(1, bouwkunde)
(naam, beton, mede in het Frans en Duits gebruikt, vroeger ook in het Engels — aldaar thans verdrongen door concrete, van Lat. Concretum, dat, wat aaneengegroeid is), is een kunstmatig versteende massa, vervaardigd uit een bindmiddel (hydraulische kalk, of kalk en tras, of cement), met zand een mortel gevende, waaraan een toeslag, een aggregaat wordt toegevoegd, bestaande uit steenstukken of grint, welk mengsel door bijvoeging van water versteent.
Reeds de oude Egyptenaren, later de Grieken en vooral de Romeinen gebruikten beton voor hun bouwwerken. De Romeinen gebruikten als bindmiddel een mengsel van kalk en puzzolana, een vulkanische aarde, die evenals de gemalen tufsteen uit de Eifel, tras genaamd, ook onder water, dus zonder de zuurstof uit de lucht, met de kalk reacties aangaat, versteent. Nog heden ten dage zijn Romeinse bruggen en aquaducten aanwezig, die een treffend beeld geven van de duurzaamheid van dit materiaal.
Wonderlijk genoeg is in latere eeuwen de toepassing van beton vrijwel geheel in onbruik geraakt, totdat eerst in de 19de eeuw de beton techniek, speciaal voor zware brugfundaties en havenhoofden, weer meer in zwang kwam. Vooral na de ontwikkeling van het gewapend beton hebben natuur- en baksteenconstructies, evenals staal, voor werken in beton of gewapend beton het veld moeten ruimen. Baanbrekend werk werd verricht door Franse ingenieurs, ca 1840, bij de bouw in beton van de havendam te Algiers.
Voor een duurzaam beton zijn de juiste verhouding van de samenstellende delen, de korrelgrootte van het zand en de stukgrootte van het steenslag of grint, ook de waterdosering van veel belang. De kleinere steenstukken vullen de holten tussen de grotere, het zand de overblijvende ruimten, terwijl door een mengsel van het grovere rivierzand met het fijnere duinzand de dichtheid nog vergroot kan worden, vooral voor waterdicht werk van belang.
Door vibrators in het nog weke beton te steken, of aan de bekisting te bevestigen, wordt de betonmassa in trilling gebracht, waardoor deze nog meer wordt verdicht. Hetzelfde geschiedt met allerlei fabriekmatig vervaardigde betonartikelen of bouwelementen door de vormen, waarin deze worden gegoten, op triltafels te stellen. Gevibreerd- of schokbeton schijnt aan de aanvang van een verdere belangrijke ontwikkeling te staan (zie montagebouw). Slechts bij zeer eenvoudige werken geschiedt het mengen met de hand, als regel echter door betonmolens. Bij zorgvuldig bereid beton wordt verwacht dat het cementgehalte zo groot is, dat alle fijnere delen geheel omgeven zijn door een cementhuidje, waardoor na verharding van het cement een volledig aaneengekit „concretum” ontstaat. Voor het verkrijgen van waterdicht werk zal ongeveer 400 kg cement per m3 beton worden vereist.
In vele gevallen kan een lagere eis worden gesteld, waarbij, daar cement het kostbaarste onderdeel vormt, het cementpercentage wordt verlaagd. Afhankelijk van de aard van het werk varieert de verhouding cement, zand, grint of steenslag van 1-1½-2½ tot 1-4-6.
Bij het verharden van beton krimpt de massa; bij verharden onder water is de krimp kleiner dan in de lucht. Daar de krimp aanleiding kan geven tot krimpscheuren, is het veelal noodzakelijk het verse beton gedurende enkele weken continu nat te houden, hetgeen wel geschiedt door afdekking met natte, jute cementzakken. Vooral ’s zomers en bij het werken in tropisch klimaat is de bescherming tegen zon en ontijdig verdampen van de watertoeslag van belang.
Anderzijds moet vers beton worden beschermd tegen vorst. Door het bevriezen van het aanmaak water zou de samenhang worden verbroken. Ook bij lichte dooi, 0-5 gr. C., wordt de verharding sterk vertraagd, meer of minder afhankelijk van de cementsoort. Hoogoven-cement is zeer gevoelig voor lagere temperatuur.
