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Beton Drucken E-Mail
Beton ist ein Gemisch aus Zement, Gesteinskörnung bzw. Betonzuschlag (Sand und Kies oder Splitt) und Anmachwasser. Er kann außerdem Betonzusatzstoffe und Betonzusatzmittel enthalten.

Das Wort "Beton" kommt aus dem Französischen und wurde erstmals von Bernard de Bélidor in einem Buch über Architektur erwähnt.

Der Zement dient als Bindemittel, um die anderen Bestandteile zusammenzuhalten. Die Festigkeit des Betons entsteht durch Auskristallisierung der Klinkerbestandteile des Zements, wodurch sich kleinste Kristallnadeln bilden, die sich fest ineinander verzahnen. Das Kristallwachstum hält über Monate an, sodass die endgültige Festigkeit erst lange nach dem Betonguss erreicht wird. Es wird aber, wie in der DIN 1164 (Festigkeitsklassen von Zement), angenommen, dass bei normalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen nach 28 Tagen die Normfestigkeit erreicht ist.

Das künstliche Gestein Beton hat zwei besondere zeitabhängige Eigenschaften. Erstens erfährt es durch die Austrocknung eine Volumenabnahme bzw. Verkürzung, was als Schwinden bezeichnet wird. Der größte Teil des Wassers wird jedoch als Kristallwasser gebunden. Beton trocknet also nicht, vielmehr bindet er ab, d. h., der zunächst dünnflüssige Zementleim (Zement + Wasser) steift an, erstarrt und wird schließlich fest, je nach Zeitpunkt und Ablauf der chemisch-mineralogischen Reaktion des Zements mit dem Wasser, der Hydratation. Durch das Wasserbindevermögen des Zementes kann der Beton, im Gegensatz zum gebrannten Kalk, auch unter Wasser erhärten und fest bleiben. Doch im Gegensatz zu gebranntem Kalk nimmt Beton, einmal erhärtet, Wasser auf und gibt es nicht wieder ab, wodurch Feuchtigkeitsprobleme entstehen können. Zweitens verformt er sich unter Last, das sogenannte Kriechen.

Der Frischbeton wird heutzutage meist mit Autobetonpumpen oder Kränen zur Einbringstelle gefördert.

Verwendung

Der Baustoff kann zwar hohen Druck aushalten (40 N/mm² und mehr; entspricht ca. 250 Kleinwagen auf einem DIN-A4-Blatt), versagt aber schon bei niedrigen Zugbeanspruchungen (4 N/mm² und weniger). Beton wird bei Bedarf als Stahlbeton, eingesetzt. In dieser Materialkombination nimmt der hoch zugfeste Bewehrungsstahl auftretende Zugspannungen auf. Der Stahlbeton ist im Prinzip dauerhaft, da die Bewehrung und der Beton analoge thermische Ausdehnungskoeffizienten besitzen und der alkalische Beton den Stahl vor Korrosion schützt.

Unbewehrter Beton wird heutzutage kaum für statisch relevante Bauteile eingesetzt. Verwendung findet er beispielsweise in Kellerwänden, Fundamenten, Staumauern oder Bodenplatten, in denen keine großen Spannungen herrschen. Weitere Einsatzgebiete sind vorgefertigte Elemente wie Blocksteine für den Mauerwerksbau oder Waschbetonplatten. Auf Grund der hohen Dichte von ~2,4 t/m³ wird Beton beispielsweise als Kontergewicht bei Kränen oder als Wellenbrecher verwendet.

Unterscheidungsmerkmale

Beton lässt sich unterscheiden nach

    * der Trockenrohdichte (Leichtbeton, Normalbeton, Schwerbeton)
    * der Druckfestigkeit
    * dem Ort der Herstellung, der Verwendung oder dem Erhärtungszustand (Baustellenbeton, Transportbeton, Ortbeton, wasserundurchlässiger Beton, Unterwasserbeton, Frischbeton, Festbeton)
    * der Konsistenz (steif, plastisch, weich, sehr weich, fließfähig, sehr fließfähig)
    * nach Verdichtung (Rüttelbeton, Stampfbeton, Walzbeton, Fließbeton, Spritzbeton, Schockbeton)
    * nach Zuschlag (Sandbeton, Kiesbeton, Splittbeton)

