Почему железобетонный слитно: Железобетонный как пишется
6 прилагательных, которые заставляют вас ставить дефис. Не ведитесь!
Для тех, кто пишет «старый-добрый» и «мало-посещаемый»
Сложные прилагательные (состоят из двух частей) — всегда немного вгоняют в ступор. То ли их надо писать слитно, то ли через дефис. А может, это наречие с прилагательным. «Грамотность на „Меле“» разбирает шесть случаев, когда прилагательному не нужен ни дефис, ни пробел.
Рассылка «Мела»
Мы отправляем нашу интересную и очень полезную рассылку два раза в неделю: во вторник и пятницу
Правильно: у нас в семье все темноволосые
Разобраться со сложными прилагательными, как ни странно, несложно. Есть несколько чётко прописанных пунктов в правиле, которые нужно запомнить. И пару десятков исключений (шутка). Темноволосый нужно писать слитно и через букву «е», а не любимую редакцией «Мела» «ё». То есть произносить нужно тоже через «е»: тЕмноволосый. Вернёмся к правилам. В них говорится, что если связь между частями, которые образуют прилагательное, подчинительная, то пишем слово слитно (латиноамериканский, древнерусский, железнодорожный, горнолыжный). А ещё если первая часть сложного прилагательного — это наречие на -о (-е). Комбо.
При этом не стоит путать с другим правилом. Если прилагательное образовано из двух основ, которые обозначают оттенки цветов, нужно писать через дефис: темно-русый, серо-голубой, светло-зелёный.
Правильно: глубокоуважаемый учитель математики
Приятно, когда ученики с уважением относятся к своим учителям. Неважно, что учитель математики, а не русского языка — писать прилагательное «глубокоуважаемый» нужно слитно. Правило звучит так: слитно пишутся сложные слова, в состав которых входят наречия на -о (-е) плюс прилагательное (причастие): высоко-, низко-, глубоко-, легко-, тяжело-, широко-, узко, сильно-, много-, мало-, густо, круто-, выше-, ниже и другие. Например, дорогостоящий, глубокоуважаемый, малопосещаемый, вышестоящий, широкоплечий.
Правильно: в школах введут церковнославянский язык
Выдохните — пока церковнославянского не предвидится, но в прошлом году его предлагали включить в школьную программу.
Почему этому слово не нужен дефис? Церковнославянский — не значит два разных понятия «церковный» и «славянский» языки. Это термин, обозначающий название конкретного языка, примерно как «старославянский. Сюда же напишем другие примеры «терминов»: индоевропейские (языки), глухонемой, двууглекислый.
Правильно: сорокапроцентный спирт
Самое простое правило из всех правил про слитное написание сложных прилагательных. Слитно пишутся прилагательные, первая часть которых — числительное: тридцатипятилетний мужчина, тридцатиградусная жара, пятиметровый забор, десятичасовой перелёт и сорокапроцентный спирт.
Правильно: старый добрый фильм
Жили-были, старые-добрые времена… Постойте. Двойные глаголы, близкие по значению, действительно пишутся через дефис: жили-были, ходили-бродили. Они стали устойчивыми сочетаниями. «Старый добрый» — не тот случай. Через дефис пишутся однородные прилагательные (например, самый-пресамый). Но тут они обозначают разные признаки: время (старый) и качество (добрый). Поэтому дефис между ними не нужен. Как и запятая.
Правильно: железобетонный мост
Напоследок — сложные прилагательные, образованные от сложных существительных. Причём существительных, которые пишутся тоже слитно (это важно). Железобетон => железобетонный; лесостепь => лесостепной, микроволны => микроволновый. Теперь вы знаете всё (почти).
|
Имена прилагательные пишутся слитно в следующих случаях. · Если образованны от существительных, которые пишутся слитно. Примеры: железобетон → железобетонный; паровоз → паровозный. · Сложные прилагательные, образованные от словосочетаний с подчинительной связью, то есть в них есть главное и зависимое слово. Примеры: железная дорога- железнодорожный, ремонт вагонов- вагоноремонтный, легок ранить – легкораненый. · Сложные прилагательные, образованные путём соединения словосочетания (наречие + прилагательное / причастие) в одно слово: высоко, низко, выше, ниже, глубоко, мелко, легко, тяжело, трудно, остро, плоско, широко, узко, сильно, слабо, тонко, толсто, круто, крупно, густо, много, мало, остро, плоско, чисто, верхне, нижне, древне, средне, ранне, поздне,обще. Примеры: высокообразованный, легкораненый, раннеспелый, среднеазиатский, тяжелораненый, сильнодействующий, вышеизложенный. · Если первая часть – велико-: великосветский, великодержавный. · Прилагательные, образованные от китайских, корейских, вьетнамских и других восточных фамилий (независимо от того, как пишутся эти имена и фамилии – слитно, раздельно, через дефис). Пример: Чан Кай-ни – чанкайшистская. · Прилагательные, образованные от иноязычной фамилии, которой предшествует служебное слово. Пример: де Бройль → дебройлевская теория. · Сложные прилагательные с первой частью велико-. Примеры: великосветский, великорусский. · Наречие на -ски + прилаг.: детски наивные, теоретически важная, химически чистый. |
Правописание сложных прилагательных . ЕГЭ-2012. Слитно-дефис-отдельно. Учебное пособие
Пишутся слитно:
1. Сложные прилагательные, образованные от сложных существительных слитного написания.
Например: железобетонный (железобетон), шарикоподшипниковый (шарикоподшипник).
2. Сложные прилагательные, одна из частей которых самостоятельно не употребляется.
Например: всеядный, длинноволосый, синеглазый.
3. Сложные прилагательные, являющиеся терминами ичасто включающие элементы быстро-, вечно-, все-, выше-, густо-, долго-, мало-, много-, остро-, редко-идр.
Например: быстродействующий, вечномерзлый, всеобъемлющий, остроинфекционный.
Примечания:
1. При наличии пояснительных слов наречие иприлагательное или наречие ипричастие образуют свободное словосочетание, ср.: легкораненый солдат— легко раненный вруку солдат; малоосведомленный читатель – мало осведомленный вэтом вопросе читатель.
2. На слитное или раздельное написание влияет также порядок слов: сложное прилагательное обычно предшествует существительному, асочетание слов следует за определяемым существительным, ср.: быстрорастворимая таблетка – таблетка, быстро растворимая вводе.
3. Следует отличать сложные прилагательные от пишущихся раздельно сочетаний наречий с прилагательным, вкоторых наречия указывают на степень признака, названного прилагательным (безупречно вежливое отношение, ослепительно белая улыбка, вызывающе развязное поведение) или наречия заканчиваются на – ски (детски наивные слова, экономически выгодный проект).
4. Сложные прилагательные, образованные из подчинительных словосочетаний (сочетаний неравноправных слов, т. е. главного изависимого).
Например: левобережный (левый берег), машиностроительный (строить машины), древнегреческий (Древняя Греция).
Пишутся через дефис:
1. Сложные прилагательные, образованные от сложных существительных с дефисным написанием.
Например: юго-западный, экс-президентский, нью-йоркский.
2. Сложные прилагательные, образованные из слов, между которыми можно поставить союзы и.
Например: русско-английский словарь (русский ианглийский), выпукло-вогнутый (выпуклый ивогнутый).
3. Сложные прилагательные, обозначающие оттенки цветов.
Например: бело-голубой, изжелта-зеленый, бледно-розовый, бутылочно-зеленый.
4. Сложные прилагательные, обозначающие качество с дополнительным оттенком.
Например: кисло-сладкий, добродушно-веселый, покорно-печальный.
5. Сложные прилагательные, основа первой части которых заканчивается на – ико.
Например: лексико-грамматический, химико-технологический.
6. Сложные прилагательные, начинающиеся с восточно-, западно-, северо-, южно-, средне-, старо-, нижнее-, дальне-, верхнее-, если они входят всостав географических или административных названий.
Например: Средне-Русская возвышенность (но: среднерусские пейзажи), Нижне-Амурская область (но: нижнеамурская растительность).
Следует иметь ввиду, что среди сложных прилагательных много традиционных написаний (например: всемирно-исторический, но всемирно известный). Поэтому при сомнениях внаписании следует обращаться корфографическому словарю.
АЛГОРИТМ
1. Является ли прилагательное названием цвета или качества с дополнительным оттенком?
Если да— пишем слитно.
Если нет— см. п.2.
2. Образовано от существительного?
Если да— см. п.3.
Если нет— см. п.3.
3. Существительное пишется слитно или через дефис?
Если слитно— пишем слитно.
Если через дефис— пишем через дефис.
4. Образовано от двух прилагательных, между которыми можно поставить союз и?
Если да— пишем слитно.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Сложные прилагательные в русском языке
Русский язык богат и разнообразен. Сложные прилагательные представляют собой одно из самых выразительных средств яркости и красоты нашего языка. Одни из них писать необходимо слитно, другие – через дефис. Рассмотрим все правила написания сложных прилагательных в этой статье.
Особенности правописания сложных прилагательных
Слитное или дефисное написание прилагательных регулируется лексико-грамматическими особенностями слов и словосочетаний, использованных в процессе образования – трехсотграммовый, темно-синий, психолого-педагогический, железобетонный.
Правила дефисного и слитного написания сложных прилагательных проходят в шестых классах.
Правила слитного написания сложных прилагательных
Многие сложные прилагательные следует писать слитно, хотя в их состав входит два отдельно взятых слова, каждое со своим лексическим значением. Соединяясь в одно сложное имя прилагательное такие слова усиливают или уменьшают какой-то признак объекта. Это придает нашей речи большую выразительность.
Рассмотрим, в каких случаях необходимо слитное написание новых слов:
- Если сложное прилагательное было образовано от словосочетания в результате подчинительной связи, согласования, примыкания или управления, то полученное прилагательное писать нужно в одно слово (белый снег – белоснежный, ремонт авто – авторемонтный). Исключением является всемирно-исторический.
- Когда одна часть сложного прилагательного не может употребляться отдельно от второго (скоротечный, всеядный, белобрысый).
- Если прилагательное образовано от существительного, которое уже писалось слитно (лесостепь – лесостепной, водопровод – водопроводный).
- Если первая часть прилагательного является числительным (пятилетний, шестиэтажный, десятиметровый). Исключение: 5-балльный, 30-летний.
- У которых в начале идет наречие на «о»/«е» (высокообразованный, вышеподписавшийся).
- Содержащие в начале такие элементы, как – верхне-, нижне-, средне-, ранне-, поздне-, густо-, тонко-, толсто- и другие (мелкорубленый, раннецветущий, легкоранимый, позднеспелый, тонкостроганный, густонамазанный).
- Многие научно-технические термины и определения (хлебопекарный, глубокоуважаемый).
Правила написания сложных прилагательных через дефис
Через дефис пишутся многие сложные прилагательные. Есть свои правила их написания. Необходимо запомнить, какие сложные прилагательные пишутся через дефис:
- Сложные прилагательные, полученные путем соединения двух равнозначных слов с помощью сочинительного союза, если между ними можно вставить «но» или «и» – яблочно-лимонный (яблочный и лимонный), китайско-русский словарь (китайский и русский).
- Полученные в результате соединения уже с дефисом писавшихся сложных существительных – нью-йоркский (Нью-Йорк), юго-западный (Юго-Запад).
- Прилагательные, которыми называют оттенки и другие признаки – светло-зеленый, кисло-молочный.
- Прилагательные, для образования которых были взяты имя и фамилия или имя и отчество, или две фамилии – лев-толстовский, ильфо-петровский.
- Если первая часть оканчивается на «ико» – физико-химический, лексико-грамматический.
- Сложные прилагательные, у которых обе части являются неоднородными признаками (зачастую у них есть элемент «научно-, учебно-, военно- и т.п.») – учебно-воспитательный, военно-морской. Исключения: военнопленный, военнослужащий, военнообязанный.
- Прилагательные, в которых одно слово повторяется дважды – теплый-теплый, синий-синий.
Согласна, что правил такого написания тоже не мало, как и для слитного написания. Выучить все их бывает достаточно трудно. Поэтому рекомендую сделать небольшие памятки и повесить их на видном месте, чтобы первое
Задание на закрепление материала
Раскрой скобки, где необходимо вставляя дефис (если возникнут затруднения, наведи курсор на слово в скобках), правильный ответ не заставит себя долго ждать:
- Высоко(вольтная) линия проходила вдоль нашей улицы.
- Мы смело взбирались по высокому(высокому) склону и бежали навстречу приближающимся железно(дорожным) составам.
- Был теплый(теплый) летний день.
- Ребята побежали загорать на пляж, по дороге сбросив с себя ярко(зеленые) футболки.
- За ними прискакивала маленькая девчушка в светло(розовой) юбочке.
- В школе закончился учебно(образовательный) процесс, начались долго(жданные) каникулы.
- Дед высадил в саду ранне(спелые) сорта малины.
- Как же вкусен этот яблочно(персиковый) напиток, приготовленный из фруктов своего сада.
- Странную, но правдо(подобную) историю рассказали нам соседские девчонки.
- В школе ввели классно(урочную) систему обучения.
- Я предпочитаю питаться море(продуктами).
|
Дефисное и слитное написание сложных прилагательных
Сегодня мы найдём ответы на такие
вопросы:
·
Как образуются сложные прилагательные?
·
Когда сложные прилагательные пишутся через дефис?
·
Когда сложные прилагательные пишутся слитно?
