Samenstelling van beton

We kennen allemaal de gedaante van beton in de gebouwde omgeving. Beton zie je overal om je heen: bruggen, tunnels, bestrating, pijlers van de stormvloedkering, wegversperring, gevels, kolommen en liggers. Daarnaast wordt beton ook heel vaak op minder zichtbare plekken toegepast zoals funderingen van gebouwen, constructieve vloeren, de drijvende bak van een woonark en de riolering. Maar wat is beton nu eigenlijk? Waar bestaat het uit?

In feite bestaat beton uit een steenachtige lijm dat een matrix van toeslagmaterialen opvult en verlijmd. Toeslagmaterialen zijn korrelvormige materialen in verschillende korrelgroottes, zoals bijvoorbeeld zand en grind. Afhankelijk van de verhoudingen ontstaan verschillende eigenschappen voor zowel het verse als het verharde beton, die ook nog eens beïnvloed kunnen worden door zogenaamde hulpstoffen. Als lijm wordt meestal cement en water gebruikt, waarbij het cement met water reageert tot cementsteen (verharde lijm).

De basis verhouding van de bestanddelen van beton is 1 (volume)deel cement op 2 delen zand en 3 delen grind. Aangelengd met (niet te veel!) water vormt dit een stevige grijze stroperige massa, die in een vormende bekisting of mal na enkele uren begint op te stijven en na enkele dagen een behoorlijke sterkte heeft. Dit eenvoudige basis beton, dat heel goed zelf te maken is met een zak cement uit de bouwmarkt, kan goed voor huis-tuin en keuken toepassingen door de doe-het-zelver toegepast worden.

In feite is deze eenvoudige formule de basis voor de samenstelling van beton. Maar hoe eenvoudig dit ook klinkt, afhankelijk van de gewenste materiaaleigenschappen van beton, kan er eindeloos gevarieerd worden in de samenstelling; de meeste betonmortel leveranciers hebben zeker 100 standaard recepten liggen die regelmatig gebruikt worden en het totaal aantal recepten kan makkelijk meer dan 1000 bedragen. Immers, zoals in het begin aangegeven, zijn er talloze verschillende toepassingen van beton, die onder verschillende omstandigheden met verschillende kwaliteit vragen om eigenschappen die sterk uiteenlopen.

Bij de meeste andere bouwmaterialen wordt een type hout of staal van een bepaalde kwaliteit voorgeschreven en aangebracht. Bij beton kan door de samenstelling van het mengsel al een grote variatie aan gewenste eigenschappen beïnvloed worden. Daarnaast spelen de uitvoering, de omstandigheden van het storten van beton en de nabehandeling daarvan een grote rol in de eindkwaliteit van het verharde product. Onder nabehandelen verstaan we de handelingen die na het storten plaatsvinden, bijvoorbeeld om ervoor te zorgen dat het vocht in het beton blijft, omdat het cement dit nodig heeft voor de verharding.

Daarnaast bepaalt de samenstelling van een mengsel niet alleen de eigenschappen van het verharde product, ook de eigenschappen van het halffabricaat, het verse beton (oftewel betonmortel) worden hierdoor beïnvloed. De betonmortel kan bijvoorbeeld meer of minder stroperig zijn, wat de verwerkbaarheid bepaalt. Het zorgvuldig kiezen van de grondstoffen en het afstellen van de verhoudingen in een mengsel is dan ook het specialistische werk van de betontechnoloog.

Een betonmortelcentrale mengt de verschillende bestanddelen van beton. De hoeveelheden worden zorgvuldig afgemeten. Omdat de bulk bestaat uit zand en grind, liggen betonmortelcentrales vaak naast water, omdat zand en grind meestal bij rivieren gewonnen wordt en transport over water efficiënter en duurzamer is dan over de weg.  Een betonmortelcentrale levert verse beton (betonspecie), die binnen een bepaalde tijd van leverancier naar de bouwplaats gebracht moet worden, anders begint het verhardingsproces al voordat de betonmortel in de vormgevende bekisting zit. Het is van belang dat de mortel onderweg in beweging blijft, omdat de beweging ervoor zorgt dat er geen ontmenging plaatsvindt. Dat gebeurt in de kenmerkende betontrucks met betonmolen, zogeheten truckmixers.

Prefab betonfabrieken beschikken over een eigen (vaak kleinere) betonmortelcentrale, zij liggen ook bij voorkeur langs een vaarweg. In de meeste gevallen produceren zij alleen het beton dat zij zelf nodig hebben voor hun producten en baseren zij zich op een kleiner aantal recepten van betonmengsels.

Om de kwaliteit van beton te borgen zijn er verschillende normen die vastleggen hoe die kwaliteit in stand gehouden kan worden. Als eerste wordt er al in de ontwerpfase een indeling gemaakt in zogenaamde milieuklassen gebaseerd op de omgeving (milieu) waarin het toegepaste beton terecht komt. Aan zee, met de mogelijke indringing van chloriden bijvoorbeeld, dient er een andere kwaliteit beton toegepast te worden dan beton dat alleen blootgesteld wordt aan het interieur van een gebouw. De kwaliteit van beton wordt ook vaak afgemeten aan de sterkte van het beton. In constructieve situaties wordt precies berekend welke krachten het beton moet kunnen weerstaan, en daarop wordt het mengsel aangepast.

Maar ook het hele proces van vervaardigen en verwerken van beton is in verschillende certificaten vastgelegd. Certificerende instellingen voeren controles uit bij betonbedrijven en op de bouw om die kwaliteit ook werkelijk te borgen.

De belangrijkste normen zijn:

• BRL 1801: Betonmortel
• NEN-EN 206: Beton – Specificatie, eigenschappen, vervaardiging en conformiteit
• NEN 8005: Nederlandse invulling van NEN-EN 206: Beton
• NEN-EN 13670: Het vervaardigen van betonconstructies
• NEN 8670: Aanvullende voorschriften bij NEN-EN 13670