ADDA | Beton, czyli historia wzlotów i upadków.
1102
post-template-default,single,single-post,postid-1102,single-format-standard,ajax_fade,page_not_loaded,,select-theme-ver-3.2.2,wpb-js-composer js-comp-ver-4.12,vc_responsive

Beton, czyli historia wzlotów i upadków.

Z czym kojarzy Ci się beton? Może z takim widokiem?

 

[Szare blokowisko z wielkiej płyty na tle burzowego nieba]

Blokowisko z wielkiej płyty. Niestety, nie wiem które konkretnie. Wiele jest ich w Polsce. Może ktoś z Was skojarzy, gdzie zostało zrobione to zdjęcie. Jeśli tak, dajcie znać! (arcaion, pixabay.com)

 

A może z Australią?

 

[Opera w Sydnej na tle bloków oświetlona zachodzącym słońcem]

Opera w Sydney, jeden z cudów świata. Ten skrzydlaty dach jest zrobiony oczywiście z betonu. Na innych zdjęciach może lepiej widać jego oryginalność, ale to ujęcie jest rzadkie, spodobało mi się. (CC BY-NC 2.0, Mariano Mantel, flickr.com)

 

A może z biżuterią?

 

[Trzy zawieszki z betonowych medalionów oprawionychgo w srebro.]

Podobno coraz bardziej popularne. Pokażę, jak zrobić wisiorek, może nie identyczny, ale z betonu. (efulop, pixabay.com)

 

A może z designem?

 

[kolażkilku zdjęć MUCEM, które ma część ścian wykonanych z betonu ulanego jak nieregularna siateczka]

MuCEM, czyli Muzeum Cywilizacji Morza Śródziemnego, Marsylia, Francja. Architekt: Rudy Ricciotti we współpracy z Roland Carta. 15 tysięcy metrów kwadratowych koronki ze specjalnie wzmocnionego betonu. (CC BY 2.0, Fred Romero,flickr.com, prawy dolny róg: CC BY-SA 2.0, C D _Fr, flickr.com)

 

A z ogrodami?

 

[Betonowe rzeźby małp udekorowane ceramicznymi elementami, na betonowej podłodze z mozaiką z białej ceramiki. W tle drzewa]

Kamienny ogród w Chandigarhu, zwany ogrodem śmieci. (CC BY-SA 4.0, Vinayaraj, Wikimedia Commons)

 

Beton wykorzystywany jest często i chętnie, czasem w pozornie zaskakujących miejscach. Wystarczy jednak pomyśleć o nim jak o kamieniu, skale, tylko że uformowanej przez człowieka. Bo przecież właśnie tym jest. Wyobraźcie sobie choćby ptaki, dla których nasze bloki to po prostu skały. Szukają sobie w nich szczelin, robaczków, radzą sobie prawie  jak w Tatrach.

Fascynująca jest zresztą historia betonu. Z tego, co wiemy, to już starożytni Rzymianie wymyślili, jak  porządnie zrobić i wykorzystać beton. W ich wielkim imperium była sobie mała osada Puteoli. Na pierwsze oko całkiem zwykła. Tyle tylko, że unosił się w niej smród: mieszanka zgniłego jaja, skunksa i innych wyjątkowo cuchnących substancji. Całe szczęście, że Puteoli leżało nad morzem. Podmuchy wiatru przynosiły ulgę mieszkańcom i pozwalały im żyć… No dobra, trochę przesadzam. Faktycznie, jak wyczytałam na blogach, teraz też czuć tam charakterystyczny zapach w powietrzu, ale nie jest aż tak źle.

Otóż Puteoli   powstało na samym środku tak zwanych Pól Flegrejskich, czyli w ogromnej  kalderze superwulkanu. Wokół jest mnóstwo piasków i pyłów wulkanicznych z dużą zawartością śmierdzących związków siarki. A gdy do tych piasków doda się trochę wapna, a potem podleje wodą, otrzyma się coś w rodzaju dzisiejszego cementu. A jeśliby dosypać tam jeszcze piasku i drobnych kamyków powstanie… beton! Sztuczny kamień. Niby proste, ale kto i jak na to wpadł?!

