Бетон товарний і цемент - історія появи

Важко точно сказати, де і коли з'явився бетон, так як початок його зародження сягає далеко в глиб віків. Очевидно лише те, що він не виник таким, яким ми його знаємо сьогодні, а, як більшість будівельних матеріалів, пройшов довгий шлях розвитку.

Найбільш ранній бетон, виявлений археологами, можна віднести до 5600 р. до н.е. Він був знайдений на березі Дунаю в селищі Лапенски Вир (Югославія) в одній з хатин стародавнього поселення кам'яного століття, де з нього був зроблений підлогу товщиною 25 див. Бетон для цього підлоги приготовлявся на гравії і червонуватою місцевої вапна, доставлявшейся вгору за течією річки більш ніж за 400 км від місця видобутку.

Сьогодні бетон і вироби з нього повсюдно застосовуються не тільки в будівництві, але і у всіх секторах народного господарства. Майже жоден об'єкт не обходиться без застосування товарного бетону. Вироби з бетону, такі, як залізобетонні палі або блоки, є основою для якісного і довговічного фундаменту. Широко застосовуються і інші вироби з бетону: віконні і дверні перемички залізобетонні труби, колектори, колодязні кільця, сходові марші.

Історія винаходу цементу

Адже кілька тисяч років тому нашим предкам було куди складніше. У спробах будувати надійні будинки, мости і дороги йшли вони нелегким шляхом проб і помилок, невдач і експериментів. Ні для кого не буде секретом, що склад компонентів перших бетонів кардинально відрізняється від того, що наказує використовувати сучасна технологія виробництва. Тому і головний в'яжучий компонент бетону – цемент – став таким не відразу. Перші капітальні споруди будувалися на базі глини, вапна і навіть гіпсу. При цьому не можна сказати, що такі будівлі відрізнялися недостатньою міцністю: сучасні будівельники і сьогодні застосовують вапняний розчин при кладок і штукатурних роботах. А ось гіпс свою популярність з часом втратив: висока вартість і низька вологостійкість призвели до того, що застосування гіпсу навіть у зовнішній обробці звелося до мінімуму.

Однак повернемося до витоків. Згідно знахідкам археологів, з'явилося перше подобу сучасного бетону близько 10 000 років тому. У той же час стверджувати про повсюдне застосування бетону буде занадто наївно: переважна більшість знахідок є лише елементами якихось незначних конструкцій, що вказує на те, що бетон в капітальному будівництві споруд спочатку не застосовувався.

Першими використовувати монолітне бетонування почали римляни. Перші бетонні споруди на території сучасної Італії історики відносять до 850-900 років нашої ери. Причому багато з будівель збереглися до нашого часу в первісному вигляді. Однак постійні війни знижували ефективність наступності поколінь. Так і рецепт унікальної структури римського бетону з використанням пуццоланового в'яжучого був загублений і забутий. Причому вчені уми будівництва сотні років намагалися повторити ту саму формулу приготування бетону, та тільки нічого у них не виходило. Все це призводило зрештою до того, що люди по-старому використовували пісок та вапно в будівлях. І лише самі забезпечені люди могли дозволити собі внутрішню і зовнішню обробку гіпсом.

Однак у 1796 році англійцю Джеймсу Паркеру нарешті вдається отримати цемент шляхом випалу дрібнозернистою глини з вапном. І назву дали в дусі часу – «романцемент». Відміну від сучасного порталандцемента тільки в температурі випалу – «романцемент» проводився в розпеченій до 800-900 градусів печі, в той час як сьогодні за межу приймається температура спікання (1500 С).