А чтобы нам нескучно было искать
ответы, давайте сыграем в игру!
Нам нужно будет дать предмету
характеристику при помощи одного-единственного прилагательного.
И вот апельсин. Какого он цвета?
Конечно, оранжевый!
А вот торт. Каков он на вкус?
Сладкий – скажем мы и не ошибёмся.
А вот дом. Какой он по высоте?
Невысокий. Пока что мы отлично справляемся.
А если нам нужно будет посмотреть вот
на это фото и назвать его цвет?
Но ведь фото – это сочетание чёрного и
белого цветов. Как же это можно назвать одним словом?
Или вот яблоко. Нам нужно определить
его вкус.
Кислое оно? Или сладкое? А если оно
одновременно и кислое, и сладкое – как это выразить одним словом?
А вот дом. И нам нужно указать,
сколько в нём этажей.
Что мы скажем? Два? Но ведь нам нужно
назвать прилагательное!
В чём же здесь подвох?
Дело в том, что нам иногда нужно
выразить сложный признак. И прилагательное справляется с такой задачей и
позволяет нам говорить о сложных признаках.
Но как?
Просто само прилагательное может быть
довольно сложной натурой.
Прилагательные бывают сложными.
Именно сложные прилагательные позволяют выразить оттенки значения или сложные
признаки.
Например, если мы хотим совместить в
одном слове чёрный и белый цвета, то скажем: черно-белый.
Если вкус и кислый, и сладкий, то мы
говорим о нем: кисло-сладкий.
А если в здании два этажа, то мы
говорим, что оно двухэтажное.
В сложном прилагательном обычно два
корня, но может быть и больше.
Но постойте-ка. А почему наши сложные
прилагательные так различаются по своему виду?
Одни из них пишутся через дефис, а
другие слитно. Это совершенно нормально. Ведь сложные прилагательные можно
образовывать по-разному!
Первый способ – это просто взять два
слова и сделать из них прилагательное. При этом слова мы берём равноправные.
Например, красный и жёлтый.
Это два прилагательных, и оба обозначают цвет. Между ними даже можно поставить союз
и.
Сложное прилагательное просто
составляется в таком случае из равноправных слов.
Но чем мы заменим союз и? Нам ведь
нужно как-то показать, что эти слова когда-то были равноправны! На помощь нам
приходит дефис.
С его помощью получается
прилагательное красно-жёлтый.
Конечно же, в словах, которые
образовались таким способом, и будет писаться дефис.
Но есть и другой способ.
Вот замок. Он относится к Средним
векам, и нам хочется отразить это в прилагательном.
Мы берём словосочетание Средние
века – а это действительно словосочетание, века – главное слово, а средние
– зависимое. И прилагательное образуется на основе этого словосочетания. В этом
и есть второй способ.
Но если уж в прилагательном два слова
станут одним, то это нужно как-то подчеркнуть.
Поэтому наше прилагательное мы напишем
слитно. И все подобные прилагательные будут писаться слитно.
Но есть и третий способ – самый
простой. В самом деле, зачем мучиться и брать два слова? Можно взять готовое
существительное!
Например, паровоз. Или юго-запад.
Эти существительные сложные, в них есть два корня. И от них можно образовать
прилагательные!
Мы просто прибавляем нужные
суффиксы.
От существительного паровоз
образуется прилагательное паровозный. А от существительного юго-запад
– юго-западный.
Но как же правописание?
Мы ведь просто прибавляли суффиксы, и
ничего больше не меняли. Значит, прилагательные будут писаться точно так же,
как сложные существительные.
Что же можно вынести из наших
размышлений?
Через дефис мы напишем прилагательное
в том случае, если оно образовано с помощью сложения равноправных слов.
Например, горько-солёный,
сине-зелёный, англо-русский, садово-огородный, учебно-производственный.
Каждый раз между двумя словами, от
которых образовались прилагательные, можно поставить союз и. И потому
эти прилагательные пишутся через дефис.
Через дефис пишутся цвета и оттенки.
Например, жёлто-белый, ярко-зелёный, темно-фиолетовый, иссиня-чёрный,
винно-красный. Не всегда здесь можно поставить и между
частями слов. Например, нельзя сказать «винный и красный». Но раз это оттенок,
мы все равно пишем дефис.
Таким способом мы можем соединить даже
больше двух корней!
Например, из слов серый, бурый
и малиновый мы можем составить такое прилагательное, как серо-буро-малиновый.
И при этом прилагательное будет писаться через два дефиса.
Через дефис мы напишем и
прилагательное, образованное от существительного, которое пишется через дефис.
Например, юго-западный – от юго-запад.
Тянь-шаньский – от Тянь-Шань.
Социал-демократический, северо-восточный и так далее.
Таких слов не так уж и много. И они не
доставляют нам хлопот, потому что все равно образованы при помощи равноправных
существительных.
Но когда же мы пишем прилагательные слитно?
Например, в том случае, если прилагательное образовано от словосочетания.
Древняя Русь – древнерусский.
Седые волосы – седоволосый.
Пять этажей – пятиэтажный
Долго играть – долгоиграющий
В трёх томах – трёхтомный.
Прилагательные образованы от
словосочетаний, в которых одно слово зависит от другого. Между такими
словами нельзя вставить союз и. Поэтому прилагательные пишутся слитно.
Точно так же мы напишем прилагательное
и в том случае, если оно образовано от существительного, которое пишется
слитно.
Например, от пароход
образуется пароходный.
Железобетон – железобетонный, вертолёт
-вертолётный, водопровод – водопроводный, самоход – самоходный.
Способ образования этих слов – суффиксальный,
а не сращение основ. Они пишутся слитно, потому что слитно писались
существительные, от которых они образовались.
Проведём небольшую тренировку! Напишем
правильно все эти прилагательные!
Мясо-молочный – пишем через дефис, так как
образовалось от равноправных слов мясной и молочный.
Синеглазый – образовалось от словосочетания синие
глаза, поэтому пишем слитно.
Светло-жёлтый – мы говорим об оттенке цвета, а они
всегда пишутся через дефис.
Юго-западный – образовалось от существительного юго-запад,
а оно пишется через дефис.
Разноцветный – образовалось от словосочетания разный
цвет, поэтому пишется слитно.
Двадцатилетний – образовалось от словосочетания двадцать
лет, поэтому пишется слитно.
А теперь немного интересной
информации. Сложные прилагательные – очень выразительны и потому авторы
произведений часто придумывают их самостоятельно.
Например, Владимир Маяковский в своих
стихах ввёл такие слова, как словомётный, золоторождённый, золотолапый и
даже верблюдокорабледраконьи!
Да-да, сложные прилагательные бывают
очень длинными. Например, такое слово как сельскохозяйственно-машиностроительный.
Это самое длинное прилагательное, и оно состоит из двух сложных прилагательных.
При этом слова сельскохозяйственный и машиностроительный пишутся
слитно, потому что образованы от словосочетаний. Но когда они соединяются, то
все слово пишется через дефис, потому что эти прилагательные равны.
Что же мы должны сегодня запомнить?
Репетитор по русскому языку. Тула.. Правописание сложных прилагательных
Пишутся слитно
1.Сложные прилагательные, образованные от слитно пишущихся сложных существительных (железобетон → железобетонный; паровоз → паровозный; микроволны → микроволновый).
2.Сложные прилагательные, образованные от словосочетаний с подчинительной связью (Древняя Русь → древнерусский; строить паровозы → паровозостроительный; три года → трёхгодичный; три миллиметра → трёхмиллиметровый; лить чугун → чугунолитейный; спеть скоро → скороспелый).
3.Сложные прилагательные, образованные путём сращения словосочетания (наречие + прилагательное / причастие) в одно слово. (высоковитаминный, высокообразованный, легкораненый, тяжелораненый, сильнодействующий, малоизученный, скоропортящийся, нижеподписавшийся, вышеизложенный).
4.Сложные прилагательные с первой частью на -ико (великосветский, великорусский).
Пишутся через дефис
1.Сложные прилагательные, образованные от сложных существительных, пишущихся через дефис (юго-запад → юго-западный; унтер-офицер → унтер-офицерский; социал-демократ → социал-демократический).
2.Сложные прилагательные, образованные от сочетаний с сочинительной связью (русский и немецкий → русско-немецкий; беспроцентный, но выигрышный → беспроцентно-выигрышный; не только выпуклый, но и вогнутый → выпукло-вогнутый; научный популярный журнал → научно-популярный журнал).
3.Сложные прилагательные, обозначающие оттенки цвета или другие качества (вкусовые, слуховые и др.) с оттенком (бело-красный, иссиня-чёрный, горько-сладкий, раскатисто-громкий, почтительно-вежливый, смущённо-счастливый).
4.Сложные прилагательные, образованные от сочетания имени и фамилии или двух фамилий (вальтер-скоттовские романы, бойль-мариоттовский закон).
5.Сложные прилагательные, входящие в состав некоторых географических названий, образованных от словосочетаний с подчинительной связью (Восточно-Китайское море, Западно-Сибирская низменность, Военно-Грузинская дорога, Восточно-Сибирское море).
6.Сложные прилагательные с первой иноязычной частью на –ико (лексико-грамматический, историко-архивный)
Следует различать термины и книжные слова, которые образованы путём сращения, от соответствующих сочетаний «наречие + прилагательное/причастие», которые пишутся раздельно (многообещающий студент – студент, много обещающий, но никогда не выполняющий своих обещаний).
Слова в соответствующих словосочетаниях сохраняют свою самостоятельность: от прилагательного/причастия можно поставить вопрос к наречию; их можно поменять местами; каждое из этих слов может иметь при себе зависимые слова (рабски покорный – покорный, практически ценный – ценный).
Написание многих сложных прилагательных обусловлено традицией (народнохозяйственный – народно-освободительный; всемирно известный – всемирно-исторический).
Бетон и железобетон — Объясните, что заполняйте
Бетон и железобетон — Объясните, что заполните
Реклама
Криса Вудфорда. Последнее обновление: 2 ноября 2020 г.
Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три чудесных примера того, как камень
конструкции могут прослужить сотни и даже тысячи лет. Но хотя
камень — один из самых старых и прочных строительных материалов, он не
работать с ним очень просто.Это тяжело, тяжело транспортировать и
обычно поставляется гигантскими кусками, которые должны быть
кропотливо вырезано по форме. Было бы здорово, если бы существовал рецепт камня —
вид липкой смеси для торта, которую мы могли сложить в любом месте, просто нажав ее
в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера?
Что ж, такой «жидкий камень» действительно существует: мы его называем
бетон . Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие
люди связывают это с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг.
века, бетон — великий, незамеченный герой современности, материал
Мир.От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете
это в самых высоких небоскребах в мире, самый большой
мосты, самые длинные
шоссе, самые глубокие туннели и, вполне возможно, даже под полом в
ваш собственный скромный маленький дом. Бетон — штука замечательная, но
что это и как именно работает? Давайте посмотрим внимательнее!
Фото: Бетон — сила практически любого современного здания
и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают.
Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия.Хотя он выглядит элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона.
блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.
Что такое бетон?
Таблица: Бетонный рецепт: ингредиенты типичной смеси.
Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus ,
означает расти вместе — и это именно то, что он делает, когда вы
объедините три его ингредиента, а именно:
- Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня,
переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое.
ничего эквивалентного) — обычно 60–75 процентов. - Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
- Вода — обычно 15–20 процентов.
Сложенные вместе и хорошо перемешанные, эти простые
ингредиенты образуют композит — так мы называем гибрид
материал, который в каком-то важном смысле лучше, чем материалы из
что это сделано. В случае с бетоном «важно» то, что он
прочный, жесткий и долговечный. Думая о бетоне как о
композитный материал, цемент гидрат — фон, связующий
материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий
дополнительная прочность («арматура»).
Фото: Бетонный композит: присмотритесь к этому бетону, и вы сможете ясно увидеть, как он работает: заполнитель более светлого цвета (камни различной формы и размера, который действует как арматура) скреплен цементом более темного цвета (матрица) . Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно тяжело осмотреться, чтобы найти этот пример на бетонном столбе недалеко от моего дома.
Как образуется бетон из ингредиентов, которые не имеют ничего общего с конечным продуктом?
Когда вы добавляете воду в цемент, кристаллы гидрата цемента (технически кальций-кремнезем-гидрат) начинают расти, которые плотно связывают песок и гравий.Это постепенное
образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не
простой факт, что он сохнет. Действительно, причина, по которой вы должны
смачивание бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания должно «привести в действие»
химические реакции, гидратирующие цемент.
Мягкая слякоть, которая стекает с вашего
бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из
который он сформирован. «Жидкий камень» становится камнем по-настоящему — ну,
искусственный камень, как минимум. И под «постепенно» я действительно имею в виду
постепенно: бетон затвердевает в течение нескольких часов, затвердевает примерно через
в месяц, но продолжает затвердевать и укрепляться не менее пяти
лет после этого.
Интересный факт, от
Недавние научные исследования бетона показали, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они неупорядочены и
совершенно правильные, как и положено кристаллам, но на самом деле имеют
некоторая случайная структура, которую вы можете найти в таких материалах, как стекло
(с научной точки зрения известные как аморфные твердые тела). Бетон содержит довольно много
немного захваченного воздуха (до 5–10 процентов), потому что есть
пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента
кристаллы и застрявшие между ними песок и гравий.И это в
поворачивает, объясняет, почему бетон может гнуться и сгибаться, растягиваться и сжиматься
(во всяком случае, немного).
