Đề bài
Bê tông là một trong những phát minh tiêu biểu của người La Mã. Em hãy lập một hồ sơ về thành tựu này theo các mục sau đây.
| Tên phát minh | |
| Phát minh thuộc lĩnh vực | |
| Tác giả của phát minh | |
| Ý nghĩa của phát minh đối với xã hội đương thời | |
| Ý nghĩa của phát minh đối với xã hội ngày nay |
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Dựa vào nội dung mục III trang 60,61 SGK
Lời giải chi tiết
| Tên phát minh | Bê tông |
| Phát minh thuộc lĩnh vực | Xây dựng |
| Tác giả của phát minh | Người La Mã cổ đại |
| Ý nghĩa của phát minh đối với xã hội đương thời | Xây dựng được những công trình kiến trúc đồ sộ, nguy nga như Đấu trường Cô-li-đê, đền Pa-tê-nông,… Xây dựng hệ thống cầu cống, đường xá. |
| Ý nghĩa của phát minh đối với xã hội ngày nay | Các hệ thống, đường xá được xây dựng bằng bê tông ngày nay vẫn còn được sử dụng. Nhiều con đường bằng bê tông ngày nay được xây dựng. |
Loigiaihay.com
03/11/2020 222 Câu hỏi Đáp án và lời giải Đáp án và lời giải đáp án đúng: C Điền Chính Quốc [Tổng hợp]
Câu 5. Bê-tông được quốc gia cổ đại nào phát minh ra đầu tiên?
A. La Mã. B. Hy Lạp. C. Ai Cập. D. Lưỡng Hà.
Các câu hỏi tương tự
Các quốc gia cố đại phương Đông tiêu biêu được hình thành ở:
A. Trung Quốc, Ai Cập, Lưỡng Hà, Việt Nam.
B. Trung Quốc, Ai Cập, Lưỡng Hà, Ấn Độ.
C. Trung Quốc, Ai Cập, Lưỡng Hà, Ấn Độ, Hy Lạp, La Mã.
D. Trung Quốc, Ai Cập, Lưỡng Hà, Ấn Độ, La Mã
Bê tông là một loại vật liệu được sử dụng trong xây dựng công trình, bao gồm một chất hạt cứng, trơ về mặt hóa học được gọi là cốt liệu [thường được làm từ các loại cát và sỏi khác nhau], được liên kết với nhau bằng xi măng và nước.
Cốt liệu có thể bao gồm cát, đá vụn, sỏi, xỉ, tro, đá phiến cháy và đất sét nung. Cốt liệu mịn [mịn đề cập đến kích thước của các hạt cốt liệu] được sử dụng để chế tạo các tấm bê tông và các bề mặt nhẵn. Cốt liệu thô được sử dụng cho các kết cấu lớn hoặc các phần xi măng.
Xi măng đã tồn tại lâu hơn rất nhiều so với vật liệu xây dựng mà chúng ta công nhận là bê tông.
Xi măng được cho là lâu đời hơn cả nhân loại, hình thành tự nhiên cách đây 12 triệu năm, khi đá vôi cháy phản ứng với đá phiến dầu. Bê tông có niên đại ít nhất là năm 6500 trước Công nguyên khi người Nabatea mà chúng ta biết ngày nay là Syria và Jordan sử dụng tiền thân của bê tông ngày nay để xây dựng các công trình tồn tại cho đến ngày nay. Người Assyria và Babylon sử dụng đất sét làm chất kết dính hoặc xi măng. Người Ai Cập sử dụng vôi và xi măng thạch cao. Người Nabateau được cho là đã phát minh ra một dạng bê tông thủy lực ban đầu - cứng lại khi tiếp xúc với nước - bằng cách sử dụng vôi.
Việc sử dụng bê tông làm vật liệu xây dựng đã làm thay đổi kiến trúc trong suốt Đế chế La Mã, tạo ra những cấu trúc và thiết kế khả thi mà không thể được xây dựng chỉ bằng đá vốn là yếu tố quan trọng của kiến trúc La Mã thời kỳ đầu. Đột nhiên, các mái vòm và kiến trúc đầy tham vọng về mặt thẩm mỹ trở nên dễ xây dựng hơn nhiều. Người La Mã đã sử dụng bê tông để xây dựng các địa danh vẫn còn tồn tại như Nhà tắm, Đấu trường La Mã và Điện Pantheon.
