Woraus wird Beton hergestellt? Die 3 wichtigsten Inhaltsstoffe und Mischungsverhältnisse

Beton ist einer der am häufigsten verwendeten Baustoffe der Welt. Er ist stark, haltbar und vielseitig und wird für alles verwendet, von Gehwegen und Einfahrten bis hin zu Wolkenkratzern und Brücken. Aber haben Sie sich jemals gefragt, was genau bei der Herstellung von Beton passiert?

Im Grunde genommen ist Beton eine Mischung aus einigen wenigen Hauptbestandteilen, die in ihrer Kombination ein hartes, steinähnliches Material ergeben. Die genauen Anteile können je nach gewünschter Festigkeit und Anwendung variieren, aber die Grundbestandteile bleiben die gleichen. Schauen wir uns die einzelnen Bestandteile an.

Woraus besteht Beton?

Wie wird Beton hergestellt? Die Grundzutaten sind erstaunlich einfach: Zement, Wasser und Zuschlagstoffe. Das war's! Auch wenn es sich zu einfach anhört, liegt die wahre Magie im Zusammenspiel dieser Zutaten.

Zement

Zement ist nur ein Bestandteil des Betons - er dient als Bindemittel. Er wird aus Kalkstein, Ton, Muscheln und Quarzsand hergestellt. Diese Materialien werden erhitzt und mit Gips gemahlen, um Portlandzement, die am häufigsten in Beton verwendete Art.

Während Zement macht nur etwa 10-15% aus der Betonmischung nach Volumen ist es der chemisch aktivste Inhaltsstoff. Wenn es mit Wasser gemischt wird, durchläuft es einen Prozess namens FlüssigkeitszufuhrDadurch härtet es aus und bindet die anderen Materialien zusammen.

[Verwandt: Der Unterschied zwischen Zement und Beton]

Wasser

Wasser ist für die chemische Reaktion, die Zement in ein festes Bindemittel verwandelt, unerlässlich. Die richtige Wassermenge ist entscheidend - zu wenig und die Mischung wird trocken und bröckelig; zu viel und der Beton wird schwach und anfällig für Risse.

Die Wasserzementwert ist ein entscheidender Faktor für die Festigkeit und Dauerhaftigkeit von Beton. Ein typisches W/C-Verhältnis liegt bei 0,4 - 0,6Das bedeutet, dass man für jedes Pfund Zement etwa 0,4 bis 0,6 Pfund Wasser benötigt.

Zuschläge (Sand, Kies, Schotter)

Die Zuschläge machen den größten Teil des Betons aus (etwa 60-75% des Gesamtvolumens). und sorgen für strukturelle Festigkeit. Dazu gehören in der Regel Dinge wie Sand, Kies oder Schotter. Ohne Zuschläge hätten Sie einen schweren, teuren Zementblock, der überall Risse hätte. Zuschlagstoffe tragen zur Festigkeit und Stabilität bei und senken sogar die Kosten.

Es gibt zwei Arten: feine Zuschlagstoffe (wie Sand) und grobe Zuschlagstoffe (wie Kies oder Schotter). Die Mischung und Größe dieser Zuschläge kann je nach Verwendungszweck des Betons variieren.

Zusatzstoffe (fakultativ, aber üblich)

Während die drei oben genannten Zutaten technisch gesehen alles sind, was man zur Herstellung von Beton braucht, enthalten die meisten modernen Mischungen Beimischungen-chemische Stoffe oder Zusatzstoffe, die bestimmte Eigenschaften verbessern. Einige gängige Arten sind:

• Weichmacher (Wasserreduzierer) - Die Mischung lässt sich leichter verarbeiten, ohne dass zusätzliches Wasser hinzugefügt werden muss.
• Beschleuniger - Beschleunigt den Aushärtungsprozess (nützlich bei kaltem Wetter).
• Verzögerer - Verlangsamt die Aushärtung (hilfreich bei heißem Wetter oder bei großen Gießmengen).
• Luftporenbildner - Erzeugen Sie winzige Luftblasen, um die Frost-Tau-Beständigkeit zu verbessern.
• Fließmittel - Erlaubt sehr flüssigen Beton (verwendet in hochfesten oder selbstnivellierenden Mischungen).

Zusatzmittel sind besonders wichtig für spezielle Betonanwendungen, wie z. B. Hochleistungskonstruktionen oder Zierbeton.

Wie hoch ist das Verhältnis bei der Betonmischung?

Wenn wir über das Mischungsverhältnis für Beton sprechen, geht es im Wesentlichen darum, wie viel von jeder Zutat in die Mischung kommt. Das grundlegende Mischungsverhältnis für Beton (das häufig bei kleinen Projekten wie Terrassen, Gehwegen oder Platten verwendet wird).

Eine typische Mischung, von der man hört, ist das Verhältnis 1:2:3. Das bedeutet:

• 1 Teil Zement
• 2 Teile Sand (feiner Zuschlagstoff)
• 3 Teile Schotter oder Splitt (grober Zuschlagstoff)

Dann fügen Sie hinzu Wasser - in der Regel etwa 0,5 Teileabhängig von der Aufgabe und dem Klima. Der Wasser-Zement-Wert ist sehr wichtig. Mehr Wasser macht den Beton leichter zu verarbeiten, aber er kann auch schwächer werden. Weniger Wasser bedeutet stärkeren Beton, aber er ist schwieriger zu gießen und zu verarbeiten.

