Кто, когда и где изобрел бетон (придумал) — история изобретения (происхождения)
История бетона насчитывает много лет, данный материал использовали для проведения ремонтно-строительных работ еще в древнем Египте, Индии, Риме. И построенные тысячелетия тому здания стоят до сих пор, пусть и некоторые из них частично разрушенные. Прочность и надежность, долговечность бетона делают его незаменимым материалом для разного вида работ и сегодня.
Бетон представляет собой вид строительного материала искусственного происхождения, который получают путем смешивания в определенных пропорциях разных компонентов.
Основу бетона составляют цемент в качестве вяжущего, песок и щебень/гравий, выступающие в роли наполнителей, а также вода, которая нужна для затворения смеси и запуска реакции гидратации. Также в состав бетона могут вводиться различные добавки, улучшающие или меняющие определенные свойства материала.
Цемент получают путем тонкого помола гипса и клинкера. Клинкер является продуктом равномерного обжига при высокой температуре до состояния спекания сырьевой однородной массы, которая состоит из глины (с преобладанием силикатов кальция), известняка. Сам цемент, как и произведенный на его основе бетон, может соответствовать разным маркам по прочности, способности выдерживать нагрузки, воздействие температур и т.д.
По сфере применения бетон бывает простым и специальным, который предполагает усиление определенных качеств (морозостойкость, жаростойкость, теплоизоляция). В некоторых случаях в качестве вяжущего используют не цемент, а другие составляющие (так бетоны делят на гипсовые, керамзитовые, силикатные и т.д.). Разными могут быть и наполнитель (на базе щебня, гравия и т.д.), структура материала, его плотность, особенности твердения и т.д.
Происхождение бетона
Дать однозначный ответ на вопрос о том, когда появился бетон, трудно. Как и другие строительные материалы, путь развития бетонная смесь прошла достаточно долгий. Так, во время раскопок на берегу Дуная участники археологической экспедиции нашли остатки жилья 5000-летней давности с полами толщиной 25 сантиметров из доисторического бетона: вяжущим в растворе выступала красная глина, а вот армировал конструкцию мелкий речной песок.
Отдельные примеры эффективного связывания мелких/крупных камней различными растворами известны еще со времен египтян, финикийцев, вавилонян, карфагенян. Самое раннее использование бетона датировано 1950 г. до н.э. – именно к этому времени относится материал, найденный в гробнице Тебесе (Теве) в Египте. Задолго до нашей эры бетон применялся в строительстве монолитного свода пирамиды Нима, галерей египетского лабиринта (3600 л. до н.э.).
Египтяне в качестве вяжущего применяли известь и гипс. А 25 лет тому мир был удивлен сообщением профессора-химика из Швейцарии Джозефа Давидовица про то, что пирамида Хеопса была сделана из блоков геополимерного бетона. В массе одного из известняковых блоков профессор нашел человеческий волос и попасть туда он мог только при замешивании раствора.
Ученый искал дальше и нашел на стене надпись периода III династии. Когда иероглифы расшифровали, отыскали рецепт приготовления древнего варианта бетона и именно к этому периоду можно отнести происхождение бетона. В процессе независимых исследований оказалось, что основание Великих пирамид сделано из природных известняков, а вот верхние ряды созданы из бетона, сделанного на базе крошки песчаника, пальмовой золы, соды из нильской воды.
Очень много написано о зданиях периода Римской империи, возведенных с применением «бетона» в качестве главного конструкционного материала. Исследователи считают, что впервые начали применять настоящие цементные связующие (не известь, как в случае с древними сооружениям) в южной Италии во II ст. до н.э.
Многие приписывают римлянам само изобретение цемента, так как даже некоторые названия заимствованы отсюда. Так, особый вид вулканического пепла под названием «пуццолан» использовали впервые недалеко от города Поццуоли в заливе Неаполя, его же широко применяли в цементе. От города пошло название самого вида вяжущего, которое сегодня называют пуццолановым цементом.
В строительстве порта Aemelia (крупного сооружения, датированного 193 г. до н.э.) использовали пуццолан с целью эффективного связывания камней вместе для получения бетона. Это пепел необычного типа, который запускает химическую реакцию с водой и известью, а потом укрепляется в твердую массу (по свойствам схожую со скалой), которая не боится даже погружения в воду. Этот цемент римляне применяли для строительства доков, мостов, водопроводов, ливневых стоков, зданий.