Vele stoffen, zouten en zuren, in het bijzonder zwavelverbindingen, hebben een verwoestende invloed op beton, vooral zolang het verhardingsproces, dat, naar schatting wel een jaar duurt, nog niet is voltooid. Tegen verontreiniging van alle delen, ook van het aanmaakwater, moeten dus voorzorgen worden genomen. Zeewater is als aanmaakwater minder gewenst; voor gewapend beton (beton waarin een ijzeren vlechtwerk is aangebracht) is het wegens gevaar van roesten van het ijzer, zelfs ontoelaatbaar, hoewel betonwerken in zeewater, deskundig uitgevoerd, goede resultaten kunnen geven. Zand en grint mogen niet leemhoudend zijn. Een toevallige vermenging met kolengruis en suiker leidde o.a. tot ernstige gevolgen.
Het beton wordt als regel tussen tijdelijke bekistingen (houten schotten tegen uitbuigen verzekerd) gestort. Bij werken onder water, als brugfunderingen, moeten deze kistingen meest van blijvende houten of stalen damwanden zijn.
Het storten van beton onder water vereist bijzondere voorzorgen, opdat het beton niet ontmengd, het zeer fijne cement niet wordt uitgespoeld.
Bij het werken in den droge kan beton met een klein watergehalte, de voorschriften spreken wel van de consistentie van vochtige teelaarde, worden gestort. Dit geschiedt in lagen, waarna door porren en stompen met vrij lichte stampers de kisting goed gevuld en het beton verdicht wordt (stampbeton).
Wanneer de betonwerken grote afmetingen verkrijgen, neemt het gevaar van krimpscheuren toe; indien grote temperatuurverschillen voorkomen (schoorsteenbouw) kunnen warmtescheuren verwacht worden. Door onderverdeling van het werk, door zgn. dilatatievoegen, wordt getracht de scheur op de meest geschikte plaats, eventueel waterdicht overbrugd, te leggen. Bij zeer massale bouwwerken kan de warmte, welke bij het afbinden (verharden) van het cement vrij komt, het noodzakelijk maken een koelleidingsnet dan wel een ventilatiesysteem in te bouwen.
De meest imponerende triomfen heeft de betontechniek bereikt bij de bouw van machtige stuwdammen. Hierin worden soms vele tienduizenden m3 beton verwerkt. In metselwerk, zijnde handarbeid, zou een dergelijk werk ondenkbaar zijn. De grote te verwerken hoeveelheden vereisen het nabij het werk oprichten van een volledig uitgeruste betonfabriek met silo’s voor de opslag van alle materialen, transportmiddelen, weeginstallaties, mengmachines, enz. Ook het inbrengen van het beton in het werk brengt de bouw van storttorens, goten e.d. mede (gietbeton). De doelmatigheid van dergelijke installaties moet tot ieder detail zorgvuldig worden uitgewerkt, daar iedere kleine besparing per m3 beton op het geheel een grote kostenverlaging meebrengt.
Naast deze massale betonwerken is de fabricatie van betonartikelen, rioolbuizen, stenen tegels, platen, trottoirbanden, putten, van zeer veel belang geworden. Hierbij worden de afmetingen sterk genormaliseerd, waardoor het aantal vormen, waarin de stukken gegoten of gestampt worden, beperkt kan worden. Deze vormen zijn een kostbaar onderdeel van deze industrie.
Afhankelijk van de bestemming varieert de samenstelling van het beton. Rioolbuizen e.d. dienen waterdicht te zijn, trottoirtegels slijtvast. Aan tegels voor fabrieksvloeren worden nog hogere eisen voor de weerstand tegen mechanische beschadiging gesteld. Door de keuze van harde steensoorten, als bazalt (bazaltinetegels), door toeslag van staalpoeder in hetbovenvlak (staalbeton), kan hieraan worden voldaan.