Diese 1:2:3-Mischung eignet sich hervorragend für Allzweckbeton wie Einfahrten, Gehwege und Platten. Aber für schwerere Aufgaben wie Brückenstützen oder Hochhäuser kann die Mischung anders aussehen. Ingenieure passen die Proportionen an und fügen sogar andere Materialien hinzu, um sicherzustellen, dass der Beton die erforderliche Festigkeit und Haltbarkeit aufweist.

Die Dosierung kann nach Volumen (mit Eimern oder Schaufeln) oder nach Gewicht erfolgen (was präziser ist und bei größeren Projekten verwendet wird). In jedem Fall ist Konsistenz der Schlüssel. Sie wollen, dass jede Charge so ähnlich wie möglich ist, damit die endgültige Struktur solide und sicher ist.

Wie wird Beton hergestellt?

Nun, da wir wissen, was da reingehört, wie stellt man das Zeug eigentlich her?

Es ist keine Raketenwissenschaft, aber es ist definitiv eine Kunst.

Schritt 1: Die richtige Mischung

Das Wichtigste zuerst: Sie brauchen die richtigen Proportionen. Das wird oft als "Mischungsentwurf" bezeichnet. Unterschiedliche Aufgaben erfordern unterschiedliche Mischungen. Für einen Gehweg braucht man nicht dieselbe Art von Beton wie für eine Brücke, zum Beispiel.

Ein übliches Verhältnis für Basisbeton ist etwa 1 Teil Zement, 2 Teile Sand und 3 Teile Kies, mit etwa einem halben Teil Wasser. Aber auch hier kann es variieren.

Ziel ist es, ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Haltbarkeit und Verarbeitbarkeit herzustellen. Wenn es zu trocken ist, lässt es sich schwer gießen. Ist er zu nass, ist er möglicherweise nicht fest genug.

Schritt 2: Alles zusammen mischen

Sobald du die Zutaten abgemessen hast, ist es Zeit zu mischen. Bei kleinen Aufträgen kann dies von Hand geschehen, aber für größere Projekte werden Mischer verwendet - entweder tragbare Trommelmischer oder diese großen Lastwagen, die man auf der Straße sieht.

Alles wird hineingeschüttet: zuerst die Zuschlagstoffe, dann der Zement, dann das Wasser. Und dann wird es gemischt, bis alles schön gleichmäßig ist. Keine trockenen Stellen. Keine übermäßig nassen Stellen. Einfach eine gute, gleichmäßige Mischung.

Schritt 3: Gießen des Betons

Wenn alles gemischt ist, muss man sich beeilen. Beton härtet ziemlich schnell aus. Nachdem er in die Formen gegossen wurde, wird er verteilt und nivelliert. Diesen Schritt nennt man Einbringen und Estrichlegen.

Dann wird sie mit einem Spachtel geglättet. Bei größeren Flächen können Elektrowerkzeuge eingesetzt werden, um sie schön flach zu machen.

Schritt 4: Aushärten des Betons

Jetzt kommt ein Teil, den die Leute oft übersehen: das Aushärten. Dabei geht es nicht nur darum, es trocknen zu lassen. Beim Aushärten geht es darum, es feucht zu halten, damit es richtig aushärten kann. Der Hydratationsprozess, über den wir vorhin gesprochen haben? Er braucht Zeit. Normalerweise mehrere Tage, manchmal Wochen.

Wenn Beton zu schnell austrocknet, kann er reißen oder schwächer werden, als er sein sollte. Deshalb kann man ihn mit Wasser besprühen, mit Plastik abdecken oder Nachbehandlungsmittel verwenden, um die Feuchtigkeit einzuschließen.

Schritt 5: Letzte Handgriffe

Nach dem Aushärten wird manchmal noch ein wenig nachgearbeitet, z. B. versiegelt, um Wasser und Flecken abzuhalten, oder mit Strukturen versehen, wenn es sich um eine dekorative Oberfläche handelt.

[Verwandt: Wie lange braucht Beton zum Trocknen?]

Schlussfolgerung

Beton mag wie ein einfaches Material erscheinen, aber er ist eine hochentwickelte Mischung von Bestandteilen, die zusammenwirken, um Stärke, Haltbarkeit und Vielseitigkeit zu gewährleisten. Die Grundbestandteile -Zement, Wasser und Zuschlagstoffe-bilden den Kern der Mischung, während Zusatzmittel und Zusatzstoffe seine Eigenschaften auf eine Vielzahl von baulichen Anforderungen abzustimmen.

Ganz gleich, ob Sie einen Gehweg gießen oder einen Wolkenkratzer bauen, das Wissen um die Inhaltsstoffe von Beton trägt zu einer besseren Leistung, niedrigeren Kosten und einer nachhaltigeren Bauumgebung bei.