Beton je kompozitní stavební materiál. Podle ČSN EN 206+A2 je beton materiál vyrobený ze směsi cementu, hrubého a drobného kameniva a vody a může obsahovat další přísady, příměsi nebo vlákna. Své vlastnosti získává hydratací cementu.
Označením beton bez přívlastku je vždy míněn tzv. Jiné druhy betonu jsou vždy uváděny s přívlastkem, například tzv. Počátky využití kompozitních stavebních materiálů (tedy betonu v obecném smyslu) můžeme hledat v Asýrii, kdy se jako pojivo používal jíl. První použití hydraulického betonu, podobného tomu, který se používá v současnosti, tedy s pojivy na bázi hydraulických vápen, přírodního nebo portlandského cementu, se datuje do období starověké Římské republiky (okolo roku 200 př. n. l.), kdy se jako materiál na výrobu pojiva začal používat pucolán (sopečný popel) - přírodní hydraulický cement s vynikajícími vlastnostmi. Z pucolánového betonu byly vyrobeny některé z nejmonumentálnějších staveb antiky. Mnoho vynikajících příkladů těchto staveb ještě stojí. Technologickým zázrakem je například obrovská monolitická kopule na Pantheonu v Římě. Má průměr 43,3 m a váží 5000 tun. Byla vytvořena technologií litého betonu za sedm let (118-125 n. l.).
Velmi překvapivé jsou proto analýzy původního zdiva Karlova mostu v Praze uskutečněné na VŠCHT v roce 2008, které prokázaly unikátní příklad pokračování antické tradice použití vysoce kvalitních malt/betonů s hydraulickým pojivem na této středověké stavbě. Citace: Kvalita a homogenita výplňového zdiva svědčí o tom, že suroviny pro něj nebyly získávány ad hoc, ale naopak pečlivě vybírány a zpracovávány osvědčenými technologiemi, které tvořily dobře tajené znalostní zázemí středověkých stavebních hutí. Je možné, že součástí strategie utajování skutečných postupů bylo vytváření „falešných“ veřejně přístupných receptur (např. tvrzení o organických přísadách, které měly odvést pozornost případných napodobitelů).
Fyzikální vlastnosti výplňového zdiva Karlova mostu (zejména nízká objemová hmotnost) odpovídají moderním tzv. lehkým konstrukčním betonům. Míchačky byly na stavbách zaváděny ve dvacátých letech 20. století, u větších staveb se však první prototypy objevovaly už v 70. letech století devatenáctého. Ruční míchání vápenné malty nebyl problém, na stavbách pomocné práce prováděly ženy, což byla levná pracovní síla. Beton však musel být namíchán v přesném poměru a ve stále stejné kvalitě, což bylo nutné např. u železobetonových nosníků.
V Čechách byl do základů větší stavby poprvé použit beton v roce 1862 při výstavbě prozatímního divadla a později divadla Národního. Během hydratace a tvrdnutí probíhají v betonu fyzikální a chemické procesy (provázené uvolňováním tepla), při kterých beton získává mechanickou pevnost a odolnost a vytváří se chemická stabilita v materiálu. Beton neztvrdne tím, že vyschne, ale že postupně během týdnů vykrystalizuje. Tento proces začne asi hodinu po namíchání, a čím je teplota betonové směsi vyšší, tím je krystalizace rychlejší (např. v panelárnách se beton ohříval až na 80 °C).
Prostý beton je odolný především vůči namáhání tlakem, naproti tomu snese pouze malé tahové zatížení. Proto se beton kombinuje s ocelovou výztuží - vzniká železobeton. Speciálním betonem označujeme beton, který má neobvyklé vlastnosti, nebo jinak neobvyklé použití. Mezi speciální betony patří například vláknobeton či drátkobeton, které vznikají při přidání různých vláken, drátků apod. Jako příměs je možno použít i moderní materiály, jako jsou uhlíková vlákna, a zvýšit tím pevnost betonu ještě o několik desítek procent. Samotný vláknobeton (bez kovové výztuže) není možné použít jako konstrukční beton. U vláknobetonu není možné staticky určit rozmístění, pozici a orientaci jednotlivých vláken tak, aby se dala výsledná konstrukce staticky spočítat.
Lehčený beton, u kterého bylo vylehčení dosaženo při výrobě vytvořením pórů do hmoty betonu, se nazývá pórobeton. Je typický svojí lehkostí, dobrými tepelněizolačními vlastnostmi a jednoduchým použitím. Beton v kombinaci se skleněnými tvarovkami, tzv. luxferami, tvoří sklobeton. Beton je pevný, libovolně tvarovatelný a velmi trvanlivý materiál. Pevnost betonu závisí především na vlastnostech cementu, dalšími ovlivňujícími faktory jsou vlastnosti vody a kameniva.