Римский бетон
Римский бетон укладывали слоями в формате смеси, с которой работали вручную. Обычно бетоном заливали камни разного размера, обкладывая его глиняными камнями по обеим сторонам (если это нижняя часть здания). Стены же создавали из бетона и камней, которые выступали в качестве формы для раствора. Эти кирпичи имели не столько конструктивное значение, сколько применялись с целью облегчения процесса строительства, а также в виде элементов декора.
Данный тип конструкции сделал возможным все тот же материал «пуццолан», который часто применяли в Риме, районе вокруг Неаполя, но никогда в северной части страны или других регионах Римской империи.
Множество общественных зданий, в том числе модные резиденции в Риме и всем известный Пантеон, были выполнены из бетонных кирпичей, используемых в возведении сводов и стен. Купол Пантеона, который был возведен во II ст. н.э., до сих пор считается одним из самых ярких строительных шедевров всех времен.
Невероятно сложная конструкция с большим числом уменьшающих массу пустот и ниш, а также небольшими сводчатыми потолками. У строителей Пантеона было достаточно знаний, чтобы применять тяжелые элементы на уровне земли, уменьшать плотность конструкции в стенах выше, а в самом куполе понизить нагрузку до значения, которое позволяет стоять Пантеону и сегодня без разрушений.
Большой пролет Пантеона величиной в 142 фута затмил своим великолепием небольшие предыдущие пролеты, создав яркий и необычный эффект, который можно считать настоящей архитектурной революцией тех времен, особенно с точки зрения восприятия всего внутреннего пространства.
Скорее всего, из-за недоступности и отсутствия пуццолана в мире данный вид бетона не применяли в других местах и основным строительным материалом была камне-кирпичная кладка. Большинство значительных зданий в мире в течение многих веков строили именно с применением данного метода.
В 18 ст. во Франции использовали еще один тип бетона: тут стены из покрытого штукатуркой щебня делали в виде каменной кладки, которая в те времена считалась модной. Так, каменщик из Лиона Франсуа Куантеро находился в поисках экономного метода создания несгораемых стен с применением цементного раствора, сочетаемого с давней глинобитной техникой либо «спрессованной землей».
Техника глинобитная предполагает применение древесной опалубки, которую заполняли смесью глины с землей либо соломой с последующей трамбовкой. Но потом процесс трамбовки стал неактуальным из-за применения сильных и новых цементов. В 1824 году британский каменщик Джозеф Аспдин запатентовал улучшенный цемент, которому дал название Портлендского ввиду схожести с природным камнем, добываемым на соседнем острове Портленд.
Принято считать, что именно Аспдин первым использовал высокие температуры с целью нагрева глинозема, а также кварцевых материалов до точки стеклования, что приводило к сплавлению материалов. Таким же способом цемент делают и сегодня. В 19 ст. бетон применяли в Европе для строительства зданий, чаще всего промышленных, так как этот материал был прочным, недорогим, позволяющим ускорить процесс возведения.
Использование армирования
Касательно ответа на вопрос о том, кто изобрел бетон и сам принцип армирования, существует множество разногласий. Большинство исследователей сходятся на том, что первым успешным примером упрочнения бетонного монолита была работа крупного землевладельца с юга Франции господина Ламбо.
В начале 1850-х лет во время строительства нескольких гребных лодок Жан-Луи Ламбо укрепил их проволочной сеткой и железными прутьями. Он увидел, что изобретение дало результат и захотел использовать материал в разных сферах строительства. С этой целью Жан-Луи подал заявку в 1856 году на получение патента в Бельгии и Франции, описав бетон.
Описание звучало так: это улучшенный строительный материал, который можно применять вместо древесины в архитектурных и военно-морских сооружениях, а также для реализации различных бытовых целей, где очень важно избегать сырости.
Уже в 1856 году штукатур Уильям Б. Уильямсон построил небольшой коттедж на два этажа, укрепив бетонный пол и кровлю железными прутьями и проволочным тросом. Он получил британский патент на армированный бетон и успел придумать, построить несколько подобных конструкций, выступив в роли прародителя первых зданий из железобетона.
В 1867 году французский садовник Джозеф Монье получил патент на упрочнение садовых ванн, потом он смог оформить патент на усиленные балки, сваи, которые применяются для выполнения ограждения для железных и автомобильных дорог.
Потом стало доказано, что Монье сумел сам изобрести способ упрочнения бетона, так как никогда не знал, каким образом Уилкинсон делал свое армирование для усиления.
