производства цемента была усовершенствована профессором А.Р. Шуляченко. Качество русского цемента стало настолько хорошим, что он почти вытеснил с Российского рынка английский портландцемент.

Изобретение цемента стало ключевым фактором при получении бетона. Строители смешивали мелкий песок и камни и скрепляли их цементом, который предварительно растворяли в воде. Затем смесь твердела, в результате чего получался материал, не уступавший по прочности «природному» бетону.

27.04.2016

masternpol.ru

vest-beton.ru

История бетона

Сайт строителя

История бетона.

Бетон — один из древнейших строительных материалов. Из него построены галереи египетского лабиринта (3600 лет до н. э.), часть Великой Китайской стены (III в. до н. э.), ряд сооружений на территории Индии, Древнего Рима и в других местах. Однако использование бетона и железобетона для массового строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организаций промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущим веществом для бетонных и железобетонных конструкций.

Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции.

Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность. В эти же годы был предложен способ предварительного напряжения арматуры в бетоне, способствовавший снижению расхода арматуры в железобетонных конструкциях, повышению их долговечности и трещиностойкости.

Проф. А. Р. Шуляченко в 80-х годах прошлого века разработал теорию получения и твердения гидравлических вяжущих веществ и цементов и доказал, что на их основе могут быть получены долговечные бетонные конструкции. Под его руководством было организовано производство высококачественных цементов. Проф. Н. А. Белелюбский в 1891 г. провел широкие испытания, результаты которых способствовали внедрению железобетонных конструкций в строительство. Проф. И. Г. Малюга в 1895 г. в своей работе «Составы и способы изготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости» обосновал основные законы прочности бетона. В 1912 г. был издан капитальный труд Н. А. Житкевича «Бетон и бетонные работы».

В начале века появляется много работ по технологии бетона и за рубежом. Из них наиболее важными были работы Р. Фере (Франция), О. Графа (Германия), И. Боломе (Швейцария), Д. Абрамса (США). Широкое развитие получила технология бетона в Советском Союзе со времени первых крупных гидротехнических строительств — Волховстроя (1924 г.) и Днепростроя (1930 г.). Профессора Н. М. Беляев и И. П. Александрии возглавили ленинградскую научную школу по бетону и внедрили в практику строительства первые научные методы подбора состава бетона, значительно повысившие его качество.

В 30-е годы ученые московской школы бетона Б. Г. Скрамтаев, Н. А. Попов, С. А. Миронов, С. В. Шестоперов, П. М. Миклашевский и другие разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведение бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона, в том числе легких, что позволило более широко использовать бетон при возведении жилых и производственных зданий,разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона.

В эти же годы большие работы проводились закавказской школой бетона под руководством академика АН Грузинской ССР К. С. Завриева, способствовавшие расширению применения железобетонных конструкций на стройках Кавказа, использованию в бетоне природных пористых заполнителей.

В послевоенный период наука о бетоне и железобетоне и практика применения этих материалов в строительстве получили особенно широкое развитие. Для обеспечения индустриализации строительства бурное развитие получает производство сборного железобетона. В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 19 августа 1954 г. «О развитии производства железобетонных конструкций и деталей для строительства» был намечен невиданный до того рост объема производства и применения сборного железобетона и установлены задачи по развитию его индустриальной базы. За последующие годы в стране была создана развитая промышленность сборного железобетона, насчитывающая около 6000 предприятий общей мощностью свыше 150 млн. м3 изделий, которая обеспечивает все виды строительства широкой номенклатурой изделий и конструкций. Объем производства вырос за эти годы более чем в 65 раз, и сегодня Советский Союз занимает первое место в мире по производству сборного железобетона, намного опередив наиболее развитые капиталистические страны.

Широкое применение сборного железобетона позволило значительно сократить в строительстве расход металла, древесины и других традиционных материалов, резко повысить производительность труда, сократить сроки возведения зданий и сооружений. Только в Москве применение сборных железобетонных конструкций и перенос в заводские условия части отделочных и монтажных операций в связи с применением железобетонных изделий повышенной готовности позволили за последние 20 лет сократить численность работающих в строительстве на 50%.

В послевоенные годы создаются новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинают широко применяться химические добавки, улучшающие свойства бетона, совершенствуются способы проектирования состава бетона и его технология. Для обеспечения развития научных и технических основ производства железобетонных конструкций в стране развивается широкая сеть научных учреждений. Научные исследования по технологии бетона успешно ведут Научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР, ведущий научные работы по различным проблемам проектирования и производства железобетонных конструкций, Всесоюзный научно-исследовательский институт по бетону и железобетону (ВНИИжелезобетон) Министерства промышленности строительных материалов, координирующий работы по заводскому производству сборного железобетона, многие кафедры и лаборатории вузов и ряд отраслевых научно-исследовательских институтов и лабораторий.