Как и любой рецепт, вы можете несколько разнообразить смесь для бетона (подробнее
вода, возможно, больше агрегатов, или даже химикаты разных
видов) для производства бетона, который течет быстрее, тверже или больше
быстро, погодостойкость, особый цвет или внешний вид.
Например, добавление пигмента, называемого диоксидом титана, является простым
способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от
тускло-серая штука, из-за которой у бетонных парковок плохая репутация.Другой
вариант — газобетон, немного похожий на очень твердый
губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет
бетон расширяться и сжиматься в жаркую и холодную погоду без
смертельно трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией
материал.
Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, вместо того, чтобы медленно укладываться из шланга.
бетономешалка, она называется торкрет-бетоном. Здесь вы можете увидеть тонкий слой торкретбетона, покрывающий
стальная сетка из арматурных стержней (арматура).Изображение Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (US DOE / NREL).
Почему бетон — такой популярный строительный материал?
По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь — и это
нетрудно понять почему. Легко сделать из дешевых и легкодоступных
ингредиенты, легко разливать по формам и превращать во все виды
формы (потому что он начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и оба
огнестойкие и (относительно) водонепроницаемые.Но главная причина, по которой это так
широко используется в зданиях, потому что он чрезвычайно прочен в
сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес
Это. Широко используется в стенах и фундаментах (вертикальные
другими словами), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, наложенному сверху. К несчастью,
очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее на растяжение
чем в сжатии. Он легко трескается или ломается, если вы его согнете или растянете, если вы не
укрепить его сталью внутри, так что это
не много толку в горизонтальных балках.Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он
на самом деле намного легче, чем вы могли подумать: он примерно в пятую часть плотности
свинец, третий как
плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только
немного плотнее стекла.
Хотя бетон часто смешивают на месте и формуют во что-нибудь
формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном
«модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка
все можно сделать таким образом. Гигантский, современный
сегментные мосты, для
например, часто быстро и недорого собираются из идентичных
бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательную
расположение.Это делает их более быстрыми и легкими в изготовлении, чем если бы
весь мост пришлось отлить на месте, что намного сложнее сделать в
например, посреди реки или в неблагоприятных погодных условиях.
Другой вариант — сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе
сборные профили с другими профилями, сформированными на месте.
Иллюстрации: Конкретные идеи: Томас Эдисон сразу понял блеск бетона как материала для создания «мгновенных» построек. В первые годы 20-го века он разработал этот метод изготовления бетонных домов с одинарной заливкой, которые можно было выпускать серийно с небольшими затратами и в очень больших количествах.Бетон из пары смесителей (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый), а затем переносится шнеком (оранжевый) на вершину огромной трехмерной формы. Вылитый через форму, он формирует стены, пол и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Иллюстрация из патента США 1 219 272: Процесс строительства бетонных зданий, автор Томас Эдисон, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.
Железобетон
Как мы уже видели, бетон — это композитный материал — цементная матрица с заполнителями.
для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на
напряжение.Мы можем решить эту проблему, залив бетон вокруг прочной стали.
арматурные стержни (связанные друг с другом в клетку).
Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней,
получаем новый композитный материал железобетон
(также называемый железобетонным бетоном или RCC), который хорошо работает в
либо растяжение, либо сжатие: бетон сопротивляется сжатию
(обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу
и растяжение (обеспечивает прочность на разрыв). По сути, усиленный
бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон
становится матрицей, в то время как стальные стержни или проволока обеспечивают
армирование.
Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от
арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных прядей с благородными
или выступы на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без
любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать
все виды материалов для армирования бетона. Обычно мы используем сталь
потому что он расширяется и сжимается от жары и холода примерно на столько же
сам бетон, что означает, что он не потрескает бетон, который
окружает его, как мог бы другой материал, если бы он более или менее расширился.Однако иногда используются и другие материалы, в том числе разные.
пластиков.
Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя.
Строители из ВМС США укладывают мокрый бетон.
с грузовика на арматуру (сетку из стальной арматуры).
Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность:
бетон плюс сталь равняется железобетону. Изображение лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлено
ВМС США.
Предварительно напряженный бетон
Хотя железобетон, как правило, лучшая конструкция
материал, чем обычный материал, он по-прежнему хрупкий и склонен к
трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на
стальная арматура, пропускающая воду, которая затем заставляет бетон
выйти из строя, а арматура заржаветь.Решение — поставить армированный
бетон постоянно находится в сжатии с предварительным напряжением (также
называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные прутья во влажную
бетонные, как они есть, сначала натягиваем (натягиваем) их. Как
бетон схватывается, тугие стержни тянутся внутрь, сжимая бетон и делая его более прочным.
В качестве альтернативы арматура из железобетона может
подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как poststressing
(последующее натяжение). В любом случае, удержание бетона в сжатии — это
хитрый трюк, который помогает остановить растрескивание (и останавливает трещины от
распространение, если они все же образуются).Еще одно преимущество в том, что
можно использовать менее предварительно напряженный или предварительно напряженный бетон или меньше,
более тонкие предметы для переноски того же груза по сравнению с обычными,
железобетон.
Фото: Наука проходит сквозь бетон — как он затвердевает, почему он прочен и почему мы его используем.
Это конкретное слово — одна из деталей военного мемориала округа Онондага в Сиракузах, штат Нью-Йорк.
Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
«Бетонный рак»
Трещины — последнее, что вы хотите видеть в здании или мосте,
особенно относительно новый из бетона. Но если у нас есть
бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из
бетонных мостов, небоскребов и других построек всего несколько
десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливались?
Есть несколько объяснений. Старый, римского типа, пуццолановый
бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию к растрескиванию меньше, чем больше
современные формы бетона, и он использовался в основном при сжатии, поэтому
даже если бы у трещин была возможность образоваться, они с меньшей вероятностью
распространение.Железобетон, скорее всего, будет использоваться на растяжение, которое
Вот почему в нем есть стальная арматура «арматура». Но, как мы
уже видно, он все еще может треснуть, если он не был предварительно напряжен.
Современный бетон не проходит через то, что неофициально известно как рак бетона
или конкретная болезнь , которая включает три взаимосвязанные проблемы.
Во-первых, щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом.
заполнители, из которых изготовлен бетон. Это делает новые
кристаллы очень медленно растут внутри бетона, занимая больше
комнаты, чем оригинальные «кристаллы», поэтому
бетонная трещина отдельно от изнанки или отслаивание («скол»)
с поверхности, впуская воду извне.На что-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая в
также может быть щелочным из-за используемых солей
обработать дорогу зимой. Вторая проблема в том, что вода
который попадает внутрь, в конечном итоге соприкасается со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая
они ржавеют и разлагаются, возможно, расширяются и вызывают смертельный исход.
слабые места в конструкции. Грязные коричневые пятна, которые вы видите на
бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через
трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, просочившаяся внутрь
бетон сквозь трещины зимой может промерзать, а значит,
расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет проходить еще больше воды.
проникают, вызывая порочный круг вырождения и разложения.
Рисунок: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом в заполнителях,
формирование более крупных кристаллов, которые раскалывают бетон отдельно от внутренней части (2). Вода течет по трещинам (3),
ржавчину арматурного стержня (4), которая может сломаться и вызвать еще большее растрескивание или «скалывание» по краям (5). В холодную погоду
вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещины нет
обязательно большие: у некоторых очень тонкие капилляры, что означает, что вода может перемещаться по ним вверх по
простое капиллярное действие, а также дренаж через них под действием силы тяжести.
Воздействие бетона на окружающую среду
Фото: Кто-то любит бетон, кто-то его ненавидит. Мнения резко расходятся по поводу таких «бруталистских» городских зданий, как эта, Xerox Tower в Рочестере, штат Нью-Йорк, которая была построена в середине 20 века. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
Растущая озабоченность по поводу окружающей среды и изменения климата в
В частности, выделили еще одну серьезную проблему с бетоном:
после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место
крупнейший источник выбросов углекислого газа.Отчасти потому, что
процесс производства цемента выделяет много углекислого газа, но также,
очень важно из-за огромного количества цемента и
бетон, используемый во всем мире. Углекислый газ выделяется двумя способами.
разными способами (разделить между ними примерно пополам): во-первых,
из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве
цемент; во-вторых, потому что цемент производится, когда карбонат кальция
превращается в оксид кальция, выделяя при этом диоксид углерода.
Бетон полагается на цемент, поэтому он не является экологически безопасным.
материал, который беспокоит архитекторов, в частности, потому что они
быть очень экологически сознательным.
Фото: Ранний образец более зеленого бетона 1953 года: плотина Hungry Horse на реке Флэтхед, штат Монтана, США,
был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Фотография любезно предоставлена Бюро мелиорации США.
Поскольку при цементировании двуокись углерода выделяется двумя путями
производства, из этого следует, что есть два способа сделать больше
экологически чистый бетон. Исторически сложилось так, что с тех пор, как
Революция, человечество получает большую часть энергии от сжигания угля,
который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и
Традиционно цементные печи тоже работали на угле.Переключение их с
уголь в природный газ является одним из решений, поскольку газ выделяет меньше углерода
диоксид для заданного количества энергии. Изготовление цементных печей подробнее
эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает
их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить
количество цемента в бетонной смеси при использовании переработанных материалов,
например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна интересная перспектива — это
разработка бетона без карбоната кальция.
Вместо этого карбонат получают путем барботирования углекислого газа из
электростанция через морскую воду.Это общая экологическая
выгода, так как он сокращает выбросы вредных отходов CO2 от энергии
растения и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. Это вид
улавливания и хранения углерода (CCS).
Еще один экологический недостаток бетона — использование в нем
заполнители, которые должны быть добыты, часто из экологически чистых
чувствительные районы, такие как долины рек. Использование переработанных заполнителей
(включая переработанный бетон из старых снесенных зданий)
возможное решение здесь.
Краткая история бетона
Ранняя история
- ~ 7000 г. до н.э .: поселение эпохи неолита в
В Ифтахеле в Галилее, Израиль, есть сырой «бетонный» пол, сделанный из обожженной известковой штукатурки. - ~ 5600 гг. До н.э .: материал, похожий на бетон, используется в полах
Мезолит (средний каменный век) сербские жилища на
Лепенски Вир, в Сербии,
на берегу реки Дунай. - ~ 3000 г. до н.э .: египтяне используют неочищенные формы цемента и бетона в
пирамиды. - ~ 200 гг. До н. Э .: римляне использовали тип бетона, называемый пуццоланой (иногда
называемый пуццолановым цементом) на основе вулканического пепла, полученного из
Поццуоли, Неаполь.Он используется в знаковых римских постройках, таких как
Колизей и Пантеон в Риме. - 400AD– ~ 1750CE: Фактически, конкретное средневековье: знание
бетона полностью утрачен после падения Римской империи.
Повторное открытие
- 1750-е годы:
Джон Смитон, английский инженер, заново открывает искусство
изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue
Камень лиас, глина и пуццолана, первоначально для
Маяк Эддистон недалеко от Плимута, Англия. - 1824: англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который
напоминает натуральный камень, добытый в Портленде в Дорсете, Англия.
Портландцементу суждено стать ключевым ингредиентом бетона. - 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
- 1867: француз
Джозеф Монье
патенты на железобетон для использования
в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке
тот же год. - ~ 1850-е годы: французский строитель Франсуа Куанье начинает повсеместное использование
бетон в зданиях, в том числе первый железобетонный дом в
Париж, Франция. - 1884: англичанин, архитектор из Америки.
Эрнест Лесли Рэнсом
патентует скрученную арматуру, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, поэтому
делая его сильнее. - 1870: француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный
процесс строительства зданий из железобетона, ведущий
к его широкому распространению. - 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, но не
коммерчески развита.
Современная эпоха
Фото: Запоминающееся современное использование железобетона.Это знаменитая Великая Мастерская Штаб-квартиры Джонсона архитектора Фрэнка Ллойда Райта в
Расин, Висконсин. Крышу поддерживают удивительно тонкие железобетонные колонны.
которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. В соответствии с
Книга Джонатана Липмана о здании, Райт
Идея пришла в голову после того, как увидел официанта, несущего поднос на руке.
Фотография любезно предоставлена архивом Кэрол М. Хайсмит,
Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
- 1891: первая улица в США с бетонным покрытием.
находится в Беллефонтене, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы
этот день. - 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею
для серийного бетонного дома, но идея не прижилась. - 1913: Первая партия товарного бетона доставлена грузовиком.
на сайт в Балтиморе, штат Мэриленд. - 1915: цветной бетон изобретен инженером Линн из Чикаго.
Мейсон Скофилд. - 1920-е годы: француз Эжен Фрейзенне превращает предварительно напряженный бетон в
коммерчески успешный строительный материал. - 1936: Бетон используется для завершения могучей плотины Гувера,
самая большая бетонная конструкция, когда-либо построенная до этого момента. - 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовую
Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона. - 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит
знаменитая, напоминающая птицу бетонную крышу Полетного центра Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф.Кеннеди.
Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка — CBS Building. - 1970-е годы: изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
- 2010s-: Влияние бетона на окружающую среду вызывает все большую озабоченность.
Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как изменение климата может драматически
сократить срок службы бетонных зданий.
Если вам понравилась эта статья …
… вам могут понравиться мои книги.Мой последний
Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.
