Якщо ж бетон виготовляти на випадковому складі заповнювачів, взятих із природних кар'єрів або отриманих шляхом дроблення каменю, то більшу щільність отримати не можна. У цьому випадку потрібно величезна перевитрата цементу. Крім того, на такий випадкової суміші неможливо отримати бетон високої міцності.
Вода необхідна для створення високоміцного бетону повинна бути чистою і не кислим. Але навіть умовно чиста вода містить у собі різні домішки, шкідливо впливають на процес твердіння бетону: органічні кислоти, сульфати, жири і т.п.
Зазвичай на заводах залізобетонних виробів і на будівельних майданчиках для виготовлення бетону використовують питну воду. У ряді випадків доводиться користуватися грунтовий, болотної, торф'яної і річковою водою. Але ці води бувають насичені органічними домішками. Іноді доводиться застосовувати стічні та промислові води, які можуть містити значні домішки сірчаної кислоти або її солей гумусової кислоти або гіпсу. Ці домішки викликають руйнування бетону. Тому перед тим, як використовувати ці води їх досліджують у хімічній лабораторії.
Поверхня бетону, приготовленого на морській воді чи з нахилом її дії покривається плямами у вигляді сольових нальотів - «вицвітів», які значно псують вигляд бетону. Крім того, міцність такого бетону невисока. Тому при зведенні з бетону житлових будинків морську воду застосовувати забороняється.
Цемент - це головна складова частина бетону. Бетон буде тим міцніше, чим вище клеюча здатність цементу і чим сильніше він зчіплюється з поверхнею наповнювача.
Цемент виготовляють з цементного клінкеру, а його отримують шляхом випалу до спікання природної сировини або штучної сировинної суміші.
Такі суміші повинні містити приблизно три частини вапняку і одну частину глини. Іноді ці суміші зустрічаються в природному вигляді - це гірська порода, звана вапняковим мергелем. Але, так як родовища цих мергелів зустрічаються рідко, то на більшості цементних заводів користуються штучними сумішами вапняку і глини. Замість глини можна використовувати діатоміт, трепел та інші силікатні породи, близькі до глини за своїм хімічним складом. Після випалу таких сумішей утворюється тверда спечена маса - клінкер, що складається із зерен темно-сірого кольору розміром з горіх. Потім клінкер в кульовій млині подрібнюють в дрібний порошок. Щоб поліпшити якість цементу, при помелі клінкеру в нього вводять гідравлічні добавки - до 3% гіпсу і до 15% діятимуть, трепелу. Ось тепер цемент готовий!
Що ж таке цемент? Це сірий дуже дрібний порошок, що нагадує пудру. Чим довше він подрібнений, тим вища його якість, тим більше склеюючої здатністю він володіє. При надтонкий помелі хімічні реакції прискорюються в багато разів. Пояснюється це тим, що цементний порошок завжди з'єднується з водою по всій поверхні. Поверхня ж зерен буде тим більше, чим вище тонкість помелу. Так, наприклад, питома площа поверхні зерен 1 грама цементу складає 2000 - 3000 смІ, а у високоміцних цементах - близько 6000 смІ.
Для приготування бетонних, залізобетонних виробів і конструкцій застосовують різні цементи. Вибір виду цементу залежить від типу споруди, для якого виготовляється бетон. У Росії випускається понад 30 видів цементу. Основні з них - портландцемент, шлакопортландцемент, пуццоланові портландцементи, глиноземисті цементи та інші. Виробництву і вивченню цементів в нашій країні приділяється велика увага. У науку про цемент великий внесок внесли російські вчені А. А. Байков, В. А. Кінд, В. М. Юнг, П. П. Будников.
Як готувати Бетонна суміш?
Виготовлення бетону - це довгий і важкий процес. Спочатку за рецептом лабораторії відмірюють в сухому вигляді необхідну кількість цементу і заповнювачів. Потім зважені складові частини висипають у бетономішалку й одночасно подають в неї воду. Бетономішалку приводять у рух в допомогою електродвигуна.
Мета перемішування - це отримання з зернистих матеріалів однорідної суміші. Тривалість перемішування встановлюють заздалегідь. Після перемішування вихідні матеріали утворюють пластичну суміш, схожу на важку рідину. Тому свіжоприготований бетон називають не бетоном, а бетонної сумішшю. Лише через деякий час суміш твердне і перетворюється на камінь, а остаточну міцність набуває ще пізніше. Цей камінь і є бетоном.
Однорідність бетонної суміші - одне з найважливіших до неї вимог: якщо суміш буде неоднорідною, бетон буден неоднаково міцним в різних ділянках конструкції і легко може зруйнуватися при навантаженні. Як же дізнатися, однорідна отримана суміш чи ні? Для цього з різних місць беруть кілька проб об'ємом, що перевищує розміри самого великого зерна заповнювача. Якщо все
проби мають один і той же постійний склад, тобто однакову кількість щебеню або гравію, піску цементу і води, то бетонну суміш можна визнати однорідною.
