|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Залізобетон. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Залізобетон - будівельний композиційний матеріал, що складається з бетону та сталі.
Винаходу залізобетону передувало відкриття цементу - особливої в'язкої речовини, здатної тверднути після додавання до неї води. У 1796 році англієць Паркер шляхом випалу суміші глини та вапна отримав романцемент – першу в історії марку цементу. У наступні роки було відкрито нові рецепти отримання цементу. Змішаний у певних пропорціях із гравієм, піском та водою цемент утворював бетон. Завдяки своїм пластичним властивостям (сирій його масі можна надати будь-яку форму, яка потім зберігалася після застигання) бетон у першій половині XIX століття широко ввійшов у вжиток під час будівельних робіт. Конструкції з бетону мали високу міцність на стиск, вогнестійкість, водостійкість, жорсткість і довговічність. Але вони, як і будь-який камінь, погано витримували навантаження на розтяг, тому їх використання було досить обмеженим. Бетон застосовували в основному для спорудження тонких перегородок і балок прольотом до 4 м. Основним матеріалом для несучих конструкцій служило залізо у вигляді кованих стрижнів і смуг. На відміну від бетонних, залізні конструкції чудово витримували навантаження на стиск, розтяг та вигин, але на відкритому повітрі вони швидко втрачали ці якості через корозію. До того ж було відмічено, що при нагріванні понад п'ятсот градусів залізо стає текучим і втрачає свою міцність. В результаті, при сильних пожежах висотні будинки, де несуче навантаження було покладено на залізні частини, руйнувалися. До кінця XIX століття почала відчуватися сильна потреба в новому будівельному матеріалі, який поєднував би в собі переваги заліза та бетону, але не мав би їхніх недоліків. Саме таким матеріалом і став залізобетон. Застосовуючи окремо бетон та залізо, будівельники довго не замислювалися над тим, що їх можна поєднати разом. До цього дійшли досвідченим шляхом. Тим часом арматура, що покладена в опалубку, легко обволікалася бетоном і виявлялася включеною в його масу. Внаслідок великої сили зчеплення заліза з бетоном обидва матеріали починали працювати як одне ціле (дуже важливо, що бетон та залізо мають однаковий коефіцієнт температурного розширення). Вперше патент на використання залізобетону взяв у 1854 році англійський штукатур Вільям Уїлкінсон. Надалі він широко застосовував залізобетон при будівництві перекриттів, а в 1865 році збудував у Ньюкастлі-на-Тайні невеликий будиночок, повністю із залізобетонних конструкцій. Очевидно, це був перший в історії залізобетонний будинок. Однак відкриття Уїлкінсона не набуло широкого поширення і залишилося непоміченим. Одночасно з Уїлкінсоном свої досліди із залізобетоном розпочав у Франції будівельний підрядник Куаньє. Він побудував з використанням цього матеріалу кілька будівель, а в 1861 опублікував невелику брошуру "Застосування бетону в будівельному мистецтві", в якій, зокрема, писав, що залізні стрижні, включені в бетон, збільшують несучу здатність бетону. Але відкриття Куаньє теж мало продовження. Його фірма розорилася. Честь відкриття залізобетону пов'язується тому з ім'ям іншого француза – Жозефа Моньє. Є якась дивна іронія в тому, що два професійні будівельники, незважаючи на всі зусилля, не змогли впровадити в будівельну практику залізобетон, зате це вдалося зробити людині, вельми далекому від будівництва, який і винахід своє зробив випадково. Моньє працював садівником у садівницькій фірмі "Брати Флер" у Версалі. З 1861 року він почав проводити досліди з виготовлення з піску та цементу садових діжок. Незабаром йому вдалося зробити бетонну діжку, в якій було посаджено апельсинове дерево. Через деякий час Моньє виявив тріщини в стінках цієї діжки. Тоді він зміцнив її залізними обручами із дроту. Залізо незабаром стало іржавіти, утворюючи брудно-бурі плями та патьоки на поверхні діжки. Щоб покращити її зовнішній вигляд, Моньє обмазав її зверху цементним розчином. Залізоцементна діжка, що вийшла таким чином, виявилася настільки гарною, що Моньє прийшов до думки і надалі робити діжки таким чином. Існує думка, що Моньє діяв не тільки досвідченим шляхом, але був знайомий з роботою Куаньє і запозичив його ідею. Але, як би там не було, йому пощастило більше. Моньє не тільки заслужив офіційної слави творця залізобетону, але й зумів витягти зі свого винаходу деякі матеріальні вигоди. У 1867 році він узяв свій перший патент на переносні садові діжки із заліза та цементного розчину. Не заспокоївшись, він почав виробляти з цим матеріалом нові експерименти. У 1868 р. Моньє побудував у Майсонс-Алфорті невеликий залізоцементний басейн і того ж року взяв патент на залізоцементний резервуар та труби. У 1869 р. він зробив патентну заявку на залізоцементні плити та перегородки та побудував залізоцементне перекриття над своєю майстернею. Строго кажучи, із сучасної точки зору, всі ці винаходи ще не були залізобетоном.