Узнать больше
На этом сайте
Книги
Инженерное дело
Архитектура
- Ээро Сааринен: формирование будущего Ээро Сааринен и др. Yale University Press, 2006. Фотогид по строениям и зданиям, созданный одним из пионеров железобетонной архитектуры 20-го века.
- Бетонная архитектура Кэтрин Крофт.Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включающий историю материала и фото-гид по знаковым бетонным зданиям и сооружениям.
- Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных конструкций с акцентом на недавние проекты.
Статьи
- Бетон, материал многовековой давности, получил новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г.Обзор усилий по разработке более устойчивых форм бетона.
- Guardian Concrete Week: увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире из бетона.
- Битва за обуздание нашего аппетита к бетону, Тим Боулер. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
- Мэтт МакГрат объясняет, почему в Древнем Риме был бетон долговечности. BBC News, 4 июля 2017 г.Минеральный алюминиевый тоберморит, кажется, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
- предлагают приоритеты исследований для повышения «экологичности» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем сократить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
- Вековой рецепт бетона — вода, цемент, песок и камни, автор Сьюзан Хасслер. IEEE Spectrum, 18 июля 2011 г. Могут ли инженеры разработать более экологически чистый бетон?
- Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными. Автор Александр Джордж.Wired, 12 августа 2011 года. В связи с разрушительным землетрясением 2011 года японские инженеры разработали новый прочный строительный материал, названный структурой CO2.
- Ученые разрабатывают экобетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследует новый тип экологически чистого бетона, который производит меньше выбросов углекислого газа при производстве.
- Кто несет ответственность за все бетонные карбункулы ?: BBC News, 19 февраля 2009 г. Архитектор Ле Корбюзье предпочитал бетонные здания; В этой статье Гай Бут размышляет, следует ли нам любить или ненавидеть его работы.
- Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?
Эксперты
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2006, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Поделиться страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитировать эту страницу
Вудфорд, Крис. (2006/2020) Бетон. Получено с https://www.explainthatstuff.com/steelconcrete.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Подробнее на нашем сайте…
Бетон и железобетон — Объясните, что заполняйте
Бетон и железобетон — Объясните, что заполните
Реклама
Криса Вудфорда. Последнее обновление: 2 ноября 2020 г.
Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три чудесных примера того, как камень
конструкции могут прослужить сотни и даже тысячи лет.Но хотя
камень — один из самых старых и прочных строительных материалов, он не
работать с ним очень просто. Это тяжело, тяжело транспортировать и
обычно поставляется гигантскими кусками, которые должны быть
кропотливо вырезано по форме. Было бы здорово, если бы существовал рецепт камня —
вид липкой смеси для торта, которую мы могли сложить в любом месте, просто нажав ее
в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера?
Что ж, такой «жидкий камень» действительно существует: мы его называем
бетон .Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие
люди связывают это с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг.
века, бетон — великий, незамеченный герой современности, материал
Мир. От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете
это в самых высоких небоскребах в мире, самый большой
мосты, самые длинные
шоссе, самые глубокие туннели и, вполне возможно, даже под полом в
ваш собственный скромный маленький дом. Бетон — штука замечательная, но
что это и как именно работает? Давайте посмотрим внимательнее!
Фото: Бетон — сила практически любого современного здания
и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают.Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия.
Хотя он выглядит элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона.
блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.
Что такое бетон?
Таблица: Бетонный рецепт: ингредиенты типичной смеси.
Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus ,
означает расти вместе — и это именно то, что он делает, когда вы
объедините три его ингредиента, а именно:
- Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня,
переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое.
ничего эквивалентного) — обычно 60–75 процентов. - Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
- Вода — обычно 15–20 процентов.
Сложенные вместе и хорошо перемешанные, эти простые
ингредиенты образуют композит — так мы называем гибрид
материал, который в каком-то важном смысле лучше, чем материалы из
что это сделано. В случае с бетоном «важно» то, что он
прочный, жесткий и долговечный. Думая о бетоне как о
композитный материал, цемент гидрат — фон, связующий
материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий
дополнительная прочность («арматура»).
Фото: Бетонный композит: присмотритесь к этому бетону, и вы сможете ясно увидеть, как он работает: заполнитель более светлого цвета (камни различной формы и размера, который действует как арматура) скреплен цементом более темного цвета (матрица) . Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно тяжело осмотреться, чтобы найти этот пример на бетонном столбе недалеко от моего дома.
Как образуется бетон из ингредиентов, которые не имеют ничего общего с конечным продуктом?
Когда вы добавляете воду в цемент, кристаллы гидрата цемента (технически кальций-кремнезем-гидрат) начинают расти, которые плотно связывают песок и гравий.Это постепенное
образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не
простой факт, что он сохнет. Действительно, причина, по которой вы должны
смачивание бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания должно «привести в действие»
химические реакции, гидратирующие цемент. Мягкая слякоть, которая стекает с вашего
бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из
который он сформирован. «Жидкий камень» становится камнем по-настоящему — ну,
искусственный камень, как минимум. И под «постепенно» я действительно имею в виду
постепенно: бетон затвердевает в течение нескольких часов, затвердевает примерно через
в месяц, но продолжает затвердевать и укрепляться не менее пяти
лет после этого.
Интересный факт, от
Недавние научные исследования бетона показали, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они неупорядочены и
совершенно правильные, как и положено кристаллам, но на самом деле имеют
некоторая случайная структура, которую вы можете найти в таких материалах, как стекло
(с научной точки зрения известные как аморфные твердые тела). Бетон содержит довольно много
немного захваченного воздуха (до 5–10 процентов), потому что есть
пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента
кристаллы и застрявшие между ними песок и гравий.И это в
поворачивает, объясняет, почему бетон может гнуться и сгибаться, растягиваться и сжиматься
(во всяком случае, немного).
Как и любой рецепт, вы можете несколько разнообразить смесь для бетона (подробнее
вода, возможно, больше агрегатов, или даже химикаты разных
видов) для производства бетона, который течет быстрее, тверже или больше
быстро, погодостойкость, особый цвет или внешний вид.
Например, добавление пигмента, называемого диоксидом титана, является простым
способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от
тускло-серая штука, из-за которой у бетонных парковок плохая репутация.Другой
вариант — газобетон, немного похожий на очень твердый
губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет
бетон расширяться и сжиматься в жаркую и холодную погоду без
смертельно трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией
материал.
Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, вместо того, чтобы медленно укладываться из шланга.
бетономешалка, она называется торкрет-бетоном. Здесь вы можете увидеть тонкий слой торкретбетона, покрывающий
стальная сетка из арматурных стержней (арматура).Изображение Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (US DOE / NREL).
Почему бетон — такой популярный строительный материал?
По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь — и это
нетрудно понять почему. Легко сделать из дешевых и легкодоступных
ингредиенты, легко разливать по формам и превращать во все виды
формы (потому что он начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и оба
огнестойкие и (относительно) водонепроницаемые.Но главная причина, по которой это так
широко используется в зданиях, потому что он чрезвычайно прочен в
сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес
Это. Широко используется в стенах и фундаментах (вертикальные
другими словами), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, наложенному сверху. К несчастью,
очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее на растяжение
чем в сжатии. Он легко трескается или ломается, если вы его согнете или растянете, если вы не
укрепить его сталью внутри, так что это
не много толку в горизонтальных балках.Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он
на самом деле намного легче, чем вы могли подумать: он примерно в пятую часть плотности
свинец, третий как
плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только
немного плотнее стекла.
Хотя бетон часто смешивают на месте и формуют во что-нибудь
формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном
«модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка
все можно сделать таким образом. Гигантский, современный
сегментные мосты, для
например, часто быстро и недорого собираются из идентичных
бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательную
расположение.Это делает их более быстрыми и легкими в изготовлении, чем если бы
весь мост пришлось отлить на месте, что намного сложнее сделать в
например, посреди реки или в неблагоприятных погодных условиях.
Другой вариант — сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе
сборные профили с другими профилями, сформированными на месте.
Иллюстрации: Конкретные идеи: Томас Эдисон сразу понял блеск бетона как материала для создания «мгновенных» построек. В первые годы 20-го века он разработал этот метод изготовления бетонных домов с одинарной заливкой, которые можно было выпускать серийно с небольшими затратами и в очень больших количествах.Бетон из пары смесителей (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый), а затем переносится шнеком (оранжевый) на вершину огромной трехмерной формы. Вылитый через форму, он формирует стены, пол и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Иллюстрация из патента США 1 219 272: Процесс строительства бетонных зданий, автор Томас Эдисон, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.
Железобетон
Как мы уже видели, бетон — это композитный материал — цементная матрица с заполнителями.
для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на
напряжение.Мы можем решить эту проблему, залив бетон вокруг прочной стали.
арматурные стержни (связанные друг с другом в клетку).
Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней,
получаем новый композитный материал железобетон
(также называемый железобетонным бетоном или RCC), который хорошо работает в
либо растяжение, либо сжатие: бетон сопротивляется сжатию
(обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу
и растяжение (обеспечивает прочность на разрыв). По сути, усиленный
бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон
становится матрицей, в то время как стальные стержни или проволока обеспечивают
армирование.
Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от
арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных прядей с благородными
или выступы на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без
любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать
все виды материалов для армирования бетона. Обычно мы используем сталь
потому что он расширяется и сжимается от жары и холода примерно на столько же
сам бетон, что означает, что он не потрескает бетон, который
окружает его, как мог бы другой материал, если бы он более или менее расширился.Однако иногда используются и другие материалы, в том числе разные.
пластиков.
Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя.
Строители из ВМС США укладывают мокрый бетон.
с грузовика на арматуру (сетку из стальной арматуры).
Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность:
бетон плюс сталь равняется железобетону. Изображение лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлено
ВМС США.
Предварительно напряженный бетон
Хотя железобетон, как правило, лучшая конструкция
материал, чем обычный материал, он по-прежнему хрупкий и склонен к
трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на
стальная арматура, пропускающая воду, которая затем заставляет бетон
выйти из строя, а арматура заржаветь.Решение — поставить армированный
бетон постоянно находится в сжатии с предварительным напряжением (также
называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные прутья во влажную
бетонные, как они есть, сначала натягиваем (натягиваем) их. Как
бетон схватывается, тугие стержни тянутся внутрь, сжимая бетон и делая его более прочным.
В качестве альтернативы арматура из железобетона может
подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как poststressing
(последующее натяжение). В любом случае, удержание бетона в сжатии — это
хитрый трюк, который помогает остановить растрескивание (и останавливает трещины от
распространение, если они все же образуются).Еще одно преимущество в том, что
можно использовать менее предварительно напряженный или предварительно напряженный бетон или меньше,
более тонкие предметы для переноски того же груза по сравнению с обычными,
железобетон.
Фото: Наука проходит сквозь бетон — как он затвердевает, почему он прочен и почему мы его используем.
Это конкретное слово — одна из деталей военного мемориала округа Онондага в Сиракузах, штат Нью-Йорк.
Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
«Бетонный рак»
Трещины — последнее, что вы хотите видеть в здании или мосте,
особенно относительно новый из бетона. Но если у нас есть
бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из
бетонных мостов, небоскребов и других построек всего несколько
десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливались?
Есть несколько объяснений. Старый, римского типа, пуццолановый
бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию к растрескиванию меньше, чем больше
современные формы бетона, и он использовался в основном при сжатии, поэтому
даже если бы у трещин была возможность образоваться, они с меньшей вероятностью
распространение.Железобетон, скорее всего, будет использоваться на растяжение, которое
Вот почему в нем есть стальная арматура «арматура». Но, как мы
уже видно, он все еще может треснуть, если он не был предварительно напряжен.
Современный бетон не проходит через то, что неофициально известно как рак бетона
или конкретная болезнь , которая включает три взаимосвязанные проблемы.
Во-первых, щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом.
заполнители, из которых изготовлен бетон. Это делает новые
кристаллы очень медленно растут внутри бетона, занимая больше
комнаты, чем оригинальные «кристаллы», поэтому
бетонная трещина отдельно от изнанки или отслаивание («скол»)
с поверхности, впуская воду извне.На что-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая в
также может быть щелочным из-за используемых солей
обработать дорогу зимой. Вторая проблема в том, что вода
который попадает внутрь, в конечном итоге соприкасается со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая
они ржавеют и разлагаются, возможно, расширяются и вызывают смертельный исход.
слабые места в конструкции. Грязные коричневые пятна, которые вы видите на
бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через
трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, просочившаяся внутрь
бетон сквозь трещины зимой может промерзать, а значит,
расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет проходить еще больше воды.
проникают, вызывая порочный круг вырождения и разложения.
Рисунок: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом в заполнителях,
формирование более крупных кристаллов, которые раскалывают бетон отдельно от внутренней части (2). Вода течет по трещинам (3),
ржавчину арматурного стержня (4), которая может сломаться и вызвать еще большее растрескивание или «скалывание» по краям (5). В холодную погоду
вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещины нет
обязательно большие: у некоторых очень тонкие капилляры, что означает, что вода может перемещаться по ним вверх по
простое капиллярное действие, а также дренаж через них под действием силы тяжести.
