Beton – kompozyt powstały ze zmieszania spoiwa (cementu), wypełniacza (kruszywo) i wody oraz ewentualnych domieszek nadających pożądane cechy. Swoje właściwości uzyskuje w wyniku hydratacji cementu. Jest jednym z najbardziej powszechnych materiałów budowlanych we współczesnym budownictwie.
Spis treści |
Określany również jako sztuczny kamień, beton został wynaleziony i był używany w budownictwie w Asyrii, potem w starożytnym Rzymie czasów republiki (około 200 r. p.n.e.). W starożytności używano mieszaniny piasku i drobnych kamieni z zaprawą wapienną do łączenia kamieni w murze i sklepieniach. Rzymianie używali jako zaprawy naturalnej pucolany pochodzącej z popiołów wulkanicznych, najpierw z Wezuwiusza, później z innych miejsc. Dodatek popiołu wulkanicznego czynił rzymski beton wodoodpornym. W okolicach odległych od wulkanów wykorzystywano zużyte drobno zmielone dachówki. Wiele zabytków starożytnego Rzymu w całym basenie Morza Śródziemnego zostało wykonane z betonu. Niektóre z nich przetrwały do dnia dzisiejszego. Najwspanialszym przykładem jest kopuła Panteonu z lanego betonu, o średnicy 43,3 m, ważąca ok. 5000 ton powstała w latach 118–125. Inne, to Termy Karakalli, mosty i akwedukty.
W wiekach średnich został zapomniany.
W gotyku stosowano mieszaninę zaprawy wapiennej z bardzo drobnym piaskiem do wykonywania odlewów powtarzalnych elementów dekoracyjnych.
W XIX w. (po wynalezieniu cementu portlandzkiego) upowszechnił się materiał budowlany zwany betonem. Pierwszą konstrukcję z użyciem betonu (latarnię morską Eddystone w zatoce Plymouth, zwana Smeaton's Tower) postawił w 1756 John Smeaton. Wynalezienie cementu portlandzkiego przypisywane jest innemu Anglikowi – Josephowi Aspdinowi, który w 1824 uzyskał patent na jego wyrób.
Beton (zwykły) powstaje w wyniku wiązania i stwardnienia mieszanki betonowej. Mieszanka betonowa to mieszanina spoiwa (cement), kruszywa, wody i ewentualnych dodatków (do 20% w stosunku do masy spoiwa) i domieszek (do 5% w stosunku do masy spoiwa).
Kruszywa mogą być naturalne: grube (żwir), drobne (piasek o frakcjach do 2 mm) lub sztuczne (np. keramzyt). Dodatki i domieszki poprawiają właściwości mieszanek betonowych i betonów, np. zwiększają urabialność, opóźniają proces wiązania, zwiększają mrozoodporność, wodoszczelność itd.
Nie wolno stosować wody morskiej (zasolonej), mineralnej i zanieczyszczonej (np. ściekowej, rzecznej). Bez wykonywania badań można stosować wodę wodociągową.
Skład mieszanki betonowej dobiera się na podstawie analiz laboratoryjnych i obliczeń (receptura betonu), tak aby otrzymać beton o oczekiwanej wytrzymałości, odporności na działanie czynników zewnętrznych (np. o odpowiedniej ścieralności, wodoszczelności, kwasoodporności, żaroodporności, izolacyjności cieplnej).
Ważną cechą betonu jest jego wytrzymałość na ściskanie. Gwarantowaną wartość wytrzymałości określa klasa betonu. Wytrzymałość betonu jak i jego trwałość i odporność na korozję zależą w dużej mierze od jego porowatości.
Wraz z wejściem do Unii Europejskiej i dostosowywaniem polskich przepisów do unijnych, została wprowadzona nowa norma (PN-EN 206-1) określająca wytrzymałość betonów zwykłych i ciężkich symbolem C../.. (np. C20/25 oznacza beton o minimalnej wytrzymałości charakterystycznej oznaczonej na próbkach walcowych wynoszącej 20 MPa (próbka walcowa o wymiarach: średnica 15 cm, wysokość 30 cm) i minimalnej wartości wytrzymałości charakterystycznej (wytrzymałość charakterystyczna to wartość osiągana przez minimum 95% próbek danej partii, równoznaczne jest to z 5% przedziałem ufności) oznaczonej na próbkach sześciennych wynoszącej 25 MPa (próbka sześcienna 15 cm × 15 cm × 15 cm). Dla betonów lekkich ta sama norma wprowadza oznaczenie symbolem LC../.. (np. LC20/22).
| klasa wytrzymałości dla betonu zwykłego | ||||
| Klasa nadzoru | Klasa betonu | wytrzymałość charakterystyczna walca na ściskanie  (MPa) | wytrzymałość charakterystyczna kostki na ściskanie  (MPa) | średnia gwarantowana wytrzymałość na rozciąganie(MPa) |
| 1 | C8/10 | 8 | - | - |
| C12/15 | 12 | 15 | 1,6 | |
| C16/20 | 16 | 20 | 1,9 | |
| C20/25 | 20 | 25 | 2,2 | |
| C25/30 | 25 | 30 | 2,6 | |
| 2 | C30/37 | 30 | 37 | 2,9 |
| C35/45 | 35 | 45 | 3,2 | |
| C40/50 | 40 | 50 | 3,5 | |
| C45/55 | 45 | 55 | 3,8 | |
| C50/60 | 50 | 60 | 4,1 | |
| 3 | C55/67 | 55 | 67 | 4,2 |
| C60/75 | 60 | 75 | 4,4 | |
| C70/85 | 70 | 85 | 4,6 | |
| C80/95 | 80 | 95 | 4,8 | |
| C90/105 | 90 | 105 | 5,0 | |
| C100/115 | 100 | 115 | 5,2 | |
Norma PN-B-03264:2002 została w 2004 r. uzupełniona poprawką, zgodnie z którą klasom betonu oznaczanym B-20 itp. przyporządkowano równoznaczne oznaczenia np. C16/20 [1].
Wytrzymałość betonu na rozciąganie jest niewielka w stosunku do jego wytrzymałości na ściskanie. Przypuszczalnie spowodowane jest to powstawaniem mikrorys między zaczynem a kruszywem. Aby możliwe było przenoszenie sił rozciągających często stosuje się zbrojenie betonu wkładkami stalowymi – taki materiał nazywany jest żelbetem.
Wodoszczelność betonu jest to zdolność betonu do przeciwstawiania się przepływowi wody będącej pod ciśnieniem. Zależy w dużej mierze od jego porowatości. Beton wodoszczelny powinien odznaczać się więc możliwie małą ilością wolnych przestrzeni w strukturze. Oznacza się ją stopniami wodoszczelności:W-2, W-4, W-6, W-8, itd, oznaczającymi 10-krotną wielkość ciśnienia wody w MPa, przy którym woda przenika w ilości dopuszczalnej podczas normowego badania tzw. badania przepuszczalności wody.