Tuy nhiên, sự xuất hiện của Thời kỳ Đen tối đã chứng kiến tham vọng nghệ thuật như vậy bị thu hẹp cùng với tiến bộ khoa học. Trên thực tế, Thời kỳ Đen tối đã chứng kiến nhiều kỹ thuật chế tạo và sử dụng bê tông phát triển bị mất đi. Concrete sẽ không thực hiện những bước tiến nghiêm túc tiếp theo cho đến khi Thời kỳ Đen tối trôi qua.
Năm 1756, kỹ sư người Anh John Smeaton đã chế tạo ra loại bê tông hiện đại đầu tiên [xi măng thủy lực] bằng cách thêm đá cuội làm cốt liệu thô và trộn gạch trợ lực vào xi măng. Smeaton đã phát triển công thức bê tông mới của mình để xây dựng Ngọn hải đăng Eddystone thứ ba, nhưng sự đổi mới của ông đã thúc đẩy sự gia tăng mạnh mẽ trong việc sử dụng bê tông trong các cấu trúc hiện đại. Năm 1824, nhà phát minh người Anh Joseph Aspdin đã phát minh ra xi măng Portland, loại xi măng này vẫn là hình thức chủ đạo của xi măng được sử dụng trong sản xuất bê tông. Aspdin đã tạo ra xi măng nhân tạo thực sự đầu tiên bằng cách đốt đá vôi và đất sét trên mặt đất với nhau. Quá trình đốt cháy đã làm thay đổi các đặc tính hóa học của vật liệu và cho phép Aspdin tạo ra một loại xi măng cứng hơn đá vôi nghiền thông thường sẽ tạo ra.
Bê tông đã có một bước tiến lịch sử với việc bao gồm kim loại nhúng [thường là thép] để tạo thành thứ mà ngày nay được gọi là bê tông cốt thép hoặc bê tông sắt. Bê tông cốt thép được phát minh vào năm 1849 bởi Joseph Monier, người đã nhận được bằng sáng chế năm 1867. Monier là một người làm vườn ở Paris, người đã làm ra những chậu và bồn trong vườn bằng bê tông cốt thép có lưới sắt. Bê tông cốt thép là sự kết hợp giữa cường độ kéo hoặc uốn của kim loại và cường độ nén của bê tông để chịu tải trọng lớn. Monier đã trưng bày phát minh của mình tại Triển lãm Paris năm 1867. Bên cạnh chậu và bồn của mình, Monier còn quảng bá bê tông cốt thép để sử dụng trong các thanh giằng, đường ống, sàn nhà và mái vòm.
Việc sử dụng nó cũng kết thúc bao gồm cây cầu bê tông cốt thép đầu tiên và các công trình đồ sộ như đập Hoover và Grand Coulee.
Bê tông là thứ có sẵn trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta đến nỗi nó đã đi vào từ vựng của chúng ta: Khi chúng ta nói một điều gì đó là “cụ thể”, chúng ta có nghĩa là nó đáng kể, vững chắc, vĩnh viễn, cần được tin tưởng. Thêm vào đó, hầu hết chúng ta dành cuộc sống của mình trên và xung quanh bê tông, trên vỉa hè và đường xá, bên trong các tòa nhà và công trình kiến trúc đều được xây dựng bằng vật liệu kỳ diệu. Nếu không có bê tông, thế giới phát triển sẽ trông khác hẳn.
Bạn có bao giờ tự hỏi, bê tông có nguồn gốc từ đâu và làm thế nào để nó có mặt ở khắp mọi nơi trong cuộc sống hiện đại? Có một lịch sử lâu dài và ấn tượng đằng sau vật liệu xây dựng quan trọng này, bắt đầu từ hàng nghìn năm trước, thậm chí trước cả các kim tự tháp Ai Cập, trải dài qua thời kỳ của những công trình kiến trúc chưa từng có của người La Mã, và vươn tới xây dựng hiện đại.
Chúng ta sẽ xem xét bê tông là gì, nó ra đời như thế nào, nó đóng vai trò như thế nào trong việc tạo ra những thành phố vĩ đại và những tòa nhà hoành tráng trên thế giới và cách nó định hình cuộc sống của chúng ta mỗi ngày.
Sự khác biệt quan trọng: Xi măng so với bê tông
Trước khi đi sâu vào lịch sử của bê tông, có một quan niệm sai lầm quan trọng cần được làm sáng tỏ trước tiên: Bê tông không giống với xi măng. Mặc dù hai từ này thường bị nhầm lẫn với nhau, nhưng có một điểm phân biệt chính: Xi măng là một thành phần trong bê tông.