Воздействие бетона на окружающую среду
Фото: Кто-то любит бетон, кто-то его ненавидит. Мнения резко расходятся по поводу таких «бруталистских» городских зданий, как эта, Xerox Tower в Рочестере, штат Нью-Йорк, которая была построена в середине 20 века. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
Растущая озабоченность по поводу окружающей среды и изменения климата в
В частности, выделили еще одну серьезную проблему с бетоном:
после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место
крупнейший источник выбросов углекислого газа.Отчасти потому, что
процесс производства цемента выделяет много углекислого газа, но также,
очень важно из-за огромного количества цемента и
бетон, используемый во всем мире. Углекислый газ выделяется двумя способами.
разными способами (разделить между ними примерно пополам): во-первых,
из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве
цемент; во-вторых, потому что цемент производится, когда карбонат кальция
превращается в оксид кальция, выделяя при этом диоксид углерода.
Бетон полагается на цемент, поэтому он не является экологически безопасным.
материал, который беспокоит архитекторов, в частности, потому что они
быть очень экологически сознательным.
Фото: Ранний образец более зеленого бетона 1953 года: плотина Hungry Horse на реке Флэтхед, штат Монтана, США,
был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Фотография любезно предоставлена Бюро мелиорации США.
Поскольку при цементировании двуокись углерода выделяется двумя путями
производства, из этого следует, что есть два способа сделать больше
экологически чистый бетон. Исторически сложилось так, что с тех пор, как
Революция, человечество получает большую часть энергии от сжигания угля,
который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и
Традиционно цементные печи тоже работали на угле.Переключение их с
уголь в природный газ является одним из решений, поскольку газ выделяет меньше углерода
диоксид для заданного количества энергии. Изготовление цементных печей подробнее
эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает
их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить
количество цемента в бетонной смеси при использовании переработанных материалов,
например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна интересная перспектива — это
разработка бетона без карбоната кальция.
Вместо этого карбонат получают путем барботирования углекислого газа из
электростанция через морскую воду.Это общая экологическая
выгода, так как он сокращает выбросы вредных отходов CO2 от энергии
растения и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. Это вид
улавливания и хранения углерода (CCS).
Еще один экологический недостаток бетона — использование в нем
заполнители, которые должны быть добыты, часто из экологически чистых
чувствительные районы, такие как долины рек. Использование переработанных заполнителей
(включая переработанный бетон из старых снесенных зданий)
возможное решение здесь.
Краткая история бетона
Ранняя история
- ~ 7000 г. до н.э .: поселение эпохи неолита в
В Ифтахеле в Галилее, Израиль, есть сырой «бетонный» пол, сделанный из обожженной известковой штукатурки. - ~ 5600 гг. До н.э .: материал, похожий на бетон, используется в полах
Мезолит (средний каменный век) сербские жилища на
Лепенски Вир, в Сербии,
на берегу реки Дунай. - ~ 3000 г. до н.э .: египтяне используют неочищенные формы цемента и бетона в
пирамиды. - ~ 200 гг. До н. Э .: римляне использовали тип бетона, называемый пуццоланой (иногда
называемый пуццолановым цементом) на основе вулканического пепла, полученного из
Поццуоли, Неаполь.Он используется в знаковых римских постройках, таких как
Колизей и Пантеон в Риме. - 400AD– ~ 1750CE: Фактически, конкретное средневековье: знание
бетона полностью утрачен после падения Римской империи.
Повторное открытие
- 1750-е годы:
Джон Смитон, английский инженер, заново открывает искусство
изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue
Камень лиас, глина и пуццолана, первоначально для
Маяк Эддистон недалеко от Плимута, Англия. - 1824: англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который
напоминает натуральный камень, добытый в Портленде в Дорсете, Англия.
Портландцементу суждено стать ключевым ингредиентом бетона. - 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
- 1867: француз
Джозеф Монье
патенты на железобетон для использования
в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке
тот же год. - ~ 1850-е годы: французский строитель Франсуа Куанье начинает повсеместное использование
бетон в зданиях, в том числе первый железобетонный дом в
Париж, Франция. - 1884: англичанин, архитектор из Америки.
Эрнест Лесли Рэнсом
патентует скрученную арматуру, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, поэтому
делая его сильнее. - 1870: француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный
процесс строительства зданий из железобетона, ведущий
к его широкому распространению. - 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, но не
коммерчески развита.
Современная эпоха
Фото: Запоминающееся современное использование железобетона.Это знаменитая Великая Мастерская Штаб-квартиры Джонсона архитектора Фрэнка Ллойда Райта в
Расин, Висконсин. Крышу поддерживают удивительно тонкие железобетонные колонны.
которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. В соответствии с
Книга Джонатана Липмана о здании, Райт
Идея пришла в голову после того, как увидел официанта, несущего поднос на руке.
Фотография любезно предоставлена архивом Кэрол М. Хайсмит,
Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
- 1891: первая улица в США с бетонным покрытием.
находится в Беллефонтене, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы
этот день. - 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею
для серийного бетонного дома, но идея не прижилась. - 1913: Первая партия товарного бетона доставлена грузовиком.
на сайт в Балтиморе, штат Мэриленд. - 1915: цветной бетон изобретен инженером Линн из Чикаго.
Мейсон Скофилд. - 1920-е годы: француз Эжен Фрейзенне превращает предварительно напряженный бетон в
коммерчески успешный строительный материал. - 1936: Бетон используется для завершения могучей плотины Гувера,
самая большая бетонная конструкция, когда-либо построенная до этого момента. - 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовую
Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона. - 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит
знаменитая, напоминающая птицу бетонную крышу Полетного центра Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф.Кеннеди.
Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка — CBS Building. - 1970-е годы: изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
- 2010s-: Влияние бетона на окружающую среду вызывает все большую озабоченность.
Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как изменение климата может драматически
сократить срок службы бетонных зданий.
Если вам понравилась эта статья …
… вам могут понравиться мои книги.Мой последний
Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.
Узнать больше
На этом сайте
Книги
Инженерное дело
Архитектура
- Ээро Сааринен: формирование будущего Ээро Сааринен и др. Yale University Press, 2006. Фотогид по строениям и зданиям, созданный одним из пионеров железобетонной архитектуры 20-го века.
- Бетонная архитектура Кэтрин Крофт.Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включающий историю материала и фото-гид по знаковым бетонным зданиям и сооружениям.
- Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных конструкций с акцентом на недавние проекты.
Статьи
- Бетон, материал многовековой давности, получил новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г.Обзор усилий по разработке более устойчивых форм бетона.
- Guardian Concrete Week: увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире из бетона.
- Битва за обуздание нашего аппетита к бетону, Тим Боулер. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
- Мэтт МакГрат объясняет, почему в Древнем Риме был бетон долговечности. BBC News, 4 июля 2017 г.Минеральный алюминиевый тоберморит, кажется, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
- предлагают приоритеты исследований для повышения «экологичности» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем сократить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
- Вековой рецепт бетона — вода, цемент, песок и камни, автор Сьюзан Хасслер. IEEE Spectrum, 18 июля 2011 г. Могут ли инженеры разработать более экологически чистый бетон?
- Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными. Автор Александр Джордж.Wired, 12 августа 2011 года. В связи с разрушительным землетрясением 2011 года японские инженеры разработали новый прочный строительный материал, названный структурой CO2.
- Ученые разрабатывают экобетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследует новый тип экологически чистого бетона, который производит меньше выбросов углекислого газа при производстве.
- Кто несет ответственность за все бетонные карбункулы ?: BBC News, 19 февраля 2009 г. Архитектор Ле Корбюзье предпочитал бетонные здания; В этой статье Гай Бут размышляет, следует ли нам любить или ненавидеть его работы.
- Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?
Эксперты
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2006, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Поделиться страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитировать эту страницу
Вудфорд, Крис. (2006/2020) Бетон. Получено с https://www.explainthatstuff.com/steelconcrete.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Подробнее на нашем сайте…
Бетон и железобетон — Объясните, что заполняйте
Бетон и железобетон — Объясните, что заполните
Реклама
Криса Вудфорда. Последнее обновление: 2 ноября 2020 г.
Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три чудесных примера того, как камень
конструкции могут прослужить сотни и даже тысячи лет.Но хотя
камень — один из самых старых и прочных строительных материалов, он не
работать с ним очень просто. Это тяжело, тяжело транспортировать и
обычно поставляется гигантскими кусками, которые должны быть
кропотливо вырезано по форме. Было бы здорово, если бы существовал рецепт камня —
вид липкой смеси для торта, которую мы могли сложить в любом месте, просто нажав ее
в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера?
Что ж, такой «жидкий камень» действительно существует: мы его называем
бетон .Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие
люди связывают это с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг.
века, бетон — великий, незамеченный герой современности, материал
Мир. От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете
это в самых высоких небоскребах в мире, самый большой
мосты, самые длинные
шоссе, самые глубокие туннели и, вполне возможно, даже под полом в
ваш собственный скромный маленький дом. Бетон — штука замечательная, но
что это и как именно работает? Давайте посмотрим внимательнее!
Фото: Бетон — сила практически любого современного здания
и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают.Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия.
Хотя он выглядит элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона.
блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.
Что такое бетон?
Таблица: Бетонный рецепт: ингредиенты типичной смеси.
Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus ,
означает расти вместе — и это именно то, что он делает, когда вы
объедините три его ингредиента, а именно:
- Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня,
переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое.
ничего эквивалентного) — обычно 60–75 процентов. - Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
- Вода — обычно 15–20 процентов.
Сложенные вместе и хорошо перемешанные, эти простые
ингредиенты образуют композит — так мы называем гибрид
материал, который в каком-то важном смысле лучше, чем материалы из
что это сделано. В случае с бетоном «важно» то, что он
прочный, жесткий и долговечный. Думая о бетоне как о
композитный материал, цемент гидрат — фон, связующий
материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий
дополнительная прочность («арматура»).
Фото: Бетонный композит: присмотритесь к этому бетону, и вы сможете ясно увидеть, как он работает: заполнитель более светлого цвета (камни различной формы и размера, который действует как арматура) скреплен цементом более темного цвета (матрица) . Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно тяжело осмотреться, чтобы найти этот пример на бетонном столбе недалеко от моего дома.
Как образуется бетон из ингредиентов, которые не имеют ничего общего с конечным продуктом?
Когда вы добавляете воду в цемент, кристаллы гидрата цемента (технически кальций-кремнезем-гидрат) начинают расти, которые плотно связывают песок и гравий.Это постепенное
образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не
простой факт, что он сохнет. Действительно, причина, по которой вы должны
смачивание бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания должно «привести в действие»
химические реакции, гидратирующие цемент. Мягкая слякоть, которая стекает с вашего
бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из
который он сформирован. «Жидкий камень» становится камнем по-настоящему — ну,
искусственный камень, как минимум. И под «постепенно» я действительно имею в виду
постепенно: бетон затвердевает в течение нескольких часов, затвердевает примерно через
в месяц, но продолжает затвердевать и укрепляться не менее пяти
лет после этого.
Интересный факт, от
Недавние научные исследования бетона показали, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они неупорядочены и
совершенно правильные, как и положено кристаллам, но на самом деле имеют
некоторая случайная структура, которую вы можете найти в таких материалах, как стекло
(с научной точки зрения известные как аморфные твердые тела). Бетон содержит довольно много
немного захваченного воздуха (до 5–10 процентов), потому что есть
пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента
кристаллы и застрявшие между ними песок и гравий.И это в
поворачивает, объясняет, почему бетон может гнуться и сгибаться, растягиваться и сжиматься
(во всяком случае, немного).
Как и любой рецепт, вы можете несколько разнообразить смесь для бетона (подробнее
вода, возможно, больше агрегатов, или даже химикаты разных
видов) для производства бетона, который течет быстрее, тверже или больше
быстро, погодостойкость, особый цвет или внешний вид.
Например, добавление пигмента, называемого диоксидом титана, является простым
способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от
тускло-серая штука, из-за которой у бетонных парковок плохая репутация.Другой
вариант — газобетон, немного похожий на очень твердый
губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет
бетон расширяться и сжиматься в жаркую и холодную погоду без
смертельно трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией
материал.
Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, вместо того, чтобы медленно укладываться из шланга.
бетономешалка, она называется торкрет-бетоном. Здесь вы можете увидеть тонкий слой торкретбетона, покрывающий
стальная сетка из арматурных стержней (арматура).Изображение Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (US DOE / NREL).
Почему бетон — такой популярный строительный материал?
По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь — и это
нетрудно понять почему. Легко сделать из дешевых и легкодоступных
ингредиенты, легко разливать по формам и превращать во все виды
формы (потому что он начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и оба
огнестойкие и (относительно) водонепроницаемые.Но главная причина, по которой это так
широко используется в зданиях, потому что он чрезвычайно прочен в
сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес
Это. Широко используется в стенах и фундаментах (вертикальные
другими словами), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, наложенному сверху. К несчастью,
очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее на растяжение
чем в сжатии. Он легко трескается или ломается, если вы его согнете или растянете, если вы не
укрепить его сталью внутри, так что это
не много толку в горизонтальных балках.Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он
на самом деле намного легче, чем вы могли подумать: он примерно в пятую часть плотности
свинец, третий как
плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только
немного плотнее стекла.
Хотя бетон часто смешивают на месте и формуют во что-нибудь
формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном
«модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка
все можно сделать таким образом. Гигантский, современный
сегментные мосты, для
например, часто быстро и недорого собираются из идентичных
бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательную
расположение.Это делает их более быстрыми и легкими в изготовлении, чем если бы
весь мост пришлось отлить на месте, что намного сложнее сделать в
например, посреди реки или в неблагоприятных погодных условиях.