Після перемішування бетонну суміш часто доводиться транспортувати від бетономішалки до місця укладання, при цьому дуже важливо, щоб суміш зберегла свою однорідність, так як при перевезенні суміші загрожує розшарування. Чому? Тому що зерна заповнювача в бетонній суміші прагнуть опуститися. Встановлено, що розшарування буде тим більше, чим слабкіше зчеплення між розчином і заповнювачем. Розшаровування бетонної суміші під час перевезення можна уникнути, якщо продовжити перемішування суміші під час руху в автобетонозмішувачі.
Укладання бетонної суміші
Отже, бетонна суміш готова. Тепер її треба укласти у форми. Ідеальною умовою укладання бетонної суміші в форми є заповнення бетонною сумішшю всього простору форми. Якщо у формі знаходяться арматурні стрижні, то бетонна суміш повинна обволікати всю арматуру і рівномірно без зазорів заповнювати весь вільний простір між стінками форми і арматурою. При цьому не повинні утворюватися каверни, або раковини. У ряді випадків причиною утворення каверн у бетоні може виявитися присутність в бетонній суміші дуже великого заповнювача, який заклинюється між стінкою форми і арматурою. Тому дуже важливим є постійний контроль розміру заповнювача. Арматура повинна бути покрита рівномірним шаром бетону, який захищає її від атмосферного впливу інакше вона буде окислюватися, і іржавіти, а іноді й руйнуватися. Процес ржавіння називають корозією арматури.
При укладанні бетонної суміші часто доводиться стикатися з труднощами, які пов'язані з пластичністю бетонної суміші. Якби бетонна суміш мала властивостями рідини, то вона в точності заповнювала б форми, в які її укладають. Значить, потрібно зробити бетон рідким, для чого в нього потрібно додати велику кількість води. Але надлишок води згубно впливає на міцність бетону: адже вся вода, яка не вступила в хімічну сполуку із цементом, залишається у вільному стані всередині бетону. Вона випливає або висихає, поступово утворюючи в бетоні порожнечі. Тому бетон виходить пористим і неміцним. Значить, води треба вводити мало! Але і при нестачі води бетон буде неміцним!
Як же бути? Виникає суперечлива задача: щоб легко укласти бетонну суміш у форми, необхідно ввести в неї дуже багато води. З іншого боку, надлишок води позначиться на міцності бетону. Значить, води потрібно ввести настільки мало, щоб отримати найбільшу міцність бетону! Виходить, як в старій російській приказці: «ніс витягнув, хвiст загруз»; «хвіст витягнув - ніс загруз».
Ось так перед будівельниками і виникло питання про правильний підбір кількості води при виготовленні бетонної суміші.
Це питання залишається і зараз дуже важливим. Кількість води, що вводиться в бетонну суміш, має бути суворо визначеним. Сучасна будівельна наука дала в руки будівельників обгрунтовані розрахунки. Вони дозволяють отримувати бетонну суміш високої якості при мінімальній кількості води.
Витрата води з урахуванням рухливості або жорсткості бетонної суміші можна визначати за графіком проф. С. А Миронова, в якому відображається залежність водопотребности бетонної суміші від рухливості або жорсткості.
Але що це за два нових терміна «рухливість» і «жорсткість» бетонної суміші? «Рухливість» - це здатність бетонної суміші розтікатися під власною вагою або під дією вібрації, а «твердість» - це опір бетонної суміші своїй рухливості. За ступенем рухливості бетонна суміш може бути твердої, пластичної і литий. Для оцінки якості бетонної суміші був запропонований термін «легкоукладальність». Він характеризує здатність бетонної суміші легко укладатися у форму при забезпеченні отримання бетону максимально можливої ​​щільності. А максимальна щільність забезпечує максимальну міцність і довговічність споруди.
Але цей термін виявився дуже умовним, так як він не пояснює фізичного змісту цієї властивості.
Для експериментального визначення «легкоукладальність» бетонної суміші було запропоновано безліч способів. Найбільш поширені спосіб осадки конуса і спосіб вібростоли. Перший спосіб полягає в наступному. З бетонної суміші формують зразок у вигляді усіченого конуса певних розмірів. Будівельники використовують для цього металеву форму, яку заповнюють бетонною сумішшю. За тим форму знімають, і залишається т. н. «Паска». Звільнена від форми бетонна суміш досить пластична, тому вона осідає і кілька розпливається. Осаду «паски» після зняття з нього форми і служить оцінкою рухливості (чи легкоукладальності) бетонної суміші. Наприклад, конус з жорсткої суміші практично не осідає, рухливі пластичні суміші дають осідання у 8 - 12 см, литі - більше 12 см. Осадка конуса залежить від зчеплення матеріалів в суміші і внутрішнього її тертя. Знову нові фізичні поняття? Що ж вони означають? Який їх зміст? Згадаймо механіку.