Армирование пола
Впервые широко применять портландцемент в строительстве зданий начали под началом французского строителя по имени Франсуа Куанье. Он взялся за строительство нескольких больших бетонных домов во Франции и Великобритании на протяжении 1850-1880 годов. В этих домах впервые применяли железные стержни при заливке пола для исключения риска разъезжания стен. Позже Франсуа использовал арматуру в качестве изгибаемых элементов различных конструкций.
Первым этапом применения железобетона в строительстве стало возведение конструкции американским инженером-механиком по имени Уильям Э. Уорд. Было это в 1871-1875 годах. Построенный тогда дом стоит до сих пор, его можно найти в Порт-Честере (что в штате Нью-Йорк). Здание стало известным благодаря усердию и внимательности, с которыми господин Уорд вел все свои дела, аккуратно исследуя и тщательно документируя каждый шаг.
Уильям хотел возвести надежный и безопасный дом, так как его супруга сильно боялась огня. Выполнение проектирования и дизайна было поручено архитектору Роберту Муку, который взялся за работу в 1870 году. Это здание должно было по внешнему виду напоминать каменную кладку, стать социально приемлемым решением многих задач.
Все технические и строительные вопросы Уорд решал самостоятельно, тратя немало времени на проведение нагрузочных испытаний, различных экспериментов. Для обозначения строительной смеси использовалось слово французского происхождения beton. В 1883 году Уорд выступил перед Американским обществом инженеров-механиков с докладом, который рассказывал о комбинировании бетона с железными прутьями.
Аудитория, при этом, была не слишком внимательна, так как больше заинтересовалась уникальными системами отопления и водоснабжения, чем железобетоном, плохо понимая всю важность открытия и разработок.
В 1879 году немецкий строитель Г.А. Вайс купил права по патенту на систему Монье, начав применять железобетонные конструкции в Австрии и Германии, где они рекламировались под названием «система Вайс-Монье». Многие здания были впоследствии построены также и во Франции.
Монолитная рамная конструкция
В конце 19 века технология создания каркасных железобетонных конструкций развивалась параллельно. В Германии и Австрии работал Г.А. Вайс, в США Эрнест Л. Рэнсом, во Франции Франсуа Эннибек. В конце 1870-х годов Л. Рэнсом стал управляющим успешной компании, занимающейся производством бетонных блоков из камня искусственного происхождения в Сан-Франциско.
Именно тут впервые использовали армирование в 1877 году и в 1884 году система была запатентована. Данная система предполагала наличие в конструкции витых квадратных прутов, которые призваны были увеличивать сцепление между арматурой и бетоном. Самая крупная работа тех времен – Леланд Стэнфорд (расположенный в Стенфордском университете музей) – это первое здание, в котором применяли технологию непокрытого снаружи бетонного наполнителя.
Также Рэнсом был ответственен за несколько производственных зданий в Нью-Джерси (штат Пенсильвания) – так, в 1903-1904 годах построили механический цех Келли и Джонса (США, город Гринсбург). Система Рэнсома была использована при строительстве здания Ингалс в Цинциннати в 1904 году. Это был первый бетонный небоскреб на 16 этажей (высота 210 футов), который разработала фирма Элзнер и Хендерсон.
Тем временем каменщик Франсуа Эннибек по другую сторону Атлантики проявил себя в качестве успешного подрядчика в Париже, где получил патенты в Бельгии и Франции на систему строительства Эннибека и начал создавать свои представительства в большинстве крупных городов. Франсуа развивал новый способ посредством проведения конференций, создания стандартов в пределах своей сети компаний. Большая часть его зданий относилась к числу промышленных.
Когда компания Эннибека переживала подъем, он создавал в год около полутра тысячи контрактов и таким образом способствовал быстрому росту количества железобетонных конструкций по всей Европе.
Бетонные купола и своды
Благодаря появлению железобетона стало возможным строить здания нового типа – с тонкими стенами. И в 1930 году блестящий испанский инженер Эдуардо Торроха создал невысокий купол толщиной в 3.5 и шириной в 150 футов для рынка в Альхесирасе. Для растяжки он применял стальные тросы. Кроме того, Торроха выступил автором элегантной консольной крыши стадиона, расположенного в Мадридском ипподроме, что была создана в 1935 году.
Настоящим мастером панельных конструкций стал математик, архитектор и инженер Феликс Кандела. По большей мере практиковал он в Мехико: создал лабораторию космических излучений для университета Мехико, с 5/8-дюймовой по толщине крышей. Параболоидная форма свода стала настоящим товарным знаком архитектора, в свое время он сумел воспользоваться дешевой рабочей силой, поэтому создал немало церквей и заводов вокруг Мехико с той же формой конструкции.
