„Steinsteypa“: Munur á milli breytinga

Úr Wikipediu, frjálsa alfræðiritinu
Efni eytt Efni bætt við
Dexbot (spjall | framlög)
m Removing Link GA template (handled by wikidata)
allnokkrar orðalagsbreytingar
Lína 1: Lína 1:
[[Mynd:Concrete rebar 0030.jpg|thumb|250px|Járnabinding lögð í steinsteypu.]]
[[Mynd:Concrete rebar 0030.jpg|thumb|250px|Járnabinding lögð í steinsteypu.]]


'''Steinsteypa''' er [[byggingarefni]] sem samanstendur af [[sement]]i, [[grjót]]i (oft [[möl]], [[kalksteinn|kalksteini]] eða [[granít]]i), [[sandur|sandi]], [[vatn]]i og öðrum fylliefnum. Steinsteypa harðnar eftir blöndun við vatn. Vatn hefur áhrif á sement þannig að önnur efni límast saman. Þá myndast efni sem svipar til [[berg]]s. Steinsteypa er notuð í [[gangstétt]]ir, [[húsgrunnur|húsgrunna]], [[vegur|vegi]] og [[hraðbraut]]ir, [[brýr]], [[bílastæði]], [[veggur|veggi]] og undirstöður fyrir [[grindverk]], [[hlið]] og [[stöng|stangir]].
'''Steinsteypa''' er [[byggingarefni]] sem gert er úr [[sement]]i, [[grjót]]i (oft [[möl]], [[kalksteinn|kalksteini]] eða [[granít]]i), [[sandur|sandi]], [[vatn]]i og öðrum fylliefnum. Steinsteypa harðnar eftir blöndun við vatn. Vatn hefur áhrif á sement þannig að það límir saman önnur efni. Þá myndast efni sem svipar til [[berg]]s. Steinsteypa er notuð í [[gangstétt]]ir, [[húsgrunnur|húsgrunna]], [[vegur|vegi]] og [[hraðbraut]]ir, [[brýr]], [[bílastæði]], [[veggur|veggi]] og undirstöður fyrir [[grindverk]], [[hlið]] og [[stöng|stangir]].


Steinsteypa er mest notaða byggingarefni í heimi.<ref>The Skeptical Environmentalist: Measuring the Real State of the World, af [[Bjørn Lomborg]], bls. 138.</ref> Frá og með [[2006]] eru um 7,5 rúmkílómetrar steinsteypu gerðir árlega, það er yfir einn rúmmetra á hvern jarðarbúa.<ref>{{vefheimild | titill = Minerals commodity summary - cement - 2007 | útgefandi = [[United States Geographic Service]] | url = http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/cement/index.html | árskoðað = 2008 | mánuðurskoðað = 16. janúar}}
Steinsteypa er mest notaða byggingarefni í heimi.<ref>The Skeptical Environmentalist: Measuring the Real State of the World, af [[Bjørn Lomborg]], bls. 138.</ref> Frá og með [[2006]] eru búnir til um 7,5 rúmkílómetrar af steinsteypu árlega, þ.e. meira en einn rúmmetri á hvern jarðarbúa.<ref>{{vefheimild | titill = Minerals commodity summary - cement - 2007 | útgefandi = [[United States Geographic Service]] | url = http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/cement/index.html | árskoðað = 2008 | mánuðurskoðað = 16. janúar}}
</ref> Í [[Bandaríkin|Bandaríkjunum]] á steinsteypumarkaður 35 milljarða [[bandaríkjadalur|bandaríkjadala]] á hverju ári. Samtals eru meira en 89.000 km af steinsteyptri hraðbraut í Bandaríkjunum. [[Járnbent steinsteypa]] og [[forspennt steinsteypa]] eru helstu steinsteyputegundir í notkun.
</ref> Í [[Bandaríkin|Bandaríkjunum]] veltir steinsteypumarkaðurinn 35 milljörðum [[bandaríkjadalur|Bandaríkjadala]] á hverju ári. Samtals eru meira en 89.000 km af steinsteyptri hraðbraut í Bandaríkjunum. [[Járnbent steinsteypa]] og [[forspennt steinsteypa]] eru helstu steinsteyputegundir í notkun.