Die Betoneigenschaften sind abhängig von der

    * Zusammensetzung (Zementsorte, Zementgehalt, Menge des Anmachwassers (Wasserzementwert bzw. w/z-wert), Kornabstufung, Qualität der Zuschläge, Zusatzstoffe und --mittel, Mehlkorngehalt)
    * Verarbeitung (Verdichtung, Nachbehandlung)

Ein Gemisch aus Zement (oder anderen Bindemitteln) mit feinen Zuschlägen (per Definition bis 4 mm, in Ausnahmefällen bis ca. 16 mm) wird als Mörtel bezeichnet. Mörtel wird überwiegend schichtweise aufgebracht (Putzmörtel, Mauermörtel), aber auch vergossen oder verpreßt.

Geschichte

Dauerhafter Kalkmörtel als Bindemittel konnte schon an 10.000 Jahren alten Bauwerksresten in der Türkei nachgewiesen werden. Gebrannter Kalk wurde von den Ägyptern beim Bau der Pyramiden verwendet.

Die Römer entwickelten das Opus Caementitium (opus = Werk, Bauwerk caementitium = Zuschlagstoff, Bruchstein), aus dessen Namen das Wort Zement abgeleitet ist. Dieser Baustoff, auch als römischer Beton oder Kalkbeton bezeichnet, bestand aus gebranntem Kalk, Wasser und Sand, dem mortar (Mörtel), gemischt mit Bruchsteinen, und zeichnete sich durch eine hohe Druckfestigkeit aus. Damit wurden unter anderem die Aquädukte und die Kuppel des Pantheons in Rom, welche einen Durchmesser von 43 Metern hat und bis heute erhalten ist, hergestellt.

Eine wesentliche Verbesserung, die von den Römern entwickelt wurde, war die Verwendung inerter Zuschlagsstoffe, die im Wesentlichen aus Resten von gebranntem Ziegelmaterial bestanden und die Eigenschaft besitzen, bei Temperaturänderungen keine Risse zu bilden. Dies kann noch heute an Orten in Nordafrika (z. B. Leptis Magna, Kyrene) beobachtet werden, wo es große Estrichflächen gibt, die etwa um 200–300 n. Chr. ausgeführt wurden und die trotz großer Temperaturdifferenzen zwischen Tag und Nacht noch heute völlig frei von Rissen sind.

Fraglich ist die Verwendung des römischen Betons bei der Kuppel des Doms in Florenz (Dom Santa Maria del Fiore). Die Kuppel wurde von 1420 bis 1431 unter Filippo Brunelleschi gebaut und war mit einem Durchmesser von 45 Metern und einer Höhe von 107 Metern für lange Zeit die größte Kuppel der Welt.

Der Name Beton kommt aus dem Altfranzösischen (bethyn / becton für Mauerwerk) und leitet sich vom lateinischen Bitumen (schlammiger Sand, Erdharz, Bergteer, Kitt) ab. Die Wortschöpfung geht auf Bernard de Bélidor zurück, der das Wort Béton erstmalig 1753 in seinem Standardwerk „Architecture hydraulique“ als Synonym für ein Mörtelgemisch benutzte.

Die Entwicklung des Betons in der Neuzeit begann 1755 mit dem Engländer John Smeaton. Dieser führte, auf der Suche nach einem wasserbeständigen Mörtel, Versuche mit gebrannten Kalken und Tonen durch und stellte fest, dass für einen selbsterhärtenden (hydraulischen) Kalk ein bestimmter Anteil an Ton notwendig ist. Die Erfindung des Romanzements 1796 durch den Engländer J. Parker sowie des Portlandzements durch seinen Landsmann J. Aspdin im Jahre 1824 leitete letztlich den modernen Betonbau ein. Ein weiterer großer Entwicklungssprung war die Erfindung des Stahlbetons durch Joseph Monier (Patent: 1867). Deshalb wird der Bewehrungsstahl oder Betonstahl auch heute noch gelegentlich als Moniereisen bezeichnet.

Beton wird in der Modernen Kunst auch für Denkmäler oder Skulpturen verarbeitet. Exotisch ist die Verwendung im Schiffbau (zum Beispiel in einem Betonschiff).

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Beton aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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