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Beton
sehen Beton (Menganti) und Beton (Siman) für zwei Orte in Indonesien.
BPMN, eine der größten Betonindustrien in Belgien Malonne
Dieser Kubikmeter Beton, in der EPFL in Lausanne, entspricht dem jährlichen Betonverbrauch pro Erdbewohner.

Beton ist ein kunststeinähnliches Material, das als Baumaterial verwendet wird. Der moderne Beton besteht aus den BindemittelZement und von einem oder mehreren Aggregate wie Sand, Kies oder Splitt. Zement hat die Eigenschaft, dass er durch Zugabe von Wasser aushärtet.

Guter Beton ist eine Mischung, bei der sich die Korngrößen der verschiedenen Sand- und Kiessorten im richtigen Verhältnis so ergänzen, dass die Mischung zu einem steinigen und stabilen Material aushärtet. Im Gegensatz zu einigen Arten Besetzung löst ausgehärteten Beton nicht mehr in Wasser.

Aufgrund des relativ niedrigen Preises des Materials ist die relative Trägheit, der Einfachheit in der Anwendung und den vielen Möglichkeiten ist Beton ein häufig verwendeter Baustoff. Jedes Jahr verbrauchen die Industrieländer fast 1 Kubikmeter Beton pro Person.

Geschichte

Das Ägypter, Babylonier, Phönizier, Griechen und Römer waren sich bereits der Vorteile der Verwendung von (unbewehrtem) Beton bewusst. Die Römer verwendeten es beim Bau von Kaimauern, Brücken und Aquädukte. Auch beim Bau der Kolosseum und der Pantheon Beton wurde von den Römern verwendet. Wird normalerweise als Bindemittel verwendet Kreide oder trass benutzt. Später geriet diese Betontechnik für Jahrhunderte in Vergessenheit. Nicht bis 1756 machte die Briten John Smeaton für den Wiederaufbau von a Leuchtturm mit einer Mischung aus Kalk und Ton. Nach weiterer Verbesserung dieses Materials und nach der Erfindung in 1824 von dem Portland-Zement (benannt nach dem englischen Insel Portland) vom Engländer Joseph Aspdin (der darauf ein Patent erhielt) wurde die Verwendung von Beton wiederentdeckt. Die erste industrielle Produktion von Portlandzement ist in 1842 Gesendet. In den Niederlanden, im Jahr 1870, te Delfzijl ein kleines Portlandzementwerk eröffnet. Derzeit aufgrund seiner guten Eigenschaften immer mehr Hochofenzement seit 1931 bei der Hochöfen, die aktuelle Tata Steel Europe te Velsen, hergestellt wird. Trotz fortschreitender Erkenntnisse und technischer Entwicklungen ist Beton heute weniger beständig gegen Meerwasser als der Beton der Römer.[1]

Über 1845 waren auch die ersten Versuche mit verstärkter Beton hingerichtet. sehen Geschichte des Stahlbetons für weitere Informationen dazu.

Ein wesentlicher Grundbestandteil von Beton ist Sand. Starker Beton erfordert Sandkörner mit einer kantigen, rauen Oberfläche. Glatt abgenutzte Sandkörner wie Wüstensand sind nicht geeignet. Im späten 20. und frühen 21. Jahrhundert wird der geeignete Sand, der für immer größere Bauvorhaben benötigt wird, weltweit knapp, was zu internationalen Konflikten und der Beteiligung der organisierten Kriminalität führt.[2]

Komposition

Beton entsteht durch Mischen von Wasser mit einem Bindemittel (z. B. Zement) und granulieren (Sand und Kies), Füllstoffen und eventuell mit Zusätzen. Bei den richtigen Proportionen werden die Hohlräume zwischen den Kiesen fast vollständig mit Sandkörnern gefüllt, wobei der Zement die unterschiedlichen Körner zusammenklebt. Nach dem Aushärten kann die Härte und Haltbarkeit von Naturgestein erreicht werden.

Der aufgetragene BetonRezept hängt einerseits von der gewünschten Festigkeit und den gewünschten Eigenschaften und andererseits von der Umgebung ab, in der sich die Betonkonstruktion befindet (Umweltklasse des Betons).

