Beton

Beton ist ein sehr stabiler künstlicher Stein und der weltweit am weitesten verbreitete Baustoff.

Die wichtigsten Bestandteile von Beton sind Zement und diverse Zuschlagstoffe wie Kies, Sand, Splitt oder Bims. Zement erhält man durch Brennen von Kalkstein mit Ton bei 1200 bis 1400 °C im Drehrohrofen. Dabei entstehen Calciumsilicate, die bei Raumtemperatur mit Wasser stabile Verbindungen bilden.

Mengt man nun Zement, Zuschlagstoffe und Wasser zusammen, erhält man über einen chemischen Prozess Beton. Der Baustoff erhärtet, indem der Zement mit dem Wasser reagiert und durch Hydratation (Reaktion bei der Wasser angelagert wird) einen Teil des Wassers chemisch als Hydratwasser bindet. Der übrige Teil des Wassers ist als Porenwasser nicht gebunden und verdunstet bei trockener Lagerung während eines längeren Zeitraums.

Diesen Prozess nennt man das Aushärten bzw. das Abbinden des Betons. Im Allgemeinen kann man sagen: Je weniger Wasser in einer Betonmischung ist, desto fester wird der Beton. Allerdings lässt sich dieser dann auch schwerer verarbeiten.

Der Beton lässt sich im flüssigen, noch formbaren Zustand praktisch in jede Form gießen. Diese Eigenschaft macht den Beton zu einem begehrten Baustoff. Zu den weiteren Eigenschaften gehört die Wasserundurchlässigkeit, ein hoher Frost- und Verschleißwiderstand und ein hoher Widerstand gegen chemische Angriffe (z.B. saurer Regen).

Zudem ist er wirtschaftlich, da die Zuschläge leicht verfügbar und die Baumöglichkeiten mit Beton sehr vielseitig sind.

Stahlbeton

Beton besitzt eine hohe Druckfestigkeit, kann aber keine Zugkräfte aufnehmen.

Also muss in den Beton ein Material eingebettet werden, dass hohe Zugkräfte verträgt. Im Stahlbeton bietet Stahl die erforderliche Zugfestigkeit.

Stahlbeton ist ein Beton, der mit Stahleinlagen in Form von Stäben, Drähten oder Matten verstärkt ist. Die Kombination zwischen Stahl und Beton ist gut möglich, da beide Materialien eine fast gleiche Wärmeausdehnung besitzen.

Da sich Beton und Eisen beim Erwärmen also nahezu gleich stark ausdehnen, entstehen bei Temperaturschwankungen keine Spannungen, welche Risse im Beton erzeugen könnten.

Ein Problem beim Einsatz von Stahlbeton ist die spätere Korrosion (Zerstörungserscheinung) der Stahleinlagen. Die Sicherheit von Stahlbetonkonstruktionen ist so stark gefährdet. Das Problem kann durch die Verwendung von rostfreiem Stahl gelöst werden.

Spannbeton unterscheidet sich vom Stahlbeton dadurch, dass die Stahleinlagen mit einer Zugkraft vorgespannt werden. Der Spannbeton eignet sich für große Spannweiten und hohe Lasten, wie sie beim Bau von Brücken und Kuppeln gebraucht werden.

Durch den Einsatz von Stahl- und Spannbeton sind Konstruktionen möglich geworden, die mit konventionellen Materialien undenkbar wären.

Durch die vielseitigen Nutzmöglichkeiten des Betons ist er mit über fünf Milliarden Kubikmetern der weltweit meistgenutzte Baustoff.

Geschichte

Beton gilt heute als ein moderner Baustoff. Aber er ist keineswegs eine Erfindung heutiger Zeit. Beton war schon in der römischen Antike als Baustoff bekannt. Römischer Beton ist eine der bedeutendsten Erfindungen der Baugeschichte. Damals nutzte man natürliche Gesteine wie Lavamehl, die mit Wasser abbinden konnten, anstelle des Zements.

Die großartigsten Beispiele römischer Baukunst, das Kolosseum und das Pantheon mit seiner 43 Meter frei tragenden Kuppel, wären ohne die Entwicklung des Betons nie errichtet worden. Im Mittelalter geriet der Beton in Vergessenheit.

Erst vom 18. Jahrhundert an wurde Beton wieder häufiger verwendet. 1867 wurde der Stahlbeton erfunden.

Der französische Gärtner JOSEPH MONIER war es leid, dass seine großen Pflanzenkübel immer wieder zerbrachen. So verstärkte er diese einfach mit Eisendrähten, die er in den Beton eingoss.

Dies war die Geburtsstunde des Stahlbetons. Durch die Erfindung des Portlandzements und die Einführung des Stahl- sowie des Spannbetons ist der Anwendungsbereich des Betons außerordentlich erweitert worden.