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HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
Concreto reforçado. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor O concreto armado é um material de construção composto de concreto e aço.
A invenção do concreto armado foi precedida pela descoberta do cimento - um aglutinante especial que pode endurecer após a adição de água. Em 1796, o inglês Parker, ao queimar uma mistura de argila e cal, obteve o romance - a primeira marca de cimento da história. Nos anos seguintes, novas receitas para a produção de cimento foram descobertas. Misturado em certas proporções com cascalho, areia e água, o cimento formou o concreto. Devido às suas propriedades plásticas (sua massa bruta pode ter qualquer forma, que foi preservada após o endurecimento), o concreto na primeira metade do século XIX foi amplamente utilizado na construção civil. As estruturas de concreto apresentaram alta resistência à compressão, resistência ao fogo, resistência à água, rigidez e durabilidade. Mas eles, como qualquer pedra, não suportavam bem a carga de tração, então seu uso era bastante limitado. O concreto foi usado principalmente para a construção de divisórias e vigas finas com vãos de até 4 m. O principal material para as estruturas de suporte foi o ferro na forma de vários tipos de hastes e tiras forjadas. Ao contrário do concreto, as estruturas de ferro resistiram perfeitamente à carga de compressão, tensão e flexão, mas ao ar livre perderam rapidamente essas qualidades devido à corrosão. Além disso, notou-se que quando aquecido acima de quinhentos graus, o ferro se torna fluido e perde sua força. Como resultado, durante fortes incêndios, edifícios altos, onde a carga de rolamento era colocada nas peças de ferro, foram destruídos. No final do século XIX, começou a ser sentida uma forte necessidade de um novo material de construção que combinasse as vantagens do ferro e do betão, mas não tivesse as suas desvantagens. O concreto armado tornou-se tal material. Usando concreto e ferro separadamente, os construtores não pensaram por muito tempo que poderiam ser conectados. Isso aconteceu através da experiência. Entretanto, a armadura colocada na cofragem foi facilmente envolta em betão e acabou por ser incluída na sua massa. Devido à forte adesão do ferro ao concreto, ambos os materiais começaram a funcionar como um todo (é muito importante que o concreto e o ferro tenham o mesmo coeficiente de expansão térmica). A primeira patente para o uso de concreto armado foi feita em 1854 pelo estucador inglês William Wilkinson. Mais tarde, ele usou amplamente concreto armado na construção de pisos e, em 1865, ergueu uma pequena casa em Newcastle-on-Tyne, inteiramente de estruturas de concreto armado. Não apenas paredes e tetos eram feitos de concreto armado, mas também escadas, degraus e uma chaminé. Aparentemente, foi a primeira casa de concreto armado da história. No entanto, a descoberta de Wilkinson não foi amplamente divulgada e passou despercebida. Simultaneamente com Wilkinson, o empreiteiro Coignet iniciou suas experiências com concreto armado na França. Ele construiu vários edifícios com esse material e, em 1861, publicou um pequeno panfleto "O uso do concreto na arte de construir", no qual, em particular, escreveu que as barras de ferro incluídas no concreto aumentam a capacidade de carga do concreto. Mas a descoberta de Coignet também não teve continuação. Sua empresa faliu. A honra da descoberta do concreto armado está, portanto, associada ao nome de outro francês - Joseph Monnier. Há alguma estranha ironia no fato de que dois construtores profissionais, apesar de todos os seus esforços, não puderam introduzir concreto armado na prática da construção, mas isso foi feito por uma pessoa que estava muito longe da construção, que fez sua invenção por acaso. Monier trabalhou como jardineiro na empresa de horticultura Fleur Brothers em Versalhes. Desde 1861, ele começou a realizar experimentos na fabricação de banheiras de jardim de areia e cimento. Logo ele conseguiu fazer uma banheira de concreto na qual uma laranjeira foi plantada. Algum tempo depois, Monnier descobriu rachaduras nas paredes desta banheira. Então ele reforçou com aros de arame de ferro. O ferro logo começou a enferrujar, formando manchas e manchas marrons sujas na superfície da banheira. Para melhorar sua aparência, Monnier o cobriu com argamassa de cimento. A cuba de ferro-cimento resultante ficou tão boa que Monier teve a ideia de continuar fazendo cubas dessa maneira. Há uma opinião de que Monier agiu não apenas por experiência, mas conhecia o trabalho de Coignet e emprestou sua ideia. Mas seja como for, ele teve mais sorte. Monier não apenas ganhou a fama oficial de criador do concreto armado, mas também conseguiu extrair alguns benefícios materiais de sua invenção. Em 1867, ele registrou sua primeira patente para vasos de jardim portáteis feitos de ferro e argamassa de cimento. Não satisfeito com isso, passou a fazer novos experimentos com esse material. Em 1868, Monnier construiu uma pequena bacia de ferro-cimento em Mysons Alfort e, no mesmo ano, registrou a patente de um tanque e tubos de ferro-cimento. Em 1869, ele fez um pedido de patente para lajes e divisórias de ferro-cimento e construiu um teto de ferro-cimento sobre sua oficina. A rigor, do ponto de vista moderno, todas essas invenções ainda não eram concreto armado.
