Wat is beton?
Heidelberg
Materials (v/h ENCI) verwoordt beton als volgt:
"Beton is een kunstmatige steensoort, koud gevormd uit een vloeibaar mengsel van cement,
zand, grind en water. Ter verbetering van bepaalde eigenschappen worden extra stoffen toegevoegd.
Deze toeslagstoffen worden onderscheiden in hulpstoffen en
vulstoffen. Hulpstoffen hebben invloed op
eigenschappen in de vloeibare of plastische fase van vers beton. Voorbeeld van hulpstoffen: plastificeerders
voor verbetering van de verwerkbaarheid. Vulstoffen beïnvloeden niet alleen de betoneigenschappen
in de plastische fase maar ook in de verharde fase. Voorbeeld van vulstoffen: vliegas
voor verlaging van de porositeit en verhoging van sterkte en
duurzaamheid." Tot slot kunnen pigmenten
worden toegevoegd om de natuurlijke kleur van beton te veranderen.
Beton is niet zonder meer voor dragende constructies toe te passen,
daarvoor is de treksterkte te gering. De
druksterkte van beton is zeer
goed. Om de treksterkte te vergroten wordt beton gewapend
met ijzeren staven of roosters/netten (gewapend beton).
Duurzaamheid
-
Beton wordt gerecycled, bijvoorbeeld als vervanger voor een deel van het grind
in beton (granulaat van vrij
grove korrel, bijvoorbeeld 28 of 32 mm) of voor het zogenoemde mengsel 0/31,5 (was
0/40) voor de wegenbouw dat uit 50% betongranulaat en 50% metselwerkgranulaat.
Het bedrijf Freement maalt
met de smart liberator het sloopbeton voorzichtig waardoor het beter de
verschillende fracties kan scheiden en aanzienlijk meer van het beton
hergebruikt kan worden.
- Cementsteen recyclen: naast grind en zand kan ook steeds vaker
cementsteen gerecycled worden door andere breektechnieken toe te passen. Tot 35%
van de klinker kan hiermee vervangen worden (situatie 2024).
- CO2-arme beton is mogelijk door het vervangen van een deel van het
bindmiddel cement
(het minst duurzame onderdeel van beton door de hoeveelheid benodigde energie
bij de productie van cement), bijvoorbeeld de meer duurzame bindmiddelen:
geopolymeren, vliegas of hoogovenslakken (mits voldoende beschikbaar),
alkalisch geactiveerde materialen (AAM's) i.c.m. vliegas of hoogovenslak),
lavameel, kalksteenmeel, gecalcineerde klei, bananenblad-as.
- Toepassen van andere vulstoffen (Supplementary Cementitious Materials,
SCM's) als de staalindustrie eenmaal verduurzaamd is:
nieuwe slaksoorten als Basic Oxygen Furnacel (BOF), Electric Arc Furnace (EAF)
en Refines Electric Furnace (REF).
- Toepassen van beliet-cement (calcium-sulfo-aluminaat-beliet cement,
CSA, CSAB, BCSA)
vergt minder kalksteen en energie bij het fabriceren van cement.
- Cement duurzamer fabriceren met groene energie.
- Een efficiëntere korrelpakking (geeft een compacter beton, verbetert
de sterkte waardoor minder cement nodig is) en optimalisatie van het
betonmengsel behoren tot de mogelijkheden.
-
Ook is op afvang en
opslag/gebruik van CO2 een optie (Carbon Capture and Storage CCS resp. Carbon Capture and Utilization
CCU).
-
Er is een trend gaande naar houten gebouwen; denk ook aan passiefhuizen
die bijna altijd beter presteren dan BENG-gebouwen.
In ieder geval de fundering en
de beganegrondvloer zullen nog van beton (moeten) zijn en voor hoogbouw is hout
constructief gezien nog steeds niet gewenst (situatie 2023).
Geschiedenis
Wellicht gebruikten de Egyptenaren al beton, maar zeker de Romeinen maakten er gebruik van.
Het Romeins beton was een samenstelling van puzzolaan (vulkanische as),
kalk, gips en water. Omdat beton gevoelig was voor vocht werd het gebouw
bekleed met bijvoorbeeld baksteen, natuursteen of pleisterwerk. De vervaardiging van beton is in de Middeleeuwen verloren gegaan en
pas in
de 19e eeuw herontdekt. Portlandcement ontstond toen
kalksteen en klei verpulverd en verbrand werden; de ontstane klinker werd
vermalen tot cement.
De Fransman Joseph Louis Lambot paste als eerste gewapend cement toe bij
watertanks voor de landbouw en vervaardigde een boot van gewapend cement. De
tuinman Jean Monier maakte plantenbakken van gewapend
beton en werd daarmee beroemd.
De Franse ingenieur Eugène Freyssinet wordt genoemd als uitvinder van het voorgespannen
beton.
Voor o.m. slanke toepassingen werd hogesterktebeton
geschapen.
Naast storten van het beton op de bouwplaats, kan het al in een
fabriek in bekistingen worden gestort en als prefab-beton
zijn weg naar de bouwplaats vinden.
