gebonden water, ongebonden water

In beton kan water op verschillende manieren aanwezig zijn:
- chemisch gebonden, als onderdeel van de CSH-matrix (Calcium-Silicaat-Hydraat-matrix), waarin water niet vrij voorkomt maar als H in de CSH gebonden is aan de andere stoffen (officieel is de aanduiding C-S-H maar dat schrijft niet handig)
- fysisch gebonden, een dunne laag watermoleculen die in de poriŽn aan het oppervlak van de CSH-draden "kleven"; het water reageert niet met het cement
- vrij water (ongebonden water), dat in eerste instantie beschikbaar is voor de reactie met cement (de hydratatie); wanneer de hydratatie voltooid is, is het vrije water ůf chemisch gebonden ůf fysisch gebonden ůf bevindt het zich ongebonden in de poriŽn ůf is het naar het oppervlak van het beton naar buiten getreden (vaak is de watercementfactor (wcf) zo optimaal bepaald dat het meeste vrije water chemisch of fysisch gebonden wordt).

Gedrag van gebonden water bij een brand
Beton brandt niet, bezwijkt bij juiste uitvoering niet snel en is tijdelijk meestal redelijk bestand tegen vuur:
- Bij temperaturen onder 100 graden C zal alleen het poriewater verdampen en er zal nauwelijks of geen effect zijn op de sterkte van het beton.
- Bij een brand waarbij de temperatuur van het beton boven 100 graden C komt maar onder 250 graden C blijft, zal het water in de poriŽn ťn het fysisch gebonden water verdampen. Omdat dit vrij geleidelijk gaat, is het beton hier tegen bestand. Wanneer de temperatuur niet hoger wordt, zal na blussen van de brand meestal geen blijvende constructieve schade aan het beton ontstaan zijn.
- Wanneer de temperatuur echter (ver) boven de 250 graden C uitkomt, zal ook het chemisch gebonden water verdampen. Gevolg hiervan is dat het cementsteen kan gaan spatten, waardoor betonstaal vrij kan komen te liggen (op termijn corrosie, betonrot) en dat het cementsteen verandert van structuur, de H van de CSH-matrix verdwijnt immers (cementsteen krimpt door verdwijnen water, het wapeningsstaal verliest zijn sterkte (vooral voorspanstaal), vanaf ca. 400 graden wordt calciumhydroxide calciumoxide, siliciumhoudende toeslagmaterialen zetten uit, er ontstaan scheuren in het beton, volledig herstel is niet meer mogelijk, en "bij een oplopende temperatuur van 1100įC zal uiteindelijk zelfs het cementsteen in het beton gaan smelten").

Van een door brand getroffen betonconstructie zal altijd technisch bezien moeten worden of herstel mogelijk is; afhankelijk van de situatie kan simpelweg vernieuwen economisch en gevoelsmatig interessanter zijn.
Overigens, voor zeer specifieke toepassingen (afschermingen in ovens, haarden, afvalverbranders e.d.) bestaat er ook vuurvast beton, op basis van aluminiumcement, dat bestand istegen temperaturen boven 1900 graden C (dit beton heeft geen wapeningsstaal).


brandcurve temperatuur, smeltgedrag, schade aan beton (munnik brandadvies):