Xi măng được làm từ các kết hợp khác nhau của đá vôi, đất sét, vỏ sò, đá phấn, đá phiến sét, đá phiến, cát silica, và đôi khi cả xỉ lò cao hoặc quặng sắt. Các thành phần này được nghiền nhỏ sau đó nung ở nhiệt độ cao để tạo ra một loại vật liệu gọi là clinker . Thạch cao được thêm vào clinker, sau đó toàn bộ hỗn hợp được nghiền mịn để sản xuất bột xi măng.
Chỉ cần thêm nước và quá trình trở nên thú vị. Quá trình hydrat hóa là quá trình xảy ra khi các khoáng chất có trong bột xi măng – canxi, silic, nhôm, sắt và các chất khác – hình thành liên kết hóa học với các phân tử nước. Khi quá trình này kết thúc, nước bay hơi và hỗn hợp khô đi, để lại các liên kết này được tổ chức trong một chất giống như đá.
Vì vậy, bê tông là một hỗn hợp của hồ xi măng và nước và cát và đá. Hỗn hợp này phủ lên bề mặt cát và đá, liên kết chúng với nhau thành hỗn hợp mà chúng ta gọi là bê tông. Ở dạng lỏng sệt, bê tông có thể được tạo thành bất kỳ hình dạng nào mà người xây dựng muốn – tấm, cột, khối, tấm, vòm, bát, v.v. Một khi nước trong hỗn hợp khô đi, bê tông trở nên cứng như đá và giữ lại hình dạng đó.
Xi măng thường chiếm khoảng 10-15% trong hỗn hợp bê tông. Gần như tất cả các loại bê tông đều sử dụng xi măng poóc lăng. Đó không phải là một tên thương hiệu, mà thay vào đó là một loại xi măng được công nhận được sử dụng rộng rãi trong toàn ngành [nghĩ rằng “ thép không gỉ ” hoặc “bạc sterling”]. Người sáng lập ra nó đã đặt tên cho công thức pha chế của mình là đá xây dựng chất lượng cao được tìm thấy tại một mỏ đá gần đó ở Portland, Anh.
Khái niệm bê tông
Bê tông trở nên phổ biến [và vẫn như vậy] vì ba phẩm chất nổi bật của nó: dẻo, bền và kinh tế. Khi trời ướt, bê tông có thể đổ thành hầu như mọi hình dạng, phù hợp với mọi không gian, lấp đầy thực tế mọi khoảng trống, phủ gần như mọi bề mặt. Nhưng một khi khô và đóng rắn, nó vẫn giữ nguyên hình dạng, trở nên mạnh hơn, cứng hơn và ổn định hơn theo thời gian.
Bê tông được làm với nồng độ phù hợp và trong điều kiện thích hợp có thể chống thấm nước, chống thấm và chống cháy. Và do độ bền đó, về cơ bản nó tồn tại mãi mãi. Một triệu năm nữa, khi tất cả thép mà chúng ta sử dụng để xây dựng thế giới của mình đã bị rỉ sét và gỗ mục nát thành bụi, thì bê tông sẽ vẫn còn đó.
Nếu bạn thấy những sự thật đó đáng ngạc nhiên, hãy theo dõi chúng tôi xuống “con đường cụ thể” qua dòng thời gian của những tiến bộ hấp dẫn khác. Bạn sẽ thấy bê tông đã trở thành vật liệu mở đường cho cuộc sống theo đúng nghĩa đen như chúng ta biết ngày nay.
Lịch sử bê tông qua các thời đại
Vì vậy, làm thế nào chúng tôi đến tình trạng hiện tại của bê tông? Trải qua một quá trình tiến hóa, cũng như bao phương tiện xây dựng và phát triển khác. Đầu tiên, những người cổ đại đã khám phá ra những vật liệu tự nhiên mà họ có thể sử dụng nó để cải thiện các bộ phận cơ bản của cơ sở hạ tầng – nhà cửa, hàng rào, giếng nước, v.v. và đẩy nhanh tiến độ xây dựng lên cấp độ hiện tại của họ.
Nguồn gốc và tiền thân
Trên vùng đất ngày nay là Israel, quá trình đốt cháy tự phát tạo ra các phản ứng giữa đá vôi và đá phiến dầu, dẫn đến sự lắng đọng tự nhiên của “xi măng tự nhiên” có thể tạo ra bê tông trong tương lai.
