Erfahrungen im Umgang mit Beton sind sehr alt. Sogar die alten Ägypter, Griechen und Römer kannten die Eigenschaften einer Mischung aus Pozzolane, gebranntem Ton und Kalk.
Die modernen wissenschaftlichen Erfahrungen begannen 1818, als Vicat die Ursachen der hydraulischen Eigenschaften bestimmter Bindemittel entdeckte.
Der erste Portlandzement (PC) wurde 1824 von John Aspdin hergestellt, aber von unzureichender Qualität, da er nicht ausreichend gebrannt wurde. 1845 gelang es Isaac Johnson, Portlandzement mit den gleichen Eigenschaften herzustellen, für die er heute bekannt ist. 1850 baute der Franzose Lambot ein Boot aus einem Drahtgeflecht, das er auf beiden Seiten mit einer Zementmörtel überzog.
Das Ende des 19. Jahrhunderts kann als Beginn der ersten Entwicklungsphase von Stahlbeton betrachtet werden, in der verschiedene Systeme von Stahlbetonkonstruktionen entstanden (das System von Rippendecken - Hennebique).
BETON ist ein komplexes Baustoff, das durch Mischen eines Bindemittels (Zement), Wasser und Aggregaten (Sand, Kies, gebrochenen Stein) hergestellt wird.
Beton hat den großen Vorteil, dass er in seinem frischen Zustand beliebig geformt werden kann und diese Form nach der Erhärtung beibehält. Er ist durch eine hohe Druckfestigkeit (10 - 60 N / mm 2) gekennzeichnet, und seine Zugfestigkeit ist sehr niedrig (sie beträgt 1/11 - 1/8 der Druckfestigkeit). Dieser Nachteil wird im Stahlbeton beseitigt. Obwohl er atmosphärischen Einflüssen ziemlich gut widersteht, ist Beton aufgrund der grundlegenden Zusammensetzung des Zements nicht resistent gegen Säuren und ist auch ein schlechter Schall- und Wärmeisolator.
Die Klassifizierung von Beton erfolgt entweder durch das Gewicht pro m 3 der fertigen Mischung oder durch die Art des Bindemittels. Nach dem Mischen in Mischern wird der frische Beton in Wagen, geschlossenen Eimern, Pumpen oder durch Rinnen transportiert.
Eine bessere Qualität wird durch Verdichten, Vibrieren oder Zentrifugieren erreicht. Wenn höhere Plastizität, Festigkeit oder Frostbeständigkeit, geringere Wasserdurchlässigkeit oder eine andere spezielle Eigenschaft gewünscht wird, werden bestimmte Komponenten (z. B. Plastifizierer, Bindemittel, Verdickungsmittel, Luftzuführmittel, Frostschutzmittel, Oberflächenschutzmittel, organische Materialien, Stahlspäne) der frischen Betonmasse hinzugefügt.
Bei der Bewertung von Beton wird in der Regel die Betonmarke verwendet. Die Betonmarke (MB) gibt die Druckfestigkeit (bis zum Bruch) von Prüfwürfeln der Größe 20x20x20 cm an, die aus den für 1 m 3 fertigen oder montierten Betonmassen benötigten Zementmengen hergestellt werden. Die Festigkeit von Beton einer bestimmten Marke hängt nicht nur von der Zementmenge und seiner Klasse ab, sondern auch von der Qualität der Aggregaten, der Wassermenge, der Installationsmethode und der Wartung des Betons.
Je nach Wassermenge, die bei der Herstellung von Beton hinzugefügt wird, erhalten wir unterschiedliche Dichten der frischen Betonmasse:
- feuchter Beton - kann gut verdichtet werden und wird für massive Bauwerke (Wände, Fundamente usw.) verwendet
- plastischer Beton - wird für dünnere und fast alle Stahlbetonkonstruktionen verwendet
- magerer oder flüssiger Beton - wird für sehr schmale Bauwerke und Bauwerke mit dichter Bewehrung verwendet
Der chemische Prozess der Bindung von normal langsam bindendem Zement beginnt etwa 1 ½ Stunden nach dem Mischen der trockenen Mischung mit Wasser. Wenn der Zement zu binden beginnt, muss der Beton ruhen und darf nicht noch einmal geschüttelt werden.
Die Haupttypen von Beton sind:
- gewöhnlicher oder unbewehrter Beton wird durch Mischen von Portlandzement und Steinaggregat hergestellt. Er wird für Elemente und Bauwerke verwendet, die mit Druck belastet sind (Druck)
- wirtschaftlicher Beton wird für massive Bauwerke aus gewöhnlichem Beton verwendet, in die während der Installation Stücke von Naturstein (mit einer maximalen Größe von 30 cm) hinzugefügt werden können.
- Beton mit metallurgischem und pozzolanischem Zement wird für Bauwerke verwendet, die chemischen Einflüssen und aggressiven Wassern ausgesetzt sind.
- Beton mit aluminiumhaltigem Zement darf nicht mit Portlandzement gemischt werden, da spezielle chemische Reaktionen auftreten.
- leichter Beton wird in zwei Gruppen unterteilt: - Betongemisch, bei dem das Aggregat ein leichtes, poröses Material ist, das normalerweise mit Zement verbunden ist- Betongemisch mit feinerem, leichtem Aggregat und der Zugabe eines chemischen Mittels, das in der frischen Mischung Gase oder Schaum bildet (Gas- und Schaumbeton)
- Stahlbeton ist gewöhnlicher Beton, in den Stahlstäbe oder ein Geflecht eingearbeitet wurden, um die Zugspannung des Bau-elements zu erhöhen.
Beton hat die Eigenschaft, sich während der Aushärtung fest an Stahl zu binden, so dass beide Materialien bei Einwirkung von äußeren Kräften zusammenarbeiten. Zu den Vorteilen von Stahlbeton gehören: Nichtbrennbarkeit, Dauerhaftigkeit, vernachlässigbare Wartungskosten, die Möglichkeit, die vielfältigsten Formen herzustellen, Erdbebenbeständigkeit und bestimmte mechanische Eigenschaften.
Beton schützt den Stahl vor Korrosion. Stäbe, die die Hauptspannungen aufnehmen, werden als Hauptrüstung bezeichnet. Die Stäbe der Hauptrüstung sind nach bestimmten Regeln angeordnet und werden durch dünnere Stäbe verbunden, die als Verteilerüstung bezeichnet werden, und wenn sie einige der Spannungen aufnehmen, werden sie als Hilfsrustung bezeichnet. In Säulen und Balken wird eine solche Rüstung als Schlaufen oder Bänder bezeichnet.
7. Vorspannbeton. Wenn vor der Belastung eines Tragelements dessen Bewehrung stärker gedehnt wird, als es unter voller Last wäre, und wenn der Beton es in diesem Zustand umschließt und aushärtet, dann wird die Bewehrung versuchen, in ihren ursprünglichen (ungedehnten) Zustand zurückzukehren. Im Bereich, in dem die gedehnten Stäbe im Beton sind, wird Druckspannung auftreten. Wenn das Tragelement belastet wird, wird die in dem vorgespanntenBeton erzielte Druckspannung der Zugspannung entgegenwirken. Im vorgespanntenBeton übernimmt die Bewehrung nicht die Zugspannungen, sondern ermöglicht es dem Beton, die durch die Belastung verursachten Zugkräfte durch Druckspannung zu neutralisieren.
Beton kann in Schalungen, Formwerk oder ohne Formwerk eingebaut werden. Ein Einbau ohne Formwerk erfolgt in der Regel bei Fundamenten in ausgehobenen Gräben.