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Beton

 

[be'tɔȖ, be'tɔ̃, auch, österreichisch nur, be'toːn; französisch, aus lateinisch bitumen »Erdharz«] der, -s/-s und, bei nicht nasalierter Aussprache, -e, ein leicht zu verarbeitender Verbundbaustoff, der aus einem zuerst flüssigen Gemenge von Zement, groben bis feinen Zuschlagstoffen (z. B. Kies, Schotter, Splitt) und Wasser, gegebenenfalls auch Zusätzen (Betonzusätze), durch Erhärten des Zementleims entsteht (Zementbeton). Neben Zement können auch Bitumen (Asphaltbeton) und Kunststoff (Kunststoffbeton) als Bindemittel verwendet werden.

 

Die Eigenschaften von Beton lassen sich durch das Mischungsverhältnis, durch die Auswahl der Ausgangsstoffe sowie durch die Verdichtung und Nachbehandlung in weiten Grenzen verändern. Die Zusammensetzung von Beton wird durch das Verhältnis der Ausgangsstoffe Zement, Zuschlag und Wasser festgelegt; das Mischungsverhältnis von z. B. 1:6:0,50 besagt, dass einem Gewichtsteil Zement 6 Gewichtsteile Zuschlag und 0,50 Gewichtsteile Wasser zugemengt werden. Das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Zement wird Wasserzementwert genannt. Die Gemengezusammensetzung wird häufig zusätzlich durch die Angabe des Zementgehalts in kg je m³ verdichtetem Frischbeton gekennzeichnet. Die Konsistenz (Verarbeitbarkeit, Fließfähigkeit) ist als Kennwert für den Arbeitsaufwand auf der Baustelle die wichtigste Eigenschaft des Frischbetons. Für die meisten Anwendungsgebiete ist die Druckfestigkeit des Betons bestimmend, die entscheidend vom Wasserzementwert beeinflusst wird. Die Zugfestigkeit ist vergleichsweise gering, daher ist in biegebeanspruchten Konstruktionen die Aufnahme der Zugkräfte durch Bewehrung (mit Betonstahl oder »Polystal«, einem stabförmigen Verbundwerkstoff aus feinsten Glasfasern und Polyesterharzen) erforderlich. Nach DIN ist die gemessene Druckfestigkeit (gemessen in Megapascal) nach 28 Tagen Standzeit für die Bewertung von Beton anhand von sieben Betonfestigkeitsklassen entscheidend (Tabelle Betongruppen und ihre Eigenschaften).

 

Wesentliche Kriterien für den gezielten Einsatz und die Verwendung sind neben der Druckfestigkeit die Rohdichte und der Wärmeleitwert. Für die konstruktive Anwendung ist weiterhin die Kenntnis des Formänderungsverhaltens notwendig, das durch die Kennwerte Elastizitätsmodul, Querdehnzahl, Kriechzahl, Schwindmaß, Wärmedehnzahl erfasst wird. - Beton zählt zu den nichtbrennbaren Stoffen, die Feuerwiderstandsdauer von Betonbauteilen ist sehr hoch.

 

Arten von Beton:

 

Verbundbaustoffe aus Beton und Stahl sind Stahlbeton und Spannbeton für Bauteile, bei denen das Zusammenwirken von Beton und Stahl für die Lastaufnahme nötig ist; bei unbewehrtem Beton ist ausschließlich Beton an der Lastaufnahme beteiligt. Nach dem Erhärtungszustand bezeichnet man den fertig gemischten Beton als Frischbeton, solange er verarbeitet werden kann. Nach der Konsistenz wird steifer, plastischer und weicher Beton unterschieden. Fließbeton ist durch Zusatzmittel verflüssigter Frischbeton. Durch Erstarren und Erhärten geht der Frischbeton in Festbeton über. Während bei Baustellenbeton die Bestandteile auf der Baustelle zugegeben und gemischt werden, wird Transportbeton außerhalb der Baustelle hergestellt. Als Ort-Beton bezeichnet man Baustellen- oder Transportbeton, der als Frischbeton in endgültiger Lage eingebracht wird, Betonfertigteile und Betonwaren werden dagegen im Betonwerk hergestellt und im einbaufertigen Zustand zur Baustelle befördert.

