钢筋混凝土是谁发明的?

混凝土的发明

罗马混凝土 Opus Caementitium

公元3世纪,在下意大利出现了一种新的墙体建造方法:石灰灰浆和碎石倒进石块堆砌的空腔里,用捣实法压实。锚石连接两个两侧的石块,确保必要的稳定性,直到夯实材料硬化为止。 罗马人发明了混凝土,随着罗马帝国的衰落,混凝土建筑的知识逐渐消失。

水泥复兴

直到18世纪后半叶,许多英国发明家开始用天然和人工制造的水泥进行试验,混凝土的知识才得以恢复。

水硬现象

1755年英国人约翰·史密顿(John Smeaton)于一次灯塔修复中,意外中发现了水硬现象。他发现水泥中一定的粘土含量是导致砂浆在水下凝结性能和后期防水性能的原因。他声称,他的砂浆在强度和耐久性方面可以与最好的波特兰石材媲美。

1796年英国人詹姆斯·帕克(James Parker)成功地生产了罗马水泥。

化学原理

1815年,柏林化学家约翰·弗里德里希·约翰(Johann Friedrich John)确定了产生粘结力的是硅酸盐的作用。

波特兰水泥

1824年,约瑟夫· 亚斯普丁(Joseph Aspdin), 总结出石灰、黏土、矿渣等各种原料之间的比例以及生产这种混合料的方法,申请了专利,他将这种水泥命名为波特兰水泥(portland cement), 因为强度和耐久性方面可以与最好的波特兰石材媲美。 他的水泥很快就大受欢迎,而波特兰这个名字,作为混凝土的胶凝成分,至今仍在使用。

钢筋混凝土的发明

钢筋作为受拉构件

1852年,英国威廉·布特兰·威尔金森(William Boutland Wilkinson)成功地建造了第一个用钢丝绳加固的楼板。1854年, 为一种钢筋混凝土复合楼板申请了专利。1865年,他在英国纽卡斯尔为自己建造了一座两层楼高的房子,完全用混凝土建造,他把钢筋放在了受拉区,因为多跨面板将钢筋转移到了顶部的中间和末端支架上。

在同一时期,法国人约瑟夫·路易斯·兰博特(Josef Louis Lambot)正在研究如何使用钢筋作为受拉构件,于1854年在巴黎建造了几艘钢筋混凝土船。但钢与混凝土的结合并没有广泛应用。

广泛应用

1867年,法国园丁约瑟夫·莫尼尔(Joseph Monier)获得了钢筋混凝土花盆的专利,然后用这种新材料建造了混凝土水箱和桥梁。


约瑟夫·莫尼尔(Joseph Monier)钢筋混凝土花盆

1877年,德国公布了第一个水泥标准。 1880年前后,随着钢筋混凝土施工技术的改进,Coignet公司在法国取得了巨大的经济成功。与此同时,在德国,建筑承包商购买了法国园丁约瑟夫·莫尼尔(Joseph Monier)的专利,标志着德国钢筋混凝土建设的大规模开始。

世界博览会于1900年在巴黎举行。埃德蒙·柯尼特Edmond Coignet的设计完全是用钢筋混凝土建造的。这个结构——就像1851年伦敦的水晶宫和1889年巴黎的埃菲尔铁塔一样——旨在表明建筑技术领域已经取得了巨大的进步。

1902年,Mathias Koenen发表了混凝土和钢筋混凝土结构的结构分析原理。Emil Morsch后来把这发展成钢筋混凝土结构的一般理论。

1902年,世界上第一座钢筋混凝土结构的高层建筑在美国建成,辛辛那提16层的“因加特大楼”。

预应力钢筋混凝土的发明

到19世纪末,钢筋混凝土结构的工程设计方法已经发展起来,并建造了一些主要的结构。到这个时候最早的预应力试验也已经进行了。

美国人杰克逊 Jackson 在1886年提出了一项发明,其中的混凝土元素可以容纳更多的张力,包括用螺纹和螺母增强的铁棒。然而,他的方法只能实现非常小的预应力,拉伸应力和水平推力仍然是一个问题。

德国工程师Doehring继承了Jackson的想法,在他自己的试验中开发了一种钢筋混凝土构件中预应力钢筋的方法,以防止钢筋混凝土施工中的裂缝。与此同时,来自英国的欧内斯特·莱斯利·兰瑟姆(Ernest Leslie Ransome)也在研究钢筋混凝土。他的研究成果是一种异形钢筋,于1893年获得专利。

1911年,法国工程师弗雷西内(Eugene Freyssinet 1879~1962)研究了混凝土的徐变现象,提出了生产预应力混凝土的方法。

1922年,瓦尔特·鲍斯菲尔德(Walter Bauersfeld)获得了一项专利,他的方法是制造穹顶和类似的钢筋混凝土曲面。

1943年Emil Morsch出版了第一本关于预应力混凝土的书。他解释了该材料的分析方法,并描述了一些项目。

预应力混凝土领域的进一步发展,使更长的跨度成为可能,同时也节省了材料。多年来,用于土木和结构工程项目的特殊用途的高强混凝土一直在生产。此外,还进行了玻璃纤维增强和自密实混凝土的试验。更新的混凝土表面处理方法促进了混凝土在建筑中的独特应用的发展。

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