Η ιστορία του σκυροδέματος και του τσιμέντου

Το σκυρόδεμα είναι ένα υλικό που χρησιμοποιείται στην κατασκευή κτιρίων, αποτελούμενο από μια σκληρή, χημικά αδρανή σωματιδιακή ουσία γνωστή ως ένα σύνολο (που συνήθως κατασκευάζονται από διαφορετικούς τύπους άμμου και χαλίκου), που συνδέονται μεταξύ τους τσιμέντο και νερό.

Τα συσσωματώματα μπορούν να περιλαμβάνουν άμμο, θρυμματισμένη πέτρα, χαλίκι, σκωρία, τέφρα, καμένα σχιστόλιθο και καμένα πηλό. Το λεπτό συσσωμάτωμα (λεπτό αναφέρεται στο μέγεθος των σωματιδίων συσσωματώματος) χρησιμοποιείται για την κατασκευή τσιμεντοειδών πλακών και λείων επιφανειών. Το χονδροειδές συσσωμάτωμα χρησιμοποιείται για μαζικές κατασκευές ή τμήματα τσιμέντου.

Το τσιμέντο ήταν πολύ μεγαλύτερο από το οικοδομικό υλικό που αναγνωρίζουμε ως σκυρόδεμα.

Το τσιμέντο πιστεύεται ότι είναι παλαιότερο από την ίδια την ανθρωπότητα, έχοντας διαμορφωθεί φυσικά πριν από 12 εκατομμύρια χρόνια, όταν ο καμένος ασβεστόλιθος αντιδρά με πετρελαιοφόρο σχιστόλιθο. Η συγκεκριμένη ημερομηνία χρονολογείται τουλάχιστον στο 6500 π.Χ. όταν η Nabatea όσων γνωρίζουμε τώρα ως Συρία και Ιορδανία χρησιμοποίησε έναν πρόδρομο του σύγχρονου σκυροδέματος για να οικοδομήσουμε δομές που επιβιώνουν μέχρι σήμερα. ο

Η υιοθέτηση σκυροδέματος ως δομικού υλικού μεταμόρφωσε την αρχιτεκτονική σε όλη τη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία, καθιστώντας δυνατή δομές και σχέδια που δεν θα μπορούσαν να χτιστούν χρησιμοποιώντας μόνο την πέτρα που ήταν βασική της πρώιμης Ρωμαϊκής αρχιτεκτονική. Ξαφνικά, οι καμάρες και η αισθητικά φιλόδοξη αρχιτεκτονική έγιναν πολύ πιο εύκολα. Οι Ρωμαίοι χρησιμοποίησαν σκυρόδεμα για να οικοδομήσουν ορόσημα, όπως τα Λουτρά, το Κολοσσαίο, και το Πάνθεον.

Η άφιξη των Σκοτεινών Εποχών, ωστόσο, είδε τέτοιες καλλιτεχνικές φιλοδοξίες να εξασθενίζουν παράλληλα με την επιστημονική πρόοδο. Στην πραγματικότητα, οι Σκοτεινές Εποχές είδαν πολλές εξελιγμένες τεχνικές για τη δημιουργία και τη χρήση συγκεκριμένων χαμένων. Το Σκυρόδεμα δεν θα έκανε τα επόμενα σοβαρά βήματα μπροστά του πολύ καιρό μετά την περάτωση των Σκοτεινών Χρόνων.

Το 1756, ο Βρετανός μηχανικός John Smeaton έφτιαξε το πρώτο σύγχρονο σκυρόδεμα (υδραυλικό τσιμέντο) προσθέτοντας βότσαλα ως χονδρόκοκκο αδρανές και ανάμειξη τροφοδοτούμενο τούβλο στο τσιμέντο. Ο Smeaton ανέπτυξε τη νέα του φόρμουλα για σκυρόδεμα για να κατασκευάσει τον τρίτο φάρο του Eddystone, αλλά η καινοτομία του οδήγησε σε τεράστια αύξηση της χρήσης σκυροδέματος σε σύγχρονες κατασκευές. Το 1824, ο Άγγλος εφευρέτης Joseph Aspdin εφευρέθηκε το Portland Cement, το οποίο παρέμεινε η κυρίαρχη μορφή τσιμέντου που χρησιμοποιείται στην παραγωγή σκυροδέματος. Η Aspdin δημιούργησε το πρώτο αληθινό τεχνητό τσιμέντο με καύση αλεσμένου ασβεστόλιθου και πηλού μαζί. Η διαδικασία καύσης άλλαξε τις χημικές ιδιότητες των υλικών και επέτρεψε στην Aspdin να δημιουργήσει ένα ισχυρότερο τσιμέντο από ό, τι θα παρήγαγε ο απλός θρυμματισμένος ασβεστόλιθος.

Το σκυρόδεμα έλαβε ένα ιστορικό βήμα προς τα εμπρός με την ενσωμάτωση ενσωματωμένου μετάλλου (συνήθως χάλυβα) για να σχηματίσει αυτό που τώρα ονομάζεται οπλισμένο σκυρόδεμα ή σκυρόδεμα. Το οπλισμένο σκυρόδεμα επινοήθηκε το 1849 από τον Joseph Monier, ο οποίος έλαβε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1867. Ο Monier ήταν ένας παριζιάνικος κηπουρός που έκανε γλάστρες κήπου και μπετόν από σκυρόδεμα ενισχυμένο με σιδερένιο πλέγμα. Το οπλισμένο σκυρόδεμα συνδυάζει την αντοχή σε εφελκυσμό ή κάμψη του μετάλλου και την αντοχή σε συμπίεση του σκυροδέματος ώστε να αντέχει σε βαριά φορτία. Ο Monier παρουσίασε την εφεύρεσή του στην έκθεση του Παρισιού του 1867. Εκτός από τις κατσαρόλες και τις μπανιέρες του, ο Monier προώθησε οπλισμένο σκυρόδεμα για χρήση σε σιδηροτροχιές, σωλήνες, δάπεδα και καμάρες.

Οι χρήσεις του κατέληξαν επίσης στην πρώτη γέφυρα ενισχυμένη με σκυρόδεμα και στις τεράστιες κατασκευές όπως η Hoover και τα φράγματα Grand Coulee.