Lichtere betonsoorten geven besparing op de afmetingen van funderingen of draagbinten. Bimsbeton (bims is Duits, voor tufsteen uit het Eifelgebergte), waarbij gemalen en gebroken tufsteen, instede van grint en rivierzand wordt gebruikt, heeft het s.g. 1, tegenover grintbeton 2.
Nog lichtere betonsoorten zijn bekend, als gasbeton en schuimbeton. Gasbeton wordt verkregen door toevoeging van aluminiumpoeder, waardoor een calcium-aluminiumverbinding ontstaat, onder ontwikkeling van waterstof, welke het beton opblaast en poreus maakt. Schuimbeton, ook wel cellenbeton genoemd, wordt verkregen door een behandeling met zeepschuim of verbrandbare toeslagen, welke na verbranding holten achterlaten.
Het is duidelijk dat al dergelijke poreuze betonsoorten slechts daar gebruikt kunnen worden waar deze niet aan regen of ander water en kans op bevriezen zijn blootgesteld.
Een voordeel van lichte betonsoorten is de daarmede te verkrijgen geluids- en vooral warmteisolatie.
Een bijzonder belangrijke plaats neemt het gewapend beton in.
IR. V. JOCKIN
Gewapend beton is een veredeld beton, door de samenwerking met een ingebetonneerd staalvlechtwerk verkregen. Het is nog een jong materiaal; eerst in 1867 verkreeg de Franse tuinman Monier zijn eerste patent. Naar hem werd aanvankelijk van Monier-werk, naast cementijzer gesproken. Een tiental jaren iater droeg de Amerikaan Hyatt veel bij tot een beter inzicht in de mogelijkheden voor deze bouwstof.
Beton kan, evenals metselwerk en natuursteen, in hoofdzaak slechts weerstand bieden aan drukspanningen. Door nu op de plaatsen, waar trekspanningen te verwachten zijn, ijzeren staven van voldoende doorsnede te leggen, wordt het aldus samengestelde onderdeel in staat gesteld veel grotere belastingen te dragen. Omgekeerd kan bij gelijke belasting de afmeting verkleind, dus het eigen gewicht verlaagd worden.
Terwijl overspanningen in beton en metselwerk een boog- en gewelfvorm vereisen, is nu het materiaal gedenatureerd en een veel meer op hout- en staal gelijkende vormgeving mogelijk. Vloeren van gewapend beton worden dan ook veelal met moer- en kinderbinten vrijwel overeenkomstig een houten vloerconstructie uitgevoerd. In latere jaren werd in Amerika een speciale gewapend-betonvloer, de mushroomvloer, ontwikkeld. Hierbij zijn de dragende kolommen aan het boveneinde door een holgebogen kegelvorm sterk verbreed. Op deze koppen draagt een balkloze vloerplaat, met een wapening volgens de hoofdrichtingen van het gebouw en bovendien diagonaalsgewijze gelegd.
Werken in gewapend beton worden als regel op de bouwplaats in aldaar te maken kistingen uitgevoerd. Behoudens voor bijzondere onderdelen wordt daarbij alles, kolommen-binten-vloeren, aaneengegoten tot één hecht geheel, de zgn. monolietbouw. Daarbij behoeven geen zware stukken te worden vervoerd, de betonfabriek staat op het werk, een tijdelijke fabriek in de open lucht. Gewapend beton vereist echter veel voorzorgen: bescherming tegen uitdrogen bij felle zon, tegen bevriezen bij vorst, een algeheel waterdichte omhulling van ieder wapeningsonderdeel, voorkómen van ontmenging bij het vervoer van het beton naar de plaats van verwerking binnen de kisting. Bij weer en wind, in de winter bij slechte verlichting, is het moeilijk op het werk aan al deze eisen geheel te voldoen. Vandaar o.a. het streven naar montagebouw, het klaarmaken van onderdelen in een permanente, goed ingerichte fabriek en samenstelling daarvan op het werk. Een ver doorgevoerde normalisatie van afmetingen en vormen doet daarbij op de belangrijke bekistingskosten besparen.
