Language
Country/Area
No result found
Phản ứng đáng kinh ngạc của xi măng: Bạn có biết bê tông cứng lại thành đá như thế nào không?
Lý do bê tông được sử dụng rộng rãi không chỉ vì tính dẻo và tính kinh tế của nó mà còn vì quá trình tuyệt vời mà nó thể hiện trong các phản ứng hóa học. Bê tông là vật liệu tổng hợp bao gồm cốt liệu kết hợp với xi măng lỏng, đông cứng theo thời gian thành cấu trúc rắn chắc. Loại vật liệu này chỉ đứng sau nước về mức độ sử dụng trên toàn cầu và là vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Hàng năm, lượng bê tông được sử dụng gần gấp đôi lượng thép, gỗ, nhựa và nhôm cộng lại.
Quá trình đông cứng của bê tông được gọi là hydrat hóa và chính quá trình này cho phép bê tông hình thành liên kết bền chặt, liên kết các vật liệu khác nhau lại với nhau thành vật liệu bền giống như đá.
Quá trình này bắt đầu bằng việc trộn xi măng Portland khô và nước để tạo thành hỗn hợp có thể chảy được. Hỗn hợp này dễ dàng đổ vào khuôn và đông cứng theo thời gian. Trong quá trình đông cứng, phản ứng giữa xi măng và nước tạo ra cấu trúc tinh thể kết nối chặt chẽ tất cả các thành phần, cuối cùng tạo thành bê tông ổn định.
Phản ứng hydrat hóa là phản ứng tỏa nhiệt, có nghĩa là nhiệt độ xung quanh ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ đông kết của bê tông.
Tất nhiên, quá trình này không phải là bất biến. Khi sản xuất bê tông, người ta thường thêm vào nhiều loại phụ gia khác nhau, chẳng hạn như puzolan hoặc chất siêu dẻo, để cải thiện các tính chất vật lý của hỗn hợp ướt, điều chỉnh thời gian bảo dưỡng hoặc thay đổi các đặc tính của sản phẩm cuối cùng. Hầu hết các kết cấu bê tông cũng có vật liệu gia cố như thanh thép được nhúng vào bên trong để tăng cường độ chịu kéo; đây được gọi là bê tông cốt thép.
Lịch sử của bê tông
Lịch sử sử dụng bê tông có từ thời xa xưa, khi con người bắt đầu sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau để xây dựng các công trình bền vững. Theo nghiên cứu khảo cổ học, sàn bê tông đã xuất hiện ở Cung điện Hoàng gia Tirians ở Hy Lạp từ sớm nhất là năm 1400-1200 trước Công nguyên. Ngay từ năm 700 trước Công nguyên, người Nabataean cổ đại đã phát hiện ra lợi ích của vôi thủy lực và bắt đầu sử dụng bê tông để xây dựng các công trình phức tạp.
Việc sử dụng bê tông đạt đến đỉnh cao vào thời kỳ La Mã, khi các kiến trúc sư La Mã phát minh ra bê tông làm từ đá lửa, tro núi lửa và các cốt liệu khác, cải thiện đáng kể độ bền và chức năng của các công trình. Nhiều tòa nhà thanh lịch và kiên cố từ thời La Mã cổ đại vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay. Từ Đấu trường La Mã đến Đền Pantheon, những công trình này là ví dụ về ứng dụng thành công của bê tông.
Thành phần của bê tông
Các thành phần chính của bê tông bao gồm xi măng, cát và nước. Xi măng là chất kết dính của bê tông, khi trộn với nước sẽ tạo thành hỗn hợp sệt có tác dụng kết dính các cốt liệu lại với nhau. Nhìn chung, xi măng Portland là loại xi măng được sử dụng phổ biến nhất và thành phần chính của nó là canxi silicat, canxi aluminat và canxi ferit. Các thành phần này phản ứng hóa học với nước và kết hợp với cốt liệu trong quá trình đông cứng để tạo thành một cấu trúc bền chắc.
Ngoài ra, loại và tỷ lệ cốt liệu trong công thức bê tông cũng sẽ ảnh hưởng đến cường độ và độ bền của sản phẩm cuối cùng. Cốt liệu thô thường là đá dăm, trong khi cốt liệu mịn là cát. Tùy thuộc vào yêu cầu xây dựng, kích thước và thành phần của các vật liệu này sẽ được điều chỉnh để phù hợp với các môi trường và điều kiện tải khác nhau.
Tính năng tuyệt vời
Một trong những đặc tính tuyệt vời của bê tông là khả năng tự phục hồi. Trong một số trường hợp, các vết nứt trên bê tông có thể tự phục hồi thông qua phản ứng của nước với các hạt chưa ngậm nước trong xi măng để tạo thành cấu trúc tinh thể. Ngoài ra, độ bền của nó cũng làm cho bê tông hoạt động tốt trong môi trường biển. Bê tông La Mã cổ đại vẫn có thể chống lại sự xói mòn của nước biển, điều mà bê tông hiện đại khó có thể sánh được.
Sự phát triển của bê tông luôn theo kịp nhu cầu xây dựng thay đổi của chúng ta và những phát triển trong tương lai có thể sẽ liên quan đến các vật liệu bê tông thân thiện với môi trường hơn và có hiệu suất được tối ưu hóa.
Cuối cùng, khi công nghệ phát triển, ngày càng nhiều kiến trúc sư và kỹ sư tìm cách giảm lượng khí thải carbon dioxide trong quá trình sản xuất bê tông và khám phá việc sử dụng nhiều vật liệu tái tạo khác nhau để cải thiện tác động đến môi trường. Bạn nghĩ bê tông sẽ thay đổi và phát triển như thế nào trong tương lai?