Aanvankelijk werd beton niet in het zicht gelaten maar later werd het
beton als architectonische uiting mogelijk, soms opzettelijk, bij een
betonskelet of met
afdrukken van de bekistingen waarin het gehard was.
Eemsmond Betoncentrale geeft de bestanddelen en de voortgang tot beton zeer
duidelijk als volgt weer:
De betonnorm NEN-EN 206-1 onderscheidt op basis van volumieke
massa de volgende betonsoorten:
- lichtbeton 800-2000 kg/m3
- normaal beton 2000-2600 kg/m3
- zwaarbeton > 2600 kg/m3.
Voor het bestellen van betonmortel, zie ook de publicaties onderaan
dit artikel.
Bestellen van betonmortel (besteld wordt hier op prestatie-eisen) Bij het bestellen van beton bij een betoncentrale moeten we denken aan:
= wat
betreft basiseisen
- voldoen aan de vigerende normen voor betonspecies
- de sterkteklasse
- de milieuklasse
- het consistentiegebied
(de consistentieklasse) of de richtwaarde voor de consistentie
- de klasse voor het gehalte aan chloriden
- de maximale nominale grootste korrelafmeting van het
toeslagmateriaal
- bij lichtbeton of
zwaarbeton: de klasse van de volumieke massa of de richtwaarde
daarvoor.
= wat betreft aanvullende eisen
- bijzondere eigenschappen zoals vloeistofdicht (de
monolietvloer - checklist), schoon
beton, snelle sterkteontwikkeling,
lage hydratatiewarmte e.d., dwz. welke hulpstoffen - eisen m.b.t. weerstand regen vorst- en dooizoutaantasting (bijvoorbeeld het
luchtgehalte; zie ook vorst-dooi-bestandheid
van beton)
- andere bijzondere toevoegingen, dwz. welke vulstoffen
en hulpstoffen - eisen voor de temperatuur van de betonspecie
- sterkteontwikkeling
- warmteontwikkeling gedurende het hydratatieproces
- vertraagde binding
- weerstand tegen waterindringing
- vloeistofdichtheid
- weerstand tegen afslijting
- splijttreksterkte
- betonsoort
- esthetische eisen, bijvoorbeeld voor sierbeton zoals gekleurd beton, geëtst beton, lichtdoorlatend beton,
fotobeton (vectogramm),
glas-op-beton
- overige technische eisen
= levergegevens - naam aannemer of contactpersoon
- afleveradres
- datum en tijdstip levering
- hoeveelheid (aantal m3)
- stortsnelheid (snelheid van verwerken van de betonspecie in aantal m3 per uur)
- stortwijze (kubel, pomp, kraan, mixer e.d.).
Bestellen van betonmortel (besteld wordt hier op samenstelling)
= wat
betreft basiseisen
- voldoen aan de vigerende normen voor betonspecies
- het cementgehalte
- de soort en de sterkteklasse van
het cement - de watercementfactor
(wcf, in klasse of eventueel in richtwaarde)
- de soort, de categorie en het maximum aan chloridegehalte van het
toeslagmateriaal
- bij lichtbeton en zwaarbeton de minimale en maximale volumieke
massa - eventueel de soort en de hoeveelheid hulpstof
- eventueel de soort en de hoeveelheid vulstof.
= wat betreft aanvullende eisen
- de herkomst van sommige of alle grondstoffen voor zover
vervanging van kenmerken niet op andere wijze kunnen worden vastgelegd
- aanvullende eisen mbt. toeslagmaterialen
- eisen voor temperatuur van de betonspecie
- overige technische eisen
= levergegevens
- zie bij bestellen op prestatie-eisen.
Vaak is het beter de exacte samenstelling aan de betoncentrale
over te laten en uitsluitend de specificaties te verstrekken.
Voor eenvoudige toepassingen van beton wordt de zogenoemde 1-2-3-verhouding
toegepast: 1 deel cement, 2 delen zand en 3 delen grind.
Globaal benodigde hoeveelheid voor een m3 1-2-3-beton:
cement 325 kg
zand 650 kg, dwz. ca. 0,5 m3
grind 1300 kg, dwz. ca. 0,75 m3
water 160 kg, dwz. 0,160 m3 (160 liter).
toekomstperspectief: 3d-printen van betonnen gevels en vloeren? (betonhuis
beton):
Voorbeelden van beton dat architectonisch meer vrijheid geeft:
Relaties tussen Eurocode 2 en andere voorschriften (klik voor
groter):
"C'est le béton qui fait la musique" was een leuze van Kijlstra
beton (Betonmortel Nederland).
Voor de productie van beton is er de Concrete Sustainability Council
(CSC; let op: 4 R-niveaus, van 10% tot 80% gerecycled materiaal).
De term beton is ontleend aan het Franse béton (beton), eerder
al uit het Oudfranse betun (cement, mortel) uit het Latijnse bitumen
(aardpek, asfalt); bron Etymologiebank.