Другой вариант — сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе
сборные профили с другими профилями, сформированными на месте.
Иллюстрации: Конкретные идеи: Томас Эдисон сразу понял блеск бетона как материала для создания «мгновенных» построек. В первые годы 20-го века он разработал этот метод изготовления бетонных домов с одинарной заливкой, которые можно было выпускать серийно с небольшими затратами и в очень больших количествах.Бетон из пары смесителей (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый), а затем переносится шнеком (оранжевый) на вершину огромной трехмерной формы. Вылитый через форму, он формирует стены, пол и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Иллюстрация из патента США 1 219 272: Процесс строительства бетонных зданий, автор Томас Эдисон, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.
Железобетон
Как мы уже видели, бетон — это композитный материал — цементная матрица с заполнителями.
для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на
напряжение.Мы можем решить эту проблему, залив бетон вокруг прочной стали.
арматурные стержни (связанные друг с другом в клетку).
Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней,
получаем новый композитный материал железобетон
(также называемый железобетонным бетоном или RCC), который хорошо работает в
либо растяжение, либо сжатие: бетон сопротивляется сжатию
(обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу
и растяжение (обеспечивает прочность на разрыв). По сути, усиленный
бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон
становится матрицей, в то время как стальные стержни или проволока обеспечивают
армирование.
Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от
арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных прядей с благородными
или выступы на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без
любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать
все виды материалов для армирования бетона. Обычно мы используем сталь
потому что он расширяется и сжимается от жары и холода примерно на столько же
сам бетон, что означает, что он не потрескает бетон, который
окружает его, как мог бы другой материал, если бы он более или менее расширился.Однако иногда используются и другие материалы, в том числе разные.
пластиков.
Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя.
Строители из ВМС США укладывают мокрый бетон.
с грузовика на арматуру (сетку из стальной арматуры).
Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность:
бетон плюс сталь равняется железобетону. Изображение лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлено
ВМС США.
Предварительно напряженный бетон
Хотя железобетон, как правило, лучшая конструкция
материал, чем обычный материал, он по-прежнему хрупкий и склонен к
трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на
стальная арматура, пропускающая воду, которая затем заставляет бетон
выйти из строя, а арматура заржаветь.Решение — поставить армированный
бетон постоянно находится в сжатии с предварительным напряжением (также
называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные прутья во влажную
бетонные, как они есть, сначала натягиваем (натягиваем) их. Как
бетон схватывается, тугие стержни тянутся внутрь, сжимая бетон и делая его более прочным.
В качестве альтернативы арматура из железобетона может
подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как poststressing
(последующее натяжение). В любом случае, удержание бетона в сжатии — это
хитрый трюк, который помогает остановить растрескивание (и останавливает трещины от
распространение, если они все же образуются).Еще одно преимущество в том, что
можно использовать менее предварительно напряженный или предварительно напряженный бетон или меньше,
более тонкие предметы для переноски того же груза по сравнению с обычными,
железобетон.
Фото: Наука проходит сквозь бетон — как он затвердевает, почему он прочен и почему мы его используем.
Это конкретное слово — одна из деталей военного мемориала округа Онондага в Сиракузах, штат Нью-Йорк.
Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
«Бетонный рак»
Трещины — последнее, что вы хотите видеть в здании или мосте,
особенно относительно новый из бетона. Но если у нас есть
бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из
бетонных мостов, небоскребов и других построек всего несколько
десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливались?
Есть несколько объяснений. Старый, римского типа, пуццолановый
бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию к растрескиванию меньше, чем больше
современные формы бетона, и он использовался в основном при сжатии, поэтому
даже если бы у трещин была возможность образоваться, они с меньшей вероятностью
распространение.Железобетон, скорее всего, будет использоваться на растяжение, которое
Вот почему в нем есть стальная арматура «арматура». Но, как мы
уже видно, он все еще может треснуть, если он не был предварительно напряжен.
Современный бетон не проходит через то, что неофициально известно как рак бетона
или конкретная болезнь , которая включает три взаимосвязанные проблемы.
Во-первых, щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом.
заполнители, из которых изготовлен бетон. Это делает новые
кристаллы очень медленно растут внутри бетона, занимая больше
комнаты, чем оригинальные «кристаллы», поэтому
бетонная трещина отдельно от изнанки или отслаивание («скол»)
с поверхности, впуская воду извне.На что-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая в
также может быть щелочным из-за используемых солей
обработать дорогу зимой. Вторая проблема в том, что вода
который попадает внутрь, в конечном итоге соприкасается со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая
они ржавеют и разлагаются, возможно, расширяются и вызывают смертельный исход.
слабые места в конструкции. Грязные коричневые пятна, которые вы видите на
бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через
трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, просочившаяся внутрь
бетон сквозь трещины зимой может промерзать, а значит,
расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет проходить еще больше воды.
проникают, вызывая порочный круг вырождения и разложения.
Рисунок: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом в заполнителях,
формирование более крупных кристаллов, которые раскалывают бетон отдельно от внутренней части (2). Вода течет по трещинам (3),
ржавчину арматурного стержня (4), которая может сломаться и вызвать еще большее растрескивание или «скалывание» по краям (5). В холодную погоду
вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещины нет
обязательно большие: у некоторых очень тонкие капилляры, что означает, что вода может перемещаться по ним вверх по
простое капиллярное действие, а также дренаж через них под действием силы тяжести.
Воздействие бетона на окружающую среду
Фото: Кто-то любит бетон, кто-то его ненавидит. Мнения резко расходятся по поводу таких «бруталистских» городских зданий, как эта, Xerox Tower в Рочестере, штат Нью-Йорк, которая была построена в середине 20 века. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
Растущая озабоченность по поводу окружающей среды и изменения климата в
В частности, выделили еще одну серьезную проблему с бетоном:
после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место
крупнейший источник выбросов углекислого газа.Отчасти потому, что
процесс производства цемента выделяет много углекислого газа, но также,
очень важно из-за огромного количества цемента и
бетон, используемый во всем мире. Углекислый газ выделяется двумя способами.
разными способами (разделить между ними примерно пополам): во-первых,
из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве
цемент; во-вторых, потому что цемент производится, когда карбонат кальция
превращается в оксид кальция, выделяя при этом диоксид углерода.
Бетон полагается на цемент, поэтому он не является экологически безопасным.
материал, который беспокоит архитекторов, в частности, потому что они
быть очень экологически сознательным.
Фото: Ранний образец более зеленого бетона 1953 года: плотина Hungry Horse на реке Флэтхед, штат Монтана, США,
был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Фотография любезно предоставлена Бюро мелиорации США.
Поскольку при цементировании двуокись углерода выделяется двумя путями
производства, из этого следует, что есть два способа сделать больше
экологически чистый бетон. Исторически сложилось так, что с тех пор, как
Революция, человечество получает большую часть энергии от сжигания угля,
который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и
Традиционно цементные печи тоже работали на угле.Переключение их с
уголь в природный газ является одним из решений, поскольку газ выделяет меньше углерода
диоксид для заданного количества энергии. Изготовление цементных печей подробнее
эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает
их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить
количество цемента в бетонной смеси при использовании переработанных материалов,
например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна интересная перспектива — это
разработка бетона без карбоната кальция.
Вместо этого карбонат получают путем барботирования углекислого газа из
электростанция через морскую воду.Это общая экологическая
выгода, так как он сокращает выбросы вредных отходов CO2 от энергии
растения и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. Это вид
улавливания и хранения углерода (CCS).
Еще один экологический недостаток бетона — использование в нем
заполнители, которые должны быть добыты, часто из экологически чистых
чувствительные районы, такие как долины рек. Использование переработанных заполнителей
(включая переработанный бетон из старых снесенных зданий)
возможное решение здесь.
Краткая история бетона
Ранняя история
- ~ 7000 г. до н.э .: поселение эпохи неолита в
В Ифтахеле в Галилее, Израиль, есть сырой «бетонный» пол, сделанный из обожженной известковой штукатурки. - ~ 5600 гг. До н.э .: материал, похожий на бетон, используется в полах
Мезолит (средний каменный век) сербские жилища на
Лепенски Вир, в Сербии,
на берегу реки Дунай. - ~ 3000 г. до н.э .: египтяне используют неочищенные формы цемента и бетона в
пирамиды. - ~ 200 гг. До н. Э .: римляне использовали тип бетона, называемый пуццоланой (иногда
называемый пуццолановым цементом) на основе вулканического пепла, полученного из
Поццуоли, Неаполь.Он используется в знаковых римских постройках, таких как
Колизей и Пантеон в Риме. - 400AD– ~ 1750CE: Фактически, конкретное средневековье: знание
бетона полностью утрачен после падения Римской империи.
Повторное открытие
- 1750-е годы:
Джон Смитон, английский инженер, заново открывает искусство
изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue
Камень лиас, глина и пуццолана, первоначально для
Маяк Эддистон недалеко от Плимута, Англия. - 1824: англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который
напоминает натуральный камень, добытый в Портленде в Дорсете, Англия.
Портландцементу суждено стать ключевым ингредиентом бетона. - 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
- 1867: француз
Джозеф Монье
патенты на железобетон для использования
в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке
тот же год. - ~ 1850-е годы: французский строитель Франсуа Куанье начинает повсеместное использование
бетон в зданиях, в том числе первый железобетонный дом в
Париж, Франция. - 1884: англичанин, архитектор из Америки.
Эрнест Лесли Рэнсом
патентует скрученную арматуру, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, поэтому
делая его сильнее. - 1870: француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный
процесс строительства зданий из железобетона, ведущий
к его широкому распространению. - 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, но не
коммерчески развита.
Современная эпоха
Фото: Запоминающееся современное использование железобетона.Это знаменитая Великая Мастерская Штаб-квартиры Джонсона архитектора Фрэнка Ллойда Райта в
Расин, Висконсин. Крышу поддерживают удивительно тонкие железобетонные колонны.
которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. В соответствии с
Книга Джонатана Липмана о здании, Райт
Идея пришла в голову после того, как увидел официанта, несущего поднос на руке.
Фотография любезно предоставлена архивом Кэрол М. Хайсмит,
Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
- 1891: первая улица в США с бетонным покрытием.
находится в Беллефонтене, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы
этот день. - 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею
для серийного бетонного дома, но идея не прижилась. - 1913: Первая партия товарного бетона доставлена грузовиком.
на сайт в Балтиморе, штат Мэриленд. - 1915: цветной бетон изобретен инженером Линн из Чикаго.
Мейсон Скофилд. - 1920-е годы: француз Эжен Фрейзенне превращает предварительно напряженный бетон в
коммерчески успешный строительный материал. - 1936: Бетон используется для завершения могучей плотины Гувера,
самая большая бетонная конструкция, когда-либо построенная до этого момента. - 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовую
Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона. - 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит
знаменитая, напоминающая птицу бетонную крышу Полетного центра Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф.Кеннеди.
Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка — CBS Building. - 1970-е годы: изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
- 2010s-: Влияние бетона на окружающую среду вызывает все большую озабоченность.
Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как изменение климата может драматически
сократить срок службы бетонных зданий.
Если вам понравилась эта статья …
… вам могут понравиться мои книги.Мой последний
Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.
Узнать больше
На этом сайте
Книги
Инженерное дело
Архитектура
- Ээро Сааринен: формирование будущего Ээро Сааринен и др. Yale University Press, 2006. Фотогид по строениям и зданиям, созданный одним из пионеров железобетонной архитектуры 20-го века.
- Бетонная архитектура Кэтрин Крофт.Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включающий историю материала и фото-гид по знаковым бетонным зданиям и сооружениям.
- Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных конструкций с акцентом на недавние проекты.
Статьи
- Бетон, материал многовековой давности, получил новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г.Обзор усилий по разработке более устойчивых форм бетона.
- Guardian Concrete Week: увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире из бетона.
- Битва за обуздание нашего аппетита к бетону, Тим Боулер. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
- Мэтт МакГрат объясняет, почему в Древнем Риме был бетон долговечности. BBC News, 4 июля 2017 г.Минеральный алюминиевый тоберморит, кажется, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
- предлагают приоритеты исследований для повышения «экологичности» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем сократить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
- Вековой рецепт бетона — вода, цемент, песок и камни, автор Сьюзан Хасслер. IEEE Spectrum, 18 июля 2011 г. Могут ли инженеры разработать более экологически чистый бетон?
- Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными. Автор Александр Джордж.Wired, 12 августа 2011 года. В связи с разрушительным землетрясением 2011 года японские инженеры разработали новый прочный строительный материал, названный структурой CO2.
- Ученые разрабатывают экобетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследует новый тип экологически чистого бетона, который производит меньше выбросов углекислого газа при производстве.
- Кто несет ответственность за все бетонные карбункулы ?: BBC News, 19 февраля 2009 г. Архитектор Ле Корбюзье предпочитал бетонные здания; В этой статье Гай Бут размышляет, следует ли нам любить или ненавидеть его работы.
- Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?
Эксперты
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2006, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Поделиться страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитировать эту страницу
Вудфорд, Крис. (2006/2020) Бетон. Получено с https://www. 3 \ times 200}} {{12}}) } \ right) {\ hbox {= 5}} {\ hbox {.{\ hbox {4}} $$
А
o = 250 (× 250 = 6,25 × 10 4 мм 2 (область, обозначенная пунктирной линией на рис. A1b)
Нормальные напряжения из-за изгиба
Для распределения упругих напряжений можно использовать уравнение A1
$$ \ sigma _x = \ pm \ frac {{My}} {I} $$
Результаты представлены в столбце 2 таблицы A1.