– Dzisiaj, żeby zrobić cement (krzemian wapnia), rozgrzewa się kredę (węglan wapnia) i skały bogate w krzem do ok. 1450o C. W tej temperaturze ogień nie jest już taki, jakim zapewne go znacie – czerwony i pomarańczowy. Jest biały, nieco niebieskawy. Dopiero w takiej temperaturze rozpadają się wiązania cząsteczek i tworzą nowe, a węglan wapnia zamienia się w krzemian wapnia. Tak powstaje najpopularniejszy obecnie cement portlandzki. (Takie szczegóły znalazłam w książce „W rzeczy samej” Marka Miodownika. Więcej o niej na końcu postu).

– Dzisiaj wiadomo, że duże znaczenie mają dodatkowe pierwiastki.  Na przykład do zrobienia betonu potrzebne są jeszcze związki żelaza i aluminium. Teraz wszystko jest precyzyjnie mierzone i wyliczane.

Beton z czasów rzymskich był trochę inny, ale co ciekawe, w pewnych okolicznościach bardziej wytrzymały niż ten nam współczesny. Niektórzy twierdzą, że to dzięki niemu w ogóle powstało imperium. Można było budować porty (beton jest wodoodporny), akwedukty, termy. Z niego zrobiono ściany wewnętrzne tego budynku,

 

[widok na podświetlone Colosseum nocą]

Koloseum (CC BY-SA 2.0, Chris Parker, flickr.com)

 

a także tę kopułę

[Wejście do Panteonu za dnia]

Panteon (CC BY-ND 2.0, BoNoNoBo, flickr.com)

[Widok na kopułę Panteonu od środka, prześwitujące niebo]

Kopuła Panteonu widziana od środka. Do tej pory jest to największa betonowa konstrukcja tego typu (czyli bez podpór) (CC BY-ND 2.0, Paul McCoubrie, flickr.com)

 

Był tylko jeden problem z betonem. Jeden, ale bardzo poważny. Otóż jest on bardzo wytrzymały na ściskanie i uderzanie, ale na rozciąganie już nie. Wyobraź sobie gumę do żucia. Można ją rozciągnąć, robi się cieńsza, ale nic specjalnie się nie dzieje. Natomiast, kiedy pociągniesz kawałek chleba, wkrótce się odrywa od reszty. Tak jest z betonem. Można go ściskać, stawiać na nim ciężary i nic się nie stanie. Natomiast gdyby wylać z betonu sufit, wkrótce by się zawalił. Na sufit działają siły rozciągające. Ja to sobie wyobrażam tak, że sufit to jest taka trampolina w momencie wybicia dziecka do góry. To, co na nim stoi, ciągnie w dół. Beton tego nie znosi. Kopuła Panteonu trzyma się tylko dlatego, że nie jest płaska, na tego typu kopułę działają siły kompresyjne.

Otóż ten nie byle jaki problem przyczynił się do porzucenia tego świetnego budulca, z którego potrafiono robić ściany i niewiele więcej. Przez wiele lat, a nawet setek lat, betonem zajmowali się tylko pojedynczy ludzie, wizjonerzy, eksperymentatorzy. Podobno Leonardo DaVinci (XVII wiek!) miał jakieś pomysły. Żadna z tych osób nie doszła jednak do spektakularnych osiągnięć.

Zmieniło się to dopiero w XIX wieku. Wtedy w ogrodach władców i francuskich arystokratów zapanowała moda na drzewa przywożone z cieplejszych klimatów. Latem dekorowały aleje, a zimą wstawiano je do oranżerii albo i nie, ale w każdym razie lepiej było je trzymać w wielkich donicach. Pojawił się jednak kłopot, z czego takie donice zrobić. Glina łatwo pękała, drewno szybko niszczało, jedno i drugie mogło być przebite przez korzenie…

