Wat is beton?
Beton is een kunstmatig steenachtig materiaal, dat als bouwmateriaal wordt gebruikt. Beton is een oneindig chemisch proces, het materiaal wordt in de loop der jaren alleen maar sterker.
Het moderne beton in Nederland is samengesteld uit het bindmiddel cement en uit één of meer toeslagmaterialen zoals zand, grind of granulaat. Cement heeft de eigenschap dat het door toevoeging van water verhardt.
Goed beton is een mengsel waarin de korrelgroottes van de verschillende soorten zand en grind, in de juiste hoeveelheden, elkaar zodanig aanvullen dat het mengsel uithardt tot een steenachtig en duurzaam materiaal. In tegenstelling tot bijvoorbeeld gips lost uitgehard beton niet meer op in water.
Door de relatief lage prijs van het materiaal, de relatieve inertie, de eenvoud van het gebruik en door de vele mogelijkhedenis beton een veelgebruikt bouwmateriaal.
Jaarlijks verbruiken de geïndustrialiseerde landen bijna een kubieke meter beton per persoon.
Beton ontstaat door water te mengen met een bindmiddel (zoals cement) en toeslagmateriaal (zand en grind), vulstoffen en eventueel met hulpstoffen. Bij de juiste verhoudingen worden de holtes tussen het grind vrijwel geheel gevuld met zandkorrels waarbij het cement de verschillende korrels aan elkaar plakt. Na uitharding kan de hardheid en duurzaamheid van natuurlijk gesteente worden geëvenaard.
Het toegepaste betonrecept is enerzijds afhankelijk van de gewenste sterkte en gewenste eigenschappen en anderzijds van de omgeving waar de betonconstructie zich in bevindt (milieuklasse van het beton).
Bindmiddel
Er zijn een aantal mogelijke bindmiddelen. Een eerste mogelijk bindmiddel is gebaseerd op kalk. Dit is in onbruik geraakt. De eigenschappen leken het meest op het tegenwoordige metselspecie of ongewapend beton. In het meeste beton wordt tegenwoordig een calcium-silicaat-cement als bindmiddel gebruikt, In Nederland zijn vandaag portlandcement en hoogovencement de populairste in deze categorie.
Naast de calcium-silicaat cementen bestaan er echter vele andere cementen zoals calcium-aluminaat, alkali-geactiveerde slakken, geopolymeren, calcium-aluminaat-fosfaat, enz.
Soms worden er ook een vulstoffen bijgevoegd: poeder van gemalen baksteen, een inert produkt dat de stabiliteit van het mengsel verhoogt, vliegas, dat plastificerend optreedt en puzzolane eigenschappen heeft of silica fume (ultrafijn siliciumpoeder) met sterke puzzolane eigenschappen.
Toeslagmateriaal
Een belangrijk onderdeel van het betonmengsel is het toeslagmateriaal. Hoe kleiner en fijner de gebruikte korrels des te meer water noodzakelijk is.
Zand en grind zijn de belangrijkste toeslagmaterialen. Als aanvulling of vervanging van deze toeslagmaterialen word er recyclinggranulaat toegevoegd.
Water
Water kan niet onbeperkt worden toegevoegd. Door meer aanmaakwater te gebruiken wordt het beton weliswaar beter verwerkbaar, het eindresultaat is echter slechter.
De verharding van cement is een chemische reactie die een beperkte hoeveelheid water vraagt; een teveel aan water levert zwakker beton. Een tekort aan water zorgt er echter weer voor dat niet alle cement reageert.
Bijgevolg is een juiste verhouding tussen water en cement (de zogeheten water/bindmiddelfactor) noodzakelijk om een goede kwaliteit beton te verkrijgen.
Hulpstoffen
In beton kunnen verschillende hulpstoffen gebruikt worden.
Deze dienen om de eigenschappen van het beton te verbeteren of aan te passen.
- (super)plastificeerders die de verwerkbaarheid van het beton verhogen zonder extra water toe te voegen
- bindingsversnellers
- bindingsvertragers zoals suiker waardoor het betonmengsel langere tijd verwerkbaar blijft
- luchtbelvormers, om de vorstbestendigheid van het beton te verhogen
- water vasthoudende stoffen, om onder water beton te kunnen gieten
- kleurpigmenten
- schuimvormers, om een geringe dichtheid en daardoor een betere isolatiewaarde (warmte-isolatie) te verkrijgen