Monier, não sendo um construtor profissional, tinha ideias muito vagas sobre como o concreto e o ferro interagiam. Por exemplo, ele recomendou a colocação de tela de arame em uma laje estritamente no meio de sua seção, enquanto era mais racional colocá-la na parte inferior da estrutura. No entanto, isso não diminui sua fama como descobridor de um dos materiais de construção mais notáveis e amplamente utilizados do século XX. De fato, vários inventores trabalharam na criação de concreto armado antes de Monnier, mas é ele quem tem o mérito de sua aplicação prática versátil. Depois de ter alcançado o sucesso, Monier no futuro pensou constantemente em expandir o escopo de sua invenção. Em 1873, ele recebeu uma patente para uma ponte de concreto armado e, em 1875, apresentou seu modelo a um comitê de especialistas, que passou no teste de carga. No mesmo ano, o inventor construiu uma passarela com base neste modelo com um vão de 16 m e uma largura de 4 m. Em 1878, obteve uma patente para vigas e travessas de concreto armado e, em 1880, uma patente combinada para todos os projetos previamente declarados. Então ele fez aplicações para suas invenções na Alemanha e na Rússia. Não se pode dizer, no entanto, que o novo material tenha recebido reconhecimento universal imediatamente. O uso em larga escala do concreto armado só começou no século seguinte, quando as estruturas de concreto armado de Monier foram aprimoradas por outros engenheiros e quando a doutrina fundamental do concreto armado foi desenvolvida, revelando suas propriedades notáveis. No século XNUMX, apenas o primeiro passo foi dado para isso. Em 1879, o engenheiro alemão Weiss, que tinha sua própria construtora, interessou-se pelo concreto armado e comprou de Monier o direito de patente para usar seu sistema na Alemanha. Depois disso, ele comprou todo o resto de suas patentes. Foi graças a Weiss que o novo material se tornou amplamente conhecido. Em 1886, sob a direção de Weiss, foram realizados experimentos científicos para estudar as propriedades do concreto armado, que deram os resultados mais brilhantes. No entanto, o concreto armado tornou-se um material de construção verdadeiramente independente e novo somente depois que Weiss, em 1887, transferiu a armadura do meio da seção, onde Monier a colocou, para a zona inferior da viga ou laje, que experimentou a maior carga de tração neste papel. Sabe-se que Monnier, tendo visto a produção de uma placa em um dos canteiros de obras de Berlim, protestou contra a nova tecnologia, perguntando com raiva: "Diga-me, quem é o inventor deste projeto - você ou eu?" A isso, Weiss respondeu calmamente: "Você foi o primeiro a conectar o ferro ao concreto e, portanto, chamo esse projeto de sistema Monier, mas fui o primeiro a organizar corretamente o ferro e o concreto, embora, infelizmente, não tenha conseguido uma patente por esta." Graças à inovação da Weiss, o vão da laje de concreto armado foi aumentado para 5 m. Desde então, as lajes de concreto armado têm sido cada vez mais utilizadas na construção. O concreto armado, por exemplo, fez uma verdadeira revolução na construção de pontes, permitindo resolver muitas dificuldades que antes pareciam intransponíveis. Anteriormente, pedras lavradas de dimensões precisas e ferro de qualidades especiais eram usadas para construir pontes. Para colocar pedras pesadas e elementos metálicos no lugar, foram necessários mecanismos de elevação poderosos e dispositivos de transporte especiais. Enquanto isso, a utilização de estruturas de concreto armado não exigia grandes verbas, pois a maioria de seus componentes eram areia e brita, de natureza difundida, que podiam ser lavradas no canteiro de obras. O ferro coberto de concreto não enferrujava e mantinha sua resistência por muito mais tempo. Ao mesmo tempo, o concreto armado apresentou alta resistência ao fogo. Enquanto as vigas de ferro desabaram rapidamente em um forte incêndio, as estruturas de concreto armado resistiram à ação de um forte incêndio por 4-5 horas. O grande interesse em concreto armado surgiu após o grande incêndio em Baltimore em 1904, quando cerca de 300 grandes edifícios construídos com estruturas de ferro abertas queimaram e desmoronaram. Desde então, todas as estruturas portantes eram feitas apenas de concreto armado. O concreto armado também foi muito utilizado na fortificação, pois apresentou resistência quatro vezes maior do que o concreto comum. Autor: Ryzhov K.V.
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