== Saga ==
== Saga ==
[[Mynd:Pantheon dome.jpg|thumb|250px|Hvolfþak [[Panþeon]]s, enn þá stærsta hvolfþak í heimi úr steinsteypu.]]
[[Mynd:Pantheon dome.jpg|thumb|250px|Hvolfþak [[Panþeon]]s, enn þá stærsta hvolfþak í heimi úr steinsteypu.]]


[[Rómaveldi|Rómverjar]] fundu upp [[rómversk steinsteypa|rómverska steinsteypu]] (''Opus caementicium'' á [[latneska|latnesku]]) og gerðu hana úr [[kalk]]i, [[aska|ösku]] og [[vikur|vikri]]. Hún var víðnotuð í rómverskum byggingum en upphaf hennar markaði tímamót í sögu byggingarlistar og eyddi þeim takmörkunum sem notkun steina og múrsteina setti. Notkun steinsteypu opnaði dyr fyrir nýjar og byltingarkenndar hannanir og gerði kleift að byggja í áður óþekktum lögunum og stærri stærðum.<ref>{{bókaheimild |höfundur=Lynne Lancaster |titill = Concrete Vaulted Construction in Imperial Rome. Innovations in Context |útgefandi = Cambridge University Press |ár = 2005 |isbn = 978-0-511-16068-4}}</ref>
[[Rómaveldi|Rómverjar]] fundu upp [[rómversk steinsteypa|rómverska steinsteypu]] (o''pus caementicium'' á [[latneska|latnesku]]) og gerðu hana úr [[kalk]]i, [[aska|ösku]] og [[vikur|vikri]] eða mulningi. Hún var víðnotuð í rómverskum byggingum en uppgötvun hennar markaði tímamót í sögu byggingarlistar og eyddi þeim takmörkunum sem notkun steina og múrsteina setti. og byltingarkennd hönnun varð möguleg með notkun steinsteypu og hægt var reisa stærri byggingar og byggja í formum sem áður var ógerlegt að skapa.<ref>{{bókaheimild |höfundur=Lynne Lancaster |titill = Concrete Vaulted Construction in Imperial Rome. Innovations in Context |útgefandi = Cambridge University Press |ár = 2005 |isbn = 978-0-511-16068-4}}</ref>


Nýlegar rannsóknir hafa komst því að ''Opus caementicium'' er eins sterk og nútímaleg steinsteypa í þrýstiþoli, en nútímaleg járnbent steinsteypa er sterkari hvað togþol varðar.<ref>Henry Cowan: The Masterbuilders, New York 1977, bls. 56, ISBN 978-0-471-02740-9</ref> Rómverjar notuðu ekki steinsteypu eins og hún er notuð í dag, til dæmis var hún lögð í lög með höndunum og ekki helt út í mót.
Nýlegar rannsóknir hafa leitt í ljóso''pus caementicium'' jafnast á við nútímasteinsteypu í þrýstiþoli, en nútímaleg járnbent steinsteypa er sterkari hvað togþol varðar.<ref>Henry Cowan: The Masterbuilders, New York 1977, bls. 56, ISBN 978-0-471-02740-9</ref> Rómverjar notuðu steinsteypu sína ekki á sama hátt og steinsteypa er notuð í dag, til dæmis lögðu þeir hana í lög með höndunum en helltu ekki í mót.


Vegna notkunar steinsteypu í Rómaveldinu eru margar rómverskar byggingar enn standandi í dag. [[Caracalla-almenningsbaðhúsið]] í [[Róm]] er gott dæmi um langlífi steinsteypu, sem gerði Rómverjum kleift að reisa þessa byggingu og aðrar af svipuðu tagi um allt Rómaveldi. Margar rómverskar [[vatnsveitubrú|vatnsveitubrýr]] og [[brú|umferðarbrýr]] voru gerðar úr steinsteypu og þá klæddar með [[múrsteinn|múrsteinum]]. Rómverjarnir notuðu þessa aðferð til að reisa mannvirki eins og [[Panþeon]], sem er með [[hvolfþak]] úr steinsteypu.
Vegna notkunar steinsteypu í Rómaveldi standa margar rómverskar byggingar enn í dag. [[Caracalla-almenningsbaðhúsið]] í [[Róm]] er gott dæmi um langlífi þeirrar steinsteypu sem gerði Rómverjum kleift að reisa þá byggingu og aðrar af svipuðu tagi um allt Rómaveldi. Margar rómverskar [[vatnsveitubrú|vatnsveitubrýr]] og [[brú|umferðarbrýr]] voru gerðar úr steinsteypu og þá klæddar með [[múrsteinn|múrsteinum]]. Rómverjarnir notuðu þessa aðferð til að reisa mannvirki eins og [[Panþeon]], sem er með [[hvolfþak]] úr steinsteypu.


