Beton

Betonfabriek of betoncentrale waar een rijdende betonmixer wordt gevuld

Beton is materiaal dat je gebruikt om iets mee te bouwen. Beton is gemaakt van (schoon) water, cement en zand, grind of steenslag.

Milieu

Beton is na water de op één na meest gebruikte stof ter wereld en tegenwoordig het meest gebruikte bouwmateriaal. Dit wijdverbreide gebruik zorgt er helaas wel voor dat er een aantal milieuproblemen ontstaan. Het meest opvallende is dat het productieproces voor cement grote hoeveelheden broeikasgassen produceert (en daarmee een broeikaseffect), wat leidt tot netto 8% van de wereldwijde uitstoot van die gassen. Als in een bepaald gebied bij de bouw van b.v. woningen er teveel beton wordt geproduceerd, dan moet de bouw soms stilgelegd worden.

In waterarme gebieden kan een te grote betonproductie zorgen voor drinkwater tekorten.

Werkwijze

Steenslag als vulmiddel of aggregaat

Als je cement en water mengt krijg je het lijm- of bindmiddel of de cementpasta. Met een toevoeging van zand, grind of steenslag (vulmiddel of aggregaat), krijg je in eerste instantie een blubberachtige massa (de betonspecie) die je in vormen kunt gieten of scheppen. Dit mengen van de betonspecie kan met een schep, maar gebeurt meestal in een betonmixer. De verhoudingen (het 'recept') luisteren erg nauw en zijn medebepalend voor de sterkte van het beton. Je hebt lichte betonsoorten (maar meestal zijn die minder sterk), tot zware betonsoorten. Het gemiddelde recept is 1 deel cement, 2 delen zand en 4 delen vulmiddel. De hoeveelheid water die men toevoegt hangt af of men een droog of juist nat en makkelijker gietbaar mengsel wil hebben. Ook de tijd tussen het mengen en verwerken van de betonspecie mag maar kort zijn. Soms kiest men ervoor om beton-elementen in een fabriek te gieten en deze als een bouwpakket naar de bouwplaats te brengen.

IJzeren wapening in bekisting voordat de betonspecie gestort wordt

Door de gegoten massa te laten rusten, wordt het heel hard. Het cement reageert met het water via een proces dat betonhydratatie wordt genoemd en dat gedurende enkele uren uithardt om tot een duurzaam steenachtig materiaal te komen dat vele toepassingen heeft. Zoals bruggen, tunnels, funderingen, gebouwen en kelders. Vaak noemt men dit proces 'drogen' of verdampen van het water, maar dat is niet juist. Het water gaat een chemische reactie (verbinding) aan met het cement, dat de harde massa geeft. Bij warm weer moet men zelfs het uithardende beton extra nat houden. Beton wat hard wordt, voelt ook warm aan.

De vorm waarin de massa wordt gegoten wordt de bekisting genoemd. Vaak is dat getimmerd met bruin-paarse platen betonplex ofwel multiplex met een gladde toplaag waar de betonspecie niet aan blijft kleven. Voordat de betonspecie wordt gestort, wordt er een vlechtwerk van betonijzer in/tussen de bekisting aangebracht. Dit betonijzer geeft extra (trek)sterkte aan de uiteindelijke betonconstructie en wordt de bewapening genoemd. Is de betonspecie gestort en uitgehard, dan kan de bekisting na verloop van tijd worden weggehaald.

Geschiedenis

Romeins beton

Het Engelse woord voor beton is concrete en komt van het Latijnse woord concretus. Dit betekent zoiets als compact (dicht op elkaar).

Het eerste cement is zo'n 1400 jaar v. Chr. uitgevonden in Zuid-Syrië en Noord-Jordanië. Sommige van hun bouwwerken zijn tot op de dag van vandaag bewaard gebleven.

In het oude Egypte en latere Romeinse tijdperk ontdekten bouwers dat het toevoegen van vulkanische as aan het cementmengsel het mogelijk maakte om het onder water te zetten. Hiermee maakten ze hun aquaducten waterdicht. De Romeinen gebruikten op grote schaal beton van 300 v. Chr. tot 476 na Chr. Als vulmiddel gebruikten ze vaak puimsteen wat uit een vulkaan komt.

Moderne tests tonen aan dat het Romeinse beton opus caementicium evenveel druksterkte kon hebben als modern portlandcementbeton. Maar door het ontbreken van wapening was de treksterkte echter veel lager dan die van modern gewapend beton, en ook de wijze van verwerken verschilde. Omdat Romeins beton geen ijzer wapening bevat, zal er ook geen betonrot of roest ontstaan als er water en lucht bij het ijzer komt. Veel van hun betongebouwen zijn dan ook bewaard gebleven.

Nadat het Romeinse rijk was ingestort, werd het gebruik van beton zeldzaam totdat de technologie halverwege de 18e eeuw weer werd herontwikkeld.

Zakken Portland-cement (poeder)

Een methode voor het produceren van Portland-cement werd ontwikkeld in Engeland en gepatenteerd door Joseph Aspdin in 1824. Zijn zoon William zette de ontwikkelingen voort tot in de jaren 1840, waardoor hij erkenning kreeg voor de ontwikkeling van "modern" Portland-cement. Gewapend beton werd in 1849 uitgevonden door Joseph Monier.