Кожен предмет, що лежить на землі, в залежності від своєї маси створює певний тиск на землю. Щоб його пересунути, потрібно прикласти силу і тим більшу, чим важче предмет. Відношення між силою, прикладеної горизонтально або паралельно площині переміщення предметів і масою предмета, називається коефіцієнтом тертя. Такі ж сили тертя існують між частинками бетонної суміші і між сумішшю і підставкою. Крім того, бетонна суміш має деяким зчепленням, тобто внутрішнім опором деформацією суміші. Воно дозволяє свіжоприготованому бетону утримуватися у вертикальному положенні після зняття форми.
Іншим способом оцінки «легкоукладальності» є випробування бетонної суміші на струшується столі.
Для цього усічений конус бетонної суміші звільняють від форми, вимірюють діаметр конуса і повідомляють конусу певне число струшувань. Після цього вимірюють збільшення діаметра розпливання конуса по відношенню до початкового.
Хоча обидва описаних способу і мають недоліки, вони все ж дають можливість оцінити легкоукладальність бетону. Вони дозволяють також встановити відносна кількість енергії, необхідне для того, щоб бетонна суміш деформувалася і ущільнювалася. Тому ці методи широко застосовуються в будівельній практиці. І все ж вони не остаточно виявляють поведінка бетонної суміші при її укладанні в форми. Адже бетонна суміш веде себе в експериментальному конусі і формі по-різному!
Реологія ДОПОМАГАЄ РОЗКРИТИ ТАЄМНИЦЮ

Що ж відбувається при укладанні бетонної суміші в форму? Чому залежить розплив конуса? Від пластичної деформації або роз'єднання частинок в поперечному напрямку? Ці явища спостерігаються в одній і тій же бетонної суміші при різній кількості води ... Неясні причини більшою чи меншою крихкості бетонної суміші. Бетонна суміш наполегливо зберігає таємниці своєї поведінки при укладанні у форми.

Спроби розгадати цю таємницю за допомогою старих методів дослідження закінчувались невдачами. Потрібен був новий підхід, новий критерій. І на допомогу прийшла фізика, а точніше один із її розділів - реологія. Тільки вона змогла чітко визначити фізичну сутність будiвельнi.
Отже, реологія! Чим же вона займається? Це зовсім новий напрямок у механіці. Воно пов'язане з розвитком теорії пружності. Вона вивчає поведінку під навантаженням вологих матеріалів, які не можна віднести ні до твердого тіла, ні до рідини. До таких матеріалів відноситься і бетонна суміш, що представляє собою так звану пружно-в'язку середу. Щоб встановити, як деформується матеріал під навантаженням, механіки використовують структурні механічні моделі. Вони дозволяють імітувати внутрішню структуру матеріалу.
Як працює структурна модель? Припустимо, до твердого тіла прикладена навантаження. Під її впливом в тілі виникає деформація. Це означає, що тіло буде деформуватися пропорційно прикладеній навантаженні (або законом пропорційності напруг і деформацій Гука). Як тільки навантаження буде знята, тіло відновить свою первісну форму.
А як буде, якщо ми маємо справу з матеріалами, які мають складні властивості і, крім пружних характеристик, мають ще й непружні? Тут структурні механічні моделі вже непридатні. Вона не дозволяють точно імітувати внутрішню структуру таких матеріалів.
Для цієї мети будуть потрібні інші механічні моделі, які носять назву реологічних. Вони відрізняються тим, що складаються з комбінацій двох елементів, які імітують дві основні властивості твердого тіла: пружність і в'язкість. Найпростіше тіло - пружне. Залежність деформації та напружень для нього виражається однією кривої для процесів навантаження і розвантаження. Досить зняти навантаження і виникають деформації повністю зникають. Ну, а в ідеально в'язкому тілі? Адже наявність в'язкості матеріалу призводить до залишкових деформацій, які безмежно зростають при зменшенні швидкості навантаження. Для ідеально в'язкого елемента застосуємо закон деформації в'язкої рідини.
Для створення реологічної моделі пружину і «амортизатор» (модель пружно-в'язкої деформації) можна комбінувати між собою послідовно або паралельно. Такі комбінації дозволяють найкращим чином імітувати механічні властивості будь-яких реальних матеріалів.