Таблица A1 Расчет напряжений в каждой области
Изгиб вне плоскости не рассматривается, σ y = 0 на всех участках (столбец 3 таблицы A1).
Напряжения сдвига из-за силы сдвига
Уравнение A2 используется для расчета напряжений сдвига из-за силы сдвига.
$$ \ tau _ {shr} = \ frac {{V \ int {yd}}} {{It}} $$
(A2)
Результат показан в столбце 4 таблицы A1.
Напряжения сдвига из-за кручения
Предполагается, что поперечный поток циркулирует во внешней обшивке толщиной 50 мм.
Уравнение A3 используется для расчета напряжения сдвига из-за кручения. Результат показан в столбце 5 таблицы A1.
$$ \ tau _t = \ frac {T} {{2bA_o}} $$
(A3)
Результирующие напряжения сдвига в каждой области приведены в последних двух столбцах таблицы A1. \ (\ tau _ {xy} \) — представляет собой чистое напряжение сдвига, где напряжение сдвига из-за кручения и напряжение сдвига из-за силы сдвига являются вычитаемыми, а \ (\ tau _ {xy} + \) представляет собой чистое напряжение сдвига. где касательные напряжения складываются.По практическим соображениям \ (\ tau _ {xy} \) + был учтен при расчете площадей стали. Чистые расчетные нормальные и касательные напряжения на каждом уровне могут быть схематически представлены, как показано на рисунке A2.
Рис. A2
схематическое изображение нормальных и касательных напряжений элемента в каждой области
Расчет сил на единицу длины и выбор расчетных уравнений
Значения соотношений \ (\ frac {{\ sigma _x}} {{\ left | {\ tau _ {xy}} \ right |}} \ ) и \ ({\ hbox {}} \ frac {{\ sigma _ {\ hbox {y}}}} {{\ left | {\ tau _ {xy}} \ right |}} {\ hbox {}} \) (столбцы 2, 3 и 7 таблицы A1) были использованы для выбора расчетных уравнений из рис.s}} {{f_ {yv}}} 1000 $$
(A5)
NB. Следует отметить, что в этом примере не было необходимости в продольном армировании верхней полки. Однако для крепления хомутов необходимо предусмотреть два стержня диаметром 8 мм.
Железобетон | Что такое железобетон? | Бетонный подрядчик | Walnut Creek, CA
Армированный бетон (RC) (также известный как армированный цементный бетон или RCC) — это строительный материал, в котором арматура с более высокой прочностью на разрыв или пластичностью противодействует сравнительно низкой прочности на разрыв и пластичности бетона.Обычно, но не всегда, арматура представляет собой стальную арматуру (арматуру) и обычно пассивно вставляется в бетон до тех пор, пока бетон не схватится.
Несколько различных типов зданий и структурных элементов могут быть построены из железобетона, включая плиты, стены, балки, колонны, опоры, рамы и многое другое.
Железобетон может называться сборным или монолитным.
Разработка и внедрение наиболее эффективной системы перекрытий важны для строительства оптимальных строительных конструкций.Небольшие улучшения в конструкции системы полов могут иметь огромное влияние на стоимость материалов, график строительства, общую мощность, эксплуатационные расходы, заполняемость и конечное использование здания.
Без армирования было бы невозможно строить новые здания из бетонных материалов.
Армированные конструкции из бетона спроектированы таким образом, что оба компонента вместе выдерживают приложенные силы. Прочность бетона на сжатие и прочность стали на растяжение создают прочную связь, способную выдерживать определенные нагрузки в течение длительного времени.В большинстве строительных проектов простой бетон не подходит, так как он не может легко выдерживать нагрузки, вызванные вибрациями, ветром или другими силами.
Какое значение имеет армирование в бетоне?
Одним из больших недостатков бетона является его очень низкая прочность на растяжение, которая практически достигается при низких скоростях нагружения. Это приводит к растрескиванию бетонных поверхностей, что, в сущности, приводит к эстетическим проблемам (большой прогиб балок или плит) для максимального удобства эксплуатации, а также к проблемам структурной целостности при максимальном максимальном значении.С другой стороны, при напряжении и сжатии армированная сталь обладает очень высоким сопротивлением растяжению и несимметричной структурой. Тем не менее, изгиб приводит к преждевременному разрушению только арматурного стержня, который подвергается сжатию. По этой причине использование арматуры в RC-секции приводит к эффективному поведению конструкции, поскольку арматурные стальные конструкции эффективно работают при растяжении, а бетон эффективно работает при сжатии и ограничивает сжатие арматуры. На рисунке 1 показана диаграмма изгибающих моментов неразрезной балки при вертикальных нагрузках, а также места, где должна быть установлена арматурная сталь.
Производство железобетона
Бетон состоит из смеси цемента и каменных заполнителей, образующих прочный каркас с добавлением воды. После заделки в бетон, сталь с высокой прочностью на разрыв композитный материал может выдерживать напряжения сжатия, изгиба и растяжения. Из такого материала можно сделать любой размер и форму, в строительстве.
Ключевым преимуществом железобетона является сходство его коэффициента теплового расширения со сталью, что снижает внутренние напряжения, вызванные изменчивостью теплового расширения или сжатия.
Кроме того, поскольку цементное тесто затвердевает внутри бетона, оно соответствует поверхностным свойствам стали, что позволяет эффективно переносить напряжения между двумя материалами. Шероховатость стальных стержней усиливает бесшовность между сталью и бетоном.
В-третьих, из-за щелочной атмосферы, создаваемой известью, на стали образуется пленка, благодаря которой сталь становится сверхкоррозионной.
Почему бетон армируют сталью: полное руководство
Почему бетон армируют сталью: полное руководство
Железобетон — один из самых распространенных строительных материалов в мире.Однако сам по себе бетон на самом деле намного более хрупкий, чем можно было ожидать, и вряд ли пригоден для каких-либо целей, кроме очень небольшого числа ограниченных областей применения. Однако при армировании сталью бетон можно использовать для изготовления плит, стен, балок, колонн, фундаментов, рам и т. Д.
Бетон устойчив только к силам сжатия и имеет низкую прочность на разрыв и пластичность. Армирующие материалы необходимы, чтобы выдерживать сдвиговые и растягивающие усилия на бетон. Сталь используется, потому что она хорошо сцепляется с бетоном, а также расширяется и сжимается под действием температуры с одинаковой скоростью.
Если вы углубитесь в науку о том, как сталь и бетон ведут себя по отдельности, вы быстро увидите, что их свойства дополняют друг друга, что делает их уникальными для совместного использования. Их комбинированные свойства полезны в том смысле, что железобетон является чудо-материалом, из которого строятся впечатляющие конструкции, такие как плотина Гувера.
Нужно ли армировать бетон сталью?
Бетон выглядит чрезвычайно прочным.По сути, это камень, который выращивают из порошковой смеси. В некотором смысле бетон действительно очень прочный, но только если давление прилагается в одном конкретном направлении. Когда сила прилагается в любом другом направлении, что чаще всего имеет место в большинстве строительных приложений, бетон оказывается на удивление хрупким.
Существует три основных типа стресса:
- сжатие (сдвигание),
- натяжение (отрыв) и
- сдвиг (скольжение по линии или плоскости).
Бетон устойчив к силам или сжатию, но слаб против сил растяжения и сдвига. С другой стороны, сталь устойчива ко всем трем типам напряжений.
- Компрессия
Бетон устойчив к силам сжатия. Вот почему это такая мощная база. Даже в древние времена римские строители могли использовать ранние формы бетона (который никак не укреплялся) для таких конструкций, как купола, акведуки, арены и колизеи.
Во всех этих ранних примерах бетон использовался только таким образом, чтобы использовать его прочность по отношению к силам сжатия. Вес конструкции только давил на бетон, который сдвигал бетон вместе и который бетон мог легко выдержать.
Тот факт, что древние римские сооружения, такие как Колизей и Парфенон, простояли тысячи лет, свидетельствует о прочности бетона на сжатие. Даже цилиндр, сделанный из цементной смеси с большим количеством воды, может выдержать давление сжатия в 1000 фунтов (450 кг).Другие смеси выдерживают даже большее давление.
- Напряжение
Натяжение фактически противоположно сжатию в том смысле, что это сила, которая раздвигает объект. Бетон является слабым по отношению к силам растяжения, что означает его низкую прочность на разрыв.
Когда цилиндр, сделанный из той же самой высоководной смеси бетона, описанной выше, был испытан путем подвешивания к нему груза, образец сломался, когда было подвешено около 80 фунтов (36 кг).Это означает, что бетон менее чем на 10 процентов противостоит силам растяжения и сжатию.
Может быть не сразу очевидно, почему это проблема использования бетона в качестве строительного материала. Похоже, это всего лишь указывает на то, что бетон не следует использовать в качестве веревки. Однако, если вы посмотрите на внутренние напряжения в бетоне, вы увидите, что при сжатии часто возникает также и растяжение.
Представьте себе горизонтальную бетонную балку, на которую сверху оказывается давление.Это было бы похоже на прогулку по бетонному второму этажу. В верхней части бетонной балки действует сила сжатия, поскольку бетон прижимается друг к другу. Однако внизу, когда балка изгибается, бетон разрывается под действием силы натяжения. Вот где не получается простой бетон.
- Ножницы
Бетон также является слабым по отношению к силам сдвига, которые заставляют материал перемещаться по линии или плоскости. Неармированная бетонная стена рухнет, если на нее будет оказано слишком большое усилие сдвига от:
- Ветер
- Землетрясения
- Напряжение сдвига
Как мы видим, простой бетон полезен, если вы прикладываете вес только непосредственно к нему, например, к основанию статуи.Однако современные здания должны выдерживать давление со стороны источников многих типов во всех направлениях. Без армирования простой бетон в этих условиях просто выйдет из строя.
Типы отказов
Когда обычный бетон выходит из строя, это происходит внезапно. В один момент бетон цел, а в следующий момент, когда сила больше, чем бетон может выдержать, он крошится или разваливается на куски. Это внезапное разрушение известно как хрупкое разрушение типа .
Основным недостатком этого типа неисправности является отсутствие визуальных предупреждающих знаков. Если вы не знаете удельную прочность материала и активно не измеряете величину напряжения, приложенного к материалу (условия, которые абсолютно невозможны за пределами лабораторных условий), невозможно предсказать отказ.
Железобетон, с другой стороны, испытывает разрушение пластичной формы . Это означает, что трещины начинают образовываться еще до того, как бетон полностью разрушится.Это связано с тем, что, хотя бетон был растянут дальше, чем он может стоять отдельно, стальная арматура по-прежнему удерживает конструкцию вместе.
Если конструкция подвергается только сжимающим силам (например, плита пола), эти трещины могут не иметь большого значения. Если вода не проникает в трещину и не разрушает структуру из-за ржавчины арматуры или расширения трещины при замерзании, трещины просто сжимаются друг с другом путем дальнейшего сжатия. В других случаях трещины означают необходимость ремонта участка.
Почему используется сталь
Как мы узнали, простой бетон полезен только в очень ограниченных сферах применения, поскольку он устойчив к силам сжатия, но слаб против сил растяжения и сдвига. Чтобы бетон был таким же универсальным, он должен быть усилен материалом, который преодолевает эти недостатки. Сталь используется для армирования бетона чаще, чем любой другой материал.
Причина, по которой сталь используется для армирования бетона, заключается в том, что сталь обладает рядом свойств, которые делают ее особенно подходящей для этого применения.
Сталь очень пластичная
Пластичность — это мера того, насколько материал может подвергнуться деформации перед разрушением. Бетон имеет очень низкую пластичность. Если вы скручиваете кусок бетона с достаточной силой, он рассыпается у вас в руках. Например, древесина довольно пластична, так как ее можно немного согнуть, прежде чем она сломается. Однако сталь очень пластичная. Если вы его согнете, он просто останется согнутым.
Пластичность стали полезна перед заливкой цемента, потому что ее можно согнуть, придав ей любую форму, которая лучше всего поддерживает заливку.Благодаря этому легко создать сетку из арматурной арматуры любой формы, необходимой для конструкции здания.
Пластичность стали
также полезна, если она входит в состав железобетона. Когда к конструкции приложено достаточно силы, чтобы ее деформировать, бетон может треснуть, но стальная арматура останется неизменной в деформированной форме. Часто сталь все еще может поддерживать конструкцию до тех пор, пока ее не отремонтируют или не заменит.
Бетон и сталь имеют одинаковые коэффициенты теплового расширения
Когда твердые тела нагреваются, молекулы внутри материалов движутся быстрее.Эти более активные атомы занимают больше места, чем быстрее они движутся, поэтому каждая молекула и, следовательно, материал в целом расширяются. Обратное происходит, когда твердое тело охлаждается. В конечном итоге твердые частицы расширяются при нагревании и уменьшаются в размерах при охлаждении.
Хотя это универсально верно для твердых тел, это происходит с разной скоростью для разных материалов. По очень случайному совпадению, сталь и бетон имеют очень похожие коэффициенты теплового расширения. Это означает, что когда они подвергаются воздействию тепла (или холода), они расширяются (или сжимаются) практически с одинаковой скоростью.