Đá vôi – còn thường được gọi là “vôi” – đóng vai trò đầu tiên trong câu chuyện về bê tông, là thành phần cơ bản của xi măng, và nó đã được sử dụng trong nhiều thiên niên kỷ. Có trước một ngôi đền đá đồ sộ khác, Stonehenge, cách đây 6.000 năm, Göbekli Tepe ở Thổ Nhĩ Kỳ ngày nay là công trình kiến trúc đá vôi sớm nhất được biết đến. Đá vôi tạo nên các cột hình chữ T của ngôi đền này, được xây dựng và chạm khắc bởi những người tiền sử, những người chưa phát triển công cụ kim loại hoặc thậm chí là đồ gốm.
Những cấu trúc giống như bê tông đầu tiên, những bể chứa bí mật dưới lòng đất để chứa nước khan hiếm, được xây dựng bởi những thương nhân Nabataea hoặc Bedouin, những người đã phát triển một đế chế nhỏ trong các ốc đảo sa mạc ở miền nam Syria và miền bắc Jordan. Một số trong số những bể chứa này vẫn còn tồn tại trong những khu vực đó ngày nay.
Tại đất nước Nam Tư cũ, trong khu vực Lepenski Vir dọc theo sông Danube, người ta đã tìm thấy những túp lều vào giữa những năm 1960 với nền bê tông lấp lánh. Xi măng vôi được sử dụng có lẽ đến từ một chất lắng đọng và được trộn với cát, sỏi và nước để giống hỗn hợp bê tông của thời đại chúng ta.
Di tích cổ xưa
Đá vôi hay khối bê tông? Bất chấp một số suy đoán tranh luận sôi nổi về việc các khối đá trong kim tự tháp Ai Cập được hình thành bằng một loại bê tông sơ khai cách đây hơn 5.000 năm, nhiều người tin rằng các khối đá vôi được lấy từ các mỏ đá gần đó. Để làm vữa để giữ các khối với nhau, những người xây dựng đã trộn rơm với bùn có chứa đá vôi, thạch cao và đất sét nghiền.
Xã hội Minoan trên đảo Crete, tiền thân của người Hy Lạp và được coi là nền văn minh châu Âu đầu tiên, đã sử dụng vật liệu xây dựng trộn đất sét và một loại tro núi lửa gọi là pozzolana để xây dựng sàn nhà, nền móng và cống rãnh.
Các nhà xây dựng Trung Đông đã đốt đá vôi và trộn với nước, sau đó sử dụng hỗn hợp này để phủ bên ngoài các bức tường bằng đất sét giã của họ. Khi hỗn hợp phản ứng với không khí, nó tạo thành một bề mặt cứng, bảo vệ – và đặt nền móng cho các phiên bản xi măng hiện đại.
Người Mycenaeans đã sử dụng xi măng thời kỳ đầu của họ để xây dựng lăng mộ. Bạn có thể thấy một số trong số chúng ngày nay ở Peloponnese ở Hy Lạp.
Người miền Bắc Trung Quốc đã sử dụng một dạng xi măng để đóng thuyền và phần của họ trong Vạn Lý Trường Thành. Qua nhiều thế kỷ xây dựng bức tường, vật liệu được sử dụng cho toàn bộ nhịp của nó bao gồm lau sậy, cành liễu, gỗ, cát nén, bùn và 100 triệu tấn đá và gạch. Ở những nơi không được gắn kết bằng vữa đá vôi, chúng được giữ với nhau bằng một loại vữa làm từ gạo nếp, gạo tẻ.
Cũng chính những người Bedouin đi tiên phong trong các bể chứa ngầm sau này đã xây dựng các lò nung để sản xuất một loại vôi thủy lực thô sơ – xi măng đông cứng dưới nước – để làm vữa chống thấm giúp xây dựng nhà cửa, sàn nhà và các bể chứa mới chống thấm dưới lòng đất.
Từ Đế chế La Mã đến Phục hưng
Người La Mã bắt đầu với những nguyên liệu thô giống như người Minoan – tro núi lửa được tìm thấy gần Pompeii và Núi Vesuvius, mà họ sử dụng để làm dày hỗn hợp đá vôi nung, đá ngầm, cát và nước – cho phép họ xây dựng các đường dốc, bậc thang, và những con đường cuối cùng đã kết nối toàn bộ đế chế. Đổ hỗn hợp vào khuôn đã sớm cho phép các nhà xây dựng tạo ra các mái vòm và mái vòm, cũng như các mái vòm của hệ thống dẫn nước và nhà tắm mang tính biểu tượng của đế chế. Bê tông La Mã đã chịu đựng động đất, sét đánh, sóng biển va chạm và thời tiết hàng nghìn năm.
