История развития строительных конструкций из бетона

Содержание

1. Введение………………………………………………………2
2. История возникновения строительства……………………..3
3. Немного об истории возникновения фундамента…………..4
4. История появления бетона…………………………….……..6
5. Современная история производства бетона………………...9
6. История железобетонных конструкций……...……...……..10
7. Заключение…………………………………………………...17
8. Список использованных источников………………………18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Железобетонное изделия и монолитный железобетон, на сегодняшний день, применяются практически повсюду. Почти ни одно строящееся сооружение не обходится без применения элементов ЖБИ, сборного железобетона, или товарного бетона. Можно смело сказать, что в 99% случаев, при возведении фундаментов зданий используются либо готовые ЖБИ фундаментные блоки и железобетонные сваи, либо применяется технология монолитного бетонирования. Ленточные и свайно-ростверковые фундаментны, буронабивные и буроинъекционные сваи и т.д.

В создании несущих конструкций повсеместно используются монолитные и готовые ЖБИ плиты перекрытия. Сегодняшняя длина готовых перекрытий доросла уже до 12 метров. Уверенно растёт спрос на оконные и дверные перемычки, лестничные марши, колодезные кольца, железобетонные трубы, коллектора, плиты дорожные и многие многие изделия из железобетона. Вывод здесь один: без бетона и ЖБИ нынче никуда. А чтобы мы могли сегодня строить дома, мосты, дороги, эстакады, плотины и т.д. из бетона и ЖБИ, наши предки несколько тысяч лет мучительно шли дорогой проб и ошибок.

 

 

 

 

 

 

 

История возникновения строительства.

 

Строительное ремесло берет свое начало довольно с давних времен, люди начали строить уже с того момента, как перебрались из пещер. Особенно архитектура и с ней технология производства развивалась в старом свете, строились города с полной инфраструктурой. Не отставали и Египетские строители, стоил лишь посмотреть на их творения как пирамиды, сфинксы, храмы богов и пр.

С развитием технологий и наук начали появляться все новые и новые строительные материалы, которые превосходили свои аналоги не только по качеству, но и по более низким затратам на производство. С появлением новых материалов стало возможным строить такие сооружения, о которых ранее только могли мечтать. Нынешние дома отвечают всем требованиям современного человека, по теплоизоляции, шумоизоляции, комфорта и прочим показателям.

На сегодняшний день выделяется два направления строительства жилья для населения, это малоэтажное жилье и много этажное. Первый тип в основном строится близи города и имеет большую площадь, чем квартиры в многоэтажных домах, к тому же у каждого дома имеется свой участок. Квартиры же в многоэтажных домах хоть и могут обладать большой площадь, но не могут похвастаться прилегающим участком и тишиной которую может предложить частные дома.

 

 

 

 

Немного об истории возникновения фундамента.

 

Фундамент, как основу в строительстве дома начали возводить еще в глубокой древности. Одновременно с фундаментом развивался процесс строительства. Среди фундаментов возводимых в древности важное место занимали свайные постройки, которые устраивались в устьях рек. Данные постройки предназначались для защиты от зверей и врагов. В дальнейшем предназначение свай изменилось, однако они широко и долго применялись. Строения, возведенные на хороших основаниях, отличаются большой долговечностью. По настоящее время некоторые из них сохранились и продолжают свое существование. Пример: пирамида Хеопса. ее вес около 6 млн. тонн, на основание нагрузка составляет в среднем 12 кг/см2.

В глубокой древности уже имелись труды по фундаментостроению, а именно: римский инженер Витрувий (первый век до н.э.) в своих трудах дал указание по практическому возведению фундаментов. Кроме того, в древних летописях нашей страны, также найдены рекомендации по возведению фундаментов. Однако все данные ученых были основаны только на основании опыта возведения фундаментов. Однако не существовало никаких теоретических основ расчета фундамента и оснований. В XVIII веке наука сильно шагнула вперед в данном вопросе, появились долгожданные теоретические разработки науки по фундаментостроению. Французский ученый Кулон в 1773 году вывел теорию расчета сопротивления грунтов сдвигу, и формулу для расчета давления грунта на подпорную стенку. После этого в 1841 году великий французский ученый Трижо предложил один из способов возведения кессонных фундаментов. Далее в XIX веке был открыт бетон, который стал основным звеном при строительстве фундаментов. В 1809 году одним из ученых было открыто явление "электроосмоса". Данное явление заключалось в том, что вода и ее частицы двигаются в направлении отрицательного заряда. В последствии это явление нашло свое практическое применение в основаниях для разработки котлованов, где были водонасыщенные грунты. Кроме того, наши ученые а именно: киевский ученый А.Э. Страус в 1899 году предложил использовать в строительстве набивные сваи, которые устраиваются в пробуренных скважинах. Этот же ученый позднее предложил опускать арматуру в скважины, после чего заливать их бетоном. Одним из первых научных трудов « Основания и фундаменты» был написан в 1869 году. Автором данной работы был Карлович, который привел все известные положения. Довольно большой вклад был сделан в развитии науки об основаниях и фундаментах после окончания Октябрьской революции. В 1929 году образовался сектор оснований и фундаментов, который был в дальнейшем преобразован в институт оснований и фундаментов.