Технология бетона.

stroyremkom.ru

Кто изобрел бетон

Сайт строителя

Книга «Римский бетон». Глава Ⅱ. Опус цементум - римский бетон.

Как появился бетон.

Откуда навык этот - неведомо...

Гораций

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем сегодня, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития.

Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н. э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапенски Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести, доставлявшейся вверх по течению реки более чем за 400 км от места добычи.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлись глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность.

Использование глины в строительстве восходит приблизительно к 10 тысячелетию дс н. э. На основе глины и жирной земли приготавливались смеси типа растворов и бетонов, которые в те Далекие времена широко применялись при строительстве самых различных построек и сооружений; начиная от простейших глинобитных (землебитных) домов до громадных храмов - зиккуратов (рис. 4).

Римский писатель и ученый Плиний Старший (23—79 гг. н. э.) в «Естественной истории» с восхищением пищет о видендых им в Африке и Испании «формованных» стенах таких построек. ...Веками стоят они, не разрушаемые ни дождем, ни огнем, более прочные, чем сделанные из бутового камня... В Испании,— пишет он,— до сего дня стоят сторожевые вышки и башни Ганнибала из глины, построенные на вершинах гор.

Зиккурат в древнем городе Ур, реконструкцияРис. 4. Зиккурат.

Плиний недаром называл такие стены «формованными» так как они, действительно, изготавливались путем трамбования (формования) влажного грунта или глины с камнем, уложенных между деревянными щитами опалубки, и в этом смысле являлись прообразом современных монолитных бетонных стен.

По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Считается, что более чем за 3 тыс. лет до н. э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее — известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Вместе с производством вяжущих расширялось применение растворов и бетонов. Вероятно, первыми шагами в освоении бетона было помимо полов сооружение траншей для фундаментов зданий, которые заполнялись галькой или обломками битого камня, затем заливались раствором глины, битума или извести с песком и превращались со временем в плотную и относительно прочную массу.

Отдельные примеры связывания мелких камней растворами или использование раствора с крупным заполнителем были известны в глубокой древности у египтян, вавилонян, финикийцев и карфагенян. Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве), датируется 1950 г. до н. э. По сведениям Плиния Старшего, бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до нашей эры.

Одним из первых начали применять бетон народы, населяющие Индию и Китай. Великая китайская страна, строительство которой было начато в 214 г. до н. э., сооружена в основном из бетона. Приготовление бетона и формование из него стен состояло в следующем. Вначале одна часть известкового теста тщательно перемешивалась с двумя частями песка и гравия или песка, строительного мусора и земли. Полученная сухая (очень жесткая) бетонная сместь с небольшим содержанием воды укладывалась слоями толщиной около 12 см между деревянными щитами опалубки и усиленно уплотнялась деревянными трамбовками. После такого уплотнения поверхность каждого слоя слегка увлажнялась водой и на него укладывался следующий бетонный слой. Процесс повторялся до полного возведения стены. Такой метод строительства довольно широко применялся в Китае еще в 20-х годах нашего века при строительстве домов, школ, бань и пагод.

Народы, жившие на островах Эгейского моря и в Малой Азии, начиная с VII—VI вв. до н. э. применяли растворы на жирной извести с гидравлическими добавками при строительстве отдельных зданий и гидротехнических сооружений. В Индии уже в наше время в храмах и дворцах знати были обнаружены хорошо сохранившиеся бетонные «набивные» полы (IV—V вв. до н. э.).

Искусство производства бетона постепенно распространялось в Восточном Средиземноморье и примерно к 500 г. до н. э. достигло Древней Греции, где для покрытия стен, в том числе из необожженного кирпича, использовался мелкозернистый известковый бетон. Таким образом были отделаны дворцы царей Креза (560—546 гг. до н. э.) и Атталы. Впоследствии бетон стал применяться в виде бутовой кладки. Пространство между двумя рядами каменной стены заполнялось крупными камнями, а затем заливалось известковым раствором. Витрувий в своем трактате довольно подробно описал несколько видов такой кладки.

Можно предположить, что римские бетонные стены и другие подобные конструкции развились как раз из греческой бутовой кладки путем постепенного расширения бутобетонного ядра за счет уменьшения толщины каменных стен, которые из главного элемента кладки постепенно превратились в тонкую оболочку, играющую уже подсобную, второстепенную роль.

Заметное применение бетона на территории древнеримского государства началось примерно с конца IV в. до н. э. и продолжалось около-700 лет. За это время в его развитии, как в живом организме, можно проследить четыре важных этапа: рождение, быстрый рост, зрелость и гибель этого материала.