Steinsteypuleyndarmálið var týnt í 13 aldir þar til 1756, þegar [[Bretland|breski]] verkfræðingurinn [[John Smeaton]] notaði vökvakalk (e. ''hydraulic lime'') í steinsteypu, með smásteinum og múrsteinum í duftformi sem fylliefnin. [[Portland-sement]] var notað í steinsteypu í fyrsta sinn um 1840. Hins vegar hafa fundist merki um notkun steinsteypu í byggingu [[Canal du Midi]] í [[Frakkland]]i, sem er [[síki (mannvirki)|síki]] byggt árið 1670.<ref>{{vefheimild |titill=The Politics of Rediscovery in the History of Science: Tacit Knowledge of Concrete before its Discovery |url=http://www.allacademic.com/meta/p_mla_apa_research_citation/0/2/0/1/2/p20122_index.html |árskoðað=2009 |mánuðurskoðað=22. desember}}</ref>
Steinsteypuleyndarmálið var týnt í 13 aldir þar til 1756, þegar [[Bretland|breski]] verkfræðingurinn [[John Smeaton]] notaði vökvakalk (e. ''hydraulic lime'') í steinsteypu, með smásteina og mulinn múrstein sem fylliefnin. [[Portland-sement]] var notað í steinsteypu í fyrsta sinn um 1840. Hins vegar hafa fundist merki um notkun steinsteypu í byggingu [[Canal du Midi]] í [[Frakkland]]i, sem er [[síki (mannvirki)|skipaskurður]], gerður árið 1670.<ref>{{vefheimild |titill=The Politics of Rediscovery in the History of Science: Tacit Knowledge of Concrete before its Discovery |url=http://www.allacademic.com/meta/p_mla_apa_research_citation/0/2/0/1/2/p20122_index.html |árskoðað=2009 |mánuðurskoðað=22. desember}}</ref>


Í seinni tíð hefur notkun [[endurvinnsla|endurunninna]] efna í steinsteypu notið síaukinna vinsælda vegna lagasetninga um umhverfið sem eru að verða æ strangari. Helst þessara efna er [[svifaska]] (e. ''fly ash'') sem er aukaafurð [[kol]]aknúinna [[virkjun|virkjana]]. Notkun svifösku hefur stór áhrif á umhverfið með því að minnka [[landfylling]]ar. Þar að auki þarf ekki að framleiða eins mikið sement þar sem svifaska getur verið notuð sem staðgengill þess.
Í seinni tíð hefur notkun [[endurvinnsla|endurunninna]] efna í steinsteypu orðið sífellt vinsælli vegna lagasetningar um umhverfismál sem er að verða æ strangari. Helst þessara efna er [[svifaska]] (e. ''fly ash'') sem er aukaafurð [[kol]]aknúinna [[virkjun|virkjana]]. Notkun svifösku í steinsteypu hefur mikil jákvæð umhverfisáhrif með því að draga úr því efni sem fara þarf til [[landfylling|urðun]]ar. Þar að auki þarf ekki að framleiða eins mikið sement þar sem svifaska getur verið staðgengill þess.