Нескладно здогадатися, що властивості «романцемент» не могли задовольнити зростаючим будівельним вимогам. А отже, експерименти у векторі пошуку ідеального бетону продовжилися. При цьому в XIX столітті відразу в декількох точках планети були зроблені приблизно однакові відкриття. Новий рецепт в 1824 році запропонував британець Джозеф Аспдін, а вже в 1825 схожу методику виготовлення цементу вивів Єгор Челиев в царській Росії. Причому досвідчені дослідження вчених велися абсолютно незалежно один від одного, а прототипи цементу використовувалися Челієв ще в 1813 році, під час відбудови спаленої Москви. Так, застосовувався компонент в процесі спорудження Московського Кремля. Отриманий компонент суміші нарекли «портландцемент».

Назва прижилася, а відкриту використовують суміш з додаванням присадок аж до наших днів. Таким чином, використовуваний сьогодні у повсюдному будівництві цемент можна вважати винайденим на початку XIX століття. Звичайно, за ці роки цемент став піддаватися більш тонкого помолу, склад зазнав оптимального нормування. Але сама методика залишилася непорушною. Це був уже не той загадковий римський бетон, а абсолютно новий, унікальний матеріал з більш високими експлуатаційними характеристиками. Бетон тепер не боявся ні вологи, ні вогню, ні морозу.

Оцінити одне з кращих винаходів XIX століття в Європі змогли по достоїнству. Величезна кількість його достоїнств призвели до того, що в середині століття він вже повсюдно застосовувався у всьому світі. Єдиним недоліком бетону можна було вважати лише слабку стійкість до навантажень на розтяг. Тому і застосування його обмежувалося будівельними перегородками, фундаментами та невеликими проходами. Перевагу ж віддавалася залозу, незважаючи на його схильність до корозії і деформацій при високих температурах. Намагаючись нівелювати ці недоліки, вчені крок за кроком йшли до винаходу єдиного матеріалу – залізобетонних виробів (ЗБВ).

Саме історію появи цементу можна прирівнювати до історії бетону, оскільки саме подальше змішування цементу, гравію (щебеню, піску і води дозволило людям отримувати бетон з високими експлуатаційними властивостями. Сьогодні абсолютно всі види цементних сумішей з великими або дрібними заповнювачами на водній основі прийнято вважати бетоном. Використовувані в монолітному будівництві бетони носять назву товарних бетонів, а застосовувані при виробництві ЖБ виробів – конструкційних бетонів.

Історія появи ЗБВ

Розповідаючи історію появи сучасного бетону, не можна обійти увагою важливе дочірнє винахід – ЗБВ. Оскільки не будь ЗБВ, не було б від сучасного бетону стільки користі в будівництві. Недарма саме ЗБВ, а не бетон, багато хто називають переворотним винаходом в світовому будівництві. Дивно, але факт: до наших днів гідної альтернативи ЗБВ не придумано.

Намагаючись підвищити якість і довговічність споруджуваних конструкцій, будівельники постійно експериментували з бетоном і залізом. Перший тлумачний композитний матеріал вдалося представити на суд громадськості британському штукатурові Вільяму Уилкинсону. Після отримання патенту в 1854 році, творіння англійця з успіхом початок застосовується при монолітному і збірному виробництві плит перекриттів. Паралельно у Франції Франсуа Куанье не просто застосовує у будівництві ЗБВ, а й повністю зводить будинок на базі залізобетонних конструкцій. Однако «отцом ЖБИ» принято считать французского садовника Жозефа Монье, который, не имея должного образования, методом «тыка», проб и ошибок сумел поставить производство ЖБИ на конвейер, запатентовав сначала железобетонный мост, а в 1878 году – железобетонные шпалы и балки. Затем недостатки его изобретений были исключены при помощи фундаментальных исследований инженеров и материаловедов того времени. Так, например, немец Гюстав Вайс предложил перекладывать арматуру из середины конструкции в ее нижнюю, «принимающую», часть, что позволило увеличить величину пролетов до 5 метров. Саме подібна універсальність дозволила бетону утвердитися в якості головного будівельного матеріалу, а ЗБВ – як найнадійнішому і популярним будівельним продукту сучасності.