Теперь разберем наиболее доступные способы устройства фундамента, применимые для малоэтажных жилых домов в древние времена.

Мастера в древние времена устанавливали сруб дома на большие камни, а промежутки между ними тщательно заполнялись мелкими камешками, щебнем. После этого, их обмазывали обычной глиной, которая очень хорошо изолировала подпол или подвальные помещение от холода и ветра. Возникала одна проблема, это процесс вентиляции подпола. Данное обстоятельство служило причиной повышенной влажности в доме и гниения сруба.

За многие годы и века учеными практиками в сфере строительства фундаментов домов постигнуто множество, на первый взгляд, несущественных тонкостей и важных деталей, которые сохраняют свою актуальность по сегодняшний день

 

 

История появления бетона

 

С момента своего появления, человечество конкурирует с природой. Люди пытаются своими руками создавать материалы и конструкции, которые бы соответствовали естественному миру. Так произошло и с бетоном: наши прародители одержимы были желанием создать искусственный камень, по своим качествам не уступающий горным породам.

Идею создания искусственного бетона древним строителям подсказала сама природа. Птичьи гнезда, сооруженные из веток, травы, и укрепленные глиной, птичьей слюной и другими вяжущими веществами есть не что иное, как наглядное воплощение принципа получения бетона. Глыбы так называемых цементированных пород, в которых осколки камня намертво соединены между собой минеральными веществами — кальцитом, известью, кремнеземом сходны с «рецептом» современного бетона.

Сырцовый кирпич, который использовали при строительстве мастера древнего Египта можно отнести к старейшему прародителю бетона: речную гальку египтяне смешивали с измельченной соломой и илом. До сих пор не утихают споры по материала, из которого были сооружены знаменитые Пирамиды: есть ряд авторитетных ученых, исследования которых указывают на то, что кирпичи гробниц фараонов имеют искусственное происхождение.

В древнем Китае в качестве вяжущего вещества мастера использовали разваренный рис, приправленный гашеной известью. Именно такой «рисовой кашей» скреплены каменные блоки Великой китайской стены. Мастерством бетонирования владели и предшественники древних римлян – этруски, жившие в первом тысячелетии до н.э. Позже способы сооружения зданий из смеси природного камня, глины, земли, известняка с песком и соломой развили и усовершенствовали умельцы Римской империи. Изготовляемый ими искусственный камень дал старт развитию научно-технического прогресса того времени и открыл новые горизонты для развития мировой архитектуры.

Бетон по-римски. Поначалу бетонная масса в Римской империи использовалась как уплотнитель кладки из кирпича или тесаного камня. Чуть позже мастеровые научились изготавливать самостоятельные строительные элементы из этого материала. Как правило, бетонные конструкции древние римляне изготавливали следующим образом: в форму укладывались слои из обломков горного камня, чаще всего туфы, пемзы и вулканического песка или жидкого известкового концентрата. Затем массу обильно увлажняли морской водой, утрамбовывали и высушивали. Совместив в одном процессе изготовление и укладку бетона, древние римляне достигали небывалой прочности конструкций.

Использовалась и другая технология: известь обжигали, гасили, смешивали с песком или другими добавками, затем заливали полученной массой слой крупного щебня и засыпали землей. Без проникновения воздуха, конструкция застывала год или два, и становилась прочной, как гранит. Из бетона возводились жилые дома, термы, акведуки, крепости, причалы, мосты. Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам римского бетона и виртуозному исполнению выверенных инженерных решений, до наших дней сохранились такие шедевры мировой архитектуры, как амфитеатр Колизей, храм в честь богов Олимпа Пантеон.

