beton

beton , u građevinarstvo , strukturni materijal koji se sastoji od tvrde, kemijski inertne čestice, poznate kao agregat (obično pijesak i šljunak), koji je povezan cementom i voda .

beton

beton Građevinski radnici koji izlijevaju beton. Dmitrij Kalinovski / Shutterstock.com



Među drevnim Asircima i Babiloncima, vezivna tvar koja se najčešće koristila bila je glina. The Egipćani su se razvili tvar koja više nalikuje modernom betonu upotrebom vapna i gipsa kao veziva. Vapno (kalcijev oksid), izvedeno iz vapnenac , školjke krede ili (ako je dostupno) školjke od kamenica, nastavile su biti primarno pucolansko ili sredstvo za stvaranje cementa sve do ranih 1800-ih. 1824. godine engleski izumitelj Joseph Aspdin spalio je i samljeo smjesu vapnenca i gline. Ova smjesa, nazvana portland cement, i dalje je dominantno sredstvo za cementiranje koje se koristi u proizvodnji betona.



Agregati su obično označeni ili kao fini (u rasponu od 0,025 do 6,5 mm [0,001 do 0,25 inča]) ili grubi (od 6,5 do 38 mm [0,25 do 1,5 inča] ili veći). svi agregat materijali moraju biti čisti i bez primjesa s mekim česticama ili biljnim tvarima, jer čak i male količine organskog tla spojevi rezultiraju kemijskim reakcijama koje ozbiljno utječu na čvrstoću betona.

Beton karakterizira vrsta upotrijebljenog agregata ili cementa, njegove specifične kvalitete manifestira , ili metodama korištenim za njegovu proizvodnju. U običnom konstrukcijskom betonu karakter betona u velikoj mjeri određuje omjer vode i cementa. Što je sadržaj vode niži, pod jednakim uvjetima, to je beton jači. Smjesa mora imati tek toliko vode da osigura da je svaka čestica agregata u potpunosti okružena cementnom pastom, da se ispune razmaci između agregata i da je beton dovoljno tekuć da se može učinkovito uliti i raširiti. Drugi čimbenik trajnosti je količina cementa u odnosu na agregat (izražen kao omjer od tri dijela - cement prema finom agregatu do grubog agregata). Tamo gdje je potreban posebno jak beton, bit će relativno manje agregata.



Čvrstoća betona mjeri se u kilogramima po kvadratnom inču ili kilogramima po kvadratnom centimetru sile potrebne za drobljenje uzorka određene dobi ili tvrdoće. Na čvrstoću betona utječu čimbenici okoliša, posebno temperatura i vlaga. Ako se dopusti da se prerano osuši, može doći do nejednakih vlačnih naprezanja kojima se u nesavršeno očvrslom stanju ne može odoljeti. U postupku poznatom kao stvrdnjavanje, beton se neko vrijeme nakon izlijevanja održava vlažnim kako bi usporio skupljanje koje nastaje stvrdnjavanjem. Niske temperature također nepovoljno utječu na njegovu čvrstoću. Da bi se to nadoknadilo, doda se aditiv poput kalcijevog klorida i cementa. To ubrzava postupak stvrdnjavanja, koji pak stvara toplinu dovoljnu za suzbijanje umjereno niskih temperatura. Veliki betonski oblici koji se ne mogu adekvatno pokriti ne izlijevaju se na temperaturama smrzavanja.

beton

beton Radnici koji koriste lopatice za zaglađivanje svježe izlivenog betona. Fotograf Mate 2. klasa Eric Powell / SAD. Mornarica

Beton koji je očvrsnuo na ugrađenom metalu (obično čeliku) naziva se armirani beton ili ferobeton. Njegov se izum obično pripisuje Josephu Monieru, pariškom vrtlaru koji je izradio betonske vrtne posude i kade ojačane željeznom mrežom; patent je dobio 1867. Čelik za ojačanje, koji može biti u obliku šipki, šipki ili mreže, pridonosi vlačnoj čvrstoći. Obični beton ne podnosi lako naprezanja poput djelovanja vjetra, potresa i vibracija i ostalih sila savijanja, pa je stoga neprikladan u mnogim strukturnim primjenama. U armiranom betonu vlačna čvrstoća čelika i tlačna čvrstoća betona čine element sposobnim da podnese teška naprezanja svih vrsta tijekom značajnih raspona. Tekućina betonske smjese omogućuje postavljanje čelika na ili blizu točke na kojoj se očekuje najveće naprezanje.



Saznajte kako je ovaj porozni beton

Saznajte kako hidrofobna svojstva ovog poroznog betona sprječavaju njegovo čišćenje. Opis samočišćenja betona. Američko kemijsko društvo (izdavački partner Britannice) Pogledajte sve videozapise za ovaj članak

Još inovacija u zidanoj je gradnji uporaba prednapregnutog betona. To se postiže postupcima pretjeranog ili naknadnog zatezanja. Za pretjerivanje, duljine čelične žice, kabela ili užadi polože se u prazan kalup, a zatim se razvuku i usidre. Nakon što se beton izlije i pusti da se stvrdne, sidra se oslobađaju i, dok se čelik želi vratiti na svoju izvornu duljinu, stisne beton. U procesu naknadnog zatezanja čelik se provlači kroz kanale formirane u betonu. Kad se beton stvrdne, čelik se učvrsti za vanjsku stranu članaka pomoću neke vrste hvataljke. Primjenom izmjerene količine sile istezanja na čelik, količina kompresije koja se prenosi na beton može se pažljivo regulirati. Prednapeti beton neutralizira sile istezanja koje bi puknule obični beton komprimiranjem područja do točke u kojoj se ne osjeća napetost dok se ne prevlada čvrstoća komprimiranog dijela. Budući da postiže čvrstoću bez korištenja teških čeličnih ojačanja, sjajno je korišten za izgradnju lakših, plićih i elegantnijih građevina poput mostova i prostranih krovova.

zašto je revolucionarni rat bio važan

Uz potencijal za neizmjernu čvrstoću i početnu sposobnost prilagođavanja gotovo bilo kojem obliku, beton je otporan na vatru i postao je jedan od najčešćih građevinskih materijala na svijetu.