Реферат Древний рим. 1 реферат. Тема Технологии Древнего Рима Римский бетон. Химическая сущность затвердевания цемента. Современные виды бетонов
 Скачать 92.17 Kb.
|
|
Тема «Технологии Древнего Рима» 1.Римский бетон. Химическая сущность затвердевания цемента. Современные виды бетонов. Римский бетон Для создания бетона Римляне смешивали известь, воду, песок и мелкие камушки, чтобы получить известковый раствор. Из такого бетона можно было бы возводить дома, но лучше не стоит, со временем он разрушается. Римские ученые нашли способ справиться с проблемой, нужно было добавить компонент, укрепляющий бетон. Это пуццолан- смесь кварца, алюминия, железной руды, спекшихся в вулкане. Это аморфный кварц, его атомы слабо связано друг с другом. Песок также состоит из атомов, но они крепко связаны в кристаллической решетке, что не даёт ему вступать в реакции с другими химическими элементами. Слабосвязанные между собой атомы пуццолана легче вступают в реакцию с остальными частями бетона. Добавление пуццолана к известковому раствору связывает вместе молекулы кальция. Смесь настолько универсальна, что застывает прямо под водой. После затвердевания бетона опалубку снимали. Соотношение в смеси песок — связующее зависело от её назначения (массив, стяжка, кладка, штукатурка) и колебалось от 3:1 до 2:1. Эта технология в целом жива и сейчас, только вместо смеси извести с вулканическими продуктами применяют портландцемент. На данный момент классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения. Наиболее популярными среди новых видов являются самоуплотняющийся, прозрачный, жаростойкий, гидротехнический и полистиролбетон. 2. Принцип разгрузочного действия арочных конструкций. Примеры арок (рисунки). Арки ключевой элемент римской архитектуры. Его секрет в том, каким образом арки сдерживают вертикальную нагрузку с помощью того, что инженеры называют осевым сжатием. Нагрузка распределяется горизонтально по аркам, вес приходится на замковый камень на вершине, через который нагрузка передается по арке и отводится через колонны .Суть работы арки можно представить на следующем простом примере: любая прямолинейная балка под воздействием нагрузки будет прогибаться. Происходит это потому, что под действием нагрузки в поперечных сечениях балки возникают продольные сжимающие и растягивающие напряжения. При этом в верхней части сечения действуют сжимающие напряжения, а в нижней части – растягивающие напряжения. Под действием этих напряжений верхняя часть балки сжимается, а нижняя – растягивается. В итоге, после прогиба балки, получается, как бы перевернутая арка. Но если взять балку, уже имеющую некоторую кривизну оси, относительно большую по сравнению с пролетом, и перевернуть ее, то мы получим нечто, напоминающее арку. Такая теория касается арок, выполненных из цельного пласта материала. Совершенно другая идея лежит в основе арок, собранных из отдельных элементов, чаще всего, каменных. Сегменты выточены в виде усеченных клиньев, так что, опираясь друг на друга, они последовательно предают нагрузку, идущую сверху, соседнему сегменту, пока та вся не перейдет в опоры. Так что, если материал арки и опор имеет соответствующую прочность, то при повышении нагрузки арка лишь становится плотнее и крепче, это увеличивает срок ее службы и улучшает устойчивость. а) двухшарнирная (ось арки описывается уравнением окружности); б) трехшарнирная, статически определимая арка; в) арка с затяжкой на опорах; г) арка с затяжкой выше опор; д) арка сквозного сечения (такую арку можно рассматривать как две отдельные арки с затяжками); е) арка переменного сечения; ж) параболаобразная арка (ось арки, описываемые гиперболой); з) стрельчатая арка (ось арки описывается двумя уравнениями окружности), окружности пересекаются в ключе или замке арки; и) арка ломаного профиля; к) треугольная арка.  3. Принцип энергосбережения многостекольных оконных рам. Современные оконные системы. 18:36 Оконное стекло появилось и стало возможным благодаря появлению выдувания стекла в середине 1 до века н.