Betoni

Betoni on tärkeä materiaali erilaisten rakennusten ja rakenteiden valmistuksessa. Se on yhdistelmä, joka koostuu portlandsementistä, hiekasta, sorasta tai kiviaineksesta ja vedestä, joiden suhteet vaihtelevat tehtävästä riippuen.

Betonia käytetään enemmän kuin mitään muuta ihmisen valmistamaa materiaalia maailmassa. Vuonna 2006 betonia valmistettiin vuosittain noin 7,5 miljardia kuutiometriä eli yli yksi kuutiometri jokaista maapallon asukasta kohden.

Ainekset sekoitetaan keskenään tahnaksi, vähän kuin leipätaikinan valmistuksessa. Sitten betoni valetaan kehykseen. Muutaman tunnin kuluttua se kovettuu. Betoni jähmettyy kemiallisen reaktion eli hydrataation ansiosta. Vesi reagoi sementin kanssa, joka sitoo muut komponentit toisiinsa, jolloin lopulta syntyy luja kivimäinen materiaali.

Betonia käytetään jalkakäytävien, putkien, arkkitehtonisten rakenteiden, perustusten, moottoriteiden, siltojen, monikerroksisten pysäköintitalojen, seinien, porttien, aitojen ja pylväiden perustusten ja jopa veneiden rakentamiseen. Sen suurin etu on, että se sitoo tiilet ja kivet yhteen paremmin kuin mikään muu ihmiskunnan tuntema menetelmä.

Betoni on vahvaa puristettaessa mutta heikkoa vedettäessä. Joihinkin tarkoituksiin sitä on vahvistettava terästangoilla. Teräsbetonirakennusten kaikki osat, perustukset, seinät, lattiat ja katot, voidaan yhdistää toisiinsa, mutta betonirakentaminen ei tee rakennuksista maanjäristyksenkestäviä.

Betoni on niinkin vanha kuin 5600 eaa. Roomalaiset eivät keksineet sitä, mutta käyttivät sitä paljon. Jotkin betonilajit ovat vedenpitäviä, ja jotkin betonilajit jopa kovettuvat veden alla.

Hadrianuksen Pantheon Roomassa on esimerkki roomalaisesta betonirakentamisesta.Zoom
Hadrianuksen Pantheon Roomassa on esimerkki roomalaisesta betonirakentamisesta.

Rooman Pantheon, joka on edelleen suurin (halkaisijaltaan 43,4 m) raudoittamaton massiivibetonikupoli, ulkokuvassa.Zoom
Rooman Pantheon, joka on edelleen suurin (halkaisijaltaan 43,4 m) raudoittamaton massiivibetonikupoli, ulkokuvassa.

Moderni rakennus: Bostonin kaupungintalo (valmistui 1968) on rakennettu suurelta osin betonista, joka on sekä betonielementtiä että paikalla valettua betonia.Zoom
Moderni rakennus: Bostonin kaupungintalo (valmistui 1968) on rakennettu suurelta osin betonista, joka on sekä betonielementtiä että paikalla valettua betonia.

Rakennuksen rakentamiseen käytetty betoniZoom
Rakennuksen rakentamiseen käytetty betoni

Lisäaineet

On olemassa monia lisäaineita, joiden avulla betoni kovettuu nopeammin tai hitaammin, kovettuu lujemmin, vähentää korroosiota ja niin edelleen. Roomalaiset havaitsivat, että vulkaanisen tuhkan lisääminen tuotti betonia, joka jähmettyi veden alla. Roomalaiset tiesivät myös, että hevosen karvojen lisääminen vähensi betonin halkeilua sen kovettuessa ja että veren lisääminen teki betonista pakkasenkestävämpää.

Nykyaikaisen betonin valmisti vuonna 1756 brittiläinen insinööri John Smeaton. Hän lisäsi sementtiin kiviä ja jauhettua tiiltä. Vuonna 1824 englantilainen keksijä Joseph Aspdin keksi Portland-sementin, joka on pysynyt betonin valmistuksessa pääasiallisena sementtinä. Hän poltti jauhettua kalkkikiveä ja savea yhdessä. Polttoprosessi muutti materiaalien kemiallisia ominaisuuksia, ja Aspdin loi vahvemman sementin kuin mitä pelkkä kalkkikivimurske yksinään voisi tuottaa.

1800-luvulla ranskalainen puutarhuri Joseph Monier keksi teräsbetonin vuonna 1849 (patentoitu vuonna 1867). François Coignet tutki ja paransi sitä. Kyseessä on betoni, jossa on terästankoja, joita kutsutaan raudoitustangoiksi. Lasikuitu tai muovikuitu on alkanut korvata terästankoja.

Seokseen voidaan lisätä monia nykyaikaisia kemikaaleja erityisten tavoitteiden saavuttamiseksi. "Superplastisointiaineet" ovat kemikaaleja, jotka parantavat työstettävyyttä eli kykyä muokata betonia ennen sen kovettumista. Pigmentit voivat muuttaa tylsän harmaata väriä. Korroosionestoaineilla voidaan vähentää terästankojen ruostumista. Ilman mukana kulkeutuminen tarkoittaa pienten kuplien puhaltamista betoniin ennen sen kovettumista. Tämä auttaa betonia selviytymään kylmän ilmaston jäätymisestä ja sulamisesta. Masuunikuonaa voidaan sekoittaa betoniin. Se muuttaa värin lähes puhtaan valkoiseksi ja tekee betonista vahvemman.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mistä betoni on tehty?


V: Betoni on komposiittimateriaali, joka on valmistettu portlandsementistä, hiekasta, sorasta tai kiviaineksesta ja vedestä vaihtelevassa suhteessa tehtävästä riippuen.

K: Kuinka paljon betonia tuotetaan vuosittain?


V: Vuonna 2006 betonia valmistettiin vuosittain noin 7,5 miljardia kuutiometriä eli yli yksi kuutiometri jokaista maapallon asukasta kohden.

K: Mitä syntyy, kun ainekset sekoitetaan keskenään?


V: Kun ainekset sekoitetaan keskenään, syntyy tahna, joka muistuttaa leipätaikinan valmistusta.

K: Miten betoni jähmettyy?


V: Betoni jähmettyy kemiallisen reaktion eli hydrataation seurauksena. Vesi reagoi sementin kanssa, joka sitoo muut komponentit toisiinsa ja muodostaa lopulta vahvan kivimaisen materiaalin.

Kysymys: Millaisia ovat betonin yleiset käyttötarkoitukset?


V: Betonin yleisiä käyttötarkoituksia ovat päällysteet, putket, arkkitehtoniset rakenteet, perustukset, moottoritiet, sillat ja monikerroksiset pysäköintirakennukset. Sitä voidaan käyttää myös seinien, porttien ja aitojen perustusten ja jopa veneiden valmistukseen.

K: Mikä on yksi etu, joka betonin käytöstä on muihin materiaaleihin verrattuna?



V: Yksi etu betonin käyttämisessä muihin materiaaleihin verrattuna on se, että se sitoo tiilet ja kivet paremmin kuin mikään muu ihmiskunnan tuntema menetelmä.

K: Milloin betonia käytettiin ensimmäisen kerran?


V: Betonia käytettiin ensimmäisen kerran jo 5600 eaa.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3