Так, зарождение бетона, т. е. медленное и постепенное внедрение его в римскую строительную практику, длилось более двух столетий (до I в. до н. э.). Второй этап, продолжавшийся до II в. н. э., сопровождался ускоренным ростом и широким распространением объемов бетонного строительства по всей Римской империи и прилегающим к ней странам. На третьем этапе (в период так называемой зрелости) бетон развивался не так стремительно, но с заметным улучшением свойств, технологии изготовления и принятия новых конструктивных решений. Это был этап качественного роста и развития больших потенциальных возможностей, который продолжался с начала II в. и примерно до середины III в. н. э. Наконец, заключительный, четвертый этап, продолжался менее ста лет и закончился в начале IV века н. э.

Указанное деление эволюционного развития римского бетона на отдельные этапы довольно условно, но позволяет схематично показать весь путь, который прошел этот материал за семь веков своего существования.

Источник книга «Римский бетон». Автор В.А.Кочетов

stroyremkom.ru

Бетон: кратчайшая история изобретения

Бетон, стекло и металл – самые популярные строительные материалы последних десятилетий. Из бетона возводят здания, строят мосты и дороги. Само слово происходит от французского béton и известно с восемнадцатого века. Но первое использование этого замечательного материала произошло значительно раньше. Интересные факты о бетоне.

Как применяли бетон в каменном веке и в эпоху античности

Древнейший бетон удалось обнаружить при археологических раскопках в долине Дуная, на земле бывшей Югославии. Ученым повезло найти жилое строение эпохи неолита, в котором слой бетона толщиной целых 25 см. выступал в роли пола. В качестве вяжущего зодчие древности применяли красную глину, а заполнителем им служила речная галька.

Самое первое упоминание о бетоне, как о строительном материале, распространенном в Египте, датируется ХХ веком до н. э. При возведении пирамиды Хеопса использовали бетонные блоки, из бетона выполнены своды пирамиды Нима. Строительство галерей Лабиринта также не обошлось без его применения. Верхние ярусы Великих пирамид сделаны из бетона, в составе которого обнаружилась сода из нильских водорослей, дробленый песчаник и древесная зола. Существует расшифрованный рецепт получения бетонной смеси, относящийся к периоду III династии фараонов. Из него следует, что в то незапамятное время, в качестве вяжущего применялась известь и алебастр.

бетон

В шестом веке до н. э. бетон активно применяется строителями Древней Греции. При отделке дворцов царей Аттала и Креза, мелкофракционную смесь на основе извести использовали в качестве штукатурки. Древние греки были знакомы и с технологией бутовой кладки: сперва возводились две каменные стены, затем пространство между ними заполнялось крупным битым булыжником, а в конце все заливалось раствором извести.

«Рудус» или «эмплектон» – так называли бетон в Древнем Риме. По римским дорогам тянулись купеческие караваны и маршировали легионы, по акведукам весело бежала вода, а на аренах амфитеатров гладиаторы умирали на потеху жестокой публики. При строительстве всех этих сооружений бетон применялся постоянно и в огромных объемах. Например, амфитеатр Флавиев – знаменитый Колизей, стоит на прочном фундаменте из бетонной смеси с заполнителем из дробленой вулканической лавы. Часть его стен возвели из бетона на кирпичном щебне и известковом туфе, для сводов же, применили раствор, в который вошла пемза – легкая, но твердая. А бетонный купол Пантеона, пробывший самым крупным (больше 40 метров в диаметре) сооружением такого типа целых 19 столетий, безо всякого ущерба для себя смог пережить несколько крупных землетрясений.

Закат Рима ознаменовал собой и забвение бетона – рецепты были утрачены, а мастера остались не у дел. Об этом материале не вспоминали столетиями: возрождение произошло лишь в середине девятнадцатого века, когда начали появляться современные бетонные смеси на основе цемента. А изобретение железобетона, приписываемое французским мастерам, стало поистине революционным прорывом в строительных материалах. Сегодняшние масштабы строительства немыслимы без бетона – его попросту нечем заменить, а технологии его производства и применения постоянно развиваются и совершенствуются.

Удивительные факты из жизни бетона

  • Когда бетонные дома только начинали появляться в Америке, многие их воспринимали с опаской – уж больно необычным казался публике материал для их постройки. Изобретатель электрической лампочки Т. Эдисон показал американцам пример, отважившись стать первым обитателем бетонного дома;
  • Бетон отражает солнечный свет в два раза сильнее, чем, например, асфальт. Помогает в этом его светло-серый оттенок. В результате, в городских районах, где преобладают бетонные здания, воздух зачастую намного прохладней, причем разница температур доходит до 7%;
  • Тяжелые грузовики, которые передвигаются по бетонным дорогам, имеют более высокие пробеги, чем такие же машины, но ездящие по асфальту. Видимо поэтому в США бетонные дороги так популярны: более 50 тысяч миль тамошних автотрасс имеют бетонное покрытие;
  • Удивительно, но бетон способен… плавать. Некоторые его разновидности обладают отменной плавучестью. Наглядным примером служат бетонные плавучие доки;
  • Крупнейший производитель бетона и крупнейший его потребитель – одна и та же страна. Это Китай, который использует 40% всего произведенного на планете бетона. Кстати, и Великая стена возводилась с применением бетона;
  • Бетон и дерево нельзя применять вместе: бетон набирает влагу, она проникает в дерево, которое начинает гнить. Им лучше держаться порознь;
  • Бетон и цемент – не синонимы, хотя неспециалисты их нередко путают между собой. Цемент это вяжущее средство, входящее в состав бетона, наряду с водой, песком и щебнем;
  • Бетон – рекордсмен среди искусственных смесей по объему выпуска. Ежегодно на каждого жителя Земли приходится 1 м³ произведенного бетона.

xn----itbakdewdc2aggj5k.xn--p1ai

История появления бетона

Бетон » История появления бетона

Бетон представляет собой строительный материал, история происхождения которого насчитывает не одну тысячу лет. О том, кто первый придумал бетонную смесь, и стал применять ее в качестве строительного материала, можно только догадываться. Благодаря работе археологов стало известно, что ранее бетон не выглядел таким, как он есть сегодня. Первый образец материала, изготовленный примерно 5600 лет до нашей эры, ученые обнаружили в древнем поселении Югославии, в хижине стоящей на берегу Дуная (пос. Лапенски Вир). Бетонный пол хижины имел толщину 25 см. Для приготовления материала был использован гравий и красная известь, которую добывали на территории этой же местности. До того как появился цемент, известь выступала в роли вяжущего вещества. Помимо нее, в качестве вяжущего средства, в то время применяли жирную землю и глину, которые в результате смешивания с водой и последующего высыхания получали определенную прочность, позволяющую возводить самые разные сооружения и постройки. На основе этих материалов вначале строили глинобитные дома, а немного позже громадные храмы. Эти здания донесли свой облик и до наших времен. К примеру, в Испании, уже не один век стоят возведенные на вершинах гор башни и сторожевые вышки Ганнибала, формованные стены которых, много лет подряд упорно выдерживали любую непогоду. Формованной стена здесь названа не случайно, в то время их изготавливали методом формования (трамбования), при этом строителями могли использоваться: глина и камень или камень и влажный грунт. Именно этот материал в процессе строительства укладывали между щитами опалубки выполненной из дерева. Постоянно развивающаяся строительная сфера привела к появлению искусственных вяжущих веществ (гипс, известь) получаемых путем термической обработки сырья. По данным ученых историков, впервые изготовление этих материал было зафиксировано в Китае, Индии и Египте, примерно 3 тысячи лет до нашей эры. Таким образом, с появлением достаточно широкого ассортимента вяжущих, стало расширяться применение получаемых бетонов и растворов в строительстве. Помимо изготовления полов, бетонные смеси использовали для заливки фундаментов зданий. Для этого вырытые траншеи засыпали галькой или мелким камнем, после чего все заливали раствором извести с песком, глины или битума. Со временем полученная масса превращалась в довольно прочную для последующего строительства основу.Архитектурная революция в Римской империи Появление бетона положительно сказалось и на арочном строительстве в Древнем Риме. Благодаря этой смеси архитекторы получили возможность избавиться от ранее существующих в строительстве ограничений, которые накладывали на сооружения, кирпич и камень. Из бетона, в состав которого входили, вода, негашеная известь и пуццолан, выполняли изделия различных форм. Основным компонентом в данном случае выступал пуццолан (пуццолановая зола, состоящая из песка и пепла вулкана). Компонент в сочетании 2:1 смешивался с водой, после чего вступал в реакцию с Ca(OH)2 (гидроксид кальция) и преобразовывался в прочный, монолитный не боящийся влаги материал. Современные специалисты назвали бы его первым в мире гидробетоном. На той стадии развития, в бетонную смесь помимо основных компонентов, добавляли и своеобразные добавки (конский волос, кровь животных), позволяющие материалу обрести лучшие эксплуатационные свойства. Конский волос исключал разрушение сооружений и появление трещин, кровь животных позволяла бетону получать высокий уровень морозоустойчивости. Так как ранее изготавливаемый бетон не мог похвастаться высокой прочностью на разрыв, то лишь некоторые, выполненные из него сооружения, дожили до наших дней. Например, по некоторым меркам в отличном состоянии, сегодня можно увидеть в Древнеримском порту Косса, три пирса сооруженные прямо в морской воде, которым уже более 2 тысяч лет. Вторая половина 19 века стала началом массового применения бетона и железобетона в строительстве Производство основного вяжущего вещества - портландцемента (популярный во многих странах вид цемента, в составе которого в большом количестве присутствуют силикаты кальция) стало толчком для массового сооружения конструкций из бетона и железобетона.

 

www.179psk.ru


Смотрите также