Betonas, statybinė, konstrukcinė medžiaga, kurią sudaro kieta, chemiškai inertiška kietų dalelių medžiaga, vadinama užpildu (paprastai smėliu ir žvyru), sujungta cementu ir vandeniu.
statyba: Ankstyvosios betoninės konstrukcijos
Vienas iš ankstyviausių išlikusių šios betoninės konstrukcijos pavyzdžių yra Sybilo šventykla (arba Vesta šventykla) Tivolyje, pastatyta per
Tarp senovės asirų ir babiloniečių dažniausiai naudojama rišamoji medžiaga buvo molis. Egiptiečiai sukūrė medžiagą, labiau primenančią šiuolaikinį betoną, naudodami rišiklius kalkes ir gipsą. Kalkės (kalcio oksidas), gaunamos iš kalkakmenio, kreidos arba (jei yra) austrių apvalkalų, iki 1800-ųjų pradžios ir toliau buvo pagrindinis pozzolanic arba cemento formavimo agentas. 1824 m. Anglų išradėjas Josephas Aspdinas sudegino ir sumala klinčių ir molio mišinį. Šis mišinys, vadinamas portlandcemeniu, išliko dominuojančia cementuojančia medžiaga, naudojama betono gamyboje.
Užpildai paprastai žymimi kaip smulkūs (kurių dydis svyruoja nuo 0,025 iki 6,5 mm [0,001 iki 0,25 colio]) arba šiurkštūs (nuo 6,5 iki 38 mm [0,25–1,5 colio] arba didesni). Visos užpildytos medžiagos turi būti švarios ir be jokių maišalų su minkštomis dalelėmis ar augalinėmis medžiagomis, nes net nedideli organinių dirvožemio junginių kiekiai sukelia chemines reakcijas, kurios daro didelę įtaką betono stiprumui.
Betonas apibūdinamas naudojamo užpildo ar cemento rūšimi, specifinėmis savybėmis, kuriomis jis pasireiškia, arba jo pagaminimo būdais. Įprastame konstrukciniame betone betono savybes daugiausia lemia vandens ir cemento santykis. Kuo mažesnis vandens kiekis, tuo lygesnis yra betonas. Mišinyje turi būti tiek vandens, kad kiekviena užpildo dalelė būtų visiškai apsupta cemento pasta, kad tarpai tarp užpildo būtų užpildyti ir betonas būtų pakankamai skystas, kad būtų galima išpilti ir efektyviai paskirstyti. Kitas patvarumo koeficientas yra cemento kiekis, palyginti su užpildu (išreikštas trijų dalių santykiu: cementas ir smulkus užpildas į šiurkštųjį užpildas). Ten, kur reikalingas ypač stiprus betonas, užpildo bus palyginti mažiau.
Betono stiprumas matuojamas svarais kvadratiniame colyje arba kilogramais jėgos kvadratiniame centimetre, reikalingas tam tikro amžiaus ar kietumo bandiniui sutraiškyti. Betono stiprumui turi įtakos aplinkos veiksniai, ypač temperatūra ir drėgmė. Jei leista per anksti išdžiūti, tai gali patirti nevienodus tempimo įtempius, kurių netobulai sukietėjusioje būsenoje neįmanoma atsispirti. Kietėjimo metu betonas kurį laiką po liejimo laikomas drėgnas, kad sulėtėtų susitraukimas, kuris kietėja. Žemos temperatūros taip pat neigiamai veikia jo stiprumą. Norint tai kompensuoti, su cementu sumaišomas priedas, toks kaip kalcio chloridas. Tai pagreitina nustatymo procesą, o tai savo ruožtu sukuria šilumą, pakankamą neutralizuoti vidutiniškai žemą temperatūrą. Didelės betono formos, kurių negalima dengti, nėra užpilamos užšalimo temperatūra.
Betonas, sukietėjęs ant įkloto metalo (dažniausiai plieno), vadinamas gelžbetoniu arba gelžbetoniu. Jos išradimas paprastai priskiriamas Paryžiaus sodininkui Josephui Monier'iui, kuris iš sodo vazonų ir kubilų iš armatūros pagamino geležine tinkleliu; jis gavo patentą 1867 m. Armatūrinis plienas, kuris gali būti strypų, strypų ar tinklo pavidalu, padidina tempimą. Paprastas betonas lengvai neatlaiko tokių sunkumų kaip vėjo poveikis, žemės drebėjimai, vibracija ir kitos lenkimo jėgos, todėl yra netinkamas daugeliui konstrukcijų. Gelžbetonyje plieno tempiamasis stipris ir betono gniuždomasis stipris padaro elementą, galintį atlaikyti visų rūšių didelius įtempius per didelius tarpus. Betono mišinio sklandumas leidžia plieną išdėstyti toje vietoje ar šalia jos, kur numatomas didžiausias įtempis.
Kita mūro konstrukcijų naujovė yra įtempto betono naudojimas. Tai pasiekiama atliekant įtempimo arba atidėjimo procesus. Atliekant įtempimą, plieno viela, kabeliai ar virvės išklojami tuščia forma ir ištempiami bei pritvirtinami. Po to, kai betonas pilamas ir leidžiamas nusistovėti, inkarai paleidžiami ir, kai plienas siekia grįžti į pradinį ilgį, jis suspaudžia betoną. Atliekant įtempimą, plienas praleidžiamas per betone suformuotus kanalus. Kai betonas sukietėja, plienas pritvirtinamas prie elemento išorės tam tikru sugriebimo įtaisu. Taikant išmatuotą tempimo jėgos kiekį plienui, galima atidžiai sureguliuoti betonui perduodamo suspaudimo dydį. Įtemptas betonas neutralizuoja tempimo jėgas, kurios galėtų plyšti paprastam betonui, suspaudžiant plotą iki taško, kuriame nėra įtempimo, kol nebus įveiktas suspausto profilio stiprumas. Kadangi jis pasiekia stiprumą nenaudodamas sunkiųjų plieninių armatūrų, jis buvo panaudotas kaip puikus efektas statant lengvesnes, senesnes ir elegantiškesnes konstrukcijas, tokias kaip tiltai ir didžiuliai stogai.
Be didžiulės jėgos ir pirminio sugebėjimo prisitaikyti prie bet kokios formos, betonas yra atsparus ugniai ir tapo viena iš labiausiai paplitusių statybinių medžiagų pasaulyje.