Самым ярким и известным строением Канделы стало здание ресторана в Хочимилко, который был построен в 1958 году и включил шесть параболоидных сводов одинаковой конструкции.
Дальнейшее использование бетона в современной архитектуре
Одним из прославившихся архитекторов, работающих с бетоном, стал Ле Корбюзье. Он сильно расходился во мнениях с работодателями, отказываясь применять классическую дизайнерскую базу в проектировании. Позже, став почитаемым архитектором, Ле Корбюзье полностью перешел на железобетон.
Самые знаменитые работы архитектора: построенная из панелей плоской конструкции Вилла Савой (1931 год), многоквартирные дома на Пилотэс в Марселе и Нанте (конец 1940-х), возведенная со стенами из залитой бетоном каменной кладки Часовня Рончамп (1957 год), монастырь Ла-Туретта (1959 год), правительственный комплекс на Чандигарх (Индия, 1961 год).
Ле Корбюзье активно увлекался игрой естественного света, использовав его в качестве элемента дизайна, в чем ему помогал бетон со всем разнообразием его текстуры и оттенка.
В 1919 году Мис ван дер Роэ представил идею конструктивной основы в зданиях большой высоты, выполненной с консольной плитой перекрытия. Райт реализовал идею в жизнь в Башнях Джонсона (штат Висконсин). Комплекс был признан лучшим творением Райта, где были воплощены все его идеи.
Высокопрочный бетон и высотные здания
Развитие строительства высотных зданий из бетона происходило медленно, но верно, с момента возведения в 1904 году здания Ингаллс. Гигантские и средние высотки 1930-х годов все сплошь были созданы из железобетонных конструкций. Сначала была башня Johnson Wax Tower, потом построили башни-близнецы в Чикаго комплекса Marina City.
Чикагская высотка построена в 1962 году, именно она символизировала начало применения железобетона в возведении современных небоскребов, став конкурентом зданиям на стальной раме. Так, построенная в Монреале в 1964 году высотка достигла высоты в 624 фута.
Упрочненный бетон стал ключом к наращиванию высоты зданий наряду с сохранением разумной величины колонн на нижних этажах. Так, небоскреб Shell Plaza, что был возведен в 1970 году в Хьюстоне, по высоте достиг 714 футов. Наибольшую концентрацию высоток из упрочненного бетона породил Чикаго с его большими запасами высококачественной летучей золы (которая также способствует повышению прочности цементной смеси).
Построенная в Торонто в 1989 году высотка достигла высоты в 907 футов, а в 1990 году две чикагские башни достигли 900 футов, что стало неслыханным для архитектуры тех лет. С того времени железобетон активно используют в строительстве малых и больших зданий, материал актуален в Москве и затерянных поселках, в ремонте и массе других видов работ.
Кто изобрел бетон, когда и где это было – история создания материала
Бетон представляет собой искусственный каменный материал, который получают при помощи формования и затвердевания правильно подобранной, тщательно смешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества. Иногда состав может включать специальные компоненты и не содержать воды. При этом далеко не каждый человек знает, когда именно изобрели бетон.
Когда впервые появился бетон
Кто конкретно придумал этот материал, доподлинно неизвестно. Древнейший бетон был найден археологами во время проведения раскопок на берегу Дуная. Пол одного из домов поселения, которое датируется 5600 годом до нашей эры, был сделан из бетонной заливки. Ее толщина составляла 25 сантиметров. В качестве армирующего компонента применялся гравий. При этом в качестве вяжущего материала использовалась красная глина.
Самые ранние свидетельства об использовании бетона в Египте датируются 1950 годом до нашей эры. Бетонная смесь применялась при сооружении свода пирамиды Нима и галерей лабиринтов. Также из этого материала строили блоки пирамиды Хеопса. Вяжущими ингредиентами были известь и гипс.
Историки нашли и изучили запись периода III династии, в которой указывался рецепт изготовления бетона. Согласно этому документу, основание Великих пирамид сделано из природных известняков. При этом верхние ряды изготовлены из бетонной смеси с пальмовой золой, содой и крошкой песчаника.
В 500 году до нашей эры изготавливать бетон стали и в Древней Греции. Тут мелкий известковый материал применялся для строительства дворцов Атталы и Креза. В дальнейшем бетон использовали для бутовой кладки. При этом пустоты между каменными стенами заполняли большими камнями. После этого туда заливали раствор на основе известняка.
