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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Concreto reforzado. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. El hormigón armado es un material compuesto de construcción compuesto por hormigón y acero.
La invención del hormigón armado fue precedida por el descubrimiento del cemento, un aglutinante especial que puede endurecerse después de agregarle agua. En 1796, el inglés Parker, al cocer una mezcla de arcilla y cal, obtuvo el romance, la primera marca de cemento de la historia. En los años siguientes se descubrieron nuevas recetas para producir cemento. Mezclado en determinadas proporciones con grava, arena y agua, se forma hormigón de cemento. Debido a sus propiedades plásticas (su masa bruta puede tener cualquier forma, que luego se conserva después del endurecimiento), el hormigón en la primera mitad del siglo XIX fue ampliamente utilizado en la construcción. Las estructuras de hormigón tenían alta resistencia a la compresión, resistencia al fuego, resistencia al agua, rigidez y durabilidad. Pero ellos, como cualquier piedra, no resistieron bien la carga de tracción, por lo que su uso fue bastante limitado. El hormigón se utilizó principalmente para la construcción de tabiques delgados y vigas con una luz de hasta 4 m El material principal para las estructuras de soporte fue el hierro en forma de varios tipos de varillas y tiras forjadas. A diferencia del hormigón, las estructuras de hierro resistieron perfectamente la carga de compresión, tensión y flexión, pero al aire libre perdieron rápidamente estas cualidades debido a la corrosión. Además, se notó que cuando se calienta por encima de los quinientos grados, el hierro se vuelve fluido y pierde su fuerza. Como resultado, durante fuertes incendios, se destruyeron edificios de gran altura, donde la carga de los cojinetes se colocó sobre las piezas de hierro. A fines del siglo XIX, comenzó a sentirse una fuerte necesidad de un nuevo material de construcción que combinara las ventajas del hierro y el hormigón, pero que no tuviera sus desventajas. El hormigón armado se convirtió en un material de este tipo. Usando hormigón y hierro por separado, los constructores no pensaron durante mucho tiempo que podrían conectarse entre sí. Esto se produjo a través de la experiencia. Mientras tanto, el refuerzo colocado en el encofrado se envolvió fácilmente en hormigón y resultó estar incluido en su masa. Debido a la fuerte fuerza adhesiva del hierro con el hormigón, ambos materiales comenzaron a trabajar como un todo (es muy importante que el hormigón y el hierro tengan el mismo coeficiente de dilatación térmica). La primera patente para el uso de hormigón armado fue tomada en 1854 por el yesero inglés William Wilkinson. Más tarde, utilizó mucho el hormigón armado en la construcción de pisos, y en 1865 erigió una pequeña casa en Newcastle-on-Tyne, enteramente de estructuras de hormigón armado.No solo las paredes y los techos eran de hormigón armado, sino también las escaleras, los escalones y una chimenea. Al parecer, fue la primera casa de hormigón armado de la historia. Sin embargo, el descubrimiento de Wilkinson no tuvo una gran difusión y pasó desapercibido. Simultáneamente con Wilkinson, el contratista de obras Coignet comenzó sus experimentos con hormigón armado en Francia. Construyó varios edificios con este material y en 1861 publicó un pequeño folleto "El uso del hormigón en el arte de la construcción", en el que, en particular, escribió que las barras de hierro incluidas en el hormigón aumentan la capacidad portante del hormigón. Pero el descubrimiento de Coignet tampoco tuvo continuación. Su empresa quebró. Por lo tanto, el honor del descubrimiento del hormigón armado está asociado con el nombre de otro francés: Joseph Monnier. Hay una extraña ironía en el hecho de que dos constructores profesionales, a pesar de todos sus esfuerzos, no pudieron introducir el hormigón armado en la práctica de la construcción, pero esto fue hecho por una persona que estaba muy lejos de la construcción, quien hizo su invención por casualidad. Monier trabajaba como jardinero en la firma hortícola Fleur Brothers en Versalles. Desde 1861, comenzó a realizar experimentos sobre la fabricación de bañeras de jardín a partir de arena y cemento. Pronto logró hacer una tina de concreto en la que se plantó un naranjo. Algún tiempo después, Monnier descubrió grietas en las paredes de esta tina. Luego lo reforzó con aros de alambre de hierro. El hierro pronto comenzó a oxidarse, formando manchas marrones sucias y manchas en la superficie de la tina. Para mejorar su aspecto, Monier lo untó encima con mortero de cemento. La tina de hierro-cemento resultante resultó ser tan buena que a Monier se le ocurrió la idea de seguir fabricando tinas de esta manera. Existe la opinión de que Monier no sólo actuó de forma experimental, sino que estaba familiarizado con el trabajo de Coignier y tomó prestada su idea. Pero, sea como fuere, tuvo más suerte. Monier no sólo se ganó la fama oficial como creador del hormigón armado, sino que también logró obtener algunos beneficios materiales de su invento. En 1867 obtuvo su primera patente para jardineras portátiles hechas de hierro y mortero de cemento. No satisfecho con esto, comenzó a realizar nuevos experimentos con este material. En 1868, Monier construyó una pequeña piscina de ferrocemento en Maysons-Alfort y ese mismo año obtuvo una patente para el tanque y las tuberías de ferrocemento. En 1869 solicitó una patente para losas y tabiques de ferrocemento y construyó un techo de ferrocemento sobre su taller. Estrictamente hablando, desde un punto de vista moderno, todos estos inventos aún no eran hormigón armado.