De onderdelen van de monolietbouw moeten door dilatatievoegen worden gescheiden ter voorkoming van scheuren die kunnen ontstaan door de krimp van het beton bij verharden, dan wel door temperatuursverschillen. Doordat beton en staal een vrijwel gelijk uitzettingscoëfficiënt hebben, behoeven bij temperatuurswisseling geen inwendige spanningen tussen de samenstellende delen te worden gevreesd.
Daar gewapend beton een hoge mate van brandveiligheid geeft, heeft het in vele gevallen hout, ook staal, dat bij brand week wordt, vervangen. Zolang roestvrij staal hoog in prijs zal zijn en verflagen slechts een zeer tijdelijke bescherming geven, zal, in verband met de onderhoudskosten, in vele gevallen aan gewapend beton de voorkeur worden gegeven. Een nadeel zijn het hoge gewicht en de grote afmetingen welke constructies in gewapend beton bezitten, hetgeen in slappe bodem hogere funderingskosten kan meebrengen.
De kleur en de structuur van het uit de kist komende betonoppervlak heeft de architect voor een moeilijk vraagstuk gesteld.
Bij gebouwen wordt het beton-, evenals het staalskelet, als regel door metselwerk aan het gezicht onttrokken. Bij bruggenbouw is dit niet gewenst. Door een eenvoudige steenhouwersbewerking kan de aard van het materiaal daarbij het beste tot zijn recht komen.
De gangbare bewapening bestaat uitsluitend uit een vlechtwerk van betonijzer, ronde staven van 6 tot 25 mm en zwaarder, verdeeld en gebogen naar de eisen van de berekening, de grootte van de plaatselijke spanningen, op kruispunten door binddraad verenigd, waarmede verschuiven tijdens het betonstorten wordt voorkomen. Er zijn echter allerlei bijzondere staafvormen, welke o.a. een meerdere weerstand tegen glijden van beton beogen, een weerstand, normaal verkregen door ombuigen tot haken van de staafeinden.
Voor op druk belaste onderdelen, kolommen, worden wel gietijzeren buisvormen, ook spiraalvormige draadwindingen gebruikt.
Mélan propageerde een uit profielijzer samengestelde staalconstructie. Deze heeft het voordeel overzichtelijk, en bovendien stijf te zijn. Terwijl de normale staafwapening op of in de kisting wordt gevlochten en op de kisting draagt, kan de Mélanwapening worden aangewend om na montage de te maken bekisting daaraan op te hangen. Bij de bouw van een gewapend-betonbrug bijv. kan dit een belangrijk voordeel opleveren.
Geheel anders wordt „spanbeton” gewapend: nl. met hoogwaardig staal, waarmede vooraf in het beton, bijv. door pneumatische vijzels, een vrij hoge druk wordt verkregen, vnl. op plaatsen die straks bij de gebruiks- of verkeerslasten aan trek onderhevig zijn. Aldus wordt de trekspanning in het beton bij belasting voorkomen of verlaagd, zodat men de trekvastheid van de wapening volledig kan benutten, vóórdat trekscheuren in het beton gevaar opleveren. Dit principe werd reeds in 1908 door ir Rutgers te Rotterdam toegepast voor enkele bintjes. Eerst na het baanbrekende werk van de Franse ingenieur Freyssinet op grotere bouwwerken toegepast, staat deze bouwwijze wellicht nog aan de aanvang van haar ontwikkeling.
IR V. JOCKIN
Lit.: Handb. Eisenbetonbau. Begr. von F. Emperger. 4. Aufl. (Berlin 1927); E. Probst, Grundlagen d.
Beton- u. Eisenbeton baues (Berlin 1935); L. Church Urquhart and C. E. O’Rourke, Design of Concrete structures. 3rd ed. (New York, London 1935); Cement en Beton, een serie monografieën, uitg. Verkoopassociatie Enci-Cemy, no 1 versch. 1937; A.