Римский способ работы с бетоном
Кто конкретно изобрел римский бетон, неизвестно. При этом историкам удалось узнать технологию изготовления материала. В Древнем Риме бетон располагали послойно в форме смеси. С ней работали ручным способом. Как правило, веществом заливали камни, которые отличались по размерам.
В нижних частях сооружений конструкции обкладывали глиняными камнями. Стены делали из бетона и камней, которые использовались как форма для раствора. Такие кирпичи обладали не только функциональным назначением, но и использовались для облегчения процесса строительства. Также их использовали в качестве декоративных элементов.
Для сооружения таких конструкций использовался материал, который назывался «пуццолан». Его часто применяли в Риме и Неаполе. Однако в других частях Римской империи это вещество не использовали. Скорее всего, это было связано с нехваткой требуемых материалов.
Многие общественные здания делали из бетонных кирпичей. Их применяли для сооружения стен и сводов. К примеру, купол Пантеона, сооруженный во втором столетии нашей эры, по сей день представляет собой одно из наиболее известных строительных достижений всех времен.
Это довольно сложная конструкция, которая имеет много пустот и ниш. Также сооружение обладало небольшими потолками в виде сводов. Строители, которые участвовали в сооружении Пантеона, владели достаточным количеством знаний для применения тяжелых элементов на уровне земли. В верхних частях они делали конструкцию менее плотной. В районе купола этот показатель был минимальным. Благодаря этому Пантеон по сей день стоит.
Появление армированного бетона
В каком же году появился армированный бетон? Это считается довольно спорным вопросом. Многие исследователи считают, что впервые бетонный монолит сумел упрочнить крупный землевладелец Жан-Луи Ламбо. Он жил и работал в южном регионе Франции.
В начале пятидесятых годов девятнадцатого века в период сооружения нескольких гребных лодок Ламбо решил укрепить их при помощи металлических прутьев и проволочной сетки. Он понял, что изобретение привело к нужным результатам. После чего он принял решение использовать материал в различных областях строительства.
Для этого Жан-Луи в 1856 году подал заявку на патент. Он сделал это во Франции и Бельгии. В бумаге ученый привел детальное описание бетона. В документе было сказано, что это усовершенствованный строительный материал, которым можно заменять древесину в архитектурных сооружениях. Также вещество используется для реализации разных бытовых задач, в которых важно избегать высокой влажности.
В 1856 году штукатур Уильям Уилкинсон соорудил небольшой двухэтажный коттедж, в котором использовал металлические прутья и проволоку для укрепления бетонного пола и крыши. Строитель получил на армированный бетон патент в Великобритании. К тому же ему удалось соорудить несколько аналогичных конструкций, которые являлись прародителями первых железобетонных зданий.
В 1867 году садовник из Франции Джозеф Монье запатентовал упрочнение садовых емкостей. Впоследствии ему удалось оформить патент на укрепленные сваи и балки, которые используются для сооружения дорожных ограждений. Впоследствии удалось доказать, что Монье самостоятельно придумал метод упрочнения бетона, поскольку не был знаком с технологией Уилкинсона.
Использование армирования для укладки пола
После того как придумали портландцемент, его стали активно применять при сооружении зданий под началом Франсуа Куанье – строителя из Франции. Он занимался возведением ряда больших бетонных домов в Британии и Франции в 1850-1880 годы. В таких конструкциях в первый раз стали использовать металлические пруты при заливке пола. Это помогало сделать стены прочнее. Впоследствии Франсуа стал применять арматуру для изготовления сгибаемых фрагментов разных сооружений.
Железобетона в строительстве первым стал использовать инженер Уильямом Уордом. Это случилось в 1871-1875 годах. Сооруженный в тот период дом стоит по сей день. Он находится в Порт-Честере. Строение вошло в историю благодаря педантичности, с которой Уорд вел свои дела. Он проводил глубокие исследования и детальное документирование каждого этапа.
Перед Уильямом стояла задача возведения надежного и безопасного здания, поскольку его жену очень пугал огонь. Разработку проекта и дизайна инженер поручил Роберту Муку. Архитектор начал работать над этим в 1870 году. Сооружение должно было визуально напоминать каменную кладку и использоваться для решения ряда заданий.
Все нюансы в области технических параметров и проблемы строительства Уорд решал сам. Для этого он проводил много экспериментов и нагрузочных проб. Для обозначения смеси, которая использовалась для строительства, Уильям использовал слово «beton», которое имело французскую природу. В 1883 году Уорд презентовал доклад обществу инженеров-механиков. Там он говорил о сочетании бетона и металлических прутьев.