Monier, al no ser un constructor profesional, tenía ideas muy vagas sobre cómo interactuaban el hormigón y el hierro. Por ejemplo, recomendó colocar malla de alambre en una losa estrictamente en el medio de su sección, mientras que lo más racional era colocarla en la parte inferior de la estructura. Sin embargo, esto no disminuye en modo alguno su fama como descubridor de uno de los materiales de construcción más notables y ampliamente utilizados del siglo XX. De hecho, varios inventores trabajaron en la creación de hormigón armado antes de Monnier, pero es él quien tiene el mérito de su aplicación práctica versátil. Una vez que logró el éxito, Monier en el futuro pensó constantemente en expandir el alcance de su invención. En 1873 recibió una patente para un puente de hormigón armado y en 1875 presentó su modelo a un comité de expertos, que pasó la prueba de carga. En el mismo año, el inventor construyó una pasarela de 16 m de luz y 4 m de ancho según este modelo, en 1878 obtuvo una patente para vigas y traviesas de hormigón armado, y en 1880 una patente combinada para todos los diseños previamente declarados. Luego hizo aplicaciones para sus inventos en Alemania y Rusia. Sin embargo, no se puede decir que el nuevo material recibió inmediatamente el reconocimiento universal. El uso a gran escala del hormigón armado no comenzó hasta el siglo siguiente, cuando otros ingenieros mejoraron las estructuras de hormigón armado de Monier y cuando se desarrolló la doctrina fundamental del hormigón armado, revelando sus notables propiedades. En el siglo XIX, sólo se dio el primer paso en este sentido. En 1879, el ingeniero alemán Weiss, que tenía su propia empresa constructora, se interesó por el hormigón armado y compró el derecho de patente a Monier para utilizar su sistema en Alemania. Después de eso, compró el resto de sus patentes. Fue gracias a Weiss que el nuevo material se hizo ampliamente conocido. En 1886, bajo la dirección de Weiss, se llevaron a cabo experimentos científicos para estudiar las propiedades del hormigón armado, que dieron los resultados más brillantes. Sin embargo, el hormigón armado se convirtió en un material de construcción verdaderamente independiente y nuevo solo después de que Weiss en 1887 transfiriera el refuerzo desde la mitad de la sección, donde Monier lo colocó, a la zona inferior de la viga o losa, que experimentó la mayor carga de tracción en este parte. Se sabe que Monnier, después de haber visto la producción de una placa en una de las obras de construcción de Berlín, protestó contra la nueva tecnología y preguntó enojado: "Dime, ¿quién es el inventor de este diseño, tú o yo?" A esto, Weiss respondió con calma: "Usted fue el primero en conectar el hierro al concreto y, por lo tanto, llamo a este diseño el sistema Monier, pero yo fui el primero en colocar correctamente el hierro y el concreto, aunque, desafortunadamente, no pude obtener una patente para esto." Gracias a la innovación de Weiss, la luz de la losa de hormigón armado se aumentó a 5 m Desde entonces, las losas de hormigón armado se han utilizado cada vez más en la construcción. El hormigón armado, por ejemplo, supuso una auténtica revolución en la construcción de puentes, permitiendo solucionar muchas dificultades que antes parecían insuperables. Anteriormente, se usaban piedras labradas de dimensiones precisas y hierro de grados especiales para construir puentes. Para colocar piedras pesadas y elementos metálicos, se requerían potentes mecanismos de elevación y dispositivos de transporte especiales. Mientras tanto, el uso de estructuras de hormigón armado no requería grandes fondos, ya que la mayoría de sus componentes eran arena y grava, de naturaleza generalizada, que podían extraerse en el sitio de construcción. El hierro cubierto de hormigón no se oxidaba y conservaba su resistencia durante mucho más tiempo. Al mismo tiempo, el hormigón armado mostró una alta resistencia al fuego. Mientras que las vigas de hierro colapsaron rápidamente en un fuerte incendio, las estructuras de hormigón armado resistieron la acción de un fuerte incendio durante 4-5 horas. Un gran interés en el hormigón armado surgió después del gran incendio en Baltimore en 1904, cuando unos 300 grandes edificios construidos con estructuras abiertas de hierro se incendiaron y colapsaron. Desde ese momento, todas las estructuras de carga se hicieron solo de hormigón armado. El hormigón armado también se usó ampliamente en la fortificación, ya que mostró cuatro veces más resistencia en comparación con el hormigón ordinario. Autor: Ryzhov K.V.
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