Inventarea betonului, ca material de constructie, a fost deopotriva rezultatul intamplarii, al priceperii mesterilor zidari si, ulterior, al progresului stiintific si tehnologic. In Antichitate, se stia, de exemplu, ca amestecand pietre, gips, calcar, nisip si apa se putea obtine un mortar care sa creeze aderenta si care sa faca priza sub apa. Asa a fost posibila, la vremea aceea, construirea unor diguri care sa protejeze porturile de forta valurilor.
Negustorii din Nabatea – beduinii – care, in jurul anului 6000 i.Hr., ocupau si controlau un numar mare de oaze, au dezvoltat adevarate imperii in zone precum sudul Siriei si nordul Iordanului, stapanind stiinta constructiei cu ceea ce astazi se numeste “var hidraulic”, rezultat din arderea calcarului la o anumita temperatura. Detineau cuptoare speciale pentru a produce mortarul necesar constructiei peretilor caselor, a podelelor si a unor cisterne subterane perfect izolate.
Aceste cisterne, tinute secrete de catre locuitorii din Nabatea, reprezentau un ajutor de nepretuit pentru supravietuirea in desert. In procesul de fabricare a betonului, ei au inteles nevoia eliminarii apei in exces, care ducea la aparitia golurilor in materialul de constructie si determina slabirea rezistentei intregii constructii. Pe malul Dunarii, in zona in care astazi se gasesc tarile din fosta Iugoslavie, s-au descoperit case ale caror podele erau construite din mortar, cu o vechime de peste 5000 de ani.
Chirpici, gips si var in Egiptul Antic
In jurul anului 3000 i.Hr., vechii egipteni foloseau o mixtura de paie si pamant pentru a face caramizi, care erau asemanatoare materialului de constructie pe care il numim chirpici. Cu toate acestea, egiptenii, pentru realizarea piramidelor, foloseau si gips, in combinatie cu var. Marea piramida din Giza a necesitat aproximativ 500.000 de tone de mortar, utilizat pentru unirea pietrelor care alcatuiau fatada vizibila a piramidei finisate. O astfel de tehnologie a permis ca mesterii zidari sa poata sculpta in pietrele deja fixate, fara ca acestea sa se deplaseze.
Mortarul Chinezesc
In aproximativ aceeasi perioada, in partea de nord a Chinei, se folosea o forma de mortar, pentru construirea cladirilor din jurul Marelui Zid Chinezesc. Testele facute cu ajutorul spectometrului au dovedit ca unul dintre materialele intens valorificate in ridicarea acestei minuni a lumii antice este orezul, care a trecut cu brio testul timpului.
Piatra si beton in Roma Antica
Din Orient, metodele de preparare a materialelor de constructii din piatra, argila, nisip si apa au fost preluate de greci si apoi de romani, care au adus propriile contributii, adaugand cenusa vulcanica din regiunea Pozzuoli (provincia Napoli), pentru a da o rezistenta crescuta betonului. “Opus caementicium” (“caementum” – piatra bruta) este un fel de constructie realizata prin alternarea straturilor de piatra si beton, care a permis remarcabile reusite arhitecturale, in Imperiul Roman, cum ar fi “Biserica Noua” (Basilica Nova) sau Panteonul din Roma.
Compozitia betonului modern
In secolul al XIX-lea, betonul armat era fabricat aproape simultan de catre un german, G.A. Wayss, un francez, Francois Hennebique, si un american, Ernest L. Ransome. Francois Hennebique propune betonul armat pentru constructia caselor din Franta, spre sfarsitul anilor 1870, si, pentru a-si promova metoda sa revolutionara, face o serie de prezentari in cadrul conferintelor de specialitate. Totusi, cel caruia i se atribuie inventarea betonului armat este un gradinar, Joseph Monier, care, in 1891, obtine un brevet pentru un sistem de fabricare a ghivecelor de flori, pe baza de fier si ciment.
Acceptarea betonului la constructia locuintelor s-a produs destul de greu, incepand cu 1902, cand August Perret concepe o cladire de apartamente, in Paris, cu coloane, podele si grinzi din beton armat cu otel, dar cu fatade foarte atragatoare. La finalul lucrarilor, cladirea a fost admirata si materialul unanim acceptat. Pana la acel moment, betonul era folosit, cu precadere, pentru construirea cladirilor industriale, fiind considerat ca inacceptabil pentru locuinte, din cauza aspectului sau grosier.
Betonul modern este obtinut prin incalzirea unui amestec de calcar si argila, la temperaturi intre 700 si 1000 de grade Celsius. Pana la 30% din amestecul initial se topeste, restul de 70 % ramanand intr-o stare solida si suportand o serie de reactii chimice. La final, intregul amestec capata consistenta zgurei, dupa care este transformat in pudra. O cantitate mica de gips este adaugata pentru a incetini rata de inchegare si pentru a creste perioada de modelare a betonului. Intre anii 1835 si 1850, au fost efectuate foarte multe teste pentru a determina compresiunea si forta acestui material, impreuna cu prima analiza chimica.
Betonul intra in uzul curent de abia intre anii 1850 si 1880, in Anglia, Franta si SUA. Prima casa construita din beton armat dateaza din anul 1875 si apartinea, la vremea respectiva, lui William Ward, casa care rezista si in ziua de astazi, in Statele Unite, Port Chester, New York. Sotia lui Ward a avut ideea de a folosi betonul, deoarece se temea (in mod exagerat) de foc si, pentru a da locuintei un aspect mai placut, au vopsit-o intr-o culoare apropiata de cea a lemnului de mahon. O asemenea imprejurare pare sa fi deschis calea unei industrii care, in prezent, produce peste 35 de miliarde de dolari, in fiecare an, si asigura salariile a peste doua milioane de persoane, doar la nivelul Statelor Unite ale Americii.
In 1891, George Bartholomew este cel care toarna primul beton pe una dintre strazile din SUA. Materialul folosit a fost testat la o presiune de 8000 psi, de doua ori taria celui folosit astazi in constructiile rezidentiale.
In ultimele decenii, numeroase inovatii au revolutionat constructiile din beton, prin materiale ultraperformante precum BHP (un beton cu o porozitate extrem de scazuta) sau BAP, BAN – betoane autocompactante si autonivelante, BIR –beton de inalta rezistenta etc.
