Από τότε που οι άνθρωποι άρχισαν να χτίζουν, ένιωσαν την ανάγκη να χρησιμοποιήσουν κάποιο υλικό που να ενώνει τις πέτρες για να φτιάχνονται τοίχοι και πατώματα.
Οι Ασσύριοι και οι Βαβυλώνιοι χρησιμοποιούσαν υγρό πηλό, ενώ οι αρχαίοι Αιγύπτιοι χρησιμοποιούσαν ορυκτό γύψο (ένυδρο θειικό ασβέστιο), ανακατεμένο με άμμο για να φτιάξουν τη λάσπη που χρησιμοποιήθηκε στην κατασκευή των Πυραμίδων.
Οι αρχαίοι Έλληνες έφτιαχναν ασβέστη θερμαίνοντας ασβεστόλιθο και βρήκαν ότι η δράση του μίγματος ασβέστη και άμμου βελτιωνόταν όταν πρόσθεταν και κάποια ηφαιστειακή στάχτη, τεχνική που συνέχισαν οι Ρωμαίοι.
Η τέχνη της κατασκευής τσιμέντου χάθηκε μέσα στους αιώνες μετά την παρακμή της Ρώμης. Το Μεσαίωνα χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικά υλικά και μόλις το 1824, ο Joseph Aspdin, ένας Άγγλος χτίστης βρήκε ότι η προσθήκη ηφαιστειογενούς στάχτης θα μπορούσε να είχε αποφευχθεί, εάν ο ασβεστόλιθος περιείχε μεγάλη αναλογία αργίλου (πηλού). Αυτός και περισσότερο ο γιος του William παρασκεύασαν τσιμέντο παρόμοιο με αυτό που χρησιμοποιείται σήμερα. Το προϊόν αυτό ονομάστηκε τσιμέντο Portland, από το όνομα της Αγγλικής πόλης, όπου είχε εξορυχθεί ασβεστόλιθος με υψηλή περιεκτικότητα σε άργιλο.
Η χημική σύσταση μιας ποιότητας τσιμέντου Πόρτλαντ είναι η παρακάτω :
Ασβεστόλιθος 62%, Διοξείδιο του πυριτίου 22%, Άργιλος 7,5%, Μαγνησία 2,5%, Τριοξείδιο του σιδήρου 2,5%, Τριοξείδιο του θείου 1,5% και τα υπόλοιπα συστατικά 2%.
Πώς παρασκευάζεται το τσιμέντο
Το αλεσμένο μίγμα στην αρχή θερμαίνεται στους 800οC, οπότε ο ασβεστόλιθος δίνει ασβέστη και στη συνέχεια θερμαίνεται σε περιστροφικά καμίνια, μήκους 50-150 μέτρων και διαμέτρου 3-6 μέτρων, όπου, σε θερμοκρασία περίπου 1500οC, γίνονται διάφορες αντιδράσεις με αποτέλεσμα το σχηματισμό ασβεστο-αργιλο-πυριτικών ενώσεων. Το προϊόν, αφού ψυχθεί, ονομάζεται clinker. Όταν αυτό αλεστεί σε λεπτότατη σκόνη, δίνει το τσιμέντο.
Συνήθως στο τσιμέντο προσθέτουμε γύψο, που βελτιώνει την πήξη του και ορισμένα φυσικά ή τεχνητά υλικά, που προσδίδουν στο τσιμέντο ωφέλιμες ιδιότητες. Τέτοιες ύλες είναι οι ποζολάνες. Οι δοσολογίες των υλικών συνάλεσης είναι αυστηρά καθορισμένες και συνεχώς ελεγχόμενες.
Σκλήρυνση του τσιμέντου - Μπετόν
Οι πρώτες θεωρίες για τη σκλήρυνση του τσιμέντου διατυπώθηκαν από τους Le Chatelier και Michaelis, γνωστούς από άλλες εργασίες τους στη Χημεία, το 1893.
Οι σημαντικότερες μηχανικές ιδιότητες του τσιμέντου είναι η δύναμη ενάντια στη συμπίεση και η δύναμη ενάντια στην έκταση (το τέντωμα).
Σε γενικές γραμμές, ο μηχανισμός της σκλήρυνσης του τσιμέντου είναι ο εξής :
με την ενυδάτωσή του σχηματίζονται αδιάλυτες ένυδρες ενώσεις, ενώ τα οξείδια των μετάλλων που υπάρχουν σ' αυτό, μετατρέπονται στα αντίστοιχα αδιάλυτα υδροξείδια.
Μίγμα τσιμέντου, άμμου και χαλικιών αποτελεί το υδραυλικό σκυρόδεμα (μπετόν). Στο μπετόν το τσιμέντο παίζει το ρόλο του συνδετικού ανάμεσα στην άμμο και τα χαλίκια.
Εάν το μπετόν περιέχει και ενίσχυση με σιδερένιες ράβδους, που σχηματίζουν πλέγμα, προκύπτει το οπλισμένο σκυρόδεμα (μπετόν αρμέ) που βρίσκει εκτεταμένες εφαρμογές στην οικοδομική και τα δημόσια έργα.
Δείτε περισσότερα εδώ (Δημοκρίτειο πανεπιστήμιο Θράκης-Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών)
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου