Beton wird seit der Römerzeit für den Bau verwendet. Es handelt sich im Wesentlichen um künstliches Gestein, das mit einer Paste aus Zement und Wasser hergestellt wird, um festes Material wie Sand oder Kies zusammenzubinden. Moderner Beton besteht aus Portlandzement, Wasser, Sand und etwas Gestein, das als Zuschlagstoff bezeichnet wird. Es ist ein vielseitiges und langlebiges Baumaterial, das in Straßen, Brücken, Häusern, Gewerbegebäuden und vielen anderen Orten verwendet wird. Richtig installiert und ausgehärtet, hält es jahrelang.
Ein solches Betonfundament kann das Gewicht eines Hauses problemlos tragen.Kompression
Beton hat eine enorme Druckfestigkeit und die Fähigkeit, hohen Gewichten oder Kräften standzuhalten. Mit zunehmendem Alter wird es auch stärker. Beton verfestigt sich in wenigen Stunden und härtet oder härtet in wenigen Tagen aus, gewinnt jedoch mindestens 28 Tage an Festigkeit. Einige sehr dicke Betonkonstruktionen, wie Dämme, werden über Monate oder Jahre an Festigkeit gewinnen.
Spannung
Beton hat fast keine Zugfestigkeit, die Fähigkeit, Drücken oder Strecken standzuhalten. Legen Sie ein Brett zwischen zwei Stützen und drücken Sie auf die Mitte. Es wird sich biegen. Die Oberseite der Platine wird zusammengedrückt, die Unterseite, die sich biegt, steht unter Spannung. Beton kann der Kompression widerstehen, bricht jedoch unter der Spannung. Betonrisse in Straßen und Platten sind größtenteils auf Spannungen zurückzuführen. Unterschiedliche Gewichte in unterschiedlichen Bereichen erzeugen Zugkräfte.
Spannungs-Kompressions-Verhältnis
Das Zug-Druck-Verhältnis für Beton beträgt etwa 10 bis 15 Prozent. Das heißt, es kann ungefähr dem 10-fachen der Druckkraft oder Kompression der Zugkraft oder Spannung standhalten. Beide Stärken nehmen mit dem Alter zu, aber das Verhältnis ist stabil. Portlandzementbeton, der jünger als ein Jahr ist, hat eine Druckfestigkeit von 1.000 Pfund pro Quadratzoll (psi) und eine Zugfestigkeit von 200 psi. Beton, der älter als ein Jahr ist, hat einen Druck-psi von 2.000 Pfund und einen Zug-psi von 400 Pfund.
Verstärkung
Um dem Beton eine Zugfestigkeit zu verleihen, beispielsweise um Träger in einer Brücke oder einem Gebäude abzustützen, wird Bewehrungsstahl hinzugefügt. Stahl hat eine große Zugfestigkeit; es biegt sich ohne zu brechen. Die Kombination ergibt die Festigkeit, die für Brückenträger, Fahrbahnen, Gebäudewände und andere Konstruktionen benötigt wird. Eine noch stärkere Kombination ist Spannbeton. Der Bewehrungsstahl wird vor dem Umgießen mit Beton gedehnt oder gespannt. Wenn die Spannung gelöst wird, führt die Tendenz des Stahls, in seine ungedehnte Form zurückzukehren, zu einer umgekehrten Spannung, die einen Betonbalken oder -träger stärkt.