Эти уникальные постройки, ставшие вершиной инженерно-строительного искусства античности, более 2-х тысячелетий сохраняют свои красоту и величие. Ни войны, ни природные катаклизмы не смогли разрушить этих колонн и портиков из кирпича и бетона. Во всех странах Европы и Средиземноморья, находившихся под властью Великого Рима, большинство сооружений были выстроены с помощью римского бетона.

 

С падением могущественной Римской империи, уникальная рецептура вяжущего вещества – прообраза современного цемента и способы бетонирования были утрачены. Ревностно оберегаемые римскими умельцами знания и технические наработки на несколько веков были забыты, а взамен им пришли другие строительные технологии.

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем сегодня, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития.

Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н. э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапенски Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести, доставлявшийся вверх по течению реки более чем за 400 км от места добычи.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлись глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. Использование глины в строительстве восходит приблизительно к 10 тысячелетию до н. э. На основе глины и жирной земли приготавливались смеси типа растворов и бетонов, которые в те Далекие времена широко применялись при строительстве самых различных построек и сооружений; начиная от простейших глинобитных (землебитных) домов до громадных храмов — зиккуратов.

Интересный факт, что 3600 лет назад до нашей эры, строители того времени использовали бетон для постройки галерей египетского лабиринта или части Великой Китайской стены (III век до н.э.). Безусловно, тот материал отдаленно напоминает современный состав бетона. Но, сам факт использования этого материала говорит о востребованности бетона независимо от эпохи. Слово бетон известно человечеству уже более 6000 лет. Именно бетон дал новый толчок в развитии архитектуры Древнего Рима. С его применением появились принципиально новые строения: арки, мосты, базилики, акведуки. С падением Римской империи рецептура изготовления бетона была забыта и утеряна на века.

 

                  Современная история производства бетона

 

Известно, что Петр I для постройки верфей в Лодейном Поле требовал присылки не извести, а именно "цемента". Правда, этот "цемент" мало чем был похож на современный цемент. Он был крайне неоднороден и имел низкую прочность.

Попытки найти формулу "искусственного камня" заставляли ученых и исследователей неутомимо дробить, смешивать и исследовать.

В разных странах велись многочисленные научные исследования, чтобы изыскать полноценное гидравлическое вяжущее вещество.

И успех пришел. Такое вяжущее было, наконец, найдено. Им оказался цемент, или каменный клей. Его получил русский строитель Е. Челиев в начале XIX века, обжигая смесь глины и извести до спекания, а затем ее размалывая.

Одновременно цемент был изобретен англичанином Аспдином и назван "портландцементом" (по сходству в затвердевшем виде с известняками из каменоломен близ города Портланда). Позднее, уже во второй половине XIX века, способ производства цемента был усовершенствован профессором Петербургской военно-инженерной академии А.Р. Шуляченко. Его, по справедливости, считают отцом русского цементного производства. Под руководством А.Р. Шуляченко качество цемента было настолько улучшено, что отечественный цемент в России почти вытеснил иностранный портландцемент. В России были построены цементные заводы и цемент стал изготавливаться промышленным путем.

В чем же секрет клеящей способности цемента? В высокой прочности и исключительном свойстве превращаться в камень не только на воздухе, но и в воде.

Пытаясь получить "искусственный камень", строители смешивали разнообразные по форме камни и мелкий песок, а затем скрепляли их цементом, растворенным в воде, после чего всей смеси давали затвердеть. Новый материал по прочности не уступал природным конгломератам. Он был назван бетоном (от франц. beton). Применение цемента для изготовления бетона сделало его незаменимым материалом в современном строительстве.

 

История железобетонных конструкций

 

Железобетонные изделия начали производить массово около 160 лет назад. Возможно, что первые патенты на изготовление изделий из железобетона были получены в 19 веке. С этого времени различные виды изделий из железобетона находят применение в строительных конструкциях. Значительную роль в создании новых для того времени видов рациональных железобетонных конструкций сыграл французский инженер. В 1892 г. он предложил железобетонные ребристые перекрытия и ряд других строительных конструкций.

 

В России ЖБИ стали применять с 1885 г. для перекрытий по металлическим балкам.

Большое распространение железобетонные изделия получили в России после проведенных испытаний железобетонных плит, труб, сводов, мостов и других конструкций. С 1900 г. железобетон применяется при строительстве железнодорожных сооружений, шоссейных дорог, в промышленном и гражданском строительстве.