Реферат: Бетон

РЕФЕРАТ

Похимии

Натему «Бетон»

Ученика9 «А» класса

Школы-гимназии№5

Г.Марьина Горка

ХодневичаТимофея

Архктура- важный показательисторического развития человечества. В зависимости от того как развивалисьлюди, развивалась и архитектура, а в следствие и строительные материалы. 

 Известняк,по-видимому, был первым строительным материалом, какой использовал человек. Изего плит сооружены египетские пирамиды и Великая китайская стена. Наша столицаМосква прозвана белокаменной именно потому, что многие ее здания возведены изизвестняка. Прочность кладки древних сооружений обеспечивалась идеальнойподгонкой камней. (Вяжущие материалы тогда не применяли вовсе. Их научилисьприготавливать много позже.)

 Бетон был изобретён ещё вДревнем Риме. Они изобрели бетон, который, застывая, приобретал прочность идолговечность камня. Все это позволило римлянам создать величественное

 Лишь несколько лет назадлюди начали сооружать стены из многотонных блоков и панелей. Некоторые из нихделаются ростом не в один, а в два этажа. Появились железобетонные плиты,способные сразу перекрыть комнату в 25 квадратных метров. Весят эти конструкциипо 10-15 тонн. Если доведется укладывать их на место — соседа на помощь непозовешь. Но не будем забегать вперед. Разговор об этом еще впереди.

 Приходилосьли вам наблюдать, как разбирают старинные здания? Это очень нелегкое дело.Рабочие с превеликим трудом отламывают от стен кирпичи. Может быть, нашипращуры знали какой-нибудь секрет кладки? Нет. Оказывается, податливый, мягкий,как тесто, известковый раствор, которым скрепляли кирпичи, впитывает в себяуглекислый газ из воздуха. Постепенно он становится тем же крепышом, каким былпервоначально, — известняком. В современном строительстве известь почти неприменяется. Во-первых, масса слишком долго твердеет; во-вторых, сохнет онанедостаточно быстро; и в-третьих, прочность шва невелика.

 Ноизвестковый раствор не единственный 'вяжущий материал, который использовался встроительстве.

Внастоящее время основной вяжущий материал в строительстве — цемент.Производство цемента — процесс весьма трудоемкий. Сначала в огромные печизагружают измельченную шихту- известняк и глину, а затем снизу подают топливо:природный газ, угольную пыль или распыленный мазут. При сгорании топлива печьразогревается до 1500 градусов. Известняк разлагается, а образующаяся окиськальция реагирует с составными частями глины, образуя силикаты и алюминатыкальция. Смесь выходит из печи в виде мелких зерен — цементного клинкера. Егоперемалывают в серовато-зеленый порошок и отправляют потребителям. В настоящеевремя вместо искусственно приготовленной смеси известняка и глины применяютмергели — породы, которые по составу соответствуют цементной смеси. Химическийсостав цементов выражают обычно в процентах содержащихся в них оксидов. Весовоеотношение оксида кальция к остальным оксидам называется гидромодулем цемента ихарактеризует его технические свойства, например, способность к затвердеванию.Для силикатных цементов гидромодуль близок к двум.

 Строителипредъявляют к цементу высокие требования. Он должен хорошо схватываться послесмешивания с водой и песком, но через определенный промежуток времени (45- 60минут), чтобы успеть доставить его к рабочему месту и уложить. По теорииакадемика А. А. Байкова, схватывание цемента проходит в три стадии. Сначалапроисходит гидратация частичек смеси с образованием гидрооксида кальция,который, выделяясь в аморфном состоянии, склеивает цементные крупинки. Втораястадия — собственно схватывание цемента. Затем начинается третья — кристаллизация, или отвердевание. Частички гидрооксида кальция укрупняются,превращаясь в игольчатые кристаллы, которые как бы прошивают аморфную массусиликата кальция, уплотняя ее. Следует отметить, что для затвердевания цементанеобходима не слишком низкая температура. Поэтому зимой строители принимаютмеры для обогрева строящихся сооружений.

 Болеевысокими качествами, чем силикатный, обладает глиноземистый цемент, которыйполучают при употреблении глин с малым содержанием кремнезема. Главнойсоставной частью такого цемента являются алюминаты кальция. Он дорожесиликатного, но имеет ряд преимуществ. Так, глиноземистый цемент лучшепротивостоит действию морской воды, быстрее схватывается, а кроме того, присоединениеводы к алюминатам кальция — реакция экзотермическая. Это очень важно, так какможно вести работы в зимнее время, не тратя средства на обогрев конструкций.Уже через сутки затвердевший глиноземистый цемент имеет такую прочность, какуюсиликатный приобретает лишь через месяц. Не случайно этот цемент называюткаменным клеем. С его помощью удается приготовить бетон, который не боитсяводы, не горит в огне, служит долго и надежно.

