Beton

Der künstliche Baustoff Beton ist fast immer ein Gemisch aus Zement, Wasser und Sand/Kies. Es gibt Spezialarten von Beton, doch allein mit dieser Mischung lässt sich unendlich viel anfangen, weil mehr oder weniger Sand und Kies in unterschiedlichen Körnungen verwendet werden kann. Daher kann Beton relativ porös und damit leicht oder auch sehr schwer und fest werden. Ersterer kommt beispielsweise für Skulpturen und neuerdings Möbel zum Einsatz, Letzterer wird für Startbahnen von Flugzeugen verwendet.

Der Beton zum Häuserbau ist hinsichtlich seiner Festigkeit und Schwere dazwischen angesiedelt. In fast jeder Betonplatte oder in anderen Betonteilen steckt ein Stück sogenannter Bewehrung, vielfach ein Eisen- bzw. Stahlgitter, doch es gibt auch andere, sogar textile Möglichkeiten.

Herstellung und Eigenschaften von Beton

Der Beton wird in einem Mischer durch permanente Rotation von Zement, Zuschlagstoffen und Wasser gemischt, dann üblicherweise über das Bewehrungsgitter in eine Form gegossen und anschließend zur gewünschten Form geglättet. Das kann eine Platte oder ein quaderförmiges Bauteil, ein Pfeiler oder eine beliebige Skulptur sein. Anschließend härtet der Beton aus.

Die Aushärtung des Zements beginnt genau wie beim Mörtel, den Heimwerker verwenden, unmittelbar nach der Verbindung mit Wasser, weshalb die Rotation im Mischer den Vorgang nur begrenzt aufhält und bei den Zementfahrzeugen mit ihren rotierenden Aufsätzen ein genaues Timing für den Transport erforderlich ist. Mit dem enthaltenen eisernen Bewehrungsgitter, das vielfach von Hand geflochten wird (beispielsweise bei ungewöhnlichen Formen), oder mit anderen Stahlteilen, selbst mit Kunststoff, Glasfasern oder AR-Glastextilien lassen sich die ungewöhnlichsten Formen erzeugen, zu denen der Beton binnen etwa 24 Stunden aushärtet.

Nach diesen 24 Stunden kann er verbaut werden, allerdings setzt sich die tatsächliche Aushärtung über Jahre fort. Bei dem für den Wohnungsbau verwendeten Beton geht man von rund einem Jahrzehnt aus (je nach Sorte), sodass es einen Unterschied macht, ob der Heimwerker in die Wand eines frisch errichteten Hauses ein Loch bohren möchte oder in diejenige Wand, die schon über zehn Jahre alt ist.

Grundlegende Eigenschaften von Beton

Der Baustoff Beton hat einige herausragende Eigenschaften, die ihn für seinen Einsatz so geeignet machen:

• Druckfestigkeit: Der Konstruktionsbeton der Bauwirtschaft hat eine Druckfestigkeit je nach eingesetzter Mischung zwischen 20 – 150 N/mm², das bedeutet, er hält pro Quadratmillimeter einem Druck von 20 bis 150 kg stand.
• Zugspannungen erträgt der Beton nur zu rund 10 % seiner Druckfestigkeit, er kann also reißen. Diese Gefahr verhindert die eingesetzte Bewehrung. Da diese ein Bauteil aus Beton nur teilweise ausfüllt, sind manchmal abgeschlagene Ecken an Betonplatten zu erkennen.
• Volumenverringerung durch Schwinden: Bei der Austrocknung verliert Beton je nach Zusammensetzung einen kleinen Teil des ursprünglichen Volumens.
• Kriechen: Unter Belastung verformt sich Beton leicht im Laufe der Zeit.

Einsatz von Beton

Die Einsatzmöglichkeiten sind sehr vielfältig, hier wird zwischen dem bewehrten Stahlbeton, unbewehrtem und anderweitig bewehrtem Beton unterschieden.

• Stahlbeton: Häuserbau (Decken, Ringanker, Stützen, Wände, Gründungen), Straßenbau
• nicht bewehrter Beton: Kellerwände, kleine Fundamente, Bodenplatten, Staumauern, Blocksteine, Waschbetonplatten, Gegengewicht für Kräne, Wellenbrecher
• textil-/glasfaserbewehrter Beton: Skulpturen, Betonmöbel, Designelemente mit Stützcharakter

Wie lange gibt es schon Beton?

Nachdem vor rund 10.000 Jahren Kalkmörtel als Bindemittel entdeckt wurde, entwickelten die Römer vor rund 2.500 Jahren den Zement und mischten ihn mit Kies und Sand zu Beton, wie es prinzipiell heute noch geschieht. Das Pantheon in Rom besteht beispielsweise teilweise aus Beton, es wurde im frühen zweiten Jahrhundert nach Christus fertiggestellt. Die Grundlage war gebrannter Kalk, gemischt mit Wasser, Sand, Ziegelmehl und Vulkanasche. Auch moderner Zement besteht vorwiegend aus Kalk und Ton. Die Römer waren durch bestimmte Zementmischungen schon imstande, temperaturresistenten Beton herzustellen. In der Neuzeit der letzten rund 250 Jahre lässt sich die Geschichte des Betons an folgenden Stationen festmachen:

• Beschreibung der Betonherstellung im Standardwerk „Architecture hydraulique“, Bernard de Bélidor (Paris 1753)
• moderne Mischungen durch Experimente des Engländers John Smeaton ab 1755
• Romanzement (schnell abbindend, ab 1796 von J. Parker eingesetzt)
• künstlicher hydraulischer Kalk (ab 1818, Louis-Joseph Vicat)
• Portlandzement (ab 1824, Joseph Aspdin)
• Stahlbeton (Joseph Monier, Patent von 1867)

Beton wird jedoch nach wie vor weiterentwickelt, gerade in den letzten Jahrzehnten entdeckt man immer neue Möglichkeiten im Leichtbau.