Wasser

Wasser kann nicht unbegrenzt hinzugefügt werden. Durch die Verwendung von mehr Anmachwasser ist der Beton besser verarbeitbar, aber das Endergebnis ist schlechter. Das Aushärten von Zement ist eine chemische Reaktion, die eine begrenzte Menge Wasser erfordert; ein Überschuss an Wasser führt zu einem schwächeren Beton ("Wasser ist Gift für Beton"[Quelle?] ). Wassermangel sorgt jedoch dafür, dass nicht der gesamte Zement reagiert. Folglich ist ein richtiges Verhältnis zwischen Wasser und Zement (der sogenannte Wasser/Zement-Faktor) notwendig, um ein gutes zu haben Qualität Beton zu erhalten.

Bindemittel

Es gibt eine Reihe von möglichen Bindemitteln. Ein erstes mögliches Bindemittel basiert auf Kreidewie die Römer es benutzten. Dies ist in Vergessenheit geraten. Seine Eigenschaften ähnelten am ehesten dem heutigen Mauermörtel oder unbewehrtem Beton. Bei Verwendung des Bindemittels Asphalt entsteht Asphalt, Beton, die für die verwendet wird Straßenbauarbeiten, Parkplätze, Geschäftsetagen. Die Leute haben verwendet Tonhöhe/Teer als Bindemittel. Diese werden heute aufgrund ihrer umweltschädlichen Eigenschaften und schlechteren mechanischen Eigenschaften nicht mehr verwendet.

In den meisten Betonen wird heutzutage ein Calciumsilikat-Zement als Bindemittel verwendet Portland-Zement und Hochofenzement die beliebtesten in dieser Kategorie. Neben den Calcium-Silikat-Zementen gibt es noch viele weitere Zemente wie Calcium-Aluminat (besser bekannt unter dem französischen Begriff: "Ciment Fondu"), alkaliaktivierte Schlacke, Geopolymere, Calcium-Aluminat-Phosphat, ...

Ergänzungsmaterial

Ein wichtiger Bestandteil der Betonmischung ist das Granulat. Je kleiner und feiner das verwendete Granulat, desto mehr Wasser wird benötigt.

Als Ergänzung oder Ersatz für diese Granulate, a Aggregat hinzugefügt:

  • Füllstoff, ein inertes Pulver aus zerkleinerten Ziegeln, das die Stabilität der Mischung erhöht;
  • Flugasche (Pulver mit viel Aluminiumsilikat), das als Weichmacher wirkt und puzzolanisch hat Eigenschaften;
  • Silikatrauch (ultrafeines Siliziumoxidpulver) mit starken puzzolanischen Eigenschaften;
  • recyceltes Granulat;
  • granulierte Hochofenschlacke, gemahlen als Pulver (Hochofenzement) oder als Granulat.

Hilfs- und Zusatzstoffe

Im Beton können verschiedene Zusätze verwendet werden. Diese dienen dazu, die Eigenschaften des Betons zu verbessern oder anzupassen.

  • (Super)Weichmacher die die Verarbeitbarkeit des Betons erhöhen, ohne zusätzliches Wasser hinzuzufügen (zu viel Wasser würde die Festigkeit verringern);
  • Bindungsbeschleuniger;
  • Haftverzögerer wie z Zucker damit die Betonmischung länger verarbeitbar bleibt;
  • Luftporenbildner, um die Frostbeständigkeit des Betons zu erhöhen;
  • wasserspeichernde Substanzen zum Gießen von Beton unter Wasser;
  • FarbePigmente;
  • Schaumbildner, um die Dichte und damit ein besserer Dämmwert (Wärmeisolierung) erhalten.

