Beton
Beton ist ein künstliches Gestein aus Zement, Betonzuschlag (Gesteinskörnung) (Sand und Kies oder Splitt) und Wasser. Er kann außerdem Betonzusatzstoffe und Betonzusatzmittel enthalten.
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.
Beton kann zwar hohen Druck aushalten (40 MN/m² und mehr), versagt aber schon bei niedrigen Zugbeanspruchungen (4 MN/m² und weniger). Beton wird daher im Hochbau häufig in Zusammenhang mit Betonstahl als Stahlbeton verwendet. Bei diesem Verbundbaustoff übernimmt der Beton entsprechend seinem Materialverhalten die Druckkräfte und der vom Beton umhüllte Stahl die Zugkräfte.
Das künstliche Gestein Beton hat zwei besondere zeitabhängige Eigenschaften. Erstens erfährt es durch die Austrocknung eine Volumenabnahme bzw. Verkürzung, was als Schwinden bezeichnet wird. Zweitens verformt es sich unter gleichbleibender Last, das sogenannte Kriechen. Der größte Teil des Wassers wird jedoch als Kristallwasser gebunden. Beton trocknet also nicht, vielmehr bindet er ab - selbst unter Wasser härtet Beton aus (Unterwasserbeton).
Unterscheidungsmerkmale
Beton lässt sich unterscheiden nach
- der Trockenrohdichte (Leichtbeton, Normalbeton, Schwerbeton)
- der Druckfestigkeit
- dem Ort der Herstellung, der Verwendung oder dem Erhärtungszustand (Baustellenbeton, Transportbeton, wasserundurchlässiger Beton, Unterwasserbeton, Frischbeton, Festbeton)
- der Konsistenz (selbstverdichtender Beton, Fließbeton, steifer Beton)
Die Betoneigenschaften sind abhängig von der
- Zusammensetzung (Zementgehalt, Menge Anmachwasser, Wasserzementwert, Kornabstufung, Qualität der Zuschlagstoffe, Mehlkorngehalt)
- Verarbeitung (Verdichtung, Nachbehandlung)
Der Name Beton kommt aus dem französischen und leitet sich vom lateinischen Bitumen (schlammiger Sand, Erdharz, Bergteer, Kitt) ab.
Geschichte
Die Kenntnisse und das Wissen um die frühgeschichtlichen Bindemittel, einer Mischung aus Kalk, Ziegelmehl oder Puzzolanerde, reicht sehr weit zurück. So benutzten Handwerker im Osten der heutigen Türkei schon vor 14.000 Jahren – in Europa herrschte noch die Eiszeit – Mörtel (lateinisch mortarium) als Bindemittel, um Ziegelsteine zu mauern. Der Mörtel bestand aus gebranntem Kalk. Die Phönizier vermischten den Mörtel vor 3.000 Jahren mit vulkanischem Gestein. Sie schufen damit ein Material, das sogar unter Wasser aushärtete. Über die Griechen gelangten diese Erkenntnisse und Techniken ungefähr im 3. Jahrhundert v. Chr. nach Italien, dem damaligen Römischen Reich. Das Herstellen druckfester Bauteile aus wasserbeständigem Mörtel und Steinbrocken, zusammen in einer Schalung erhärtet, erlebte dann im 1. Jahrhundert n. Chr. seinen Durchbruch und wurde zum Maßstab der späten römisch-kaiserlichen Architektur. Der römische Beton (lateinisch opus caementicium) als Gemisch aus Steinen, Sand und Vulkanasche war geboren. Ihr Beton ist bis heute unübertroffen, schließlich hält das Material beispielsweise im berühmten römischen Pantheon seit mittlerweile über 2000 Jahren. Allerdings war die Spannweite mangels Stahlbewehrung noch nicht sehr hoch. In ganz Europa entstanden in dieser Zeit phantastische und monumentale Bauwerke, die auch nach fast 2.000 Jahren immer noch zu bestaunen sind: Tempel, Theater, Zisternen, Aquädukte, Abwasseranlagen, Thermen, Straßen, Hafenanlagen, Brücken, Tunnel und Wohnhäuser.
Über das Mittelalter hinaus ist Beton völlig in Vergessenheit geraten und wurde erst um 1700 wiederentdeckt. Noch fraglich ist eine Verwendung von römischem Beton opus caementicium bei der Kuppel des Doms in Florenz (Dom Santa Maria del Fiore). Die Kuppel wurde von 1420 bis 1431 unter Filippo Brunelleschi gebaut - mit einem Durchmesser von 45 Meter und einer Höhe von 107 Meter damals immerhin die größte Kuppel der Welt.
Ein großer Qualitätssprung war die Erfindung des Stahlbetons durch Joseph Monier (Patent: 1867), die hierfür verwendeten Eisenteile heißen bis heute noch Moniereisen (Häufiger wird allerdings der Begriff Bewehrungsstahl oder Betonstahl für Moniereisen verwendet). Betonfertigteile und Verbundsteine werden seit den 60er Jahren produziert.
Beton wird in der Modernen Kunst auch für Denkmäler oder Skulpturen verarbeitet. Exotisch ist die Verwendung im Schiffbau (zum Beispiel in einem Betonboot).
Quelle: Wikipedia - freie Enzyklopädie [http://de.wikipedia.org]
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