Sau cuộc nội chiến của Rome, vị hoàng đế được gọi là Vespasian đã bắt tay vào xây dựng nhà hát lớn nhất thế giới với hơn 50.000 chỗ ngồi. Ngày nay, chúng ta biết đến sân vận động đầu tiên trên thế giới, được hoàn thành cách đây 1.937 năm, với tên gọi “Đấu trường La Mã”. Khoảng một phần ba của cấu trúc vẫn còn tồn tại gần hai thiên niên kỷ sau đó, một biểu tượng mang tính biểu tượng của Đế chế La Mã.
Đền Pantheon của Rome, sắp kỷ niệm sinh nhật lần thứ 1.900, vẫn vững chãi như mọi khi. Mái vòm bằng bê tông không cốt thép của ngôi đền rộng và cao gấp đôi so với bất kỳ mái vòm nào từng được tạo ra vào thời điểm đó, kéo dài 143 feet với “oculus” nổi tiếng ở trung tâm. Trọng lượng khổng lồ của nó được củng cố bởi những bức tường bê tông cực dày và tám hầm chứa thùng, tất cả đều được gia cố bằng gạch – nhưng không có giá đỡ bên trong.
Các kỹ sư ngày nay sẽ không dám xây một mái vòm không gia cố với kích thước như vậy, và họ có thể không bao giờ biết bí mật về sự ổn định lâu dài của Pantheon. Chúng ta biết rằng các kỹ sư của Hoàng đế Hadrian đã điều chỉnh công thức chế tạo bê tông, sử dụng nhiều tro núi lửa hơn đá để làm mái vòm nhẹ hơn và nhiều đá kết tụ hơn trong các bức tường để gia cố nặng hơn. Nhưng khi Đế chế La Mã sụp đổ vào năm 476 sau Công nguyên, công thức chế tạo bê tông chưa từng có của người La Mã đã bị thế giới đánh mất.
Ngay sau Thời kỳ đen tối, một khinh hạm người Ý tên là Giovanni Giocondo đã xây dựng Cầu Pont Notre-Dame ở Paris bằng cách sử dụng thông tin còn sót lại từ công thức xi măng La Mã cổ đại. Khoảng 250 năm sau, cấu trúc này bị phá bỏ do những ngôi nhà được xây dựng trên đỉnh cầu tăng quá nhiều trọng lượng. Giocondo sẽ đi vào lịch sử với tư cách là người duy nhất cố gắng xây dựng bằng bê tông trong thời kỳ Phục hưng.
Những tiến bộ trong bê tông
Cải tiến thế kỷ 16
Một người thợ nề ở Andernach, Đức, đã thử trộn tro núi lửa có tên là trass với vữa vôi. Vật liệu tạo ra có khả năng chịu nước và bền – và phản ứng dây chuyền bắt đầu từ khám phá này sẽ dẫn đến việc tạo ra xi măng hiện đại.
Thương mại bê tông thế kỷ 17
Vào thế kỷ 17, người Hà Lan [vốn đã thành thạo trong việc xây dựng trong nước] đã bán trass cho Pháp và Anh để sử dụng cho các tòa nhà yêu cầu đặc tính chống thấm. Hai nước đối thủ ngay lập tức bắt đầu cạnh tranh để tạo ra vật liệu xây dựng thủy lực của riêng mình.
* 1793 – Sản xuất vôi thủy lực hiện đại cho xi măng
Khi kỹ sư xây dựng người Anh John Smeaton được giao nhiệm vụ xây dựng một ngọn hải đăng mới trên Eddystone Rocks ở Cornwall, Anh, anh đã bắt đầu tìm kiếm vật liệu xây dựng chống thấm và bền nhất mà anh có thể tìm thấy. Sau khi tìm thấy đá vôi gần đó với hàm lượng đất sét cao, ông đã nung nó trong lò và biến nó thành clinker. Ông đã nghiền nó thành bột và trộn với nước để tạo ra một hỗn hợp sền sệt, rồi ông đã xây dựng ngọn hải đăng.
Trong quá trình này – và hơn 1.000 năm sau khi những bí mật của bê tông bị mất – Smeaton đã khám phá lại cách tạo ra xi măng. Không lâu sau, các nhà sản xuất bắt đầu tiếp thị khám phá của anh ấy là “xi măng La Mã”. Và Ngọn hải đăng Eddystone đã tồn tại gần 130 năm, tồn tại lâu hơn những tảng đá bị xói mòn bên dưới nó.
