En popüler yapı malzemelerinden biri olan beton, özelliklerini değiştiren modern katkı maddeleri ve katkı maddelerinin kullanımıyla sürekli olarak değiştirilmekte ve iyileştirilmektedir. Antik çağlarda bile betona istenen kullanım özelliklerini kazandırmak için çeşitli maddeler kullanılmıştır.
Örneğin, beton karışımına toz yumurta veya sığır kanı eklenmesi çimentonun bağlanmasını hızlandırdı ve bitmiş betonun mukavemetini artırdı. Antik Roma’da, volkanik küller de betona popüler katkı maddeleriydi.
Günümüzde, çimento betonu ("yapay taş" olarak adlandırılır) çimento, uygun agrega ve suyun karıştırılmasıyla oluşturulur. Çimentonun suyla teması, hidratasyona neden olur ve bunun sonucunda ısı açığa çıkar. Bu, hidratlanmış kalsiyum silikatlar ve hidratlanmış kalsiyum alüminatlar gibi yoğun şekilde paketlenmiş hidratasyon ürünlerinin bulunduğu bir beton karışımının bağlanmasıyla sonuçlanır.
Bitmiş betonun ve betondan yapılmış elemanların parametreleri birçok faktöre bağlıdır. Mukavemeti açısından, kullanılan çimento türü, agrega türü ve kalitesi, ayrıca S/Ç oranı (su/çimento) çok önemlidir. Bitmiş betonun işlenebilirliğini, su direncini ve dona dayanıklılığını etkileyen doğru katkı maddelerini ve katkı maddelerini seçmek de son derece önemlidir. Sonbahar ve kış mevsimindeki sıcaklık değişiklikleri, gözeneklerinde bulunan suyun tekrar tekrar donup çözülmesi sonucu betondan yapılmış elemanların yapısının zayıflamasına neden olabilir. Bu olaylara eşlik eden su hacmindeki değişiklik, beton elemanlarda çatlaklara neden olur ve bu da ciddi hasara yol açabilir. Betonun tekrarlanan donma ve çözülme döngülerine karşı direncini artırmanın en etkili yolları, uygun bakımın yanı sıra uygun hava sürüklenmesini sağlamaktır . Burada yapısındaki gözeneklerin miktarı, şekli ve boyutu özellikle önemlidir.
Bahsedilen yöntemlerin sonuncusu -betonun uygun şekilde havalandırılması- esas olarak modern kimyasal katkı maddelerinin kullanımına dayanmaktadır. Bunlar, beton karışımlarına küçük miktarlarda eklenen ürünlerdir. Üretimlerinde kullanılan ana bileşen grubu yüzey aktif maddelerdir. Beton karışımına uygun yüzey aktif maddelerin eklenmesi, ince ve sabit hava kabarcıklarının oluşmasına neden olur. Taze karışım kürlenmeye başladığında, içindeki kabarcıklar mineralleşir ve onun ayrılmaz bir parçası haline gelir. Bu şekilde, beton yapının içinde donan suyun genişlediği ek bir boşluk yaratılır. Bu, düşük sıcaklıklarda çatlakların oluşumundan sorumlu olan iç basınçtaki artışı önler. Gözeneklerin hava ile tüm beton hacminde eşit şekilde dağılması, donma direncini artırır. Beton karışımında hava kabarcıklarının varlığı da işlenebilirliğini artırır. Kabarcıklar, W/C oranını (su/çimento) değiştirmek zorunda kalmadan plastisiteyi artıran yataklar gibi davranır. Hava kabarcıkları ayrıca beton pompalama aşamasında oluşan sürtünmeyi azaltır.
Hava tutan katkı maddelerinin üretiminde anyonik ve amfoterik yüzey aktif maddelerin yanı sıra noniyonik yüzey aktif maddeler de kullanılabilir. Anyonik katkı maddeleri arasında en önemlileri lauril sülfatlar ve lauril eter sülfat tuzlarıdır. Alkil benzen sülfonat tuzlarının , örneğin ABSNa formundaki sodyum tuzunun kullanımı da ince ve kararlı hava kabarcıklarının oluşumunda yüksek performans sağlayacaktır. Buna karşılık, beton karışımına ek ıslatma özelliklerine sahip etoksillenmiş alkollerin eklenmesi, oluşan kabarcıkların stabilizasyonunu sağlayacaktır. Amfoterik katkı maddeleri, aralarında amidobetainler bulunan, betonun hava tutmasını destekleyen ve ayrıca hava kabarcıklarının dayanıklılığını stabilize eden sözde yardımcı yüzey aktif maddelerdir.
Betonun antik çağda icadı, mimari için birçok yeni olasılık yarattı ve bu sayede Pantheon ve Kolezyum gibi yapılar yaratıldı ve günümüze kadar varlığını sürdürdü. Bugün, bu yapı malzemesi hakkındaki bilgi çok daha fazladır ve beton üretim teknolojisinin sürekli iyileştirilmesi ve yeni tip katkı maddelerinin geliştirilmesi, onun yardımıyla giderek daha dayanıklı ve daha karmaşık formlar ve elemanlar yaratmayı mümkün kılmaktadır. Dahası, brüt betonun tasarlanması sayesinde inşaat sektörünün gelişmesi, yalnızca dayanıklı yapısal elemanların yaratılmasına izin vermekle kalmayıp, aynı zamanda yeni binalara orijinal bir görünüm ve ilginç bir tasarım kazandırmaktadır.