Kleinlogel, Bewegungsfugen im Beton- und Eisenbetonbau. 2. Aufl. (Berlin 1938); Modern Concrete Construction. Vol. 1-4 (London 1930); Modern concrete construction (London 1939), 4 vols; Th. Makcheeff, Manuel du béton vibré (Paris 1939); A. Kleinlogel, Winterarbeiten i. Beton- u.
Eisenbetonbau. 2. Aufl. (Berlin 1941); Jaarb. voor de betontechn. (Amsterdam 1942); P. W. Scharroo, Beton. 2de dr. (Hoorn 1942); W. S. Gray and H.
L. Childe, Concrete surface finishing, renderings and terrazzo, 2nd ed. (Westminster 1943); Gh. E. Reynolds, Concrete construction. 2nd ed. (London 1945).
Betonmolen
is het toestel tot het bereiden van beton, waarvan het voornaamste onderdeel is de soms van messen of schoepen voorziene trommel, die achtereenvolgens de afzonderlijke of wel de reeds vooraf drooggemengde bestanddelen van het beton ontvangt en mechanisch gedraaid wordt om een volkomen menging van die delen te verkrijgen onder toevoeging op het gewenste tijdstip van de gevorderde hoeveelheid water. De trommel heeft de vorm van een cilinder, kegel, peer, klok of kubus of van twee met het grondvlak tegen elkaar geplaatste afgeknotte kegels. De trommel draait onafgebroken of wel met tussenpozen ten behoeve van het vullen en ledigen. De aanvoer der grondstoffen gaat, met name bij grote betonwerken geheel automatisch in de vooraf bepaalde verhouding, evenals de toevoeging van water. Nadat de trommel een zekere tijd gedraaid of een zeker aantal omwentelingen gemaakt heeft, welke duur of welk aantal op ervaring berust, stort of vloeit het beton in bakken of kipwagens ten vervoer naar de plaats van verwerking of ingeval van gietbeton ook wel in hellende, aan een mast draaibaar opgehangen goten, waarlangs die plaats rechtstreeks wordt bereikt of aan welker einde het beton voor verder vervoer in bakken of kipwagens wordt opgevangen. In dit geval moet de betonmolen hoog ten opzichte van het werk zijn opgesteld en de samenstellende materialen worden zo nodig met liften of andere hijswerktuigen naar de betonmolen gevoerd.
In andere gevallen staat deze betrekkelijk laag ten opzichte van het bouwwerk en wordt het beton in vakken in of langs een ijzeren toren of mast omhoog gevoerd en dan in een goot gestort of door middel van een op de toren geplaatste kraan op de plaats van verwerking gebracht. De grootte van de trommel verschilt zeer naar de omvang van het te maken werk. Met één vulling wordt van 0,1-4 m3 beton verkregen.
Lit.: J. A. van der Kloes, Onze bouwmaterialen, 3de dr. (Amsterdam 1923-1925); F. Emperger, Handb. f. Eisenbetonbau 3. Tl, 4. Aufl. (Berlin 1927).
(Beton, 2 krijgskunde)
De evolutie der artillerie-techniek, in het bijzonder van het krombaangeschut, in de tweede helft der 19de eeuw, maakte het allengs dringend nodig, voor horizontale dekkingen een materiaal toe te passen dat grote weerstand paarde aan zo klein mogelijke afmetingen (daar diepe ingraving in de Nederlandse terreinen meestal niet kan plaats hebben). Het gebruik, voor de bouw van bomvrije onderkomens en kazematten (aanvankelijk alleen de overdekking, later geheel) van beton, was hiervan het gevolg. Overal waar geen pantserconstructies nodig waren, werd het in 1877 reeds als zgn. brikken beton, van baksteenstukken en kalktrasmortel, later als cementbeton van steenslag of grint en ten slotte als gewapend (cement) beton toegepast.
De dikte der te maken dekkingen, de samenstelling van het beton en de wijze van wapening werden vastgesteld aan de hand van proefnemingen, waarvan de belangrijkste waren:
1. De schietproeven tegen bomvrije constructies in de Schoorlse duinen in 1892, die belangrijke gegevens hebben opgeleverd voor de vestingwerken tot voltooiing van de Stelling van Amsterdam.
