>> Các loại bê tông cốt sợi
>> Bê tông thời La Mã bền vững hơn 20 lần bê tông hiện hay
>> Bê tông cốt tre với những ưu điểm nổi trội
Nguồn gốc và tiền thân
Trên vùng đất ngày nay là Israel, quá trình đốt cháy tự phát tạo ra các phản ứng giữa đá vôi và đá phiến dầu, dẫn đến sự lắng đọng tự nhiên của “xi măng tự nhiên” có thể tạo ra bê tông trong tương lai.
Đá vôi – còn thường được gọi là “vôi” – đóng vai trò đầu tiên trong câu chuyện về bê tông, là thành phần cơ bản của xi măng, và nó đã được sử dụng trong nhiều thiên niên kỷ. Có trước một ngôi đền đá đồ sộ khác, Stonehenge, cách đây 6.000 năm, Göbekli Tepe ở Thổ Nhĩ Kỳ ngày nay là công trình kiến trúc đá vôi sớm nhất được biết đến. Đá vôi tạo nên các cột hình chữ T của ngôi đền này, được xây dựng và chạm khắc bởi những người tiền sử, những người chưa phát triển công cụ kim loại hoặc thậm chí là đồ gốm.
Những cấu trúc giống như bê tông đầu tiên, những bể chứa bí mật dưới lòng đất để chứa nước khan hiếm, được xây dựng bởi những thương nhân Nabataea hoặc Bedouin, những người đã phát triển một đế chế nhỏ trong các ốc đảo sa mạc ở miền nam Syria và miền bắc Jordan. Một số trong số những bể chứa này vẫn còn tồn tại trong những khu vực đó ngày nay.
Tại đất nước Nam Tư cũ, trong khu vực Lepenski Vir dọc theo sông Danube, người ta đã tìm thấy những túp lều vào giữa những năm 1960 với nền bê tông lấp lánh. Xi măng vôi được sử dụng có lẽ đến từ một chất lắng đọng và được trộn với cát, sỏi và nước để giống hỗn hợp bê tông của thời đại chúng ta.
Di tích cổ xưa
Đá vôi hay khối bê tông? Bất chấp một số suy đoán tranh luận sôi nổi về việc các khối đá trong kim tự tháp Ai Cập được hình thành bằng một loại bê tông sơ khai cách đây hơn 5.000 năm, nhiều người tin rằng các khối đá vôi được lấy từ các mỏ đá gần đó. Để làm vữa để giữ các khối với nhau, những người xây dựng đã trộn rơm với bùn có chứa đá vôi, thạch cao và đất sét nghiền.
Xã hội Minoan trên đảo Crete, tiền thân của người Hy Lạp và được coi là nền văn minh châu Âu đầu tiên, đã sử dụng vật liệu xây dựng trộn đất sét và một loại tro núi lửa gọi là pozzolana để xây dựng sàn nhà, nền móng và cống rãnh.
Các nhà xây dựng Trung Đông đã đốt đá vôi và trộn với nước, sau đó sử dụng hỗn hợp này để phủ bên ngoài các bức tường bằng đất sét giã của họ. Khi hỗn hợp phản ứng với không khí, nó tạo thành một bề mặt cứng, bảo vệ – và đặt nền móng cho các phiên bản xi măng hiện đại.
Người Mycenaeans đã sử dụng xi măng thời kỳ đầu của họ để xây dựng lăng mộ. Bạn có thể thấy một số trong số chúng ngày nay ở Peloponnese ở Hy Lạp.
Người miền Bắc Trung Quốc đã sử dụng một dạng xi măng để đóng thuyền và phần của họ trong Vạn Lý Trường Thành. Qua nhiều thế kỷ xây dựng bức tường, vật liệu được sử dụng cho toàn bộ nhịp của nó bao gồm lau sậy, cành liễu, gỗ, cát nén, bùn và 100 triệu tấn đá và gạch. Ở những nơi không được gắn kết bằng vữa đá vôi, chúng được giữ với nhau bằng một loại vữa làm từ gạo nếp, gạo tẻ.