Моньє, не будучи професійним будівельником, мав дуже невиразні поняття про те, як взаємодіють між собою бетон і залізо. Він, наприклад, рекомендував укладати дротяну сітку в плиті строго посередині її перерізу, тоді як раціональніше було розташовувати її в нижній частині конструкції. Однак це жодною мірою не принижує його слави як першовідкривача одного з найчудовіших будівельних матеріалів XX століття. Дійсно - до Моньє над створенням залізобетону працювало кілька винахідників, але саме йому належить заслуга його різнобічного практичного застосування. Раз досягши успіху, Моньє надалі постійно думав над розширенням сфери застосування свого винаходу. В 1873 він отримав патент на залізобетонний міст, а в 1875 представив експертній комісії його модель, яка витримала випробування навантаженням. Того ж року винахідник побудував за цією моделлю пішохідний місток з прольотом 16 м і шириною 4 м. У 1878 році йому було видано патент на залізобетонні балки та шпали, а в 1880 році - об'єднаний патент на всі заявлені раніше конструкції. Тоді ж він зробив заявки на свої винаходи у Німеччині та Росії. Втім, не можна сказати, що новий матеріал відразу отримав повсюдне визнання. Великомасштабне застосування залізобетону почалося лише у наступному столітті, коли залізобетонні конструкції Моньє були вдосконалені іншими інженерами і коли було розроблено фундаментальне вчення про залізобетон, що розкрило його чудові властивості. У ХІХ столітті до цього було зроблено лише перший крок. У 1879 році німецький інженер Вайс, який мав свою будівельну фірму, зацікавився залізобетоном і купив у Монье патентне право застосування його системи в Німеччині. Потім він скупив і всі інші його патенти. Саме завдяки Вайсу новий матеріал став широко відомим. У 1886 році за вказівкою Вайса були проведені наукові досліди з дослідження властивостей залізобетону, що дали блискучі результати. Однак дійсно самостійним і новим будівельним матеріалом залізобетон став лише після того, як Вайс в 1887 переніс арматуру з середини перерізу, куди її укладав Монье, в нижню зону балки або плити, які в цій частині відчували найбільше навантаження на розтяг. Відомо, що Моньє, побачивши виготовлення плити на одній із берлінських будівництв, запротестував проти нової технології, сердито запитавши: "Скажіть, хто винахідник цієї конструкції – ви чи я?" На це Вайс спокійно відповів: "Ви перший з'єднали залізо з бетоном, і тому я називаю цю конструкцію системою Моньє, але я перший правильно розташував залізо та бетон, хоча, на жаль, я не міг отримати на це патенту". Завдяки нововведенням Вайса проліт залізобетонної плити був збільшений до 5 м. З цього часу залізобетонні плити стали отримувати все більш багатогранне застосування в будівництві. Залізобетон, наприклад, справив справжню революцію в мостобудуванні, дозволивши вирішити безліч труднощів, які до цього здавалися непереборними. Раніше для спорудження мостів застосовували тесане каміння точних розмірів та залізо спеціальних марок. Для укладання на місце важких каменів та елементів металевих конструкцій були потрібні потужні підйомні механізми та спеціальні транспортні пристрої. Тим часом застосування залізобетонних конструкцій не вимагало великих засобів, оскільки більшу частину їх компонентів складали широко поширені в природі пісок та гравій, які можна було видобувати на місці будівництва. Закрите в бетон залізо не іржавіло і зберігало свою міцність набагато довше. Водночас залізобетон показав високу вогнестійкість. Коли залізні балки швидко руйнувалися при сильній пожежі, залізобетонні конструкції витримували дію сильного вогню протягом 4-5 годин. Величезний інтерес до залізобетону виник після грандіозної пожежі в Балтіморі в 1904 році, коли згоріло і зруйнувалося близько 300 великих будівель, побудованих із застосуванням відкритих залізних конструкцій. З цього часу всі несучі конструкції робили лише із залізобетону. Найширше застосування отримав залізобетон і у фортифікації, оскільки показав вчетверо більшу міцність у порівнянні зі звичайним бетоном. Автор: Рижов К.В.
▪ Аероплан ▪ WD-40
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Створено перший повністю штучний живий організм ▪ Інноваційний модульний смартфон від Google ▪ Apple перейде на перероблений кобальт, золото, олово та рідкісноземельні елементи
▪ Розділ сайту Особистий транспорт: наземний, водний, повітряний. Добірка статей ▪ стаття Багатоголова чудовисько. Крилатий вислів ▪ стаття Чому цибуля змушує нас плакати? Детальна відповідь ▪ стаття Повний паркан. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Автоматична водокачка. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Облік електроенергії. Технічний облік. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page