Bætiefni hafa verið notuð í steinsteypu frá tímum Rómverja og Egypta þegar uppgötvaðist að hægt væri að nota ösku úr eldfjöllum til að fastsetja sement neðansjávar. Á svipaðan hátt vissu Rómverjar að það að bæta [[hrosshár]]um við steinsteypu gerir hana ómóttækilega fyrir sprungum, og að bæta [[blóð]]i við gerir hana frostþolna.<ref>{{vefheimild |titill=Brief history of concrete |url=http://www.djc.com/special/concrete/10003364.htm |árskoðað=2009 |mánuðurskoðað=22. desember}}</ref>
Bætiefni hafa verið notuð í steinsteypu frá tímum Rómverja og Egypta þegar uppgötvaðist að hægt væri að nota ösku úr eldfjöllum til að láta sement harðna neðansjávar. Á svipaðan hátt uppgötvuðu Rómverjar að með því að bæta [[hrosshár]]um út í steinsteypu mátti verja hana fyrir sprungum, og ef [[blóð]]i var bætt í hana varð hún frostþolin.<ref>{{vefheimild |titill=Brief history of concrete |url=http://www.djc.com/special/concrete/10003364.htm |árskoðað=2009 |mánuðurskoðað=22. desember}}</ref>


Nú á dögum hafa verið gerðar tilraunir til að bæta steinsteypu með því að bæta öðrum efnum við, til dæmis til þess að auka styrk hennar eða gefa henni leiðandi eiginleika.
Nú á dögum hafa verið gerðar tilraunir til að bæta steinsteypu með því að blanda hana ýmsum efnum, til dæmis til þess að auka styrk hennar eða gefa henni leiðnieiginleika.


== Samsetning ==
== Samsetning ==
[[Mynd:CementMixingWithSand.jpg|thumb|Blanda af sementi og sandi.]]
[[Mynd:CementMixingWithSand.jpg|thumb|Blanda af sementi og sandi.]]


Til eru margar [[tegundir steinsteypu]] sem eru búnar til með því að breyta hlutföllum innihalda.
Til eru margar [[tegundir steinsteypu]] sem eru búnar til með því að breyta hlutföllum innihaldsefna.


=== Sement ===
=== Sement ===
[[Portland-sement]] er algengasta tegund af sementi í notkun. Það er notað í steinsteypu, [[múrblanda|múrblöndu]] og [[pússning]]u. [[John Aspdin]], enskur verkfræðingur, fékk einkaleyfi á Portland-sementi árið 1824; það heitir svo vegna þess hve það líkist [[Portland-steinn|Portland-steini]] á litinn. Steinn þessi er grafinn upp úr [[grjótnáma|grjótnámu]] á [[Portlandey]] við England, og er víðnotuð í byggingum í [[London]]. Hann samanstendur af blöndu af [[kalsín]]-, [[kísill|kísil]]- og [[ál]]oxíði. Portland-sement og önnur lík efni eru búin til með því að hita [[kalksteinn|kalkstein]] (uppsprettu kalsíns) og [[leir]], mala þessa blöndu (sem heitir [[harður múrsteinn]]) og loks að blanda henni með [[súlfat]]i, oftast [[gifs]]i. Framleiðsla Portland-sements stendur fyrir um það bil 5% þess [[koltvísýringur|koltvísýrings]] sem mannkyn gefur frá sér.<ref>{{fréttaheimild|höfundur=Fountain, Henry|titill=Concrete Is Remixed With Environment in Mind|url=http://www.nytimes.com/2009/03/31/science/earth/31conc.html|dagsetning=30. mars 2009|útgefandi=The New York Times|dagsetningskoðað= 30. mars|árskoðað = 2009}}</ref>
[[Portland-sement]] er algengasta tegund af sementi sem nú er í notkun. Það er notað í steinsteypu, [[múrblanda|múrblöndu]] og [[pússning]]u. [[John Aspdin]], enskur verkfræðingur, fékk einkaleyfi á Portland-sementi árið 1824, en það heitir svo vegna þess hve líkt það er [[Portland-steinn|Portland-steini]] á litinn. Steinn þessi er grafinn upp úr [[grjótnáma|grjótnámu]] á [[Portlandey]] við England, og er víða notaður í byggingum í [[London]]. Hann er úr blöndu af [[kalsín]]-, [[kísill|kísil]]- og [[ál]]oxíði. Portland-sement og önnur lík efni eru búin til með því að hita [[kalksteinn|kalkstein]] (uppsprettu kalsíns) og [[leir]], mala þessa blöndu (sem heitir [[harður múrsteinn]]) og loks að blanda í hana [[súlfat|súlfatríku efn]]i, oftast [[gifs]]i. Framleiðsla Portland-sements stendur á bak við um það bil 5% þess [[koltvísýringur|koltvísýrings]] sem mannkyn gefur frá sér.<ref>{{fréttaheimild|höfundur=Fountain, Henry|titill=Concrete Is Remixed With Environment in Mind|url=http://www.nytimes.com/2009/03/31/science/earth/31conc.html|dagsetning=30. mars 2009|útgefandi=The New York Times|dagsetningskoðað= 30. mars|árskoðað = 2009}}</ref>


