Beton, in constructie, constructiemateriaal dat bestaat uit een harde, chemisch inerte deeltjesvormige stof, bekend als aggregaat (meestal zand en grind), dat met elkaar is verbonden door cement en water.
constructie: vroege betonconstructies
Een van de vroegst overgebleven voorbeelden van deze betonnen constructie is de Tempel van de Sybil (of Tempel van Vesta) in Tivoli, gebouwd tijdens
Onder de oude Assyriërs en Babyloniërs was klei het meest gebruikte bindmiddel. De Egyptenaren ontwikkelden een stof die meer op modern beton leek door kalk en gips als bindmiddel te gebruiken. Kalk (calciumoxide), afgeleid van kalksteen, krijt of (indien beschikbaar) oesterschelpen, bleef tot het begin van de 19e eeuw het belangrijkste pozzolane of cementvormende middel. In 1824 verbrandde en vermeed een Engelse uitvinder, Joseph Aspdin, een mengsel van kalksteen en klei. Dit mengsel, portlandcement genoemd, is het belangrijkste cementeermiddel gebleven dat wordt gebruikt bij de productie van beton.
Aggregaten worden over het algemeen aangeduid als fijn (variërend in grootte van 0,025 tot 6,5 mm [0,001 tot 0,25 inch]) of grof (van 6,5 tot 38 mm [0,25 tot 1,5 inch] of groter). Alle aggregaatmaterialen moeten schoon zijn en vrij van vermenging met zachte deeltjes of plantaardig materiaal, omdat zelfs kleine hoeveelheden organische grondverbindingen chemische reacties veroorzaken die de sterkte van het beton ernstig aantasten.
Beton wordt gekenmerkt door het type aggregaat of cement dat wordt gebruikt, door de specifieke eigenschappen die het vertoont of door de methoden die zijn gebruikt om het te produceren. Bij gewoon constructief beton wordt het karakter van het beton grotendeels bepaald door een water-cement verhouding. Hoe lager het watergehalte, al het andere is gelijk, hoe sterker het beton. Het mengsel moet net voldoende water bevatten om ervoor te zorgen dat elk aggregaatdeeltje volledig wordt omgeven door de cementpasta, dat de ruimtes tussen het aggregaat worden gevuld en dat het beton voldoende vloeibaar is om effectief te worden gestort en verspreid. Een andere duurzaamheidsfactor is de hoeveelheid cement in verhouding tot het aggregaat (uitgedrukt als een driedelige verhouding - cement tot fijn aggregaat tot grof aggregaat). Waar bijzonder sterk beton nodig is, zal er relatief minder toeslagmateriaal zijn.
De sterkte van beton wordt gemeten in pond per vierkante inch of kilogram per vierkante centimeter kracht die nodig is om een monster van een bepaalde leeftijd of hardheid te verpletteren. De sterkte van beton wordt beïnvloed door omgevingsfactoren, met name temperatuur en vocht. Als het voortijdig mag drogen, kan het ongelijke trekspanningen ervaren die in een onvolmaakt geharde toestand niet kunnen worden weerstaan. In het proces dat bekend staat als uitharden, wordt het beton na het storten enige tijd vochtig gehouden om de krimp die optreedt bij het uitharden te vertragen. Lage temperaturen hebben ook een negatieve invloed op de sterkte. Om dit te compenseren wordt een additief zoals calciumchloride met het cement gemengd. Dit versnelt het uithardingsproces, dat op zijn beurt voldoende warmte genereert om matig lage temperaturen tegen te gaan. Grote betonnen vormen die niet voldoende kunnen worden afgedekt, worden niet bij vriestemperaturen gestort.
Beton dat is gehard op ingebed metaal (meestal staal) wordt gewapend beton of gewapend beton genoemd. De uitvinding wordt meestal toegeschreven aan Joseph Monier, een Parijse tuinman die tuinpotten en kuipen van beton maakte, versterkt met ijzeren gaas; hij ontving een octrooi in 1867. Het wapeningsstaal, dat de vorm kan hebben van staven, staven of gaas, draagt bij aan de treksterkte. Gewoon beton is niet goed bestand tegen spanningen zoals wind, aardbevingen, trillingen en andere buigkrachten en is daarom ongeschikt in veel structurele toepassingen. In gewapend beton zorgen de treksterkte van staal en de druksterkte van beton ervoor dat een element in staat is om zware spanningen van allerlei aard over een aanzienlijke overspanning te dragen. De vloeibaarheid van het betonmengsel maakt het mogelijk om het staal te positioneren op of nabij het punt waar de grootste spanning wordt verwacht.
Een andere innovatie in metselconstructie is het gebruik van voorgespannen beton. Het wordt bereikt door processen voor of na te spannen. Bij het voorspannen worden stukken staaldraad, kabels of touwen in de lege mal gelegd en vervolgens uitgerekt en verankerd. Nadat het beton is gestort en uitgehard, worden de ankers vrijgegeven en, terwijl het staal probeert terug te keren naar de oorspronkelijke lengte, perst het het beton samen. Bij het naspannen wordt het staal door in het beton gevormde kanalen geleid. Wanneer het beton is uitgehard, wordt het staal verankerd aan de buitenkant van het element door een soort grijpinrichting. Door een bepaalde hoeveelheid rekkracht op het staal uit te oefenen, kan de mate van compressie die op het beton wordt overgebracht, zorgvuldig worden geregeld. Voorgespannen beton neutraliseert de rekkrachten die gewoon beton zouden scheuren door een gebied samen te drukken tot het punt waar geen spanning wordt ervaren totdat de sterkte van het gecomprimeerde gedeelte wordt overwonnen. Omdat het sterk is zonder zware stalen verstevigingen te gebruiken, is het met groot succes gebruikt om lichtere, ondiepere en elegantere constructies zoals bruggen en grote daken te bouwen.
Naast het potentieel voor enorme sterkte en het aanvankelijke vermogen om zich aan vrijwel elke vorm aan te passen, is beton brandwerend en is het een van de meest voorkomende bouwmaterialen ter wereld geworden.