 

Zur Kennzeichnung der Zusammensetzung sind Bezeichnungen nach der verwendeten Zementart und Zuschlagart wie Portlandzementbeton, Kiessandbeton, Splittbeton, Bimsbeton, Blähtonbeton, Holzbeton u. a. üblich. Die Unterteilung nach dem Gefüge kennt Beton mit geschlossenem Gefüge (gefügedichter Beton), der nach dem Verdichten keine größeren Hohlräume (Gefügeporen) enthält, und den haufwerksporigen Beton mit einem größeren Anteil an Hohlräumen (Haufwerksporen). Haufwerksporiger Beton aus einem groben Zuschlaggemisch wird entfeinter Beton, aus einer einzigen Korngruppe Einkornbeton genannt. Beton mit wenigen Volumenprozent künstlich eingeführter, sehr kleiner Luftporen (Mikroluftporen) zur Erhöhung des Frost-Tausalz-Widerstandes wird gelegentlich Luftporenbeton genannt. Beton mit einem großen Volumenanteil künstlich erzeugter Luftporen wird als Porenbeton (Gasbeton, Gassilikatbeton, Schaumbeton) bezeichnet. Häufig wird Beton, dessen Eigenschaften auf eine bestimmte Anwendung ausgerichtet sind, auch hiernach bezeichnet. Schwerstbeton zur Abschwächung ionisierender Strahlung wird als Strahlenschutzbeton, Beton für Fahrbahndecken und Flugplatzbefestigungen als Straßenbeton bezeichnet. Bei Sichtbeton bleibt die Betonoberfläche sichtbar und wird zur architektonischen Gestaltung herangezogen; bei Strukturbeton ist die Oberfläche reliefartig gestaltet, bei Waschbeton ist die obere Zuschlaglage durch Auswaschen des Zementsteins, bei Betonwerkstein die obere Zuschlaglage durch steinmetzartige Bearbeitung sichtbar gemacht. Massenbeton wird zur rissefreien Herstellung massiger Bauwerke (Talsperren, Schleusen) und massiger Bauteile (Fundamente) verwendet, Feuerbeton für hochtemperaturbeanspruchte Bauteile (Ofenbau u. a.). Häufig wird Beton nach besonderen Verfahren beim Herstellen, Fördern und Verarbeiten gekennzeichnet; z. B. wird Stampfbeton erdfeucht eingestampft, Gussbeton über Rinnen oder Rohre zugeführt, Spritzbeton mit Druckluft durch Düsen gespritzt. Schleuderbeton wird in rotierenden Formen (z. B. Betonrohre und Betonmasten) oder auf dem Bau in rotierenden Schalungen hergestellt; ferner gibt es u. a. Pumpbeton, Rüttelbeton, Schüttbeton, Vakuumbeton, Walzbeton und Schockbeton.

 

Geschichte:

 

Unter Caligula wurde 37-41 n. Chr. bei Neapel ein Molenbau mit Beton hergestellt (Bindemittel vermutlich Kalk mit hydraulischen Eigenschaften und Kalk mit Puzzolan oder Santorinerde als hydraulische Zusätze). Auch Trass aus den noch heute betriebenen Brüchen der vulkanischen Eifel bei Andernach fand als Zusatz viel Verwendung. Im Mittelalter geriet der Beton in Vergessenheit. Erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts finden sich wieder Anfänge in Frankreich; die weitere Entwicklung ist eng mit der des Zementes verbunden. Mit der Erfindung des Stahlbetons (1855) und der Entwicklung des Leichtbetons und Spannbetons ist der Anwendungsbereich des Betons außerordentlich erweitert worden.

 

Literatur:

 

Walter Schulze: Der Baustoff B., 3 Bde. (^1-91970-88);

 B. H. Sinn: Und machten Staub zu Stein. Die faszinierende Archäologie des B. von Mesopotamien bis Manhattan (1973);

 G. Ruffert: Schäden an B.-Bauwerken (1982);

 K. H. Schlüssler u. O. P. Mčedlov-Petrosjan: Der Baustoff B. Grundlagen der Strukturbildung u. der Technologie (1990);

 

B.-Lex., hg. v. H.-O. Lamprecht u. a. (1990);

 

B.-Atlas, bearb. v. F. Kind-Barkauskas (Neuausg. 1995);

 

B.-Hb. Leitsätze für Bauüberwachung u. Bauausführung (³1995).