Beton: ist ein Sammelbegriff für technische Verbundwerkstoffe aus zementären Materialien, die Gesteinskörnungen zu einem Ganzen verkleben. Der Begriff Beton wird üblicherweise für Zement als zementhaltiges Material verwendet, Sand und Stein als Zuschlagstoff; und Wasser (Kann Zusatzstoffe und Beimischungen enthalten) in einem bestimmten Verhältnis, gemischt, um Zementbeton zu erhalten, auch als gewöhnlicher Beton bekannt, das im Tiefbau weit verbreitet ist.

Stand April 2023, die jährliche weltweite Produktion von Beton mehr als 4 Milliarden Tonnen.

Merkmale

Beton hat die Eigenschaften eines reichlich vorhandenen Rohstoffs, niedriger Preis und einfacher Produktionsprozess, Dadurch nimmt die Nutzung zu. Beton zeichnet sich außerdem durch eine hohe Druckfestigkeit aus, gute Haltbarkeit, und eine große Auswahl an Stärkeklassen. Diese Eigenschaften machen den Einsatz sehr vielfältig, nicht nur in einer Vielzahl von Bauingenieurwesen, ist der Schiffbau, Maschinenindustrie, die Entwicklung des Meeres, Geothermie, usw., Auch Beton ist ein wichtiger Werkstoff.

Funktion

Heterogenität

Die wichtigste Leistung der Betonmischung. Es ist eine umfassende Darstellung der Konsistenz der Mischung, Flüssigkeit, Plastizität, Beständigkeit gegen Delamination und Wassersekretion sowie leichtes Verschmieren der Oberfläche. Es gibt viele Methoden und Indikatoren, um die Mischungsverträglichkeit zu bestimmen und auszudrücken, China übernimmt vor allem den Einbruch (mm) gemessen anhand des Kegelstumpfzylinders und der Vibe-Zeit (Sek) gemessen mit dem Vibe-Meter als Hauptindex der Konsistenz.

Stärke

Die wichtigsten mechanischen Eigenschaften von Beton nach dem Aushärten, bezieht sich auf die Fähigkeit von Beton, Belastungen wie Druck standzuhalten, Spannung, Biegung und Scherung. Wasser-Zement-Verhältnis, Zementart und Dosierung, die Vielfalt und Menge der Aggregate, sowie Mischen, Formteil, Wartung, Alle wirken sich direkt auf die Festigkeit des Betons aus. Beton entsprechend der Normdruckfestigkeit (Seitenlänge eines Würfels von 150 mm als Standardprobe, Aushärten unter Standard-Härtungsbedingungen für 28 Tage, gemessen nach der Standardtestmethode mit 95% Garantie der kubischen Druckfestigkeit) unterteilt in Kraftstufen, als Standard bekannt, unterteilt in C10, F15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50, C55, C60 C65, C70, C75, C80, C85, C90, C95, C100, insgesamt 19 Noten. Die Zugfestigkeit von Beton beträgt nur 1/10 zu 1/20 seiner Druckfestigkeit. Die Verbesserung des Verhältnisses von Zug- und Druckfestigkeit von Beton ist ein wichtiger Aspekt der Betonmodifikation.

Verformung

Beton verformt sich unter Belastung oder Temperatur und Feuchtigkeit, hauptsächlich einschließlich elastischer Verformung, Plastische Verformung, Schrumpfung und Temperaturverformung. Die elastische Verformung von Beton bei kurzzeitiger Belastung wird hauptsächlich durch den Elastizitätsmodul ausgedrückt. Unter Langzeitbelastung, Das Phänomen der konstanten Spannung und der kontinuierlichen Zunahme der Dehnung ist die Bachverformung, und das Phänomen der ständigen Belastung und des kontinuierlichen Stressabbaus ist Entspannung. Die Volumenverformung aufgrund der Hydratation von Zement, Die Karbonisierung von Zementstein und der Wasserverlust werden als Schwinden bezeichnet.