При этом публика оставила эту деталь без внимания. Аудиторию в большей степени заинтересовали необычные системы водоснабжения и решения, используемые для отопления. При этом люди плохо понимали важность инновации.
В 1879 году строитель из Германии Вайс приобрел права на систему Монье. Затем он начал использовать конструкции из железобетона. Вначале такие здания стали возводить в немецких и австрийских городах. Там они стали называться «система Вайс-Монье». Многие сооружения по этой технологии затем были возведены и во Франции.
Монолитные конструкции
В конце девятнадцатого столетия параллельно развивались технологии изготовления каркасных зданий из железобетона. Во Франции этим занимался Эннибек, в Австрии и Германии – Вайс, а в США – Рэнсом. В семидесятых годах девятнадцатого столетия Рэнсом возглавил успешную фирму, которая изготавливала бетонные блоки из камня, имеющего искусственное происхождение. Фирма находилась в Сан-Франциско.
Тут в первый раз применили армирование в 1877 году. В 1884 году система была запатентована. Она предполагала присутствие витых прутов квадратной формы. Их задачей было повышение уровня сцепки между арматурой и бетоном. Наиболее крупной работой того периода стал Леланд Стэнфорд. Это было музейное здание, в котором впервые использовалась технология наполнителя из бетона без покрытия снаружи.
Помимо этого, Рэнсом отвечал за сооружение ряда промышленных зданий, расположенных в Нью-Джерси. В 1903-1904 годах тут соорудили цех Келли и Джонса. Тогда же система Рэнсома легла в основу здания Ингаллс, расположенного в Цинциннати. Сооружение представляло собой шестнадцатиэтажный бетонный небоскреб, разработанный компанией «Элзнер и Хендерсон».
В тот же период Эннибек с другой стороны Атлантики показал себя успешным французским подрядчиком. В Бельгии и Франции он запатентовал строительную систему и стал открывать филиалы во многих больших городах. Франсуа начал продвигать новую технологию при помощи конференций. В своей компании он создавал стандарты. Основная часть сооружений, построенных Эннибеком, носила промышленный характер.
Фирма Франсуа стала очень успешной. За год он заключал примерно 1500 контрактов. Это способствовало стремительному росту числа железобетонных сооружений в различных европейских странах.
Панельные бетонные конструкции
Создание железобетона давало возможность сооружать принципиально новые здания. Их характерной особенностью были тонкие стены. В 1930 году известный инженер из Испании Торроха изготовил небольшой купол для рынка, расположенного в Альхесирасе. В качестве растяжки инженер решил использовать тросы из стали. Помимо этого, Торроха стал создателем красивой крыши для стадиона, который находился на ипподроме Мадрида. Это сооружение было построено в 1935 году.
При этом известным мастером изготовления панельных конструкций был архитектор Кандела. Он преимущественно работал в Мехико. Там он построил лабораторию, толщина крыши которой составляла 5/8 дюйма. Особенностью конструкции была параболоидная форма свода, которая превратилась в визитную карточку инженера. Архитектор имел доступ к дешевой рабочей силе, потому построил много заводов и церквей около Мехико. Все они имели такую же конструкцию.
При этом наиболее знаменитым зданием Канделы был ресторан. Он был построен в Хочимилко в 1958 году. Это сооружение включало 6 параболоидных сводов, которые имели одинаковую конструкцию.
Роль материала в современной архитектуре
Одним из известных архитекторов, которые использовали в своей работе бетон, стал Ле Корбюзье. Он часто спорил с начальством, поскольку отказывался пользоваться стандартной дизайнерской базой при проектировании. Впоследствии Ле Корбюзье удалось стать почитаемым архитектором. После чего он перешел на конструкции из железобетона.
Архитектора очень интересовала игра естественного освещения. Он пользовался этим приемом в качестве дизайнерского элемента. В этом Ле Корбюзье помогал бетон, который отличался по фактурам и цветам.
В 1919 году Мис ван дер Роэ выдвинул новую идею конструкции в больших сооружениях. Для этой цели он предложил использовать консольную плиту перекрытия. Райт воплотил свою идею в Башнях Джонсона, расположенных в Висконсине. Комплекс стал лучшим произведением Райта. В нем архитектору удалось воплотить все свои идеи.
Высокопрочный бетон – что это и где используется
Технологии строительства крупных сооружений из бетона постепенно развивались. Это началось с момента появления в 1904 году здания Ингаллс. Высотки тридцатых годов прошлого века были преимущественно построены из железобетона. Вначале появилась башня Johnson Wax Towe. После чего соорудили 2 одинаковые башни в Чикаго. Они находились в Marina City.