* 1824 – Phát minh ra xi măng Portland
Người Anh Joseph Aspdin đã tinh chế quy trình này bằng cách cho đá vôi theo tỷ lệ cân đối với đất sét và đốt hỗn hợp này trong lò nung cho đến khi loại bỏ carbon dioxide. Ông cũng đun nóng alumina và silica cho đến khi vật liệu trở nên giống như thủy tinh, sau đó nghiền thành bột và thêm chúng vào hỗn hợp đá vôi cùng với thạch cao.
Sự kết hợp hóa học của canxi, silic, nhôm, sắt, thạch cao và các thành phần khoáng chất khác tạo nên công thức riêng biệt cho xi măng poóc lăng, thành phần cơ bản của bê tông. Aspdin đặt tên cho kết quả là xi măng “Portland” vì nó giống với loại đá xây dựng chất lượng cao được khai thác ở Portland, Anh gần đó.
* 1836 – Kiểm tra độ bền
Thử nghiệm đầu tiên về cường độ chịu kéo và nén của bê tông đã diễn ra ở Đức. Độ bền kéo là khả năng chống lại lực căng hoặc kéo đứt; cường độ nén là khả năng chống lại lực nén, hoặc đẩy nhau.
* Những năm 1850 – Gia cố bằng lưới thép được cấp bằng sáng chế
Một người làm vườn người Pháp, Joseph Monier, đã thử nghiệm thành công với việc đổ bê tông qua lưới thép. [Bê tông và thép nở ra với tốc độ tương tự khi chúng nóng lên, khiến chúng trở thành một cặp hoàn hảo]. Monier đã được cấp bằng sáng chế cho một số biến thể sáng chế của mình để sử dụng cho các toa tà vẹt đường sắt, các tấm xây dựng và đường ống. Bê tông cốt thép cứng hơn và thực tế hơn nhiều so với bê tông không gia cố. Nó có thể vượt qua những khoảng trống lớn hơn, cho phép bê tông bay lên dưới dạng những cây cầu và những tòa nhà chọc trời.
* Những năm 1880 – Gia cố bằng các thanh sắt
Kỹ sư người California, Ernest Ransome, bắt đầu thử nghiệm bê tông và các thanh sắt dài 2 inch để xem liệu các vật liệu có kết dính với nhau hay không. Khi họ làm vậy, Ransome đã tiến thêm một bước nữa bằng cách vặn các thanh sắt để tạo ra một phần ứng xung quanh mà anh ta có thể “xây dựng” bê tông thành bất kỳ hình dạng mong muốn nào – một thí nghiệm cũng có hiệu quả. Ngày nay chúng ta gọi hệ thống này là thanh cốt thép, hoặc thép cây, mặc dù các kỹ sư hiện đại thường sử dụng thép thay vì sắt.
Hệ thống của Ransome sẽ sớm được sử dụng trong các tòa nhà thương mại, đường xá, cầu và thậm chí cả những tòa nhà chọc trời đầu tiên. Kiến trúc sư nổi tiếng Frank Lloyd Wright bắt đầu triển khai công nghệ bê tông cốt thép trong kiến trúc hiện đại. Một số tòa nhà nổi tiếng nhất của Wright – bao gồm Đền Unity ở Oak Park, Illinois, được coi là tòa nhà hiện đại đầu tiên trên thế giới; và Fallingwater ở Mill Run, Pennsylvania, tác phẩm nổi tiếng nhất của ông – được làm bằng bê tông cốt thép.
* Những năm 1880 – Thép dự ứng lực được cấp bằng sáng chế
Quy trình ứng suất trước thép đã được cấp bằng sáng chế để làm cho bê tông cứng hơn và cho phép các kỹ sư sử dụng ít thép và bê tông hơn.
Kết cấu bê tông hiện đại
Kể từ khi Ransome phát triển việc sử dụng thép cây, bê tông đã xây dựng tất cả các loại tòa nhà hoành tráng và các công trình cơ sở hạ tầng . Kênh đào Panama, boongke trong Thế chiến thứ hai và Nhà hát Opera Sydney nổi tiếng có chung vật liệu xây dựng với một số tòa nhà khó – và có tầm nhìn xa nhất trên thế giới.
1889 – Cây cầu bê tông cốt thép đầu tiên – Cầu Alvord Lake, San Francisco
Cầu Alvord Lake được xây dựng vào năm 1889 tại San Francisco, CA. Là cây cầu bê tông cốt thép đầu tiên, nó đã sống sót sau trận động đất ở San Francisco năm 1906 và những cây cầu khác không bị hư hại. Nó vẫn tồn tại cho đến ngày nay, hơn 100 năm sau khi nó được xây dựng.
