نجح جون سميتون في اختراع الخرسانة عام 1756، والخرسانة عبارة عن مادة بناء مكونة من الاسمنت (عادة أسمنت بورتلاند) وكذلك مواد أخرى مثل الرماد المتطاير، وأسمنت الخبث، والحصى (الحصى عموما أو الحجر الجيري أو الجرانيت، بالإضافة إلى الركام الناعم مثل الرمل) والماء، والمضافات الكيميائية .
الخرسانة تتماسك وتتصلب بعد الخلط بالماء في عملية كيميائية تعرف باسم الترطيب او اضافة الماء، حيث يتفاعل الماء مع الاسمنت، والذي يربط المكونات الأخرى معا، وفي نهاية المطاف خلق مادة تشبه الحجر، ويتم استخدام الخرسانة في صناعة الأرصفة والمواسير والابنية المعمارية والأساسات والطرق السريعة والجسور والكباري وبناء موقف السيارات، والجدران والقواعد المسلحة للبوابات والأسوار والأعمدة، والاسمنت مادة موجودة من 12 مليون سنة، وكان يستخدم الاسمنت في عمل الأشكال البدائية من حوالي 3000 سنة قبل الميلاد من قبل المصريين والصينيين واليونانيين .
اختراع الخرسانة
- تاريخ اختراع الخرسانة :
تم تطوير الخرسانة لأول مرة من قبل الرومان، وكان يستخدم لبناء الجسور والطرق والمباني، وفي وقت ما في القرن الثالث قبل الميلاد اكتشفوا أن خلط الرماد البركاني مع الجير والرمل والحصى صنعت مادة الصخور الصلبة تشبه الخرسانة اليوم، مع إضافة الدهون الحيوانية والحليب والدم، وكانت يتسمى هذه المادة الاسمنت بوزولان، وكانت تستخدم لبناء طريق أبيان الروماني،، ومدرج فلافيان في روما، ومعبد البانتيون، وكذلك جسر بونت دو غارد في جنوب فرنسا، ولا تزال بعض هذه الهياكل الخرسانية تعطي شهادة على متانة الخرسانة والأسمنت التي طورها الرومان، وقد استخدم الرومان الجير والرماد البركاني في صناعة الأسمنت الخاصة بهم .
بعد سقوط الإمبراطورية الرومانية في عام 400 ميلاديا فقد فن صناعة الإسمنت، وبعد 13 قرنا، وفي عام 1756، كان المهندس البريطاني جون سميتون رائدا في استخدام الجير الهيدروليكي في الخرسانة، وذلك باستخدام الحصى والطوب المسحوق كمادة مجمعة، وجون سميتون كان مكلف من البرلمان بإعادة بناء منارة إديستون قبالة ساحل كورنوال بإنجلترا، والمنارة تحتاج إلى أن تكون دائمة بحيث يمكن أن تتحمل جميع أنواع الظروف الجوية، وبدأ سميتون بالبحث عن مواد البناء التي لن تتأثر سلبا بالماء، وقد اختبر سميتون الجير والبوزولان في كل من المياه العذبة والمالحة ليعين مدى التفكك، ومن خلال تجربته اكتشف في عام 1774 أن الجير جعل الأسمنت اصلب، وفي عام 1793 أخذ هذا الاكتشاف خطوة أخرى إلى الأمام عندما أدرك أن تكلس الحجر الجيري الذي يحتوي على الطين نتج عنه الجير الهيدروليكي، وهو الجير الذي يتصلب تحت الماء، وكانت هذه المادة التي استخدمت في إعادة بناء تاريخ منارة إديستون في كورنوال بإنجلترا .
- تطور اختراع الخرسانة :
أدى عمل سميتون إلى استخدام أكثر انتشارا لمادة الخرسانة في جميع أنحاء إنجلترا والمزيد من التقدم في مجال التكنولوجيا، وجيمس باركر حصل على براءة اختراع الاسمنت الهيدروليكي الطبيعي في عام 1796 التي تم إجراؤها من قبل تكلس قطعة من الحجر الجيري النقي الذي يحتوي على الطين ظهرت لأول مرة للأسمنت في الولايات المتحدة في عام 1818، مع بناء قناة إيري، وخلال هذا الوقت، اكتشف المهندس الأمريكي كانفاس وايت صخرة في مقاطعة ماديسون في نيويورك، والتي جعلت الأسمنت الهيدروليكي الطبيعي مع الحد الأدنى للمعالجة .
في عام 1824، اخترع البريطاني جوزيف أسبدين اسمنت بورتلاند الذي استخدم في الخرسانة، والذي اعتبر متفوقا على الأسمنت الطبيعي، وتم إنشاؤه مع مزيج من الحجر الجيري والطين، وقد أدت عملية الحرق إلى تغيير الخواص الكيميائية للمواد، وأنشأ جوزيف أسبدين اسمنت أقوى مما يمكن أن ينتج عن استخدام مسحوق الحجر الجيري العادي، وظل أسمنت بورتلاند الاسمنت المهيمن المستخدم في إنتاج الخرسانة .
تسمى الخرسانة التي تشمل المعدن الصلب الخرسانة المسلحة أو الخرسانة المحصنة، وتم اختراع الخرسانة المسلحة عام (1849) من قبل جوزيف مونييه، والذي حصل على براءة الاختراع في عام 1867، وكان جوزيف مونييه بستاني من باريس، وهو الذي صنع اصيص الحديقة والأحواض من الخرسانة المسلحة مع شبكة حديدية .
الخرسانة المسلحة مزيج لمواد قابلة للفرد والانثناء وقوة انضغاط الخرسانة كي تتحمل الأحمال الثقيلة، وعرض جوزيف مونييه اختراعه في معرض باريس عام 1867، إلى جانب الأواني والأحواض، وقام جوزيف مونيه بتعزيز الخرسانة المسلحة لاستخدامها في علاقات السكك الحديدية والأنابيب والأرضيات والقناطر والجسور .
- دور اختراع الخرسانة في تحسين الحياة البشرية :
* الخرسانة جعلت المباني أكثر قوة واستمرارية بالمقارنة مع المباني السابقة .
* أصبح اختراع الخرسانة نفسه مصدرا للأعمال التجارية بالنسبة لأولئك الذين صنعوه .
* اختراع الخرسانة ادى الى المزيد من التكنولوجيا الافضل والتقنيات التي غيرت طريقة البناء التي يتم تنفيذها الآن .
