Historia betonu w pigułce

Tym, czym przede wszystkim różnił się beton, występujący w tych starożytności, od nowoczesnego betonu towarowego, jest czynnik wiążący. Egipcjanie wykorzystywali kruszony gips, Rzymianie wiedzieli, jak produkować wapno przez wypalanie kruszonego kamienia wapiennego, i odkryli nawet, iż dodawanie pyłu wulkanicznego lub starej cegły i płytek poprawiało własności wiązania ich cementu.

 

Dzisiaj beton towarowy zawiera mieszankę kruszyw, cementu, wody oraz wielu różnych domieszek. Bardziej szczegółowe poznanie tych poszczególnych składników zapewnia zrozumienie sposobów uzyskania najlepszych rezultatów dla różnych rodzajów inwestycji. Beton to mieszanina kruszywa, piasku i cementu, która w wyniku hydratacji cementu ulega wiązaniu, a następnie twardnieniu, stając się materiałem o właściwościach bliskich właściwościom skał naturalnych.

 

Początki 

Najstarsze ślady stosowania betonu datuje się na 7000 r. p.n.e. Z tego okresu pochodzą budowle w miejscowości Yiftah El w południowej Galilei w Izraelu, w których podłogi i fragmenty ścian wykonane zostały z betonu ze spoiwem wapiennym oraz kruszywem z rozdrobnionego wapienia. Podobny rodzaj betonu spotkać było można na podłogach chat rybackich, które odkryto w 5600 r. p.n.e. w osadzie w Lepenskim Virze w Serbii. Jednak pionierami w dziedzinie betonu jako materiału budowlanego byli starożytni Rzymianie. Stosowali oni technikę wznoszenia konstrukcji z betonu już w IV w. p.n.e. Technika ta polegała na wlewaniu rzadkiej zaprawy między dwie murowane z kamienia ściany i wrzucaniu do środka gruzu kamienno-ceramicznego.

Natomiast sto lat później Rzymianie potrafili już wytworzyć beton, odpowiadający współczesnym betonom. Przygotowywano go z mieszaniny kamieni, wody i cementu, która po związaniu twardniała, tworząc sztuczną skałę. Stosowany przez Rzymian cement złożony był z zaprawy wapiennej i popiołu wulkanicznego, który powszechnie występował na obszarze basenu Morza Śródziemnego. Umiejętność wytwarzania tego cementu Rzymianie przejęli najpewniej od Greków. Ci bowiem jako pierwsi zastosowali mieszaninę wapna i popiołów wulkanicznych do wytwarzania spoiw hydraulicznych. Grecy używali głównie popiołów z wyspy Nisiros oraz Puccoli (Putteoli), stanowiącą grecką kolonię we Włoszech. I to właśnie od miejscowości o nazwie Puccoli, pochodzi nazwa materiału – pucolany.

 

Najwcześniejsze zapiski

Pierwsze zapisane wzmianki o betonie zawdzięczać możemy Witruwiuszowi, rzymskiemu architektowi, konstruktorowi i inżynierowi, żyjącemu w I w. p.n.e. W traktacie „O architekturze ksiąg dziesięć” napisał: „Istnieje pewien gatunek pyłu, który dzięki przyrodzonym właściwościom wytwarza rzeczy godne podziwu. […] Proszek ten zmieszany z wapnem i łamanym kamieniem nie tylko zapewnia trwałość wszystkich budowli, lecz nawet użyty przy budowli grobli w morzu twardnieje pod wodą”. Dostępność surowców, wchodzących w skład ówczesnego betonu, opanowanie technologii produkcji oraz bardzo dobre właściwości sprawiły, że w I w. p.n.e. beton był już powszechnie stosowany. Używany był do budowy fortec, portów, falochronów, świątyń, pomników, akweduktów, dróg. Ponieważ w dowolny sposób można było go kształtować, oprócz prostych ścian, zaczęto formować z betonu łuki i kopuły.

 

Beton w starożytnym Rzymie

Najwięcej zachowanych po dziś dzień obiektów budowanych, do wykonania których używano betonu na bazie cementu pucolanowego, znajduje się na terenach obecnych Włoch. W Pompejach znajdują się termy Karakalli, pochodzące z II w. p.n.e., w których kopuła wykonana została z bloków „sztucznego kamienia”. Z kolei w świątyni Konkordii i Kastora w Rzymie z betonowych płyt wykonano fundamenty, tzw. podia. Beton wykorzystywany był również do budowy ulic i dróg — również do budowy najstarszej drogi w Rzymie – Via Appia.

Z czasów starożytnego Rzymu pochodzi wiele budowli monumentalnych, świątyń i amfiteatrów, które wznoszono głównie z kamienia lub cegły, ale do budowy fundamentów i sklepień używano betonu. Przykładem jest rzymski Panteon – świątynia postawiona na betonowym fundamencie o głębokości 4,5 i grubości 7,3 m. Ściany Panteonu zbudowane zostały z cegły, a przekrycie stanowi kopuła zbudowana z poziomych warstw betonu przełożonych cegłą. Drugą znaną rzymską budowlą, która jest przykładem użycia betonu, jest Koloseum.

 

 

Cement i beton współcześnie

Powrót do korzystania z betonu w budownictwie nastał po ponownym zainteresowaniu się cementem pod koniec XVIII w. Przypuszczać można, że pierwszym cementem stosowanym w końcu XVIII w. był cement Parkera, opatentowany w 1796 r. przez Josepha Parkera. Cement ten nazywano również cementem romańskim, ze względu na jego kolor, przypominający stare cementy rzymskie, wykonywane z wapna i pucolany. W tym samym roku francuski inżynier wojskowy Lesage wyprodukował tzw. cement naturalny na bazie otoczaków. Najwcześniej ośrodki produkcji cementu romańskiego zlokalizowane były w Anglii i Francji, ale szybko powstały kolejne w Niemczech, Szwajcarii, Czechach i Polsce. Cement romański stał się bardzo popularny przede wszystkim dzięki wykorzystaniu go do budowy wiaduktu w Chirk, w Anglii.

 

 

Nowoczesny beton opracowano po odkryciu cementu portlandzkiego. Pierwszy raz został on opatentowany w 1824 roku.  W formie, w której znamy go dziś, został rozwinięty dopiero w roku 1845. Wtedy bowiem udało się osiągnąć najwyższe temperatury w piecu, a cement portlandzki dał podłoże dla nowych form budownictwa.

Niezależnie od dokonujących się postępów, próby zaopatrywania branży budowlanej w beton towarowy na placu budowy nie cieszyły się powodzeniem aż do późnych lat 20. W Wielkiej Brytanii pierwszą wytwórnię betonu towarowego założono w roku 1930, a do lat 60. XX wieku ugruntowała się krajowa sieć wytwórni betonu.

 

Okazuje się, że beton ma bardzo bogatą historię, sięgającą aż starożytności. Warto o niej pamiętać, podziwiając współczesne zabytki architektury — gdyby nie tradycje zapoczątkowane przed naszą erą, nie mielibyśmy dziś tak bogatej spuścizny, z której możemy korzystać w budownictwie.