Betons
Betons ir svarīgs materiāls dažādu ēku un konstrukciju izgatavošanai. Tas ir kompozīts materiāls, kas sastāv no portlandcementa, smilts, grants vai pildvielas un ūdens dažādās proporcijās atkarībā no uzdevuma.
Betons tiek izmantots vairāk nekā jebkurš cits mākslīgs materiāls pasaulē. Kopš 2006. gada katru gadu tiek saražoti aptuveni 7,5 miljardi kubikmetru betona - vairāk nekā viens kubikmetrs uz katru cilvēku uz Zemes.
Sastāvdaļas sajauc kopā mīklā, kas nedaudz līdzinās maizes mīklas pagatavošanai. Pēc tam betonu ielej karkasā. Pēc dažām stundām tas sacietē. Betons sacietē ķīmiskas reakcijas, ko sauc par hidratāciju, rezultātā. Ūdens reaģē ar cementu, kas savieno pārējās sastāvdaļas, un galu galā izveidojas izturīgs, akmenim līdzīgs materiāls.
Betonu izmanto, lai veidotu ietves, caurules, arhitektūras konstrukcijas, pamatus, autoceļus, tiltus, daudzstāvu autostāvvietas, sienas, pamatus vārtiem, žogiem un stabiem un pat laivām. Tā lielākā priekšrocība ir tā, ka tas savieno ķieģeļus un akmeņus labāk nekā jebkura cita cilvēcei zināma metode.
Betons ir stiprs saspiežot, bet vājš stiepjot. Dažos gadījumos tas ir jāpastiprina ar tērauda stieņiem. Dzelzsbetona ēkas var veidot tā, lai visas daļas - pamati, sienas, pārsegumi un jumti - būtu savienotas, taču betona konstrukcija nepadara ēkas zemestrīcē drošas.
Betons ir vecs jau 5600 gadus pirms mūsu ēras. Betonu neizgudroja romieši, taču viņi to daudz izmantoja. Daži betona veidi ir ūdensnecaurlaidīgi, un daži no tiem pat sacietē zem ūdens.
Hadriāna Panteons Romā ir romiešu betona konstrukciju piemērs.
Romas Panteona, kas joprojām ir lielākais (43,4 m diametrā) nesastiprinātais cietais betona kupols, ārējais skats.
Mūsdienīga ēka: Bostonas domes ēka (pabeigta 1968. gadā) ir būvēta galvenokārt no dzelzsbetona - gan saliekamā, gan ielejamā.
Betons, ko izmanto ēkas būvniecībai
Piedevas
Ir daudz piedevu, kas paātrina betona cietēšanu, palēnina cietēšanu, padara to stiprāku, samazina koroziju utt. Romieši atklāja, ka, pievienojot vulkānisko pelnu, var iegūt betonu, kas sacietē zem ūdens. Romieši zināja arī to, ka, pievienojot zirgu matus, betons cietējot mazāk plaisā un ka, pievienojot asinis, tas kļūst izturīgāks pret salu.
Mūsdienu betonu 1756. gadā izgatavoja britu inženieris Džons Smitons. Viņš cementam pievienoja oļus un ķieģeļu pulveri. Angļu izgudrotājs Džozefs Aspdins 1824. gadā izgudroja portlandcementu, kas joprojām ir galvenais betona ražošanā izmantotais cements. Viņš sadedzināja kopā samaltu kaļķakmeni un mālu. Sadedzināšanas procesā mainījās materiālu ķīmiskās īpašības, un Aspdins radīja stiprāku cementu, nekā to varēja iegūt no vienkārša sasmalcināta kaļķakmens.
19. gadsimtā franču dārznieks Žozefs Monjē 1849. gadā izgudroja dzelzsbetonu (patentēts 1867. gadā). Fransuā Koinjē to pētīja un uzlaboja. Tas ir betons ar tērauda stieņiem, ko sauc par stiegrojuma stieņiem (rebars). Tērauda stieņus sāk aizstāt stikla šķiedra vai plastmasas šķiedra.
Lai sasniegtu īpašus mērķus, maisījumam var pievienot daudzas modernas ķīmiskās vielas. "Superplastifikatori" ir ķīmiskās vielas, kas uzlabo apstrādājamību, proti, spēju veidot betonu, pirms tas ir sacietējis. Pigmenti var mainīt blāvu, pelēku krāsu. Korozijas inhibitori var samazināt tērauda stieņu rūsēšanu. "Gaisa ievilkšana" ir mazu burbuļu pūšana betonā pirms tā sacietēšanas. Tas palīdz betonam izturēt aukstā klimata sasalšanu un atkausēšanu. Domnu sārņus var sajaukt ar betonu. Tas padara betona krāsu gandrīz tīri baltu un padara to stiprāku.
Jautājumi un atbildes
J: No kā ir izgatavots betons?
A: Betons ir kompozītmateriāls, kas sastāv no portlandcementa, smilts, grants vai pildvielas un ūdens dažādās proporcijās atkarībā no uzdevuma.
Q: Cik daudz betona tiek saražots katru gadu?
A: Kopš 2006. gada katru gadu tiek saražoti aptuveni 7,5 miljardi kubikmetru betona - vairāk nekā viens kubikmetrs uz katru cilvēku uz Zemes.
J: Kas rodas, sajaucot sastāvdaļas kopā?
A: Sastāvdaļas sajaucot kopā, veidojas masa, līdzīgi kā gatavojot mīklu maizei.
J: Kā betons sacietē?
A: Betons sacietē ķīmiskas reakcijas rezultātā, ko sauc par hidratāciju. Ūdens reaģē ar cementu, kas savieno pārējās sastāvdaļas, un galu galā izveidojas spēcīgs, akmenim līdzīgs materiāls.
J: Kādi ir daži izplatītākie betona izmantošanas veidi?
A.: Betons visbiežāk tiek izmantots ietvēm, caurulēm, arhitektoniskām konstrukcijām, pamatiem, autoceļiem, tiltiem un daudzstāvu autostāvvietām. To var izmantot arī sienu, vārtu un žogu pamatņu un pat laivu izgatavošanai.
J: Kādas ir betona izmantošanas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem materiāliem?
A: Viena no betona izmantošanas priekšrocībām salīdzinājumā ar citiem materiāliem ir tā, ka tas labāk nekā jebkura cita cilvēcei zināma metode savieno ķieģeļus un akmeņus.
J: Kad pirmo reizi tika izmantots betons?
A: Betonu sāka izmantot jau 5600 gadus pirms mūsu ēras.