Die Verformung von Festbeton beruht auf zwei Aspekten: Umweltfaktoren (Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsänderungen) und angewandte Lastfaktoren, also gibt es sie:

(1) Verformung unter Belastung

• Elastische Verformung
• Unelastische Verformung

(2) Verformung bei Nichtlasteinwirkung

• Schrumpfverformung (Trockenschrumpfung, Selbstschrumpfung)
• Dehnungsverformung (Nassexpansion)

(3) Verformung unter Verbundeinwirkung

• Rauheit

Haltbarkeit

Unter allgemeinen Bedingungen, Beton hat eine gute Haltbarkeit. Jedoch, in kalten Gegenden, insbesondere bei den Wasserstandsänderungen am Projektstandort und beim Zustand des Vollwassers durch den häufigen Frost-Tau-Wechsel, Beton kann leicht beschädigt werden. Aus diesem Grund, Der Beton sollte bestimmte Anforderungen an die Frostbeständigkeit erfüllen. Für wasserundurchlässige Projekte, Beton muss eine gute Undurchlässigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Sickerwiderstand, Frostbeständigkeit, und Erosionsbeständigkeit für die Haltbarkeit des Betons.

Komponentenmaterialien und Struktur

Gewöhnlicher Beton ist ein künstlicher Stein aus Zement, grobes Aggregat (Kies oder Kieselsteine), feines Aggregat (Sand), Zusatzstoffe und Wassermischung, gehärtet. Sand und Stein spielen im Beton eine tragende Rolle und hemmen das Schrumpfen von Zement; Zement und Wasser bilden einen Zementleim, der sich um die Oberfläche grober und feiner Gesteinskörnungen legt und die Hohlräume zwischen den Gesteinskörnungen füllt. Der Zementleim hat vor dem Aushärten eine schmierende Funktion, damit die Betonmischung gute Verarbeitungseigenschaften aufweist, und nach dem Aushärten werden die Aggregate zu einem starken Ganzen zusammengeklebt.

Wichtigste technische Eigenschaften

Zu den Eigenschaften von Beton gehört die Verträglichkeit Betonmischung, Betonfestigkeit, Verformung und Haltbarkeit.

1. Die Kompatibilität, auch Verarbeitbarkeit genannt, bezieht sich auf die Eigenschaften von Betonmischungen, die den Ablauf verschiedener Bauprozesse unter bestimmten Baubedingungen erleichtern, um sicherzustellen, dass ein gleichmäßiger und dichter Beton entsteht. Die Kompatibilität ist ein umfassender technischer Index, einschließlich drei Hauptaspekten der Fluidität (Konsistenz), Kohäsion und Wasserretention.
2. Festigkeit ist die wichtigste mechanische Eigenschaft von Beton nach dem Aushärten, Dies spiegelt die quantitative Fähigkeit von Beton wider, Belastungen standzuhalten. Die Betonfestigkeit umfasst die Druckfestigkeit, zugfest, scheren, biegsam, Biege- und Grifffestigkeit. Die Druckfestigkeit ist am größten und die Zugfestigkeit am kleinsten.
3. Die Verformung von Beton umfasst die Verformung unter Last und die Verformung unter Last. Die Verformungen bei Nichtlasteinwirkung sind chemische Schwindungen, Nass- und Trockenverformung und Temperaturverformung, etc. Zu viel Zement führt zu chemischem Schrumpfen im Betoninneren und verursacht mikrofeine Risse.
4. Unter Betonhaltbarkeit versteht man die Fähigkeit von Beton, der Einwirkung verschiedener zerstörerischer Faktoren unter tatsächlichen Nutzungsbedingungen zu widerstehen und die Festigkeit und das Erscheinungsbild über einen langen Zeitraum hinweg beizubehalten. Dazu gehört auch die Frostbeständigkeit, Sickerwiderstand, Korrosionsbeständigkeit und Karbonatisierungsbeständigkeit von Beton.