 Нопри высокой температуре он плавится. И потом, если бы мы начали строить дома изстали, то стены зданий пришлось бы сделать в 40 раз толще бетонных: металлылегко отдают тепло. Когда люди взвесили все «за» и«против», то оказалось, что лучше бетона нет строительного материала.Получают его, смешивая цемент, щебень, песок и воду. При этом наполнительобволакивается цементным раствором, укладывается в соответствующие формы,тщательно трамбуется. Затвердевшая масса образует прочнейший монолит. Бетоныклассифицируются по прочности, объемному весу и применению. Наиболее важная характеристикаполучаемого материала — объемный вес. Так, тяжелые бетоны — те, что применяютсячаще всего, — имеют объемный вес порядка двух тонн на кубический метр. Легкие исверхлегкие — от полутора тонн до трехсот килограммов на кубометр. Облегчаютбетонные конструкции, вводя в качестве наполнителя шлаки, пемзу, туфовыйщебень, керамзит (вспученную глину). Особо легкие марки бетонов получают,вспенивая массу различными способами. Так рождается пенобетон (воздушныепузырьки образуют замкнутые «полости») и поробетон, где пустотысообщаются между собой.

 Всемхорош бетон, но и у него есть недостаок: камень был слаб на разрыв. Излечитьбетон от этого недуга удалось безвестному французскому садовнику Ж. Монье. Онпервым показал миру вещь, изготовленную из нового материала.

 Произошлоэто при таких обстоятельствах. Корни пальм, выращенных садовником, быстроразрывали деревянные бочки. Тогда Монье решил сделать их из бетона. Эти кадкислужили дольше, но при перевозке на дальние расстояния они разваливались…Монье все же нашел выход из затруднительного положения. Он взял две деревянныебочки, одну побольше, другую поменьше, и поставил их одну в другую, опустилвдоль стенок железные стержни, залил промежуток цементным раствором. Когда онзатвердел, садовник сбил обручи, разбросал доски. Цветочная кадка получилась наредкость прочной. Она отлично выдержала напор корней пальм. Так впервые, самтого не сознавая, Монье сделал открытие, которому вскоре суждено было найтиширокое распространение во всех странах мира. Несокрушимый союз бетона и железаоткрыл новую эпоху в строительной технике.

 Напервых порах сооружения делались монолитными. Каждая постройка воздвигалась какбы дважды: один раз в дереве (в виде опалубки, точно воспроизводившей колоннуили балку), а второй раз в бетоне, заполнявшем форму, внутри которой находиласьжелезная арматура — стальные мышцы камня. Вскоре строители поняли, что этотспособ нерационален. Ведь окружающая нас природа творит, затрачивая меньшесредств и усилий. Она не создает сначала, русло реки, а потом реку. Разве такуж необходимо человеку воспроизводить свой замысел дважды? И выход был найден.Появился сборный железобетон. Используя его, строители втрое сократили трудовыезатраты, резко ускорили темпы возведения зданий.

Разумеется,железобетон не отменил ни кирпич, ни известковый камень, ни дерево. Им человеквсегда найдет разумное применение. Но железобетону, конечно, принадлежитбудущее. Его можно производить и применять всюду.

 Кроменего получают и некоторые другие бетоны специального назначения. Так, есливместо обычного песка взять кварцевый или мелкораздробленный гранит, получитсябетон не боящийся разрушающего действия кислот. Добавка хлористого кальцияделает материал морозостойким, небольших количеств сульфата бария — рентгенонепроницаемым.Не очень давно специалисты изобрели бетон, который прекрасно сопротивляетсяистиранию. Получают его, смешивая бетон со стальными опилками.

Труднодаже перечислить все «специальности» этого материала. Из него делаютстанины для станков, панели, трубы, плиты для тротуаров и автомобильных дорог,шпалы, причалы и многое другое.

 Применениесборных железобетонных конструкций имеет неоспоримые достоинства. Это яснокаждому. Но при колоссальном размахе современного промышленного и гражданскогостроительства в наших городах появляется множество с виду совершеннонеотличимых друг от друга зданий. В новых районах трудно ориентироваться, и этосоздает известные неудобства. Отделка фасадов домов мозаикой слишком дорога, аокраска весьма недолговечна и под действием промышленных выбросов, сильныхдождей быстро теряет свою привлекательность. Остроумно решил проблемуленинградский ученый Н. Г. Корсак.Он предложил окрашиватьжелезобетонные панели… пламенем. Ученый рассуждал примерно так: бетон — этосмесь минералов, где каждый компонент имеет свой специфический состав и цвет.Термическая обработка при температуре около 2000 градусов должна изменять цветматериала. Так оно и оказалось. Бетон покрывался тонкой стеклообразной цветнойпленкой. Позже было выяснено, что бетонную поверхность можно окрашивать в самыеразличные цвета, изменяя лишь химический состав пламени: нейтральное окрашиваетв светлые тона, а окислительное — в темные. Такое покрытие не боится резкихколебаний температуры, дождя, снега, прямых солнечных лучей. Кроме того,«автолит» (так назвал изобретатель этот стекловидный слой) легкоочищается от копоти и грязи даже после небольшого дождя. Новый метод оченьперспективен и уже прошел испытание в некоторых городах страны.