BETON
I. Historia cementu i betonu
· Rzym PANTEON  KOPUA
A z zaprawy wapiennej z domieszkÄ…
popiołów wulkanicznych
· XVIII w. Anglia, Francja - produkcja wapna hydraulicznego
(wodotrwałego)
· 1825 r., Anglia  poczÄ…tki produkcji pierwszego cementu (portlandzki,
ponieważ miał barwę jak skały Portland)
· lata sześćdziesiÄ…te i siedemdziesiÄ…te XIX w.  poczÄ…tek żelbetu
(Francja)
II. Polska Norma Beton zwykły - PN-EN 206-1:2003
III. Literatura przedmiotu
opracowano na podstawie m.in.:
1. Praca zbiorowa pod kier. Małolepszego J.: Materiały budowlane: podstawy technologii i
metody badań. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, 2004.
2. Osiecka E.: Materiały budowlane: spoiwa mineralne i kruszywa. Oficyna Wydawnicza
Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005.
3. Praca zbiorowa pod kier. Stefańczyka B.: Budownictwo ogólne. Materiały i wyroby
budowlane, t. 1, Arkady, Warszawa, 2005.
1. Definicja betonu
Beton jest to sztuczny kamień powstały po związaniu i stwardnieniu mieszanki
betonowej.
cement + woda + kruszywo drobne + kruszywo grube + domieszki = mieszanka
betonowa
cement + woda = zaczyn cementowa
cement + woda + kruszywo drobne = zaprawa cementowa
1
2. Klasyfikacja betonu
b) ze względu na rodzaj c) ze względu na rodzaj d) ze względu na
a) ze względu na rp
składnika wiążącego kruszywa funkcję
· beton konstrukcyjny
· beton ciężki rp > 2600 kg/m3 · beton cementowy · beton żwirowy
(nośny - służy do
np. na kruszywie bazaltowym
· beton żywiczny · beton tÅ‚uczniowy
przenoszenia obciążeń)
· beton zwykÅ‚y rp = (na żywicach
· beton keramzytowy
· beton izolujÄ…cy
1800÷2600 kg/m3 syntetycznych -
termicznie (na przegrody
· beton żużlowy
zewnętrzne)
na kruszywie naturalnym polimerowy, cementowo-
· beton żaroodporny
polimerowy)
· beton lekki rp < 1800 kg/m3
(przeznaczony do
beton komórkowy, · beton asfaltowy
temp.>2000C)
keramzytobeton
· beton wodoszczelny
na zbiorniki na ciecze
· beton nawierzchniowy
nawierzchnie dróg i
lotnisk
· beton odporny na
ścieranie (nawierzchnie
podłóg przemysłowych)
· beton osÅ‚onowy
(do osłabienia
promieniowania
jonizujÄ…cego)
2
3. Składniki betonu
· cement ~200 (300) ÷ 450 (550) kg/m3
· woda ~150 ÷ 200 l/m3 przy stosunku c/w . 1,6 (1.8)
· kruszywo > 1 m3 na 1 m3 betonu
· domieszki do kilku %
3.1. Cement portlandzki  spoiwo hydrauliczne powstałe poprzez zmielenie
klinkieru cementowego z gipsem i dodatkami hydraulicznymi (np. żużel
wielkopiecowy).
Rodzaje cementów
Klinkier cementowy powstaje poprzez wypalenie surowców zawierających
wapień i glinokrzemiany.
Minerały zawarte w klinkierze cementowym:
· krzemian trójwapniowy - alit - C3S,
· krzemian dwuwapniowy - belit - C2S
· glinian trójwapniowy - C3A
· żelazoglinian wapniowy - braunmilleryt - C4AF
3
Schemat produkcji klinkieru portlandzkiego i cementu
4
Wiązanie cementu  hydratacja (uwodnienie), hydroliza  następuje na skutek
reakcji między minerałami zawartymi w cemencie i wodą.