Высотное здание в Чикаго соорудили в 1962 году. Оно стало символом начала использования железобетона для сооружения небоскребов. Это строение оказалось прекрасным конкурентом зданий, имеющим стальную раму. Здание, сооруженное в 1964 году в Монреале, достигало 624 футов.
Применение бетона для строительства различных сооружений датируется древними временами. За время своего существования материал претерпел много изменений и усовершенствований и активно применяется по сей день.
История изобретения бетона
Строить здания люди начали тысячи лет назад, и за это время изобрели немало стройматериалов. Какие-то из них дошли и до наших времен. К таким материалам относится бетон. Его история очень древняя: на берегу реки Дунай археологи нашли дом, которому около 5 тысяч лет. Полы этого здания толщиной в четверть метра можно считать бетонными, хотя и не в современном понимании. Эта заливка представляла собой смесь красной глины и мелких речных камешков.
Другие примеры того, как связываются мелкие камни и растворы, были обнаружены при раскопках в Египте и других государствах. Материал, похожий на бетон, использовали также жители Финикии и Карфагена. В Египте секрет бетона знали еще в древние времена. Гробница Тебеса возведена в 1950 г. до нашей эры с помощью этого стройматериала. Бетон применялся и при строительстве известного лабиринта. Связующими веществами в то время в Египте служили растворы гипса и извести.
Более 25 лет назад химик из Швейцарии предположил, что пирамида Хеопса были состоит из геополимерного – усовершенствонного — бетона. Изучая известняковые элементы пирамиды, профессор Давидовиц обнаружил в окаменевшей массе волос человека. Попасть туда он мог только во время замешивания раствора древним строителем.
Химик продолжил изучать этот вопрос и вскоре нашел текст, написанный на стеле периода третьей династии. В тексте описывалась последовательность приготовления бетонного раствора. Позже было обнаружено, что основания египетских пирамид сделаны из натурального известняка, а верхние блоки этих могучих сооружений состоят из бетона. Древняя смесь включала в себя золу из пальмы, крошку песчаника и соду из воды Нила.
Бетон в древнем Китае
В храмах Индии современные ученые обнаружили так называемые набивные полы из бетона, созданные в четвертом и пятом веках до нашей эры. Китайцы и вовсе начали использовать бетон одними из самых первых. Из прототипа этого материала сооружена большая часть Великой Китайской стены. Начало ее строительства приходится на третий век до нашей эры.
Бетонные части Китайской стены строили следующим образом: рабочие замешивали бетон и формировали из него части сооружения. Для приготовления раствора нужно было взять треть теста из извести и две трети гравия и песка. В эту сухую смесь добавляли необходимое количество воды и тщательно все перемешивали. Такой бетон укладывали между дощечками – опалубкой, и дополнительно уплотняли каждый слой.
Французский ученый Шарру поведал миру о том, что бетон применяли и кельты, которые в древности населяли территорию Европы. Он излагает версию химика, долгие годы исследовавшего тумулы – кельтские монументы из камня, найденные в Галлии – и проводившего анализ почвы в этих местах. Вывод был однозначным – при строительстве этих сооружений был использован бетон.
Мастерство изготовления бетонной смеси распространилось по Восточному Средиземноморью, а 500 году до нашей эры дошло до Древней Греции. Там покрывали стены, в том числе и кирпичные, известковым бетоном мелкой фракции. Такой способ отделки использовался при строительстве дворцов царя Атталы и Креза (560-546 года до нашей эры). В более поздние времена бетон стали применять в виде бутовой кладки. Расстояние между рядами камней заполнялось другими камнями, а потом заливалось раствором извести.
Бетон в Древнем Риме
Наиболее ранее из известных упоминаний бетона в литературе – это описание этого материала знаменитого архитектора из Рима Маркуса Витрувия Поллио в трактате об архитектуре. Среди современных исследователей распространена версия, что римские стены из бетона развились именно из бутовой кладки Древней Греции.
Бетон как стройматериал мог стать таким популярным только в таком мощном и большом государстве, как Древний Рим. Потому что здесь проводились масштабные строительные работы. Это были крупные стадионы, амфитеатры, рассчитанные на тысячи зрителей, многокилометровые дороги, которые протянулись не только по территории огромного Рима, но и за пределами государства.
Древние римляне не сами придумали бетон, но именно они использовали его по максимуму. Это было связано как с растущими потребностями народа, так и с техническим прогрессом. Этот строительный материал стал одним из главных еще в античности, поскольку он обладает надежностью, не пропускает воду и при этом весьма экономичен.