Eigenschaften

Beton ist ein Verwandter spröde Material mit hohem Druckfestigkeit (das Würfeldruckfestigkeit beträgt 5 - 55 N/mm bei herkömmlichem Beton2, das heißt, ein konkretes Würfel jetzt sofort Rippe von 150 mm kann das Gewicht von ca. 120.000 kg tragen), während die Zugfestigkeit beträgt nur etwa 1/10 der Druckfestigkeit. Beton für Konstruktionen muss a KOMOZertifikat und in Belgien ein BENOR-Zertifikat und wird fast ausschließlich von spezialisierten Betonwerke, die eine konstante Zusammensetzung und Qualität des Betons garantiert. Der größte Vorteil von Beton ist, dass er flexibel eingesetzt werden kann. Bevor es aushärtet, kann es in viele mögliche Formen gebracht werden. Normaler Beton wiegt etwa 2400 Kilogramm pro m³, spezielle Betonsorten können jedoch stark davon abweichen. Fertigbeton hat eine begrenzte Zeit, innerhalb der er verarbeitet werden muss, oft eine maximale Verarbeitungszeit von 120 Minuten.

Nasser und feuchter Beton

Brüh- und Schüttelgröße

sehen Kegel von Abrams für den Hauptartikel zu diesem Thema.
Kegel von Abrams
Ermittlung des Einbruchs

Das Einbruch einer Betonmischung ist ein Maß für die Plastizität davon. Mit einer Metallform, die Kegel von Abrams, wird eine Menge Betonmischung auf einen Tisch gelegt. Die ursprüngliche Höhe des Konus beträgt 300 mm. Nach dem Einsetzen wird der Metallkegel hochgezogen und der Beton sackt ab. Das Setzmaß wird gemessen, dies ist das Setzmaß, zum Beispiel 80 mm.

Ein weiteres Maß für die Plastizität ist die Schüttelgröße. Die Schüttelgröße wird durch mehrmaliges Anheben und Absenken der klappbaren Tischplatte, auf der das Setzmaß bestimmt wird, auf eine vorgegebene Höhe bestimmt. Der durchhängende Betonkegel wird noch weiter durchhängen und der Durchmesser des durchhängenden Betons bestimmt die Schüttelgröße.

Festbeton

Gute Besserung

Die Festigkeit des Betons kann mit a . gemessen werden

Methoden der Betonherstellung

Systemschalung
Nivellieren von frisch gegossenem Beton mit einer Rüttelplatte
Gießen oder Gießen in die Schalung
Beton ist eine bewegliche Aufschlämmung, die in der richtigen Form gehalten werden muss. Aufgrund des hohen Gewichts und der damit verbundenen hohen Kräfte ist eine bewehrte Schalung erforderlich. Neben der traditionellen Holzschalung unterscheidet man: Schiebeschalung (Schalung, die sich beim Betonieren langsam bewegt, unter anderem im Straßenbau verwendet), Systemschalung (Mehrwegschalung), verlorene Schalung (Schalung, die nicht mehr entfernt wird und auf der Baustelle zurückbleibt).
Verdichtung
Beim Verdichten a Innenvibrator. Bei kleineren Mengen oder Flächen kommt auch eine Holzleiste zum Einsatz. Der Zweck der Verdichtung besteht darin, die Luftblasen aus der Mischung zu entfernen.
Schutz vor Austrocknung
Wenn der frische Beton austrocknet, schrumpft er und verursacht Zugspannungen auftreten, die zu Rissen im Beton führen (Schwindrisse). Ein zu schnelles Austrocknen kann verhindert werden, indem der Beton nass gehalten wird, indem chemische Produkte (sog Härtungsverbindung), durch Abdecken des Betons (mit Folie oder Plane) oder durch Aufstellen in einen Raum mit sehr hoher Luftfeuchtigkeit (sog Klima- oder Härtekammer).
Schutz vor Frost oder Überhitzung
Je niedriger die Temperatur, desto langsamer härtet der Beton aus. Unter 0 °C findet keine Aushärtung mehr statt. Im Freien gegossener Beton muss daher ggf. vor Frost geschützt werden. Dies kann unter anderem erfolgen durch Infrarotlampen oder Beton mit warmem Wasser zu mischen. Aushärten von Beton ist a exotherme Reaktion; Es wird Wärme freigesetzt und dies kann ausreichen, um die Temperatur hoch genug zu halten, aber manchmal ist es auch nicht möglich, große Mengen Beton auf einmal zu gießen. In diesem Fall müssen Rohre in den Beton eingearbeitet werden, durch die kaltes Wasser zirkuliert, um die Wärme abzuführen.
Schutz vor Segregation
Während des Gießens und während der anfänglichen Aushärtezeit entmischt sich (Trennung) Leistung. Dadurch sinken die schwereren Granulatkörner zu Boden. Dies kann verhindert werden durch:
  • Hinzufügen von genügend feinen Partikeln;
  • keinen zu hohen Wasser-/Zementfaktor zu verwenden;
  • nicht zu lange vibrieren;
  • einen weniger plastischen Beton zu verwenden;
  • einen Stabilisator verwenden.