Joseph Monier był wtedy młodym, ale już doświadczonym ogrodnikiem. Zajmował się między innymi drzewkami pomarańczowymi w ogrodach Tuileries w Paryżu. Eksperymentował trochę z betonowymi doniczkami, ale te, rozpychane przez ziemię i korzenie, łatwo pękały. Już wiemy czemu –
siły rozciągające. Zdenerwowany, ale nie zniechęcony, postanowił usztywnić swoje doniczki żelazną siatką. Nie on pierwszy miał taki pomysł. To dość logiczne – wytrzymałe na rozciąganie żelazo powinno wzmocnić beton. Uważano wtedy jednak, że żelazo będzie się rozciągać, a beton nie i nic dobrego z tego wyjść nie może. Monier, który nie chodził do szkoły i miał dziewięcioro rodzeństwa, nie przejmował się takimi opiniami. Sam próbował. I… cóż, to jemu zawdzięczamy żelbet.

Czemu doniczki ze stalowym prętem są nieporównanie lepsze od wszystkich innych? Czemu wytrzymują rozciąganie i ściskanie? Czemu wytrzymują zmiany temperatur, a żelazo szczelnie okryte betonem wcale nie rdzewieje? I przede wszystkim: czemu żelazo nie rozsadza betonu? Monier nie miał pojęcia, ale opatentował swój wynalazek w 1867 roku. Podejrzewam, że gdyby nie zrobił tego on, to zaraz zrobił by to ktoś inny. Kilka lat wcześniej udało się zbudować pierwszy dom z żelbetu. Jego twórca też nie miał pojęcia, dlaczego nagle się da.

 

[fragment obdrapanego domu okolonego drzewami]

Maison de Francois Coignet, pierwszy żelbetowy dom, 1853 rok. Francja. (CC BY-SA 3.0, MOSSOT, wikipedia)

 

Dzisiaj już wiadomo, czemu tak się dzieje. Otóż gdy do cementu dodać wody, tworzą się fibryle, czyli takie długie włókna, których oczywiście nie widać gołym okiem. Tak powstaje żel. Fibryle się rozrastają i przeplatają między sobą, tworzą coraz bardziej splątaną sieć, w której jak w pułapce zamykają cząsteczki wody, ale też piasek, kamienie. Cały proces trwa 24 godziny. Po tym czasie powstanie sztuczny kamień. Więc: czy beton schnie? Nie! I to jest ważna sprawa, ludzie często się mylą. BETON NIE WYSYCHA, TYLKO ZASTYGA.

No dobrze, ale na logikę: jeśli w betonie jest zamknięta woda, to żelazo tym bardziej powinno rdzewieć, prawda? Otóż kiedy tworzą się fibryle, na powierzchni żelaza zachodzi reakcja chemiczna, powstaje cienka warstwa  substancji, która chroni pręty. Tego Monier nie wiedział.

Te metalowe pręty są bezpieczne, póki osłania je beton. Ale beton też z czasem kruszeje. Osłonka zostaje przerwana, w pęknięcia wpada woda. Pod jej wpływem żelazo rdzewieje. Dlatego niekiedy można spotkać straszące żelbetowe budowle, z których wyłażą pręty. I dlatego też trzeba regularnie badać i konserwować mosty, wiadukty i inne budowle. Szczególnie źle beton reaguje na słoną wodę. A wiecie, czym się posypuje śnieg i lód…

Dzisiaj do betonu dodaje się przeróżne substancje, podobno nawet są mieszanki z bakteriami. Są gazobetony i pianobetony. To dzięki odkryciu żelbetu i udoskonaleniu techniki zaczęto budować drapacze chmur. Teoretycznie mogłyby być nieskończenie wysokie. Jednak im wyżej, tym budynek bardziej się chwieje. Zauważono to w Chicago, gdzie często i mocno wieje. Ludzie z wyższych pięter zaczęli dostawać choroby morskiej!

Poszukajcie najwyższych budynków w okolicy. Jest duża szansa, że są z żelbetu

 

***

 

Pisząc ten post korzystałam w dużej mierze z rozdziału o betonie z wciągającej książki „W rzeczy samej” Marka Miodownika (wyd. Karakter). Miodownik jest materiałoznawcą i gawędziarzem. Opisuje historie i budowę różnych materiałów: plastiku, czekolady, szkła, betonu, stali, ale też aerożeli.

 

No Comments

Sorry, the comment form is closed at this time.