Beton s větším obsahem cementu má za teplého počasí již druhý den téměř poloviční tvrdost. Při krystalizaci se v betonu vytváří tzv. vnitřní teplo. Při betonáži přehrady v šíři několika metrů by vysoká teplota beton znehodnotila, a proto se do betonu vkládají ocelové roury např. půlmetrového průměru, kterými při krystalizaci nepřetržitě proudí studená chladicí voda. Tyto roury pak v betonu zůstanou. Betonáž takovýchto masívů probíhá nepřetržitě dnem i nocí, protože po noční přestávce by se již beton nespojil kvalitně. Betony se označují značkou C následovanou dvěma čísly - válcovou pevností a krychelnou (různé metodiky měření pevnosti) v MPa.
Při posuzování vodotěsnosti betonu se nezapočítávají různé hrubé poruchy (trhliny, štěrková hnízda, díry v betonu apod.), které umožňují pronikání vody a kde je nutno beton opatřit vodotěsnou izolací. Vodotěsnost betonu se posuzuje podle toho, zda voda může procházet cementovou maltou nebo stykem mezi maltou a kamennými zrny. K zajištění vodotěsnosti je třeba betonovou směs řádně složit a dokonale zhutnit. Pokud je potřeba zhotovit v terénu se spodní tlakovou vodou betonovou šachtu se zárukou absolutní nepropustnosti, postupuje se takto: Z ocelových plechů tloušťky 5 mm se svaří nepropustná ocelová bedna, nahoře otevřená. Vybetonuje se základová deska, a na ni, ještě do čerstvého betonu, se bedna postaví. Pak se do ní a zvenku zabuduje šalung a po přidání armatury se vybetonuje.
Prísady jsou obvykle různé chemikálie, které se přidávají do vody; příměsi se naopak přidávají do kameniva. Jsou to organické nebo anorganické materiály, tekutiny i sypké, které se přidávají do záměsi, aby určitým způsobem pozměnily vlastnosti betonu. Běžně tvoří maximálně 5 % hmotnosti. Zrychlovače tuhnutí - urychlují hydrataci, beton rychleji dosáhne počáteční pevnosti. Nejjednodušší je přimíchání vodního skla. Beton pak tuhne velmi rychle a je nutno to napřed vyzkoušet. Při tomto betonu ale také proběhne čtyřtýdenní krystalizace do konečné tvrdosti. V chladu by tuhnutí vrstev malty trvalo dlouho. Přidá-li se vodní sklo, malta tuhne rychleji, její tuhost pak umožní i natažení jemné omítky.
Vodotěsnicí přísady - zvyšuje vodonepropustnost betonu, přísady oddělují póry od sebe a přerušují je. Nejjednodušší je přimíchání mazlavého mýdla, tzv. jádrového - starý způsob, známý už za 1. republiky. Tento způsob objevila praxe - nevědělo se, jak je to teoreticky možné. Až později bylo vysvětleno, že se v betonu vytvoří vodou nerozpustná vápenatá mýdla. Pro výrobu tzv. „mýdlobetonu“ se používá běžný poměr cementu a písku, případně štěrku, ale místo vody je použit roztok mazlavého mýdla. Tedy 1 kg mazlavého mýdla se rozpustí nejdříve v 10 litrech vody a teprve pak se tento koncentrát vlije do sudu s 90 litry vody. Výsledný mýdlový roztok se použije stejně jako voda při výrobě betonu, který je však nutno velmi dobře promíchat, aby se na zrníčkách písku či štěrku vytvořil mýdlový povlak. Takto vyrobený mýdlobeton lze výborně použít při rekonstrukcích starších objektů - zejména podlah nebo základů. Voda ve zdivu či podlahách tak bude mít mnohem menší příležitost vzlínat betonem, což se projeví např. suchou podlahou bez použití asfaltové izolace.
Použití betonu a jeho typy
Beton je univerzálním stavebním materiálem, používá se jak na nosné konstrukce (skelety), tak na výrobu panelů; v dopravním stavitelství je beton hlavním materiálem pro výstavbu mostů, vozovek dálnic; v podzemním stavitelství se beton používá jako dočasná i trvalá výztuž. Optimální vlastnosti, minimální nároky na údržbu, nízká cena a vysoká životnost předurčuje tento materiál k použití na dopravních komunikacích. Jednou z léty ověřených technologií je tzv. Uložení betonu do konstrukce má proběhnout co nejdříve od jeho výroby a následně by měl být zhutněn, aby se z něho vypudily velké vzduchové bubliny. Již vyrobený beton je třeba nadále ochránit proti vyschnutí, a to po celou dobu jeho zrání, která se při teplotě +15 až +25 °C pohybuje okolo 28 dnů. Ochranou proti vyschnutí je pravidelné máčení betonu, zejména v prvních dnech, a dále jeho překrytí např. Pokud je třeba betonovat za nízkých teplot, je třeba ohlídat, aby teplota v době zrání betonu neklesala pod +5 °C.