Если бы это было не так, сталь была бы плохим выбором для армирования бетона. Представьте, например, корн-дог. Если при приготовлении хот-дог увеличится вдвое, а кукурузный хлеб только немного подрастет, хот-дог быстро прорвется через кукурузную муку. И наоборот, если кукурузный хлеб расширяется быстрее, чем хот-дог, вокруг приготовленного хот-дога будет большой воздушный карман.
В то время как любой из этих сценариев приведет к структурно слабой корн-доге, это не то, что происходит в случае бетона, армированного сталью.Два материала расширяются и сжимаются почти с одинаковой скоростью, обеспечивая прочное соединение при любой температуре.
Сталь подвергается той же деформации, что и бетон
Связь между бетоном и сталью настолько прочна, что железобетон действует как новый, более прочный материал, чем просто комбинация бетона и стали. Это еще больше усиливается за счет создания арматурного стержня с множеством выступов, вокруг которых цемент приобретет твердость при высыхании.
Другие причины использования стали включают:
- Простота сварки
- Легко перерабатывается
- Дешево и доступно .
1. Сталь легко сваривается
Поскольку железобетон используется во многих различных ситуациях, часто бывает необходимо построить довольно сложные внутренние каркасы из стальной арматуры перед заливкой цемента. Даже если форма не уникальна, размер проекта может потребовать, чтобы арматурный стержень перекрывал длину, намного превышающую возможную для изготовления.
В этих сценариях стальную арматуру можно сварить, чтобы опора надежно находилась там, где она необходима. Сталь — один из наиболее часто свариваемых металлов, поскольку она легко плавится, не прожигая и не передавая тепло слишком далеко от места сварки. Этот процесс также не оказывает негативного влияния на свойства, которые делают его таким хорошим выбором для армирования бетона.
2. Сталь легко перерабатывать
Железобетон рассчитан на долгие годы, что делает его отличным строительным материалом для долговечных конструкций.Однако, когда настанет время демонтажа, вам будет приятно узнать, что его также легко переработать.
При наличии надлежащего оборудования железобетон можно легко измельчить, чтобы отделить стальную арматуру от бетона. Бетон может быть дополнительно измельчен и повторно использован как часть смеси крупных и мелких заполнителей, составляющих от 60 до 75 процентов цементной смеси. Сталь можно переплавить и преобразовать в новую стальную арматуру для усиления следующего проекта.
3.Сталь дешевая и высокодоступная
Довольно удачно, что металл, обладающий столькими полезными свойствами для армирования бетона, также недорог и в изобилии. Если бы все эти совместимые функции были у золота или бриллиантов, это, вероятно, не было бы таким полезным.
Сталь
, однако, легко доступна по относительно низкой цене.
Бетон предварительно и после напряженного состояния
Каким бы прочным ни был железобетон, он все же может треснуть.Хотя этот вязкий режим разрушения не приводит к немедленному разрушению конструкции (в отличие от разрушения в хрупком режиме), это первая фаза разрушающего процесса, известного как «скалывание».
Когда вода просачивается в трещины в железобетоне, она может повредить структурную целостность здания тремя способами.
- Поскольку жидкость может заполнить любой карман, в который ей разрешено, вода может легко просачиваться внутрь и заполнять любые трещины в железобетоне. Если температура упадет ниже 32 градусов по Фаренгейту (0 градусов по Цельсию), он замерзнет.
Когда вода замерзает, она образует структуру из переплетенных кристаллов льда. Эти кристаллы льда занимают больше места, чем молекулы жидкой воды, а это означает, что лед занимает больше места, чем вода. Это означает, что по мере замерзания вода давит на бетон и расширяет трещины еще шире.
Когда лед тает, трещина становится шире, позволяя большему количеству воды заполнить промежуток, который затем замерзает, чтобы расшириться еще больше. Этот цикл не только физически раздвигает бетон, но и позволяет все большему и большему количеству воды проникать в конструкцию, увеличивая количество повреждений, вызванных двумя другими формами повреждений.
- Со временем трещины станут достаточно широкими и глубокими, чтобы вода и воздух достигли стальной арматуры, встроенной в железобетон. Такое воздействие может привести к коррозии арматуры. В присутствии воды кислород воздуха взаимодействует с железом в стали, образуя ржавчину.
Отслоившееся покрытие на поверхности ржавой арматуры никак не защищает внутренние слои железа от процесса коррозии (способ, которым образование слоя патины предотвращает дальнейшую коррозию медных поверхностей), поэтому арматуру можно постоянно разрушается до тех пор, пока не перестанет выдерживать силы натяжения, действующие на конструкцию.
Верным признаком того, что происходит коррозия этого типа, является появление на бетоне коричневых пятен. Этот цвет возникает из-за того, что частицы ржавчины становятся коричневыми и стекают через трещины в железобетоне.
- Когда вода проникает в железобетон, она может изменить pH-баланс окружающей среды и вызвать химические реакции в бетоне. Этот риск усугубляется тем фактом, что на дорожных покрытиях и мостах использование соли для удаления льда с дорог зимой означает, что проникающая вода, скорее всего, будет сильно щелочной.
Эти щелочи в воде могут реагировать с кремнеземом в заполнителях бетона, вызывая образование новых кристаллов. Эти новые кристаллы занимают место и физически раздвигают железобетон так же, как замерзающий лед в примере 1. Разница в том, что кристаллы не тают, поэтому бетон непрерывно раздвигается.
Понятно, что железобетон лучше не растрескивать. Однако, поскольку сталь очень пластичная, она будет растягиваться или гнуться, что приведет к растрескиванию окружающего бетона.Это, конечно, если только что-то не будет сделано для предотвращения такого поведения стали.
Предварительно напряженный бетон
Чтобы предотвратить растрескивание, стальную арматуру можно растянуть перед заливкой цемента. Это называется предварительным напряжением (или предварительным напряжением), потому что оно добавляет усилие натяжения к стали до того, как будет сформирован армированный бетон. Таким образом, сталь находится в постоянном состоянии, возвращаясь к своей естественной форме, притягивая окружающий бетон внутрь под действием силы сжатия.
Сохранение бетона в этом предварительно напряженном состоянии фактически делает его более прочным, потому что бетон устойчив к силам сжатия. Это что-то вроде мышцы, которая в напряжении сильнее.
Благодаря предварительному напряжению железобетона материал становится более прочным по двум причинам.
- Меньше вероятность образования трещин. Поскольку сталь уже стягивает бетон, ей не разрешается растягиваться так далеко, как если бы сталь не была предварительно напряжена.
- Любые образовавшиеся трещины постоянно закрываются силой стали, пытающейся вернуться в расслабленное состояние.Это ограничивает количество воды, которая может проникнуть в железобетон и вызвать коррозию.
Бетон напряженный столб
Такого же эффекта можно добиться, затягивая сталь после того, как бетон начал затвердевать. Кажется, что бетон затвердевает в течение нескольких часов, но на самом деле для правильного отверждения требуется около месяца, и он продолжает затвердевать и укрепляться в течение как минимум пяти лет после заливки.
Предварительно напряженный и пост-напряженный бетон не только приводит к меньшему растрескиванию, он на самом деле настолько прочнее, чем обычный железобетон, что меньшие и более тонкие участки предварительно напряженного или пост-напряженного бетона могут нести ту же нагрузку, что и ненапряженный железобетон.
Почему бы просто не использовать сталь?
Если вы посмотрите на особенности того, как работает железобетон, вы можете начать задумываться, почему мы вообще пытаемся использовать бетон в процессе. Бетон, в конце концов, силен только против сил сжатия, а сталь — против:
- Компрессия
- Напряжение
- Ножницы
Фактически, сталь в 100–140 раз прочнее бетона по прочности на разрыв.
Обычный бетон сам по себе не очень полезен. Только железобетон и предпочтительно предварительно напряженный (или пост-напряженный) бетон является чудесным строительным материалом, о котором мы думаем, когда представляем себе современную архитектуру. Поскольку бетон на самом деле относительно бесполезен без стальной арматуры, почему бы просто не построить его из стали?
Бетон предлагает множество преимуществ для строительства, которые делают его лучшим строительным материалом, чем обычная сталь.
- Коррозия
- Масса
- Стоимость
1.Коррозия
Как мы видели, когда сталь подвергается воздействию воздуха и влаги, она ржавеет. Хотя существуют способы предотвращения этого окисления, они требуют гораздо большего ухода, чем это возможно. Например, стальную арматуру часто обрабатывают перед заливкой цемента, чтобы защитить ее от элементов, даже если вскоре она будет залита бетоном. Даже в этом случае, как мы видели, он все еще может ржаветь.
Бетон, с другой стороны, довольно устойчив к коррозии. Сначала должны образоваться трещины, и часто требуется несколько лет просачивания, замерзания и повторного замерзания воды, чтобы нарушить структурную целостность железобетона.Если проводятся регулярные осмотры, это дает достаточно времени для ремонта или замены корродирующей части.
2. Вес
Сталь очень тяжелая, и ее необходимо полностью транспортировать на строительную площадку. Бетон, с другой стороны, примерно на треть плотнее стали, и его можно транспортировать в гораздо более легких композитных частях.
У этого есть двоякая польза. Первое преимущество — это транспорт. Сталь нужно будет доставить на строительную площадку, а затем сварить вместе, чтобы сформировать конструкцию.Это будет очень дорого, так как сталь тяжелая. Бетон, с другой стороны, гораздо легче транспортировать, так как его составные части, затем смешиваются и заливаются на месте, затвердевая до окончательной формы.
Второе преимущество — это вес окончательной конструкции. Поскольку бетон на треть плотнее стали (и даже содержит от 5 до 10 процентов захваченного воздуха), общий вес здания из железобетона намного меньше, чем здания, полностью построенного из стали. Железобетон обычно на 1–4% состоит из стали, поэтому в конечном итоге он весит намного меньше.
3. Стоимость
Сталь, хотя и относительно дешевая и широко распространенная, намного дороже бетона. Просто имеет смысл армировать бетон сталью, потому что вы можете получить преимущества прочности стали, сохраняя при этом низкую стоимость и простоту использования бетона.
История железобетона
Хотя использование ранних форм цемента было задокументировано в древних культурах, возникших много тысяч лет назад, именно древние римляне представили самую раннюю форму бетона в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.Во время добычи известняка римляне случайно обнаружили минерал, содержащий кремнезем и глинозем, на склонах Везувия.
При смешивании с известняком и обжиге он давал цемент, который, в свою очередь, можно было смешать с водой и песком, чтобы получить раствор, который был более твердым, прочным и более адгезионным, чем обычный известковый раствор. Эта смесь могла затвердеть как под водой, так и на воздухе, как сегодня бетон. В 2000 году до нашей эры римляне использовали тип бетона под названием пуццолана, в котором использовался вулканический пепел, для строительства Колизея и Пантеона в Риме.
Тогда, примерно с 400 по 1750 год нашей эры, нет никаких свидетельств использования бетона. Это фактически стало «темным веком» бетона, который длился с момента падения Римской империи до тех пор, пока английский инженер Джон Смитон заново не открыл, как производить «гидравлический» цемент при строительстве маяка в Плимуте, Англия.
Железобетон был изобретен и запатентован французом Жозефом Монье в 1867 году н.э., но он применил эту технику только для цементирования цветочных горшков. Железобетон не стал широко используемым строительным материалом, пока в 1880-х годах не были разработаны витая арматура и предварительно напряженный бетон.
Первая бетонная дорога была проложена в 1891 году в Беллефонтене, штат Огайо. Плотина Гувера, самая большая бетонная конструкция, которую когда-либо пытались построить до того момента, была построена в 1936 году. Американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт построил множество знаковых бетонных зданий в 1950-х годах. Брутализм, архитектурный стиль, в котором подчеркивался открытый бетон, был популярен с 1950-х по 1970-е годы.
Заключение
Бетон — удивительный строительный материал, который был обнаружен тысячи лет назад, но затем забыт.Это невероятно полезный строительный материал, потому что его можно смешивать с порошком, чтобы создавать каменные конструкции любой формы.
Однако его полезность ограничена тем фактом, что бетон прочен только против сил сжатия и легко крошится под действием сил растяжения и сдвига. Однако, армируя бетон, вы можете создать материал, который намного прочнее, чем его компоненты. Сталь особенно хорошо подходит в качестве арматуры, поскольку она хорошо сцепляется с бетоном и с той же скоростью расширяется.
В сочетании сталь и бетон образуют новый строительный материал — железобетон. Этот новый материал более полезен, чем любой из его отдельных компонентов по отдельности, поскольку он сочетает в себе прочность стали с простотой использования и относительно низким весом бетона.
Почему бетон намного прочнее с небольшим количеством арматуры
Практическая разработка YouTube
Заманчиво думать о «силе» как о простой переменной и о том, что все материалы попадают в диапазон от сильного до слабого.Реальность, конечно, намного сложнее. Разные материалы сильны в определенных ситуациях, но слабы в других. Для получения действительно прочного материала вам нужно начать смешивать и сочетать. Железобетон — прекрасный тому пример.
Бетон отлично переносит напряжение в виде сжатия. Может потребоваться много злоупотреблений, прежде чем она сдастся. Однако он ужасно справляется с растягивающим напряжением и не подходит для борьбы с силами, которые угрожают его разорвать.
Это особая проблема в строительстве, как объясняет «Практическая инженерия», потому что бетон в здании почти всегда испытывает оба вида нагрузок. Если положить сверху бетонную балку, ее вершина героически выдержит сжатие.
Want to say something? Post a comment
Want to say something? Post a comment