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 toevoeging van gepoederde eieren of runderbloed aan de betonmix versnelde de cementbinding en verhoogde de sterkte van het afgewerkte beton. In het oude Rome waren vulkanische as ook populaire toevoegingen aan beton.
Tegenwoordig wordt cementbeton (ook wel "kunststeen" genoemd) gemaakt door cement, geschikt aggregaat en water te mengen. Contact van cement met water veroorzaakt hydratatie, waardoor warmte vrijkomt. Dit resulteert in de binding van een betonmix 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 veel factoren. Wat betreft de sterkte 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 temperatuurveranderingen 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 dat met deze verschijnselen gepaard gaat, veroorzaakt scheuren in de betonelementen, wat tot ernstige schade kan leiden. De meest effectieve manieren om de weerstand van beton tegen herhaalde cycli van bevriezen en ontdooien te verbeteren, is door de juiste verzorging en door te zorgen voor een goede luchtbelvorming . Hierbij zijn de hoeveelheid, vorm en grootte van de poriën in de structuur bijzonder belangrijk.
De laatste van de genoemde methoden – juiste beluchting van beton – is voornamelijk gebaseerd op het gebruik van moderne chemische toevoegingen . Dit zijn producten die in kleine hoeveelheden aan betonmengsels worden toegevoegd. De belangrijkste groep ingrediënten die bij de productie ervan 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 te harden, worden de bellen erin gemineraliseerd en worden ze een integraal onderdeel ervan. Op deze manier wordt er een extra ruimte gecreëerd in de betonstructuur waarin het bevriezende 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 hele volume van het beton verbetert de vorstbestendigheid. De aanwezigheid van luchtbellen in het betonmengsel verbetert ook de verwerkbaarheid ervan. Bellen fungeren als lagers die de plasticiteit vergroten zonder de W/C-verhouding (water/cement) te hoeven veranderen. Luchtbellen verminderen ook de wrijving die optreedt tijdens de betonpompfase.
Bij de productie van luchtbelvormende additieven kunnen anionische en amfotere oppervlakteactieve stoffen en niet-ionische oppervlakteactieve stoffen worden gebruikt. Van de anionische additieven zijn de belangrijkste laurylsulfaten en laurylethersulfaatzouten. Het gebruik van alkylbenzeensulfonaatzouten , bijvoorbeeld 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 de betonmix de stabilisatie van de gevormde bellen mogelijk maken. Amfotere additieven, waaronder amidobetaïnen , zijn zogenaamde co-oppervlakteactieve stoffen die de luchtbelvorming van beton ondersteunen en ook de duurzaamheid van luchtbellen stabiliseren.
De uitvinding van beton in de oudheid creëerde veel nieuwe mogelijkheden voor architectuur, dankzij welke 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 de betonproductietechnologie en de ontwikkeling van nieuwe soorten hulpstoffen maken het mogelijk om met behulp daarvan steeds duurzamere en complexere vormen en elementen te creëren. Bovendien maakt de ontwikkeling van de bouwsector dankzij het ontwerpen van het zichtbeton niet alleen de creatie van duurzame structurele elementen mogelijk, maar biedt het ook nieuwe gebouwen een origineel uiterlijk en interessant ontwerp.