Beton
Beton is een belangrijk materiaal voor het maken van verschillende gebouwen en constructies. Het is een composiet van portlandcement, zand, grind of aggregaat en water in verschillende verhoudingen, afhankelijk van de taak.
Beton wordt meer gebruikt dan enig ander door de mens gemaakt materiaal in de wereld. Sinds 2006 wordt elk jaar ongeveer 7,5 miljard kubieke meter beton gemaakt - meer dan een kubieke meter voor elke persoon op aarde.
De ingrediënten worden gemengd tot een pasta, een beetje zoals bij het maken van brooddeeg. Het beton wordt dan in een frame gestort. Na een paar uur wordt het hard. Beton stolt door een chemische reactie die bekend staat als hydratatie. Het water reageert met het cement, dat de andere componenten aan elkaar bindt, waardoor uiteindelijk een sterk steenachtig materiaal ontstaat.
Beton wordt gebruikt voor het maken van trottoirs, buizen, architectonische structuren, funderingen, snelwegen, bruggen, parkeerplaatsen met meerdere verdiepingen, muren, voetpaden voor poorten, hekken en palen en zelfs boten. Het grootste voordeel is dat het bakstenen en stenen beter aan elkaar bindt dan elke andere methode die de mensheid kent.
Beton is sterk in compressie maar zwak in spanning. Voor sommige doeleinden moet het worden versterkt met stalen staven. Gewapende betonnen gebouwen kunnen worden gemaakt om alle onderdelen, de funderingen, muren, vloeren en daken met elkaar te verbinden, maar betonnen constructies maken gebouwen niet aardbevingsbestendig.
Beton is zo oud als 5600 voor Christus. Het is niet uitgevonden door de Romeinen, maar veel gebruikt door hen. Sommige soorten beton zijn waterdicht, en sommige soorten zijn zelfs onder water geplaatst.
Het Pantheon van Hadrianus in Rome is een voorbeeld van de Romeinse betonbouw.
Buitenaanzicht van het Romeinse Pantheon, nog steeds de grootste (43,4m dia.) ongewapende massieve betonnen koepel.
Een modern gebouw: Het stadhuis van Boston (voltooid in 1968) is grotendeels opgetrokken uit beton, zowel geprefabriceerd als gestort.
Beton gebruikt om een gebouw te maken
Additieven
Er zijn veel additieven om beton sneller te zetten, langzamer te zetten, sterker te zetten, corrosie te verminderen, enzovoort. De Romeinen ontdekten dat het toevoegen van vulkanische as een beton produceerde dat onder water zou zetten. De Romeinen wisten ook dat het toevoegen van paardenhaar het beton minder vatbaar maakte voor scheuren tijdens het zetten, en dat het toevoegen van bloed het meer vorstbestendig maakte.
Het moderne beton werd in 1756 gemaakt door de Britse ingenieur John Smeaton. Hij voegde kiezelstenen en bakstenen in poedervorm toe aan het cement. In 1824 vond de Engelse uitvinder Joseph Aspdin het portlandcement uit, dat nog steeds het belangrijkste cement is dat in de betonproductie wordt gebruikt. Hij verbrandde gemalen kalksteen en klei samen. Het verbrandingsproces veranderde de chemische eigenschappen van de materialen en Aspdin creëerde een sterker cement dan alleen gewone gemalen kalksteen kon produceren.
In de 19e eeuw vond de Franse tuinman Joseph Monier in 1849 gewapend beton uit (gepatenteerd in 1867). François Coignet bestudeerde en verbeterde het. Dit is beton met stalen staven erin, die spijlen (wapeningstaven) worden genoemd. Glasvezel of kunststofvezel begint de stalen staven te vervangen.
Veel moderne chemicaliën kunnen aan het mengsel worden toegevoegd om speciale doelstellingen te bereiken. Superplastificeermiddelen zijn chemicaliën die de verwerkbaarheid verbeteren, dat wil zeggen het vermogen om het beton vorm te geven voordat het zich heeft gevormd. Pigmenten kunnen de doffe grijze kleur veranderen. Corrosie-inhibitoren kunnen roestvorming op de stalen staven verminderen. Luchtinsluiting' is het blazen van kleine luchtbelletjes in het beton voordat het zich heeft gezet. Hierdoor overleeft het beton het vriezen en ontdooien van een koud klimaat. Hoogovenslakken kunnen worden gemengd met beton. Het verandert de kleur in bijna zuiver wit en maakt het beton sterker.
Vragen en antwoorden
V: Waar is beton van gemaakt?
A: Beton is een samengesteld materiaal van portlandcement, zand, grind of aggregaat, en water in verschillende verhoudingen, afhankelijk van de taak.
V: Hoeveel beton wordt er jaarlijks geproduceerd?
A: In 2006 werd ongeveer 7,5 miljard kubieke meter beton per jaar gemaakt - meer dan één kubieke meter voor elke persoon op aarde.
V: Wat levert het mengen van de ingrediënten op?
A: Door de ingrediënten te mengen ontstaat een pasta, net als bij het maken van brooddeeg.
V: Hoe stolt beton?
A: Beton stolt door een chemische reactie die bekend staat als hydratatie. Het water reageert met het cement, dat de andere bestanddelen aan elkaar bindt, waardoor uiteindelijk een sterk steenachtig materiaal ontstaat.
V: Wat zijn enkele algemene toepassingen van beton?
A: Veel voorkomende toepassingen van beton zijn onder meer trottoirs, buizen, architectonische constructies, funderingen, autowegen, bruggen en parkeergarages met meerdere verdiepingen. Het kan ook worden gebruikt om muren, funderingen voor poorten en hekken en zelfs boten te maken.
V: Wat is een voordeel van het gebruik van beton ten opzichte van andere materialen?
A: Een voordeel van het gebruik van beton ten opzichte van andere materialen is dat het bakstenen en stenen beter bindt dan enige andere methode die de mensheid kent.
V: Wanneer werd beton voor het eerst gebruikt?
A: Beton werd al in 5600 v. Chr. voor het eerst gebruikt.