Cũng chính những người Bedouin đi tiên phong trong các bể chứa ngầm sau này đã xây dựng các lò nung để sản xuất một loại vôi thủy lực thô sơ – xi măng đông cứng dưới nước – để làm vữa chống thấm giúp xây dựng nhà cửa, sàn nhà và các bể chứa mới chống thấm dưới lòng đất.
Từ Đế chế La Mã đến Phục hưng
Người La Mã bắt đầu với những nguyên liệu thô giống như người Minoan – tro núi lửa được tìm thấy gần Pompeii và Núi Vesuvius, mà họ sử dụng để làm dày hỗn hợp đá vôi nung, đá ngầm, cát và nước – cho phép họ xây dựng các đường dốc, bậc thang, và những con đường cuối cùng đã kết nối toàn bộ đế chế.
Đổ hỗn hợp vào khuôn đã sớm cho phép các nhà xây dựng tạo ra các mái vòm và mái vòm, cũng như các mái vòm của hệ thống dẫn nước và nhà tắm mang tính biểu tượng của đế chế. Bê tông La Mã đã chịu đựng động đất, sét đánh, sóng biển va chạm và thời tiết hàng nghìn năm.
Sau cuộc nội chiến của Rome, vị hoàng đế được gọi là Vespasian đã bắt tay vào xây dựng nhà hát lớn nhất thế giới với hơn 50.000 chỗ ngồi. Ngày nay, chúng ta biết đến sân vận động đầu tiên trên thế giới, được hoàn thành cách đây 1.937 năm, với tên gọi “Đấu trường La Mã”. Khoảng một phần ba của cấu trúc vẫn còn tồn tại gần hai thiên niên kỷ sau đó, một biểu tượng mang tính biểu tượng của Đế chế La Mã.
Đền Pantheon của Rome, sắp kỷ niệm sinh nhật lần thứ 1.900, vẫn vững chãi như mọi khi. Mái vòm bằng bê tông không cốt thép của ngôi đền rộng và cao gấp đôi so với bất kỳ mái vòm nào từng được tạo ra vào thời điểm đó, kéo dài 143 feet với “oculus” nổi tiếng ở trung tâm. Trọng lượng khổng lồ của nó được củng cố bởi những bức tường bê tông cực dày và tám hầm chứa thùng, tất cả đều được gia cố bằng gạch – nhưng không có giá đỡ bên trong.
Các kỹ sư ngày nay sẽ không dám xây một mái vòm không gia cố với kích thước như vậy, và họ có thể không bao giờ biết bí mật về sự ổn định lâu dài của Pantheon. Chúng ta biết rằng các kỹ sư của Hoàng đế Hadrian đã điều chỉnh công thức chế tạo bê tông, sử dụng nhiều tro núi lửa hơn đá để làm mái vòm nhẹ hơn và nhiều đá kết tụ hơn trong các bức tường để gia cố nặng hơn. Nhưng khi Đế chế La Mã sụp đổ vào năm 476 sau Công nguyên, công thức chế tạo bê tông chưa từng có của người La Mã đã bị thế giới đánh mất.
Ngay sau Thời kỳ đen tối, một khinh hạm người Ý tên là Giovanni Giocondo đã xây dựng Cầu Pont Notre-Dame ở Paris bằng cách sử dụng thông tin còn sót lại từ công thức xi măng La Mã cổ đại. Khoảng 250 năm sau, cấu trúc này bị phá bỏ do những ngôi nhà được xây dựng trên đỉnh cầu tăng quá nhiều trọng lượng. Giocondo sẽ đi vào lịch sử với tư cách là người duy nhất cố gắng xây dựng bằng bê tông trong thời kỳ Phục hưng.
VLXD.org (TH/ hancorp)