Beton, als een van de meest populaire bouwmaterialen, wordt voortdurend aangepast en verbeterd door het gebruik van moderne hulpstoffen en additieven die de eigenschappen ervan wijzigen. Al in de oudheid werden verschillende stoffen gebruikt om het beton de gewenste gebruikseigenschappen te geven.
Bijvoorbeeld, de introductie van eipoeder of runderbloed in het betonmengsel versnelde de cementbinding en verhoogde de sterkte van het afgewerkte beton. In het oude Rome was vulkanische as ook populaire toevoegingen aan beton. Tegenwoordig wordt cementbeton ("kunststeen" genoemd) gemaakt door cement, geschikt toeslagmateriaal en water te mengen. Contact van cement met water zorgt voor hydratatie, waardoor warmte vrijkomt. Dit resulteert in de binding van een betonmengsel waarin dicht opeengepakte hydratatieproducten aanwezig zijn, zoals gehydrateerde calciumsilicaten en gehydrateerde calciumaluminaten.
De parameters van het afgewerkte beton en elementen van beton zijn afhankelijk van vele factoren. Wat de sterkte betreft, zijn het type cement dat wordt gebruikt, het type en de kwaliteit van het aggregaat, evenals de W/C-verhouding (water/cement) erg belangrijk. Het is ook uiterst belangrijk om de juiste additieven en hulpstoffen te kiezen die de verwerkbaarheid, waterbestendigheid en vorstbestendigheid van het afgewerkte beton beïnvloeden. De temperatuurschommelingen tijdens het herfst- en winterseizoen zorgen ervoor dat de structuur van elementen van beton kan worden verzwakt als gevolg van herhaaldelijk bevriezen en ontdooien van water dat in de poriën aanwezig is. De verandering in het watervolume die met deze verschijnselen gepaard gaat, veroorzaakt scheuren in de betonelementen, die tot ernstige schade kunnen leiden. De meest effectieve manieren om de weerstand van beton tegen herhaalde cycli van bevriezen en ontdooien te verbeteren, is een goede verzorging en een goede luchtbelading . Hier zijn de hoeveelheid, vorm en grootte van de poriën in de structuur bijzonder belangrijk.
De laatste van de genoemde methoden – goede beluchting van beton – is voornamelijk gebaseerd op het gebruik van moderne chemische hulpstoffen . Dit zijn producten die in kleine hoeveelheden worden toegevoegd aan betonmixen. De belangrijkste groep ingrediënten die bij hun productie worden gebruikt, zijn oppervlakteactieve stoffen. De introductie van geschikte oppervlakteactieve stoffen in het betonmengsel resulteert in de vorming van fijne en stabiele luchtbellen. Wanneer het verse mengsel begint uit te harden, worden de bubbels erin gemineraliseerd en worden ze er een integraal onderdeel van. Op deze manier ontstaat er een extra ruimte in de betonconstructie waarbinnen het ijskoude water uitzet. Dit voorkomt een toename van de interne druk, die verantwoordelijk is voor de vorming van scheuren bij lage temperaturen. Een gelijkmatige verdeling van poriën met lucht in het gehele volume beton verbetert de vorstbestendigheid. De aanwezigheid van luchtbellen in de betonmix verbetert ook de verwerkbaarheid. Bellen fungeren als lagers die de plasticiteit verhogen zonder dat de W/C-verhouding (water/cement) hoeft te worden gewijzigd. Luchtbellen verminderen ook de wrijving die optreedt tijdens de betonpompfase. Bij de productie van luchtmeeslepende mengsels kunnen zowel anionische en amfotere oppervlakteactieve stoffen als niet-ionische oppervlakteactieve stoffen worden gebruikt. Van de anionische additieven zijn de belangrijkste laurylsulfaten en laurylethersulfaatzouten. Het gebruik van alkylbenzeensulfonaatzouten , bijv. natriumzout in de vorm van ABSNa , zal ook hoge prestaties leveren bij de vorming van fijne en stabiele luchtbellen. Op zijn beurt zal de introductie van geëthoxyleerde alcoholen met extra bevochtigende eigenschappen aan het betonmengsel stabilisatie van de gevormde bellen mogelijk maken. Amfotere additieven, waaronder amidobetainen , zijn zogenaamde co-surfactanten die de luchtinsluiting van beton ondersteunen en ook de duurzaamheid van luchtbellen stabiliseren. De uitvinding van beton in de oudheid creëerde veel nieuwe mogelijkheden voor architectuur, waardoor gebouwen zoals het Pantheon en het Colosseum werden gecreëerd en tot op de dag van vandaag bewaard zijn gebleven. Tegenwoordig is de kennis over dit bouwmateriaal veel groter en de constante optimalisatie van betonproductietechnologie en de ontwikkeling van nieuwe soorten hulpstoffen maken het mogelijk om met zijn hulp steeds duurzamere en ingewikkelder vormen en elementen te creëren. Bovendien maakt de ontwikkeling van de bouwsector dankzij het ontwerp van het zichtbeton niet alleen het creëren van duurzame structurele elementen mogelijk, maar geeft het nieuwe gebouwen ook een origineel uiterlijk en een interessant ontwerp.
