Beton byggemateriale

Beton, i byggeriet, strukturelt materiale, der består af en hård, kemisk inaktivt partikulært stof, kendt som aggregat (normalt sand og grus), der er bundet sammen af cement og vand.

konstruktion: Tidlige betonkonstruktioner

Et af de tidligste overlevende eksempler på denne konkrete konstruktion er templet i Sybil (eller templet i Vesta) i Tivoli, bygget under

Blandt de gamle assyrere og babylonere var det mest anvendte bindingsstof ler. Egypterne udviklede et stof, der mere ligner moderne beton ved at bruge kalk og gips som bindemidler. Kalk (calciumoxid), afledt af kalksten, kridt eller (hvis tilgængelig) østersskaller, fortsatte med at være det primære pozzolaniske eller cementdannende middel indtil begyndelsen af ​​1800-tallet. I 1824 brændte og malede en engelsk opfinder, Joseph Aspdin, en blanding af kalksten og ler. Denne blanding, kaldet portlandcement, er fortsat det dominerende cementeringsmiddel, der bruges i betonproduktion.

Aggregater betegnes generelt som enten fine (i størrelse fra 0,025 til 6,5 mm [0,001 til 0,25 inch]) eller grove (fra 6,5 ​​til 38 mm [0,25 til 1,5 inch] eller større). Alle aggregerede materialer skal være rene og fri for blanding med bløde partikler eller vegetabilske stoffer, fordi selv små mængder organiske jordforbindelser resulterer i kemiske reaktioner, der alvorligt påvirker betonens styrke.

Beton er kendetegnet ved den anvendte type aggregat eller cement, af de specifikke kvaliteter, det manifesterer, eller af de metoder, der anvendes til at fremstille det. I almindelig strukturbeton bestemmes betonens karakter i vid udstrækning af et vand-til-cementforhold. Jo lavere vandindhold, alt andet er ens, jo stærkere er betonen. Blandingen skal have lige nok vand til at sikre, at hver aggregatpartikel er fuldstændig omgivet af cementpasta, at mellemrummene mellem aggregatet er fyldt, og at betonen er flydende nok til at hældes og spredes effektivt. En anden holdbarhedsfaktor er mængden af ​​cement i forhold til aggregatet (udtrykt som et tredelt forhold - cement til fint aggregat til groft aggregat). Hvor der er behov for særlig stærk beton, vil der være relativt mindre samlet.

Styrken af ​​beton måles i pund pr. Kvadrat tomme eller kilogram pr. Kvadratcentimeter kraft, der er nødvendig for at knuse en prøve af en given alder eller hårdhed. Betons styrke påvirkes af miljøfaktorer, især temperatur og fugtighed. Hvis det får lov til at tørre for tidligt, kan det opleve ulige trækspændinger, som i en ufuldkommen hærdet tilstand ikke kan modstås. I den proces, der kaldes hærdning, holdes betonen fugtig i nogen tid efter hældning for at bremse krympningen, der opstår, når den hærder. Lav temperatur påvirker også dens styrke negativt. For at kompensere for dette blandes et additiv såsom calciumchlorid ind med cementen. Dette fremskynder indstillingsprocessen, som igen genererer varme, der er tilstrækkelig til at modvirke moderat lave temperaturer. Store betonformer, der ikke kan dækkes tilstrækkeligt, hældes ikke i frysetemperaturer.

Beton, der er hærdet på indlejret metal (normalt stål) kaldes armeret beton eller ferrobeton. Opfindelsen tilskrives normalt Joseph Monier, en parisisk gartner, der lavede havepotter og karbad af beton, armeret med jernnet; han modtog et patent i 1867. Armeringsstålet, der kan have form af stænger, stænger eller net, bidrager med trækstyrke. Almindelig beton tåler ikke let spændinger som vindvirkning, jordskælv og vibrationer og andre bøjningskræfter og er derfor uegnet til mange strukturelle anvendelser. I armeret beton gør trækstyrken af ​​stål og kompressionsstyrken af ​​beton et element, der er i stand til at opretholde tunge spændinger af enhver art over store spenn. Betonblandingens fluiditet gør det muligt at placere stålet på eller i nærheden af ​​det punkt, hvor den største spænding forventes.

En anden innovation inden for murbygning er brugen af ​​forspændt beton. Det opnås ved enten forspændings- eller efterspændingsprocesser. Ved forspænding lægges længder af ståltråd, kabler eller reb i den tomme form og strækkes derefter og forankres. Efter at betonen er hældt og ladet sætte, frigøres ankrene, og når stålet søger at vende tilbage til sin oprindelige længde, komprimerer det betonen. I efterspændingsprocessen føres stålet gennem kanaler, der er dannet i betonen. Når betonen er hærdet, forankres stålet på ydersiden af ​​elementet ved hjælp af en slags gribeindretning. Ved at anvende en målt mængde strækningskraft på stålet kan mængden af ​​kompression, der overføres til betonen, reguleres omhyggeligt. Forspændt beton neutraliserer strækningskræfterne, der ville sprænge almindelig beton ved at komprimere et område til det punkt, hvor der ikke opleves nogen spænding, før styrken i det komprimerede afsnit er overvundet. Fordi det opnår styrke uden at bruge tunge stålarmeringer, er det blevet brugt i høj grad til at bygge lettere, lavere og mere elegante strukturer såsom broer og store tag.

Ud over dets potentiale for enorm styrke og dets første evne til at tilpasse sig praktisk talt enhver form, er beton brandbestandig og er blevet et af de mest almindelige byggematerialer i verden.