1891 – Con phố bê tông đầu tiên ở Mỹ – Bellefontaine, Ohio
Năm 1891, một người tên là George Bartholomew đã xây dựng con phố bê tông đầu tiên ở Mỹ ở Bellefontaine, Ohio. Ngày nay, bê tông thấm đang được ủng hộ là bề mặt tốt nhất và thân thiện nhất với môi trường cho đường phố.
1903 – Tòa nhà bê tông đầu tiên – Tòa nhà Ingalls, Cincinnati
Tại Cincinnati vào năm 1903, hệ thống của Ransome đã có thể trở thành tòa nhà cao tầng bê tông đầu tiên, Tòa nhà Ingalls 16 tầng. Chiều cao vượt ngưỡng đó khiến tòa nhà chọc trời trở thành một trong những kỳ công kỹ thuật vĩ đại vào thời đó.
1899 – Cầu sông Vienne
Cầu sông Vienne ở Chatellerault, Pháp, được xây dựng vào năm 1899, là một trong những cây cầu bê tông cốt thép nổi tiếng nhất thế giới.
1908 – Nhà bê tông – Union, New Jersey – do Thomas Edison thiết kế và xây dựng
Những ngôi nhà bê tông đầu tiên của quốc gia được thiết kế và xây dựng ở Union, New Jersey bởi Thomas Edison. Những ngôi nhà này vẫn tồn tại cho đến ngày nay.
* 1913 – Giao hàng trộn sẵn đầu tiên – Baltimore
Tải đầu tiên của “trộn sẵn” đã được giao ở Baltimore. Việc trộn bê tông tại một nơi [nhà máy trung tâm] và sau đó được vận chuyển bằng xe tải để sử dụng tại nơi làm việc là một cuộc cách mạng cho ngành bê tông.
* 1915 – Bê tông màu – LM Scofield, công ty đầu tiên sản xuất màu cho bê tông
Lynn Mason Scofield thành lập LM Scofield, công ty đầu tiên sản xuất màu cho bê tông. Các sản phẩm của họ bao gồm chất làm cứng màu, sáp màu, màu tích hợp, chất làm kín và vết bẩn hóa học.
* 1930 – Tác nhân cuốn vào không khí – khả năng chống hư hại do đóng băng và rã đông
Năm 1930, lần đầu tiên các tác nhân hút khí được sử dụng trong bê tông để chống lại thiệt hại do đóng băng và tan băng – một lợi ích quyết định đối với các hoạt động xây dựng thời tiết lạnh trên khắp Hoa Kỳ và thế giới.
1936 – Đập Hoover – công trình bê tông quy mô lớn nhất từng được hoàn thành vào thời điểm đó
Đập Hoover nằm ở biên giới Arizona và Nevada. Được hoàn thành vào năm 1936 để ngăn dòng sông Colorado hùng vĩ, con đập được làm bằng 3,25 triệu thước khối bê tông, với 1,11 triệu con được sử dụng cho nhà máy điện và các công trình xung quanh.
1956-1992 – Hệ thống đường cao tốc liên bang của Mỹ
Tất cả các con đường của nước Mỹ trong hệ thống đường cao tốc liên bang đều được làm bằng bê tông cốt thép.
1963 – Hội quán @ Đại học Illinois – mái vòm thể thao bằng bê tông đầu tiên
Nhà thi đấu thể thao đầu tiên có mái vòm bằng bê tông được xây dựng trong khuôn viên của Đại học Illinois tại Urbana-Champaign vào năm 1963. Được biết đến với tên gọi Hội quán, nhà thi đấu trông giống như một chiếc đĩa bay và có hơn 16.000 chỗ ngồi trong một vòng tròn bê tông hoàn hảo.
* Năm 1970 – Gia cố bằng sợi – phương pháp tăng cường bê tông
Cốt sợi, trong đó thủy tinh, carbon, thép, nylon hoặc sợi tổng hợp khác được trộn vào bê tông ướt trước khi đổ, được giới thiệu như một cách để tăng cường bê tông. Gia cố bằng sợi có thể được sử dụng để tăng cường các tòa nhà cũng như các tính năng bên ngoài từ đường lái xe, sàn và vỉa hè đến hồ bơi, sân và sàn.
