Beton
Beton je důležitým materiálem pro stavbu různých budov a konstrukcí. Je to směs z portlandského cementu, písku, štěrku nebo kameniva a vody v různém poměru v závislosti na úkolu.
Beton se používá více než jakýkoli jiný umělý materiál na světě. V roce 2006 se ročně vyrobí přibližně 7,5 miliardy metrů krychlových betonu - více než jeden metr krychlový na každého obyvatele Země.
Přísady se smíchají do těsta, trochu jako při přípravě těsta na chleba. Beton se pak nalije do rámu. Po několika hodinách ztuhne. Beton tuhne v důsledku chemické reakce zvané hydratace. Voda reaguje s cementem, který spojuje ostatní složky a nakonec vytvoří pevný materiál podobný kameni.
Z betonu se vyrábějí chodníky, potrubí, architektonické stavby, základy, dálnice, mosty, vícepodlažní parkoviště, zdi, patky pro brány, ploty a sloupy, a dokonce i lodě. Jeho největší výhodou je, že spojuje cihly a kameny lépe než jakákoli jiná metoda, kterou lidstvo zná.
Beton je pevný v tlaku, ale slabý v tahu. Pro některé účely musí být vyztužen ocelovými pruty. Železobetonové budovy mohou být vyrobeny tak, aby spojovaly všechny části dohromady, základy, stěny, podlahy a střechy, ale betonová konstrukce nečiní budovy odolnými proti zemětřesení.
Beton je starý již 5600 let před naším letopočtem. Nebyl vynalezen Římany, ale byl jimi hojně využíván. Některé druhy betonu jsou vodotěsné a některé druhy dokonce tuhnou pod vodou.
Beton použitý k výrobě budovy
Moderní budova: Bostonská radnice (dokončena v roce 1968) je postavena převážně z betonu, a to jak prefabrikovaného, tak litého na místě.
Vnější pohled na římský Pantheon, dodnes největší (43,4 m v průměru) nevyztuženou kopuli z masivního betonu.
Hadriánův Pantheon v Římě je příkladem římské betonové stavby.
Přídatné látky
Existuje mnoho přísad pro rychlejší tuhnutí betonu, pomalejší tuhnutí, pevnější tuhnutí, omezení koroze atd. Římané zjistili, že přidáním sopečného popela vzniká beton, který tuhne i pod vodou. Římané také věděli, že přidáním koňských žíní beton při tuhnutí méně praská a že přidáním krve je odolnější proti mrazu.
Moderní beton vytvořil v roce 1756 britský inženýr John Smeaton. Do cementu přidal oblázky a cihlový prášek. V roce 1824 vynalezl anglický vynálezce Joseph Aspdin portlandský cement, který zůstal hlavním cementem používaným při výrobě betonu. Pálil rozemletý vápenec a jíl dohromady. Proces pálení změnil chemické vlastnosti materiálů a Aspdin vytvořil pevnější cement, než jaký by byl schopen vyrobit samotný drcený vápenec.
V 19. století vynalezl železobeton francouzský zahradník Joseph Monier v roce 1849 (patentováno v roce 1867). François Coignet jej studoval a zdokonaloval. Jedná se o beton s ocelovými tyčemi, tzv. rebary (výztužnými pruty). Ocelové pruty začínají nahrazovat skleněná nebo plastová vlákna.
Pro dosažení speciálních cílů lze do směsi přidat mnoho moderních chemických látek. "Superplastifikátory" jsou chemické látky, které zlepšují zpracovatelnost, což znamená schopnost tvarovat beton před jeho zatuhnutím. Pigmenty mohou změnit matnou šedou barvu. Inhibitory koroze mohou omezit rezavění ocelových tyčí. "Vzduchová entrainment" je vyfukování malých bublinek do betonu před jeho zatuhnutím. To pomáhá betonu přežít zmrazování a rozmrazování v chladném klimatu. Do betonu lze přimíchat vysokopecní strusku. Ta mění barvu na téměř čistě bílou a činí beton pevnějším.
Otázky a odpovědi
Otázka: Z čeho se vyrábí beton?
Odpověď: Beton je kompozitní materiál vyrobený z portlandského cementu, písku, štěrku nebo kameniva a vody v různém poměru v závislosti na úkolu.
Otázka: Kolik betonu se ročně vyrobí?
Odpověď: V roce 2006 se ročně vyrobí přibližně 7,5 miliardy metrů krychlových betonu - více než jeden metr krychlový na každého obyvatele Země.
Otázka: Co vznikne smícháním jednotlivých složek?
Odpověď: Smícháním ingrediencí vznikne hmota, podobně jako při výrobě těsta na chleba.
Otázka: Jak beton tuhne?
Odpověď: Beton tuhne v důsledku chemické reakce známé jako hydratace. Voda reaguje s cementem, který spojí ostatní složky dohromady a nakonec vytvoří pevný materiál podobný kameni.
Otázka: Jaké jsou běžné způsoby použití betonu?
Odpověď: Mezi běžná použití betonu patří chodníky, potrubí, architektonické konstrukce, základy, dálnice, mosty a vícepodlažní parkovací stavby. Lze jej také použít k výrobě zdí, základů pro brány a ploty a dokonce i lodí.
Otázka: Jaká je jedna z výhod použití betonu oproti jiným materiálům?
Odpověď: Jednou z výhod použití betonu oproti jiným materiálům je, že spojuje cihly a kameny lépe než jakákoli jiná metoda, kterou lidstvo zná.
Otázka: Kdy byl beton poprvé použit?
Odpověď: Beton byl poprvé použit již 5600 let před naším letopočtem.
