Die Geschichte von Beton und Zement

Beton ist ein Material, das im Hochbau verwendet wird und aus einem harten, chemisch inerten teilchenförmigen Stoff besteht, der als Zuschlagstoff bekannt ist (normalerweise aus verschiedenen Arten von Sand und Kies hergestellt) und durch Zement und Wasser miteinander verbunden ist.

Zu den Zuschlagstoffen zählen Sand, Schotter, Kies, Schlacke, Asche, verbrannter Schiefer und verbrannter Ton. Feinzuschlag (fein bezieht sich auf die Größe der Zuschlagstoffteilchen) wird zur Herstellung von Betonplatten und glatten Oberflächen verwendet. Grobe Zuschlagstoffe werden für massive Strukturen oder Zementabschnitte verwendet.

Zement gibt es schon viel länger als das Baumaterial, das wir als Beton erkennen.

Zement in der Antike

Man geht davon aus, dass Zement älter ist als die Menschheit selbst, da er sich vor 12 Millionen Jahren auf natürliche Weise gebildet hat, als gebrannter Kalkstein mit Ölschiefer reagierte. Beton stammt aus mindestens 6500 v. Chr., Als die Nabatea von dem, was wir heute als Syrien und Jordanien kennen, einen Vorläufer des modernen Betons verwendete, um Strukturen zu bauen, die bis heute überleben. Die Assyrer und Babylonier verwendeten Ton als Bindemittel oder Zement. Die Ägypter verwendeten Kalk und Gipszement. Man geht davon aus, dass die Nabateau eine frühe Form von Hydraulikbeton erfunden haben, der bei Kontakt mit wasserhaltigem Kalk aushärtet.

Die Übernahme von Beton als Baumaterial veränderte die Architektur im gesamten römischen Reich und ermöglichte Strukturen und Entwürfe, die nicht nur aus dem Stein gebaut werden konnten, der ein Grundpfeiler der frühen römischen Architektur gewesen war. Plötzlich wurden Bögen und ästhetisch anspruchsvolle Architektur viel einfacher zu bauen. Die Römer verwendeten Beton, um noch stehende Wahrzeichen wie die Bäder, das Kolosseum und das Pantheon zu errichten.

Mit dem Einzug des dunklen Zeitalters schwand jedoch dieser künstlerische Ehrgeiz zusammen mit dem wissenschaftlichen Fortschritt. Tatsächlich wurden im Mittelalter viele Techniken zur Herstellung und Verwendung von Beton entwickelt. Beton würde seine nächsten ernsthaften Schritte erst weit nach dem Ende des Mittelalters unternehmen.

Das Zeitalter der Aufklärung

1756 stellte der britische Ingenieur John Smeaton den ersten modernen Beton (hydraulischen Zement) her, indem er Kieselsteine ​​als grobes Aggregat hinzufügte und dem Zement Kraftziegel beimischte. Smeaton entwickelte seine neue Betonformel für den Bau des dritten Eddystone-Leuchtturms. Seine Innovation führte jedoch zu einem enormen Anstieg des Einsatzes von Beton in modernen Bauwerken. Im Jahr 1824 erfand der englische Erfinder Joseph Aspdin Portland Cement, das bis heute die dominierende Zementform für die Betonherstellung ist. Aspdin schuf den ersten echten künstlichen Zement, indem er gemahlenen Kalkstein und Ton zusammenbrannte. Der Brennprozess veränderte die chemischen Eigenschaften der Materialien und ermöglichte es Aspdin, einen stärkeren Zement zu erzeugen, als dies bei normalem zerkleinertem Kalkstein der Fall wäre.

Die Industrielle Revolution

Beton machte einen historischen Schritt vorwärts, indem er eingebettetes Metall (normalerweise Stahl) einbezog, um das zu formen, was heute Stahlbeton oder Stahlbeton genannt wird. Stahlbeton wurde 1849 von Joseph Monier erfunden, der 1867 ein Patent erhielt. Monier war ein Pariser Gärtner, der mit einem Eisennetz verstärkte Gartentöpfe und -wannen aus Beton herstellte. Stahlbeton kombiniert die Zug- oder Biegefestigkeit von Metall und die Druckfestigkeit von Beton, um hohen Belastungen standzuhalten. Monier stellte seine Erfindung auf der Pariser Ausstellung von 1867 aus. Neben seinen Töpfen und Wannen förderte Monier Stahlbeton für die Verwendung in Eisenbahnschwellen, Rohren, Fußböden und Bögen.

Zu seinen Verwendungszwecken gehörten auch die erste betonverstärkte Brücke und massive Bauwerke wie die Staudämme Hoover und Grand Coulee.