Arten von Beton

Die Festigkeit von Beton kann mit verschiedenen Tests gemessen werden
  • Verstärkter Beton ist eine Kombination aus Beton und Stahl Stäbe (Bewehrungsstab), genannt Bewehrung. Die Stäbe werden dort platziert, wo Zugspannungen auftreten. In diesem Prozess, in 1867 vom Franzosen Joseph Monier ein Patent erhalten. Es mit Stahl Bewehrung von Beton Dies ist möglich, weil der Wärmeausdehnungskoeffizient von Stahl gleich dem von Beton ist. Betonfäule ist eine Verschlechterung des Betons, die bei minderwertigem Stahlbeton üblich ist. Es tritt oft bei unzureichendem . auf Abdeckung der Bewehrung im Beton, durch die sie geht rosten. Erkennbar an den Rostflecken auf der Betonoberfläche. Die immer dicker werdende Rostschicht drückt schließlich den umgebenden Beton weg und lässt ihn bröckeln. Betonfäule wird hauptsächlich verursacht durch Kohlensäure und Eindringen von Feuchtigkeit und ChlorIonen, die zum Beispiel aus Streuseln stammenSalz-.
  • Spannbeton ähnlich wie Stahlbeton, aber zusätzlich zu Bewehrungsstäben werden im Beton vorgespannte (oder vorgespannte) Stahldrähte und -kabel verwendet. Durch das Spannen der Seile entsteht eine Spannung in der Zugzone Druckkraft auf den Beton angewendet, der Traktion aufgrund der äußeren Belastung kompensiert. Dadurch kann ein Spannbetonelement eine größere Last aufnehmen als ein Stahlbetonelement gleicher Abmessungen. Vorgefertigte vorgespannte Träger werden häufig beim Bau von Viadukte und Böden.
  • Beton kann auch klassifiziert werden:
    • je nach Art der verwendeten Materialien: Kiesbeton, Schotter, Schlackenbeton, Bimsbeton, Hollithbeton, Stahlfaserbeton.
    • nach Herstellungsverfahren: gestanzter Beton (eine für unbewehrte Fundamente geeignete zementarme Mischung), Rüttelbeton, Schockbeton, Spritzbeton, Vakuumbeton, Porenbeton.
    • je nach Verwendungszweck: hochfester Beton, selbstverdichtender Beton, Unterwasserbeton, sauberer Beton, leichter Beton, schwerer Beton, feuchter Beton (Betonwarenindustrie).
    • je nach Herstellungsverfahren: Betonteile können entweder vorgefertigt oder vor Ort (vor Ort, oder vor Ort hinterlegt) gemacht. Im letzteren Fall wird der Beton von der Betonmischanlage geliefert, dann in die Schalung gegossen und vibriert, wonach es aushärten kann. Standardelemente wie Abwasserrohre und Profile werden im Werk vorgefertigt (Betonfertigteile). Da alles im Werk unter optimalen Bedingungen abläuft, ist die Qualität von Betonfertigteilen in der Regel besser als die von vor Ort gegossenem Beton. Der Nachteil ist, dass große, schwere Elemente nicht immer auf der Straße transportiert werden können.
  • Polierter Beton ist eine Form der Betonveredelung. Es ist eine Technik zum Auftragen von Verdichtung und Glanz. Dieses Verfahren zur Veredelung von Betonoberflächen hat in den letzten Jahren zunehmendes Interesse gefunden.
  • Betonsorten mit hoher Betondruckfestigkeit sind hochfester Beton (HSB, ab 65 N/mm2) oder ultrahochfester Beton (UHSB, ab 150 N/mm2).

Siehe auch

Externe Links

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