=== Vatn ===
=== Vatn ===
Þegar sementi og vatni er blandað saman myndast klístur. Þetta klístur límir saman grjót í blöndunni, fyllir bil á milli þeirra og gerir sementinu kleift að flæða á auðveldan hátt. Sé lítið vatn í blöndunni verður steinsteypan sterkari og endingarbetri. Hærra hlutfall vatns gerir steinsteypuna meira fljótandi. Ef vatnið sem notað er í blönduna er óhreint, getur steinsteypan átt erfitt með að harðna og orðið veikbyggð.
Þegar sementi og vatni er blandað saman myndast klístur. Þetta klístur límir saman steina í blöndunni, fyllir bil á milli þeirra og gerir sementinu kleift að flæða á auðveldan hátt. Sé lítið vatn í blöndunni verður steinsteypan sterkari og endingarbetri. Hærra hlutfall vatns gerir steinsteypuna meira þunnfljótandi. Ef vatnið sem notað er í blönduna er óhreint, getur steinsteypan átt erfitt með að harðna og orðið veikbyggð.


Efnahvarf sem gerist í steinsteypu er svona:
Efnahvarfið sem gerist í steinsteypu er svona:
: Ca<sub>3</sub>SiO<sub>5</sub> + H<sub>2</sub>O → (CaO)•(SiO<sub>2</sub>)•(H<sub>2</sub>O)(gel) + Ca(OH)<sub>2</sub>
: Ca<sub>3</sub>SiO<sub>5</sub> + H<sub>2</sub>O → (CaO)•(SiO<sub>2</sub>)•(H<sub>2</sub>O)(gel) + Ca(OH)<sub>2</sub>


=== Fylliefni ===
=== Fylliefni ===
Helstu fylliefni í steinsteypu eru grjót af mismunandi kornastærðum. Mest notuðu fylliefnin eru [[sandur]] og [[malaður steinn]]. Nú á dögum má nota endurunnin fylliefni (úr uppbyggingu eða eyðileggingu) í bland við hefðbundin fylliefni. Einnig eru til framleidd fylliefni eins og [[sori]] og [[botnaska]] úr [[málmbræðsluofn]]um.
Helsta fylliefni í steinsteypu er grjót af mismunandi kornastærð. Mest notuðu fylliefnin eru [[sandur]] og [[malaður steinn|mulinn steinn]]. Nú á dögum má nota endurunnin fylliefni (úr uppbyggingu eða niðurrifi) í bland við hefðbundin fylliefni. Einnig eru notuð fylliefni úr iðnaðarframleiðslu eins og [[sori]] og [[botnaska]] úr [[málmbræðsluofn]]um.


Ef ætlast er til þess að steinsteypan verði til sýnis er stundum bætt við hana skrautefnum eins og [[kvarsít]]i, lítlum steinum eða möluðu [[gler]]i.
Ef ætlast er til þess að yfirborð steinsteypunnar sjáist er stundum bætt í hana skrautefnum eins og [[kvarsít]]i, smásteinum eða muldu [[gler]]i.


=== Styrking ===
=== Styrking ===
Steinsteypa hefur hátt [[þrýstiþol]] af því að fylliefnin geta borið þrýstinginn. Hins vegar er togþol steinsteypu veilt, af því að sementið sem skorðar fylliefnin getur brostið með þrýstingi. [[Járnbent steinsteypa]] er sterkari en venjuleg steinsteypa vegna [[járnabinding]]ar sem ber teygjanlegar þyngdir.
Steinsteypa hefur mikið [[þrýstiþol]] af því að fylliefnin taka á móti þrýstingnum. Hins vegar er togþol steinsteypu veilt, af því að sementið sem skorðar fylliefnin getur brostið þegar það er togað í sundur. [[Járnbent steinsteypa]] er sterkari en venjuleg steinsteypa vegna [[járnabinding]]ar<nowiki/>innar sem eykur togþol hennar.