Schemat hydratacji cementu
5
Właściwości cementu
symbol R oznacza odmianę cementu o wysokiej wytrzymałości wczesnej
6
3.2. Kruszywo do betonu
Klasyfikacja kruszyw
7
Kruszywa kamienne naturalne i Å‚amane
8
Zalecane krzywe uziarnienia kruszywa naturalnego
9
3.3. Domieszki (poprawiają właściwości mieszanki betonowej i betonu):
- uplastyczniające (Kluta Mixbet) polepszają urabialność
- napowietrzające (abiesod) zmieniają lepkość mieszanki betonowej
- opóz
niajÄ…ce wiÄ…zanie
- przyspieszajÄ…ce wiÄ…zanie (chlorek wapniowy)
- uszczelniajÄ…ce (hydrobet)
- spulchniające (zwiększają mrozoodporność)
- przeciwmrozowe (chlorek wapniowy) umożliwiają betonowanie zimą w temp.
bliskiej 0oC
- barwiÄ…ce (pigmenty)
4. Projektowanie składu mieszanki
Ustalenie składu mieszanki wymaga:
· odpowiedniego zaprojektowania, czyli dobrania rodzaju i iloÅ›ci skÅ‚adników,
np. metodÄ… 
- trzech równań
- zaczynu
- dwustopniowego przepełnienia form
· należy przy tym okreÅ›lić (uwzglÄ™dnić) sposób 
- wykonania mieszanki betonowej
- sposób formowania elementów
- pielęgnacji świeżego betonu
5. Właściwości mieszanki betonowej
· urabialność
 jednorodność rozmieszczenia składników
 jednorodność cech
 zdolność do łatwego wypełniania formy
· konsystencja
 wilgotna
 gęstoplastyczna
 plastyczna
 półciekła
 ciekła
10
· podatność mieszanki na zagÄ™szczenie
Zagęszczenie ułożonej w formie mieszanki betonowej ma na celu ścisłe i
jednocześnie jednorodne rozmieszczenie składników w przestrzeni
przeznaczonej do zabetonowania (np. wibrowanie na stole, wgłębne; ubijanie;
pracowanie).
6. Pielęgnacja świeżego betonu
Beton podczas wiązania i twardnienia wymaga pielęgnacji, którą realizuje się
poprzez:
 zapewnienie odpowiedniej temperatury
 zapewnienie odpowiedniej wilgotności
 ewentualna ochrona przed mrozem
7. Właściwości betonu
7.1. Właściwości fizyczne
- rp, beton zwykÅ‚y ~2200÷2400 kg/m3
- porowatość (dla dobrze zagÄ™szczonego betonu 8÷12)
- nasiÄ…kliwość (~2÷6% wagowo)
- wodoszczelność (zależy od uziarnienia kruszywa, stopnia zagęszczenia,
domieszek)
- przewodność cieplna lbet.zwykÅ‚y 1,0 ÷ 1,7 W/m × K
(w warunkach średnio wilgotnych, w zależności od rp)
- skurcz (~0,3%)
7.2. Właściwości mechaniczne
- wysoka wytrzymałość na ściskanie fc (Rbc)
zależy od rodzaju i proporcji składników (klasy cementu, c/w),
warunków dojrzewania, szczelności, wieku betonu
11
KLASA BETONU  symbol liczbowy określający jego jakość, odpowiadający
charakterystycznej wytrzymałości na ściskanie fck / gwarantowaną
G
wytrzymałość betonu fcG ( Rb ),
,cube
np. C12/15
G
fcG ( Rb ) - wytrzymałość na ściskanie gwarantowana przez producenta z
,cube
prawdopodobieństwem 95%
B10 C8/10, B15 C12/15, B20 C16/20, B25 C20/25,
- wytrzymałość na rozciąganie (~1/10 wytrzymałości na ściskanie) fct
(Rbt)
- odporność na ścieranie (zależy od kruszywa)
- odporność na uderzenie (zależy od wytrzymałości)
- podatność na odkształcenia pod wpływem obciążeń
w zakresie sprężystym odkształcenia proporcjonalne do naprężeń
s = E e
- odkształcenia na skutek zmian temperatury
a - współczynnik rozszerzalnoÅ›ci liniowej a = 1,2 × 10-5 1/oC
zmiana dÅ‚ugoÅ›ci Dl = l × Dt × a
- odkształcenie na skutek zmian wilgotności
12
7.4. Właściwości określające odporność na oddziaływanie środowiska
- odporność na agresję chemiczną
- odporność na wysokie temperatury
- odporność na niskie temperatury
- odporność na działanie mrozu
8. Zastosowanie
Beton jest podstawowym materiałem do wykonywania:
- fundamentów budynków i budowli
- elementów nośnych ściskanych (słupy, ściany)
- nawierzchni dróg
- masywnych budowli piętrzących wodę (zapory, jazy)
- budowli podziemnych (tunele, kolektory)
- budowli przemysłowych (kominy, chłodnie kominowe)
13