Historien om betong och cement

Betong är ett material som används i byggnadskonstruktion, bestående av ett hårt, kemiskt inert partikelformigt ämne som kallas en aggregat (vanligtvis gjord av olika typer av sand och grus), som är bundna samman av cement och vatten.

Aggregat kan inkludera sand, krossad sten, grus, slagg, aska, bränd skiffer och bränd lera. Fint aggregat (fint avser storleken på aggregatpartiklarna) används för att tillverka betongplattor och släta ytor. Grovt aggregat används för massiva strukturer eller delar av cement.

Cement har funnits mycket längre än det byggnadsmaterial vi känner igen som betong.

Cement tros vara äldre än själva mänskligheten, efter att ha bildats naturligt för 12 miljoner år sedan, då bränd kalksten reagerade med oljeskiffer. Betong går tillbaka till minst 6500 fvt när Nabatea av det vi känner nu som Syrien och Jordanien använde en föregångare till dagens betong för att bygga strukturer som överlever till denna dag. De assyrier och babylonierna använde lera som bindemedel eller cement. Egypterna använde kalk- och gipscement. Nabateau tros ha uppfunnit en tidig form av hydraulisk betong - som härdar när den utsätts för vatten - med kalk.

Antagandet av betong som byggnadsmaterial transformerade arkitekturen i hela Romerska imperiet, vilket möjliggjorde strukturer och mönster som inte kunde ha byggts med bara den sten som hade varit en häftklammer från tidigt romersk arkitektur. Plötsligt blev bågar och estetiskt ambitiös arkitektur mycket lättare att bygga. Romarna använde betong för att bygga stående landmärken som baden, Colosseumoch Pantheon.

Ankomsten av de mörka åldrarna såg emellertid en sådan konstnärlig ambition sjunka vid sidan av vetenskapliga framsteg. I själva verket såg de mörka åldrarna många utvecklade tekniker för att göra och använda förlorade betong. Betong skulle inte ta nästa allvarliga steg framåt förrän långt efter att de mörka åldrarna hade gått.

1756 tillverkade den brittiska ingenjören John Smeaton den första moderna betongen (hydraulisk cement) genom att lägga till stenar som ett grovt aggregat och blanda drivna tegelstenar i cementen. Smeaton utvecklade sin nya formel för betong för att bygga den tredje Eddystone-fyren, men hans innovation drev en enorm kraft i användningen av betong i moderna strukturer. 1824 uppfann den engelska uppfinnaren Joseph Aspdin Portland Cement, som har förblivit den dominerande formen av cement som används i betongproduktion. Aspdin skapade den första riktiga konstgjorda cementen genom att bränna markkalksten och lera tillsammans. Bränningsprocessen förändrade de kemiska egenskaperna hos materialen och tillät Aspdin att skapa en starkare cement än vanlig krossad kalksten skulle producera.

Betong tog ett historiskt steg framåt med införandet av inbäddad metall (vanligtvis stål) för att bilda det som nu kallas armerad betong eller järnbetong. Armerad betong uppfanns 1849 av Joseph Monier, som fick ett patent 1867. Monier var en parisisk trädgårdsmästare som gjorde trädgårdsgrytor och badkar av betong som var armerade med ett järnnät. Armerad betong kombinerar draghållfastheten eller böjbar hållfasthet hos metall och tryckhållfastheten hos betong för att motstå tunga belastningar. Monier ställde ut sin uppfinning på Paris Exposition 1867. Förutom sina krukor och badkar, marknadsförde Monier armerad betong för användning i järnvägsband, rör, golv och valv.

Dess användning slutade också med den första betongförstärkta bron och massiva strukturer som dammsugare och Grand Coulee-dammar.