Betoon
Betoon on oluline materjal erinevate ehitiste ja konstruktsioonide valmistamiseks. See on segu, mis koosneb portlandtsemendist, liivast, kruusast või täitematerjalist ja veest, mille osakaal sõltub ülesandest.
Betooni kasutatakse rohkem kui ühtegi muud inimtekkelist materjali maailmas. Alates 2006. aastast toodetakse igal aastal umbes 7,5 miljardit kuupmeetrit betooni - rohkem kui üks kuupmeeter iga inimese kohta maakeral.
Koostisosad segatakse kokku pastaks, natuke nagu leivatainas. Seejärel valatakse betoon raami. Mõne tunni pärast kõveneb see kõvaks. Betoon tahkestub keemilise reaktsiooni, nn hüdratatsiooni tõttu. Vesi reageerib tsemendiga, mis seob teised komponendid omavahel, luues lõpuks tugeva kivilaadse materjali.
Betooni kasutatakse kõnniteede, torude, arhitektuursete konstruktsioonide, vundamentide, kiirteede, sildade, mitmekorruseliste parklate, müüride, väravate, aedade ja postide ning isegi paatide ehitamiseks. Betooni suurim eelis on see, et see seob telliseid ja kive omavahel paremini kui ükski teine inimkonnale teadaolev meetod.
Betoon on tugev survetugevus, kuid nõrk tõmbetugevus. Mõnel otstarbel tuleb seda tugevdada terasvarrastega. Raudbetoonehitisi saab teha nii, et kõik osad, vundamendid, seinad, põrandad ja katused, on omavahel seotud, kuid betoonkonstruktsioon ei tee ehitisi maavärinakindlaks.
Betoon on nii vana kui 5600 eKr. Seda ei leiutanud roomlased, kuid nad kasutasid seda palju. Mõned betooniliigid on veekindlad ja mõned liigid isegi vee all.
Hadrianuse Pantheon Roomas on näide Rooma betoonehitusest.
Rooma Pantheoni välisvaade, mis on endiselt suurim (43,4 m diameetriga) raudbetoonist massiivne kuppel.
Kaasaegne hoone: Bostoni raekoda (valminud 1968) on ehitatud suures osas betoonist, nii monteeritavast kui ka valatud betoonist.
Hoone ehitamiseks kasutatav betoon
Lisandid
On olemas palju lisandeid, mis muudavad betooni kiiremini, aeglasemalt või tugevamalt kõvenevaks, vähendavad korrosiooni jne. Roomlased avastasid, et vulkaanilise tuha lisamine andis betooni, mis kõvenes vee all. Roomlased teadsid ka, et hobusejõhvi lisamine vähendab betooni pragunemist, kui see taheneb, ja et vere lisamine muudab betooni külmakindlamaks.
Kaasaegse betooni valmistas 1756. aastal Briti insener John Smeaton. Ta lisas tsemendile kive ja tellispulbrit. 1824. aastal leiutas inglise leiutaja Joseph Aspdin portlandtsemendi, mis on jäänud betooni tootmisel kasutatavaks põhiliseks tsemendiks. Ta põletas jahvatatud lubjakivi ja savi kokku. Põletusprotsess muutis materjalide keemilisi omadusi ja Aspdin lõi tugevama tsemendi kui tavaline purustatud lubjakivi üksi.
19. sajandil leiutas prantsuse aednik Joseph Monier 1849. aastal raudbetooni (patenteeritud 1867. aastal). François Coignet uuris ja täiustas seda. See on betoon, milles on terasvardad, mida nimetatakse raudbetooniks (armatuurvardadeks). Klaaskiud või plastkiud on hakanud asendama terasvarraste.
Eri eesmärkide saavutamiseks võib segule lisada mitmeid kaasaegseid kemikaale. "Superplastifikaatorid" on kemikaalid, mis parandavad töödeldavust, mis tähendab, et betooni on võimalik vormida enne selle kõvenemist. Pigmendid võivad muuta tuhmi halli värvi. Korrosiooniinhibiitorid võivad vähendada terasvarraste roostetamist. Õhu kaasamine on väikeste mullide puhumine betooni enne selle kõvenemist. See aitab betoonil üle elada külma kliima külmumist ja sulamist. Kõrgahjuräbu võib segada betooniga. See muudab värvi peaaegu puhtvalgeks ja muudab betooni tugevamaks.
Küsimused ja vastused
K: Millest on betoon tehtud?
V: Betoon on komposiitmaterjal, mis koosneb portlandtsemendist, liivast, kruusast või täitematerjalist ja veest, mille osakaal sõltub ülesandest.
K: Kui palju betooni toodetakse igal aastal?
V: 2006. aasta seisuga valmistatakse igal aastal umbes 7,5 miljardit kuupmeetrit betooni - rohkem kui üks kuupmeeter iga inimese kohta maakeral.
K: Mida saadakse koostisainete segamisel kokku?
V: Koostisosade segamisel tekib mass, mis sarnaneb leivataina valmistamisega.
K: Kuidas betoon tahkestub?
V: Betoon tahkestub keemilise reaktsiooni, nn hüdratatsiooni tõttu. Vesi reageerib tsemendiga, mis seob teised komponendid omavahel, luues lõpuks tugeva kivilaadse materjali.
K: Millised on mõned betooni tavalised kasutusalad?
V: Betooni tavalised kasutusalad on kõnniteed, torud, arhitektuursed konstruktsioonid, vundamendid, kiirteed, sillad ja mitmekorruselised parkimisehitised. Betooni saab kasutada ka müüride, väravate ja tarade aluste ja isegi paatide valmistamiseks.
K: Milline on betooni kasutamise eelis teiste materjalide ees?
V: Üks betooni kasutamise eelis teiste materjalide ees on see, et see seob telliseid ja kive paremini kui ükski teine teadaolev meetod.
K: Millal kasutati betooni esimest korda?
V: Betooni kasutati esimest korda juba 5600 eKr.