В Древнем Риме бетон применяли с конца IV века до нашей эры на протяжении почти семи веков. Называли этот материал по-разному. Например, литую кладку, заполненную камнями, римляне называли «эмплектоном». Это слово они, как и сам бетон, они позаимствовали у греков. Использовался и другой термин – «рудус». Но обычно раствор, с помощью которого возводили стены, своды и делали фундамент, называли словосочетанием «опус цементум». Так и стали именовать бетон из Древнего Рима.
Уже тогда люди использовали разные виды бетона. К примеру, элементы Колизея включают 3 разновидности этого материала. Например, для сводов сооружения применили самый легкий бетон, включающий в свой состав пемзу. Колизей был открыт в 90-хх годах первого столетия. Были выстроены термы, триумфальная арка, посвященная Титу. Фундамент арки был весьма мощным и крупным – 5 метров – и был сделан из строительного материала, похожего на современный бетон.
В 123 в Риме окончилось сооружение Пантеона. Внушительный купол этого здания был рекордсменом по размеру аж до ХIХ века – его диаметр равнялся 43 метрам. Такая величина для бетонной конструкции была непревзойденной для своего времени. Многоэтажные дома Древнего Рима – инсулы – возводились также при помощи бетона. И не только многоэтажные.
После того, как Римская Империя пала, о бетоне забыли на целых десять веков! Патент на так называемый римский цемент в конце ХVIII века получил Джеймс Паркер. Тот материал, который известен сейчас, появился ближе к середине ХIХ века. Связующим веществом этого бетона был цемент. Был изобретен также портландцемент – обладателем патента стал Джозеф Аспдин. Этот виде бетона отличается тем, что прочность его со временем только увеличивается.
Возрождение бетона
Одним из главных изобретений в архитектуре является бетон с железной арматурой – железобетон. История его изобретения довольно оригинальна, и она никак не связана со строительством. Железобетонные изделия – ЖБИ – придумал садовод из Франции Джозеф Монье.
Дело было во второй половине ХIХ века. Монье хотел сделать более прочные горшки для растений из бетона, которые бы не разваливались при разрастании корней. Ему в голову пришла идея – вкладывать железные элементы в еще жидкий раствор цемента. Такие горшки выдерживали сильное растяжение. Садовод не растерялся и в 1867 году получил патент на изобретение прочнейших садовых кадок. Так появился железобетон и изделия из него.
Бетон в России и СССР
И в теории, и на практике одно из главных мест по освоению бетона на рубеже XIX и XX столетий заняла Россия. Бетон здесь применяется при строительстве портов (в 70-ее годы XIX века в Одессе), канализационных коллекторов (в Петербурге 1912 года), фортификационных сооружений (в Севастополе в 1885 году и в Крондштадте в 1900 году).
О применении бетона в России говорит и факт наличия большого количества заводов по изготовлению этого вещества. В начале ХХ века их насчитывалось уже 66. Для строительства было применено около трех с половиной миллионов кубических метров этого материала.
В СССР технологии производства и использования бетонного раствора получили дальнейшее развитие. Особенно значимыми в этой сфере стали гидротехнические сооружения – Волховстрой в 1924 году и Днепрострой в 1930 году. Советскими учеными была разработана техника бетонирования зимой. С тех пор конструкции из бетона и железобетона можно возводить на протяжении всего года, в любой климатической зоне. Также в СССР были изобретены новые виды этого материла и связующих веществ, способы укрепления бетона, технологии сборного железобетона.
Одной из самых насущных проблем в этой сфере является вопрос применения и способы усовершенствования суперсовременных бетонов. Благодаря этим материалам строительство приобретает невиданные доселе масштабы. Уникальные свойства новейших бетонов заключаются в их высочайшей прочности и устойчивости против коррозии, водонепроницаемости, способности регулировать деформативность.
Уже возведены такие сооружения, как мост через пролив Акаси в Японии, туннель под Ла-Маншем и другие. Бетоны высокого качества гарантируют надежность зданий даже в сложных климатических условиях и при активной эксплуатации. Кроме того, применение этих материалов значительно ускоряет темпы строительства и значительно уменьшают риски для инвесторов.
Современные города невозможно представить без бетона. Он останется востребованным еще долгое время.
Источник https://1beton.info/proizvodstvo/kto-izobrel-beton
Источник https://history-doc.ru/news/kogda-izobreli-beton/
Источник https://bsu-beton.ru/istorija-izobretenija-betona