2. De schietproeven in de Legerplaats bij Oldebroek in 1909, waarbij bleek dat aan grintbeton de voorkeur moest worden gegeven boven beton van steenslag, wegens de lagere kosten.
3. De eveneens te Oldebroek, in 1918 gehouden schiet- en oplegproeven, ten gevolge waarvan ongewapend beton voor dekkingen werd veroordeeld op grond van de sterke scheurvorming. Het cementbeton voor de dekkingen, zowel als voor de wanden der onderkomens, is — mede op grond van deze proeven — samengesteld ongeveer in de verhouding 1 : 2 : 3½ (125 kg cement op 2 hl zand op 3½ hl grint).
In de figuren zijn van de oudere en nieuwere constructies der beton-onderkomens enige voorbeelden gegeven:
Het Voorschrift Inrichten Stellingen, dl VII van 1928. Dit voorschrift, dat de bouw van zware gewapend-beton-schuilplaatsen behandelt, beoogt aan de strijdende troepen in de stellingoorlog een handleiding te geven, met behulp waarvan deze zelf, voorgelicht door de zich onder hen bevindende dienstplichtige technici, bepaalde normaaltypen zouden kunnen vervaardigen, waarvoor o.m. de nodige wapeningstaven pasklaar worden verstrekt. In de mobilisatie 1939-1940 is nochtans de bouw in hoofdzaak door burgeraannemers met hun personeel geschied. Zelfs werd voor een belangrijk deel van het werk een afzonderlijk Bureau Stellingbouw opgericht, onder welks Directie vele honderden onderkomens en kazematten van gewapend beton zijn gebouwd, volgens genormaliseerde types, ontworpen door het Technisch bureau van de Inspectie der Genie. Dergelijke constructies, maar wegens de slappe ondergrond op ingeheide palen gefundeerd, waarbij schoorpalen moesten dienen om de weerstand tegen beschieting met vlakbaangeschut te vergroten, waren reeds eerder toegepast bij de permanente kazematten, gebouwd ter veronzijdiging van de nadelen voor de landsverdediging, voortvloeiende uit de aanleg van grote Waterstaatswerken in de jaren 1928-1936, zoals: de Zuiderzeewerken, het Rijkswegenplan, kanalen-aanleg, enz. (zie landsverdediging).
In tegenstelling tot de vredesconstructies in gewapend beton, laten de militaire zich niet of moeilijk berekenen, daar de schokwerking der projectielen en de plaats waar deze krachten aangrijpen, nimmer juist bekend zijn.
In de bewegingsoorlog is het maken van betonnen onderkomens, met de bouw waarvan minstens enige weken zijn gemoeid, uitgesloten. Omdat ook bij het beste gewapend beton niet kan worden voorkomen, dat dit aan de binnenzijde tijdens een beschieting afschilfert, wordt in de regel de onderzijde van de dekking van een houten voering voorzien (fig. 1). In de muren en de dekking van betonnen schuilplaatsen worden naar behoefte en bestemming van de gebouwen aangebracht: deuren, schietgaten, ventilatiekokers, telefoongeleidingen, periscoopgaten, enz. een en ander afsluitbaar voor het binnendringen van strijdgassen.
LT KOL. W. H. SCHUKKING
Lit.: Voorschrift Inrichten Stellingen (V.I.S.) dl VII: Bouw van zware gew.-beton-schuilplaatsen (1928); L. J. Spanjaerdt Speckman, Duurzame versterkingskunst, 2de dl (Breda 1934) (m.n. hfdst. I. Dekkingen van beton enz. en bronnenopg. voor dat hfdst., nrs 15, 19, 24 en 29: artt. en versl. v. lezingen v. P.
W. Scharroo, 1909-1918, P. A. M. Hackstroh, J. H. de Man. 1918-1924, en W.
J. M. van de Wijnpersse); L. J. Spanjaerdt Speckman, Berekening v. dekkingen v. gew. beton tegen artillerievuur (1932). Zie ook De Ingenieur, 1931 en 1933.