1992 – Tòa nhà bê tông cốt thép cao nhất – Chicago
Cao 65 tầng, tòa nhà chọc trời ở 311 South Wacker Drive ở Chicago là tòa nhà bê tông cốt thép cao nhất thế giới vào thời điểm nó được xây dựng. Cấu trúc hậu hiện đại chỉ được biết đến qua địa chỉ đường phố của nó.
Tương lai của bê tông?
* Kỷ nguyên hiện đại – Tốc độ sản xuất cắt giảm mang lại bê tông kém hơn
Bê tông từng được cho là câu trả lời cho các vấn đề xây dựng của thế giới; nó dễ uốn khi ướt, bền và chắc khi khô, và đủ rẻ để xây dựng hầu hết mọi thứ bạn muốn.
Vấn đề là, nó không phải là vĩnh viễn. Ít nhất, nó không còn nguyên vẹn và tồn tại vĩnh viễn [mặc dù nó cũng không dễ bị hỏng]. Mặc dù có tất cả độ bền kéo ấn tượng của nó, bê tông hiện đại chỉ có thể giữ được tính toàn vẹn của nó mà không cần sửa chữa lớn hoặc thay thế trong khoảng một thế kỷ. Bê tông cốt thép ngày nay không phù hợp với “bê tông La Mã”.
Đặc biệt nếu bê tông cốt thép được chế tạo với giá rẻ – ví dụ, với một hỗn hợp không cân bằng, các thành phần kém hơn hoặc đổ không cẩn thận – nó có thể bắt đầu phân hủy từ bên trong. Khi thời tiết khô đi, nước dần dần thấm qua các vết nứt nhỏ và đi về phía thép ở giữa. Khi bê tông bao quanh nó đóng rắn, cốt thép bị oxy hóa và có thể nở ra đủ để làm nứt lớp bê tông mà nó được cho là đỡ.
Nước mặn đặc biệt có hại cho thép cây, vì muối sẽ ăn mòn thép trong vòng 5 thập kỷ. Các chu kỳ đóng băng và tan băng lặp đi lặp lại cũng có thể tạo ra và mở rộng các vết nứt – đặc biệt là trên đường bê tông. Việc rải muối thực sự không ngăn cản sự hình thành băng, nhưng nó hoạt động song song với độ ẩm để gây hại cho cốt thép giống như thể nước biển liên tục rửa qua nó.
* Tương lai – Những cải tiến tiềm năng để bảo dưỡng và sản xuất bê tông
Có nhiều phương pháp mới nổi để cải thiện bê tông, bao gồm các phương pháp xử lý đặc biệt để ngăn nước thấm vào thép. Những tiến bộ khác đáp ứng sự chú ý ngày càng tăng của toàn cầu về tính bền vững: Bê tông “tự phục hồi” chứa vi khuẩn tiết ra đá vôi, hàn gắn bất kỳ vết nứt nào xảy ra. Hỗn hợp cho bê tông “tự làm sạch” được truyền với titan điôxít, có tác dụng phá vỡ sương mù, giữ cho bê tông có màu trắng lấp lánh. Các phiên bản cải tiến của công nghệ này thậm chí có thể mang lại cho chúng ta những bề mặt đường phố sạch khí thải từ ô tô.
Ngoài ra, một báo cáo gần đây cho thấy rằng chúng ta có thể tái tạo công thức cho bê tông La Mã, [mặc dù độ bền kéo thấp hơn, nhưng lại thể hiện độ bền vô song]. Bê tông La Mã không chỉ chống thấm; Nó thực sự trở nên mạnh hơn khi tiếp xúc với nước biển. Các nhà khoa học phỏng đoán rằng các tinh thể cực nhỏ phát triển trong bê tông cổ đại khi nó chìm trong nước, khiến nó thậm chí ít bị tổn thương hơn trước thời tiết.
Mặc dù họ vẫn chưa tổng hợp đầy đủ công thức đã mất, nhưng các nhà nghiên cứu biết rằng tro núi lửa pozzolana là nền tảng cho độ bền của bê tông La Mã cổ đại. Một dự án được công bố gần đây sẽ thử nghiệm với tro núi lửa tương tự ngoài khơi bờ biển California để thử thiết kế ngược lại quy trình tạo ra loại bê tông bền nhất trong lịch sử.
Nếu điều này xảy ra, sự kết hợp giữa công thức bê tông bí mật của Rome và các kỹ thuật chế tạo thép cây hiện đại có thể sẽ cách mạng hóa việc sử dụng bê tông – và cơ sở hạ tầng và kiến trúc của thế giới – một lần nữa.