э. Но на создании одностекольного окна римляне не остановились и придумали многостекольные оконные рамы. Как известно, если рама только одна, то свет поступает внутрь, а тепло выходит наружу. Это и послужило основанием для создания двойной рамы. Рамы делались с двумя углублениями для стекол на расстоянии около 1 см друг от друга. Для выдувания они применили тонкую металлическую трубку, которая практически не изменилась до наших времен. Древнеримское стекло было очень некачественным. Оно было либо матовое, либо окрашенное в зеленоватый цвет и содержало большое количество пузырей. Такую окраску, стеклу придавали примеси, входившие в его состав. Однако, не смотря на низкое качество, это было первое целенаправленное применение стекла в архитектуре. Можно сказать, что с этого времени стекло связало себя с архитектурой и строительством навечно. И такая связь дала значительное ускорение развитию производства стекла. За последние полвека индустрия окон сделала огромный шаг вперед. Первые окна представляли собой простую деревянную раму с одним, редко двумя слоями стекла – их теплопроводность была высока, они были подвержены рассыханию и требовали дополнительного утепления. Двойное остекление лучше защищало от холода, воздушная прослойка между стеклами снижала теплопроводность почти в два раза. Дальнейшее развитие привело к появлению многокамерных герметичных пакетов с заполнением пустот инертным газом, как правило, аргоном или криптоном. Такие окна не только отлично защищали от холода, но и лучше противостояли утечкам тепла из помещения. Важно и применение качественных оконных уплотнителей, не теряющих своих свойств со временем. Такие окна и принято считать теплосберегающими. Чаще они изготавливаются из ПВХ (массовое производство), реже из дерева (премиум-сегмент). В зависимости от технологии нанесения в энергосберегающем стеклопакете различают два вида стекол: I-стекло, мягкое покрытие обеспечивает необходимый уровень защиты и теплопроводности, но срок службы таких стекол ограничен – не более 10 лет, что может быть существенным недостатком в определенных условиях; К-стекло, коэффициент теплозащиты ниже в полтора раза, но срок службы, за счет более твердого покрытия, может достигать нескольких десятков лет. Такие стекла хорошо себя показывают зимой, значительно снижая теплопотери, однако в летнее время для уменьшения нагрева необходимо применение дополнительной технологии. Речь идет о рефлекторных стеклах, отражающих солнечные лучи и препятствующих нагреву предметов в комнате. Можно использовать и обычную тонировку, но такое стекло будет сильно нагреваться и искажать солнечный свет, хотя нагрев, несомненно, снизится. Для достижения максимального эффекта следует применять мультифункциональные стеклопакеты, которые сочетают в себе все эти технологии. 4. Водоснабжение в Древнем Риме. Схема водопровода (вид сбоку). Почему вода сама текла в Рим? 20.09 Английское слово для водопроводов и сантехники “plum”, произошло от латинского “plumbus”, что в переводе означает “свинец”. Римские инженеры изготавливали свинцовые трубы, отливая их с помощью специальных деревянных форм. Тогда еще не было известно о вредных для человека свойствах свинца, и весь водопровод больших городов изготавливался именно из этого металла. Отсутствие достаточного количества воды и возрастающая в ней потребность древних римлян заставило римских инженеров совершить настоящий инженерный подвиг. Источники чистой пресной воды находились как минимум в 25 км от города, поэтому необходимо было найти способ доставлять воду непосредственно от источника в горах к домам. Они решили воспользоваться силой тяготения. К 97 году н.э. по меньшей мере 9 акведуков подводили к городу около 900 млн л воды в день. Вода подавалась самотеком с помощью силы тяготения. Начало водопровода у источника было выше, чем его конец в городе. По всей своей протяженности он идет по наклонной плоскости. Таким образом, вода попадает в акведук и благодаря силе тяготения течет в город. Протяженность одного из них почти 50 км, несмотря на то, что разница в высоте между его началом и концом всего 12 м. Уклон составляет всего 1-2 градуса. В основном вода подавалась по каналам и желобам, но там где встречались препятствия или углубления в земле делались надстройки для корректирования угла наклона, что позволяло воде течь свободно. Для недопущения загрязнения воды ее пускают по закрытому каналу. Для уменьшения трения воды стенки канала в нижней части делались максимально гладкими и покрывались специальным раствором. Все эти сооружения оказались очень долговечны. Так, часть римского водопровода все еще функционирует, снабжая городские фонтаны.  5. Медицина Древнего Рима (что лечили; лекарства; инструменты). 