Lịch sử ra đời và phát triển của bê tông

Khái niệm bê tông

Nhiều người còn nhầm lẫn giữa khái niệm bê tông và xi măng. Thực chất, xi măng là một trong những thành phần cấu tạo nên bê tông. Xi măng là tổ hợp của đất sét, đá vôi, đá phiến sét, đá phấn, đá phiến, cát silica và đôi khi được thêm thành phần quặng sát, xỉ lò cao. Sau khi được nghiền nhỏ, các thành phần này được nung ở nhiệt độ cao, tạo ra clinker. Trộn clinker và thạch cao, nghiền mịn, thu được bột xi măng.

Mặt khác, bê tông là hỗn hợp của nước, cát, đá và hồ xi măng. Bê tông có thể được nhào, nặn và đúc ở bất kỳ dạng nào tuỳ theo nhu cầu của người xây dựng như: tấm, bát, khối, cột. Sau khi nước trong bê tông khô đi, bê tông trở nên cứng và giữ nguyên hình dạng khi nhào nặn. Trong hỗn hợp bê tông, xi măng chiếm từ 10 - 15%. 

Sự phổ biến và tiện lợi của bê tông ngày một được nhiều người sử dụng bởi tính năng bền, dẻo, tiết kiệm chi phí. Bê tông có thể đổ ra mọi hình dạng, lấp đầy khoảng trống và có độ phủ linh hoạt đối với mọi loại bề mặt. Khả năng chống thấm và chống cháy của bê tông cũng tồn tại lâu bền. 

Ai phát minh ra bê tông?

Tiền thân của bê tông

Tại Israel cổ đại, khi xảy ra tình trạng đốt cháy tự phát, phản ứng giữa đá phiến dầu và đá vôi tạo ra sự lắng đọng tự nhiên của xi măng, tiền thân của quá trình tạo ra bê tông.

Đá vôi là một trong những thành phần đầu tiên được biết đến trong câu chuyện về bê tông, là một trong những thành phần đầu tiên cấu tạo nên xi măng. Đá vôi được biết đến lần đầu tiên tại một ngôi đền ở Thổ Nhĩ Kỳ cách đây 6.000 năm. Được biết, đá vôi tạo nên các cột trấn trụ cho ngôi đền, được xây dựng và hoàn thiện bởi những người tiền sử, thời đại mà công cụ kim loại chưa được phát triển.

Ngoài ra, những công trình có kết cấu giống như bê tông được tìm thấy từ những bể chứa bí mật dưới lòng đất được xây dựng bởi các thương nhân tại các ốc đảo sa mạc miền Nam Syria, miền bắc Jordan. Cho tới ngày nay, một trong số những bể chứa này vẫn còn tồn tại ở các khu vực này.

Những thay đổi trong lịch sử hình thành bê tông

• Cải tiến mới ở giai đoạn thế kỷ 16

Một người thợ lành nghề tại Đức đã trộn vữa vôi cùng tro núi lửa tạo ra hỗn hợp có khả năng chịu bền và chống nước, mở ra kỷ nguyên xi măng hiện đại.

• Thương mại bê tông vào thế kỷ 17

Vào thế kỷ 17 khi những người xây dựng lành nghề tại Hà Lan đã bán tro núi lửa làm vật liệu chống thấm cho Pháp và Anh. Ngay lập tức, cuộc chạy đua tạo ra vật liệu xây dựng thuỷ lực bắt đầu.

• Năm 1793 - Sản xuất vôi thuỷ lực hiện đại cho xi măng

Trong quá trình xây dựng ngọn hải đăng Eddystone Rocks ở Anh, một kỹ sư đã nghiên cứu để tìm ra vật liệu xây dựng có độ bền và khả năng chống thấm. Sau khi thử nghiệm với đá vôi, ông đã cho ra thành phần clinker. Ông đã nghiền clinker và trộn với nước, cho ra hỗn hợp và sử dụng nó làm vật liệu chính xây dựng ngọn hải đăng.

Từ đây, ông đã khám phá ra bí mật của cách tạo ra bê tông. Một thời gian sau đó, khám phá của ông được gọi tên "xi măng La Mã". Cho tới nay, ngọn hải đăng Eddystone đã tồn tại hơn 100 năm, lâu hơn những tảng đá bị bào mòn bởi khí hậu, thời gian bên dưới chân ngọn hải đăng.

• 1824 - Xi măng Portland ra đời

Một người Anh đã nghiên cứu và tinh chế quy trình tạo ra xi măng, thay đổi tỉ lệ đá vôi với đất sét theo công thức riêng, sau đó đốt hỗn hợp này trong lò nung cho đến khi không còn carbon dioxide. Ông cũng thử nghiệm đun nóng silica và alumina, sau đó nghiền thành bột, trộn lẫn cùng hỗn hợp thạch cao, đá vôi tạo nên công thức xi măng hoàn toàn mới, được đặt tên là xi măng Portland, trở thành thành phần cơ bản của bê tông sau này.

• 1836 - Độ bền được kiểm định

Khả năng nén và kéo của bê tông được kiểm định tại Đức. Trong đó, khả năng kéo thực nghiệm khả năng chống lại lực kéo đứt hoặc lực căng. Cường độ nén thử nghiệm khả năng chống lại lực đẩy, lực nén của bê tông.

• 1850 - Vật liệu gia cố bằng lưới thép

Thử nghiệm đổ bê tông qua lưới thép được thử nghiệm thành công. Bê tông cốt thép có độ cứng cao hơn so với bê tông nguyên bản không gia cố, khả năng lấp khoảng trống tốt, cho phép chịu lực tốt ở những công trình như cầu đường, những toà nhà lớn.

• 1880 - Bê tông gia cố bằng sắt

Thử nghiệm bê tông và sắt được thử nghiệm thành công, ngày nay tổ hợp này được gọi là thanh cốt thép. Các tổ hợp này được sử dụng trong những công trình, dự án tòa nhà thương mại, cầu đường, đường xá, thậm chí những tòa nhà lớn.

• 1889 - Cây cầu làm bằng bê tông cốt thép đầu tiên ra đời

Lần đầu tiên, cây cầu Alvord Lake tại San Francisco được xây dựng bằng vật liệu bê tông cốt thép, cây cầu chống chọi được qua trận động đất năm 1906 và không chịu thiệt hại lớn. Cho tới nay, sau hơn 100 năm xây dựng, cây cầu vẫn còn tồn tại.

• 1891 - Con phố bê tông đầu tiên

Con phố được xây dựng bằng bê tông đầu tiên tại Mỹ. Ngày nay, bê tông được coi là vật liệu gia cố bề mặt thân thiện và tốt nhất trong công trình công cộng.

Bê tông ngày càng được hoàn thiện bởi những phương pháp gia cố, xử lý đặc biệt tăng tính chống thấm, độ bền vững theo thời gian, trước điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Các phiên bản cải tiến của bê tông mang lại những thành phẩm cực kỳ tốt, tiết kiệm chi phí và thời gian. Trong thời đại ngày càng xuất hiện nhiều loại vật liệu thay thế, bê tông vẫn luôn là sự lựa chọn hàng đầu trong những công trình xây dựng. Theo thống kê, bê tông là loại vật liệu nhân tạo được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới, vượt xa sản lượng tiêu thụ của thép, nhựa, nhộm cộng lại.