== Tengt efni ==
== Tengt efni ==

Útgáfa síðunnar 21. janúar 2018 kl. 14:08

Járnabinding lögð í steinsteypu.

Steinsteypa er byggingarefni sem gert er úr sementi, grjóti (oft möl, kalksteini eða graníti), sandi, vatni og öðrum fylliefnum. Steinsteypa harðnar eftir blöndun við vatn. Vatn hefur áhrif á sement þannig að það límir saman önnur efni. Þá myndast efni sem svipar til bergs. Steinsteypa er notuð í gangstéttir, húsgrunna, vegi og hraðbrautir, brýr, bílastæði, veggi og undirstöður fyrir grindverk, hlið og stangir.

Steinsteypa er mest notaða byggingarefni í heimi.[1] Frá og með 2006 eru búnir til um 7,5 rúmkílómetrar af steinsteypu árlega, þ.e. meira en einn rúmmetri á hvern jarðarbúa.[2] Í Bandaríkjunum veltir steinsteypumarkaðurinn 35 milljörðum Bandaríkjadala á hverju ári. Samtals eru meira en 89.000 km af steinsteyptri hraðbraut í Bandaríkjunum. Járnbent steinsteypa og forspennt steinsteypa eru helstu steinsteyputegundir í notkun.

Saga

Hvolfþak Panþeons, enn þá stærsta hvolfþak í heimi úr steinsteypu.

Rómverjar fundu upp rómverska steinsteypu (opus caementicium á latnesku) og gerðu hana úr kalki, ösku og vikri eða mulningi. Hún var víðnotuð í rómverskum byggingum en uppgötvun hennar markaði tímamót í sögu byggingarlistar og eyddi þeim takmörkunum sem notkun steina og múrsteina setti. Ný og byltingarkennd hönnun varð möguleg með notkun steinsteypu og hægt var að reisa stærri byggingar og byggja í formum sem áður var ógerlegt að skapa.[3]

Nýlegar rannsóknir hafa leitt í ljós að opus caementicium jafnast á við nútímasteinsteypu í þrýstiþoli, en nútímaleg járnbent steinsteypa er sterkari hvað togþol varðar.[4] Rómverjar notuðu steinsteypu sína ekki á sama hátt og steinsteypa er notuð í dag, til dæmis lögðu þeir hana í lög með höndunum en helltu ekki í mót.

Vegna notkunar steinsteypu í Rómaveldi standa margar rómverskar byggingar enn í dag. Caracalla-almenningsbaðhúsið í Róm er gott dæmi um langlífi þeirrar steinsteypu sem gerði Rómverjum kleift að reisa þá byggingu og aðrar af svipuðu tagi um allt Rómaveldi. Margar rómverskar vatnsveitubrýr og umferðarbrýr voru gerðar úr steinsteypu og þá klæddar með múrsteinum. Rómverjarnir notuðu þessa aðferð til að reisa mannvirki eins og Panþeon, sem er með hvolfþak úr steinsteypu.

Steinsteypuleyndarmálið var týnt í 13 aldir þar til 1756, þegar breski verkfræðingurinn John Smeaton notaði vökvakalk (e. hydraulic lime) í steinsteypu, með smásteina og mulinn múrstein sem fylliefnin. Portland-sement var notað í steinsteypu í fyrsta sinn um 1840. Hins vegar hafa fundist merki um notkun steinsteypu í byggingu Canal du Midi í Frakklandi, sem er skipaskurður, gerður árið 1670.[5]

Í seinni tíð hefur notkun endurunninna efna í steinsteypu orðið sífellt vinsælli vegna lagasetningar um umhverfismál sem er að verða æ strangari. Helst þessara efna er svifaska (e. fly ash) sem er aukaafurð kolaknúinna virkjana. Notkun svifösku í steinsteypu hefur mikil jákvæð umhverfisáhrif með því að draga úr því efni sem fara þarf til urðunar. Þar að auki þarf ekki að framleiða eins mikið sement þar sem svifaska getur verið staðgengill þess.

