Historia betonu i cementu

Beton w XVIII/XIX w.

Budowniczowie, którzy żyli w średniowieczu, nie wykorzystywali betonu (akty zgodnie z wykazem Izby Inżynierów). Dopiero w XVIII wieku zaczęto szerzyć wiedzę o spoiwach mineralnych. Dużą zasługę miał w tym John Smeaton, który miał odbudować latarnię morską w Eddystone w Kornwalii. W 1756 roku odkrył, kiedy powstaje zaprawa o najlepszych właściwościach hydraulicznych. Zauważył, ze dzieje się tak w momencie, gdy wymiesza się materiał pucolanowy z wapniem, który powstał z wapieni, które zawierały dużą ilość domieszek ilastych. W 1796 roku Joseph Parker uzyskał tzw. cement romański. Powstał on na skutek wypalania grudek gliniastego wapnia. Był to następny etap rozwoju spoiw hydraulicznych. 

Patent na tzw. cement portlandzki zakończył badania nad spoiwami hydraulicznymi. Uzyskał go Joseph Aspodin w 1824 roku. Był on murarzem, kamieniarzem i budowniczym z Leeds. Proces przygotowywania wyglądał tak, że w piecu wypalano mieszaninę rozdrobnionej gliny i twardego wapienia. Trwało to aż do usunięcia CO2. Wykorzystano go w budowie:

– tunelu pod Tamizą w Londynie (1825-1843),

– falochronu w Algierze (1833).

Skąd się wzięła nazwa „cement portlandzki”? Z tego powodu, że powstały beton miał zbliżony kolor i jakość stwardniałego cementu do umienia portlandzkiego. Umień portlandzki to wapień, który wydobywa się w Gorset (program z aktami na uprawnienia budowlane).

Kolejnym etapem, który sprawił, że beton zaczął być powszechnie stosowany, jest wynalazek żelbetu. Opatentował go Joseph Monier w 1867 roku. Żelbet bardzo szybko stał się powszechnie stosowany i został jednym z podstawowych nowoczesnych materiałów budowlanych.

Aktualnie beton należy do najczęściej wykorzystywanych materiałów budowlanych w Polsce i na świecie. Zgodnie z normą PN-EN 206-1 mieszanka betonowa to całkowicie wymieszane składniki betonu, które znajdują się w stanie umożliwiającym jeszcze zagęszczanie wybraną metodą. Do podstawowych składników mieszanki betonowej zalicza się:

– cement,

– kruszywo grube i drobne,

– woda,

– ewentualne domieszki i dodatki.

Cement

Cement jest spoiwem hydraulicznym (wydrukowane akty prawne na egzamin na uprawnienia budowlane). Jest to zmielony materiał nieorganiczny. Po wymieszaniu go z wodą daje zaczyn, który jest wiążący i twardniejący na skutek reakcji hydratacji i innych procesów. Po stwardnieniu jest on nadal wytrzymały i twardy pod wodą.

Pierwsza cementowania w Polsce powstała w Grodźcu k. Będzina w 1857 r. Według polskich źródeł była to piąta cementowania na świecie. Jednak pojawiają się głosy, że była to szósta cementownia. Cement, który tam powstał, wykorzystywano do budowy:

– kolei warszawsko-wiedeńskiej,

– kolei warszawsko-bydgoskiej,

– wielu mostów,

– kolei i ząbkowicko-katowickiej.

Przez lata ukazało się bardzo dużo publikacji, które mówiły o:

– cementach,

– produkcji cementów,

– składu chemicznego i mineralnego,

– cech chemicznych i fizycznych.

Poniżej znajdą się jednak tylko takie informacje, których potrzebuje inżynier, żeby mógł podjąć decyzje o wyborze cementu ze względu na:

– klasę ekspozycji,

– przeznaczenie konstrukcji,

– przyjęcie metod postępowania przy wykonywaniu, transporcie i pielęgnacji betonów, aby uniknąć niepowodzeń.

Komitet Techniczny 51 Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego podzielił cement na dwie grupy:

– cementy powszechnego użytku – bez wskazania szczególnych cech użytkowy;

– cementy specjalne – wykazujące takie cechy użytkowe, na podstawie który można cement zakwalifikować do specjalnego zastosowania.

Te, które są powszechnego użytku, są uwzględnione w poniższych normach europejskich:

– PN-EN 197-1:2C,

– PN-EN 197-2:2002 o statusie Polskiej Normy (egzamin ustny uprawnienia budowlane – pytania).