29:16 Римляне понимали важность заботы о здоровье и у них, как и у нас сейчас, была развита медицина, вполне похожая на современную. Например, у них были обезболивающие средства и пластическая хирургия. Как и в современной медицине, в римской были врачи, специализирующиеся по разным областям, включая фармацевтику, анестезиологию, хирургию и терапию. Анестезиологи применяли опиум, белую мандрагору и белену. Но римляне не знали, что белена и мандрагора обладают обезболивающим действием за счет блокирования нервных импульсов в мозгу и нейромускульных соединениях. Это свойство привело к созданию новокаина. Все современные хирургические инструменты произошли от тех, что создали древние римляне. У них были такие инструменты, как скальпели для пускания крови, обыкновенные скальпели, ретракторы для отведения тканей, двусторонние ретракторы, меньший ретрактор или ‘кошачья лапа’. Хоть современные и римские инструменты и отделяют 2000 лет, но они практически одинаковы, вплоть до деталей. Римляне проводили операции, которые на первый взгляд возможно сделать только в современных условиях. Они проводили такие операции, как удаление катаракты, удаление варикозных вен, операции на головном мозге и даже проводили пластическую хирургию. 6. Военные достижения Древнего Рима. Особенности оружия, амуниции, тактики. Принцип действия метательных машин (как запасается энергия, как и посредством чего потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию вылетающего снаряда). Иллюстрации метательных машин. 34:12 Для защиты Империи Рим создал самую дисциплинированную и умелую армию из всех, что видел мир, а для того чтобы еще сильнее увеличить действенность своих войск он вооружил солдат самым современным оружием того времени. Римская армия была первой армией с профессиональными солдатами. Их организация, профессионализм и боевая техника давали римлянам огромное преимущество. Главным оружием римского солдата был обоюдоострый меч “гладиус” полметра длиной и острием, он прекрасно подходил для колющих ударов. Если меч нес смерть на близком расстоянии, то копье “пилум” убивало издалека, оно могло пролететь 30 м и поразить человека. Оно пронзало не только людей, но и их доспехи и щиты. Двухметровый “пилум” имел деревянное древко с полуметровым железным наконечником. Острие было треугольным, что мешало его удалить из тела. Главным минусом такого оружия, как копье было то, что противник мог просто метнуть его обратно. Но римскими ремесленниками была придумана техника, как этого избежать: основание наконечника делалось из крепкого закаленного металла, а сам наконечник делали из мягкого. После первого броска наконечник затуплялся и гнулся, что не давало возможности противнику поразить этим копьем римских солдат. Защита солдата также была на должном уровне. Ранние римские войны носили кольчуги. Вертикальные ряды колец делались из бронзы или железа и соединялись горизонтальными заклепочными кольцами. Недостатки кольчуги были ее вес – около 15 кг, а стрелы противника прорывались сквозь соединения колец. Поэтому римские оружейники создали более совершенную защиту – доспех “лорико-сегментате”. Он состоял из нескольких накладывающихся друг на друга стальных пластин, соединенных кожаными ремнями. Доспех был такой же гибкий, как и кольчуга, но примерно в треть легче. Если в вооружении римлян прослеживается современность, то же самое можно сказать и об их тактике. Римские легионы, чтобы противостоять тяжеловооруженному противнику применяли боевое построение “тестудо”, что в переводе обозначает “черепаха”. Легионеры сходились вместе и смыкали щиты, чтобы создать большой защитный экран. Этот боевой порядок был равно эффективен при нападении и при обороне. Щиты были большими, изогнутыми и сделанными из фанеры. У римлян также была и артиллерия. Одним из примеров артиллерии был “cкорпион”, который являлся большим луком, тетива которого натягивалась с помощью системы блоков, для облегчения натяжения солдатами. Стрела с такого оружия могла пролететь расстояние в 360 м на огромной скорости. Это оружие было эффективно в убийстве людей, но при атаке зданий от него было мало толку. Для этих целей были разработаны “онагер” и “балисту”. Эти камнеметательные машины были самым разрушительным орудием римлян. Во время осад они выбрасывали камни так высоко, что могли разбить стены вражеских укреплений. “Балиста” работает по тому же принципу, что и «скорпион», но она больше и намного мощнее. С ее помощью можно бросать камни весом почти 30 кг или метровую стрелу на 400-500 м со скоростью около 200 км/ч. “Онагер” работает иначе. Он выбрасывает камни весом до 25 кг на расстояние 300 м с помощью рычага и пращи. Вертикальный рычаг приводится в действие горизонтально расположенной толстой веревкой, с помощью которой создается вращающая сила. Веревка накапливает энергию и высвобождает ее при выстреле. Чем больше энергия, тем сильнее выстрел. Веревки делались из жил, потому что они очень эластичны и могут накапливать исключительно большое количество энергии. |