Bætiefni hafa verið notuð í steinsteypu frá tímum Rómverja og Egypta þegar uppgötvaðist að hægt væri að nota ösku úr eldfjöllum til að láta sement harðna neðansjávar. Á svipaðan hátt uppgötvuðu Rómverjar að með því að bæta hrosshárum út í steinsteypu mátti verja hana fyrir sprungum, og ef blóði var bætt í hana varð hún frostþolin.[6]

Nú á dögum hafa verið gerðar tilraunir til að bæta steinsteypu með því að blanda hana ýmsum efnum, til dæmis til þess að auka styrk hennar eða gefa henni leiðnieiginleika.

Samsetning

Blanda af sementi og sandi.

Til eru margar tegundir steinsteypu sem eru búnar til með því að breyta hlutföllum innihaldsefna.

Sement

Portland-sement er algengasta tegund af sementi sem nú er í notkun. Það er notað í steinsteypu, múrblöndu og pússningu. John Aspdin, enskur verkfræðingur, fékk einkaleyfi á Portland-sementi árið 1824, en það heitir svo vegna þess hve líkt það er Portland-steini á litinn. Steinn þessi er grafinn upp úr grjótnámu á Portlandey við England, og er víða notaður í byggingum í London. Hann er úr blöndu af kalsín-, kísil- og áloxíði. Portland-sement og önnur lík efni eru búin til með því að hita kalkstein (uppsprettu kalsíns) og leir, mala þessa blöndu (sem heitir harður múrsteinn) og loks að blanda í hana súlfatríku efni, oftast gifsi. Framleiðsla Portland-sements stendur á bak við um það bil 5% þess koltvísýrings sem mannkyn gefur frá sér.[7]

Vatn

Þegar sementi og vatni er blandað saman myndast klístur. Þetta klístur límir saman steina í blöndunni, fyllir bil á milli þeirra og gerir sementinu kleift að flæða á auðveldan hátt. Sé lítið vatn í blöndunni verður steinsteypan sterkari og endingarbetri. Hærra hlutfall vatns gerir steinsteypuna meira þunnfljótandi. Ef vatnið sem notað er í blönduna er óhreint, getur steinsteypan átt erfitt með að harðna og orðið veikbyggð.

Efnahvarfið sem gerist í steinsteypu er svona:

Ca3SiO5 + H2O → (CaO)•(SiO2)•(H2O)(gel) + Ca(OH)2

Fylliefni

Helsta fylliefni í steinsteypu er grjót af mismunandi kornastærð. Mest notuðu fylliefnin eru sandur og mulinn steinn. Nú á dögum má nota endurunnin fylliefni (úr uppbyggingu eða niðurrifi) í bland við hefðbundin fylliefni. Einnig eru notuð fylliefni úr iðnaðarframleiðslu eins og sori og botnaska úr málmbræðsluofnum.

Ef ætlast er til þess að yfirborð steinsteypunnar sjáist er stundum bætt í hana skrautefnum eins og kvarsíti, smásteinum eða muldu gleri.

Styrking

Steinsteypa hefur mikið þrýstiþol af því að fylliefnin taka á móti þrýstingnum. Hins vegar er togþol steinsteypu veilt, af því að sementið sem skorðar fylliefnin getur brostið þegar það er togað í sundur. Járnbent steinsteypa er sterkari en venjuleg steinsteypa vegna járnabindingarinnar sem eykur togþol hennar.

Tengt efni

Heimildir

  1. The Skeptical Environmentalist: Measuring the Real State of the World, af Bjørn Lomborg, bls. 138.
  2. „Minerals commodity summary - cement - 2007“. United States Geographic Service. Sótt 16. janúar 2008.
  3. Lynne Lancaster (2005). Concrete Vaulted Construction in Imperial Rome. Innovations in Context. Cambridge University Press.
  4. Henry Cowan: The Masterbuilders, New York 1977, bls. 56, ISBN 978-0-471-02740-9
  5. „The Politics of Rediscovery in the History of Science: Tacit Knowledge of Concrete before its Discovery“. Sótt 22. desember 2009.
  6. „Brief history of concrete“. Sótt 22. desember 2009.
  7. Fountain, Henry. „Concrete Is Remixed With Environment in Mind“, The New York Times, 30. mars 2009, skoðað þann 30. mars.