Реологічні моделі дозволяють отримати необхідну інформацію про зміни внутрішньої структури реального тіла під навантаженням. До цієї інформації відносяться характеристики внутрішнього тертя, в'язкості та адгезії (зчеплення).
Яка ж реологическая модель бетонної суміші? Бетонна суміш є так званим двофазним матеріалом. Це означає, що вона містить у собі елементи двох фаз - твердої і рідкої. А якщо так, то як краще відобразити внутрішню структуру бетонної суміші?
Проведемо деякий аналіз. Почнемо з внутрішнього тертя. Це одна з важливих характеристик пружно-в'язкого тіла. Внутрішнє тертя характеризує тверду фазу матеріалу. Якщо ж у матеріалі внутрішнє тертя дорівнює нулю, то його можна вважати ідеальною рідиною. Бетонна суміш має внутрішнім тертям. Здавалося б, за цією ознакою її можна віднести до твердого тіла. Проте присутність в ній води робить її все ж проміжним матеріалом між рідиною і твердим тілом. А якщо це так, то в реологічної моделі бетонної суміші повинні брати участь як пружні, так і непружні елементи.
Значить, реологическая модель бетонної суміші буде являти собою «пружну» суцільну структуру, пори якої будуть заповнені в'язкою рідиною (цементним тестом). Нарешті, останнє питання. Як повинні бути з'єднані між собою елементи? Так як бетонна суміш - це двофазний матеріал, то кращої імітацією її буде комбінація обох елементів. Як буде імітувати реологическая модель бетонну суміш у процесі затвердіння? Поки бетонна суміш ще не затверділа, вона являє собою в'язку рідину. У цій стадії в ній переважає рідка фаза. Але ось цементне тісто починає тверднути. У міру наростання міцності в'язкість суміші зменшується, зате зростає пружність, а разом з нею і внутрішнє тертя. А раз з'явилося внутрішнє тертя, то це вже ознака твердої фази матеріалу. Тепер створимо навантаження. Під впливом навантаження в реологічної моделі будуть відбуватися як оборотні, так і незворотні процеси, що викликають відповідні деформації. Під впливом навантаження якась частина механічної енергії, що впливає на бетонну суміш, буде перетворюватися на тепло. Це - наслідок внутрішнього тертя. Тепло буде створюватися в пружинах, які при стисканні будуть нагріватися. Це тепло вони будуть виділяти в навколишнє середовище. Що стосується амортизатора, то в ньому виникнуть незворотні деформації. Під навантаженням в результаті в'язкого тертя амортизатори будуть також нагрівати в'язку рідину. Таким чином, характеристики бетонної суміші залежать від того, в якій фазі знаходиться бетонна суміш.
Що ж ми з'ясували завдяки реологическим моделям? По-перше, що поведінка бетонної суміші залежить від таких пружно-в'язких характеристик, як внутрішнє тертя, зчеплення і робота руйнування при зсуві. Ці фізичні характеристики розшифровують поняття «легкоукладальності». По-друге, ми встановили, що заповнювачі і цементне тісто, що входить до складу бетонної суміші, як правило, знаходяться на кордоні пружно-в'язких і пластичних фаз. Тому різні співвідношення заповнювача та цементу будуть позначатися на властивостях різних бетонних сумішей. По-третє, ми отримали можливість визначати всі фізичні характеристики бетонної суміші.
Наприклад, внутрішнє тертя бетонної суміші можна визначити за коефіцієнтом внутрішнього тертя. Виявилося, що для заповнювачів, отриманих дробленням, його значення більше, ніж для заповнювачів округлої форми. При підвищенні вмісту розчину і збільшенні кількості води зачинення він зменшується. В'язкість бетонної суміші прямо пропорційна коефіцієнту внутрішнього тертя і залежить від вмісту води.
Знання фізичних характеристик бетонної суміші розширює зміст терміну «легкоукладальність». Реологічні властивості бетонної суміші, що характеризують легкоукладальність, доповнили це поняття. Вони дали можливість уявити собі весь механізм укладання бетонної суміші.
Навіщо знадобилося Вібрувати Бетонна суміш?
Від якості укладання бетону багато в чому залежить його міцність, а значить і довговічність споруди. Якість же укладання, у свою чергу, залежить від легкоукладальності бетонної суміші. А легкоукладальність регулюється кількістю води в бетонній суміші і внутрішнім тертям. Щоб не вводити в суміш надлишок води, треба було рідкішою суміш у момент укладання. З багатьох запропонованих способів найбільш ефективним виявилося вібрування, що знищує внутрішнє тертя бетонної суміші.
Як же вібрація знищує внутрішнє тертя бетонної суміші? Щоб зрозуміти це, виконаємо такий експеримент. Поставимо на стіл куб, виготовлений з бетону. Щоб змусити цей куб ковзати по поверхні столу, потрібно докласти до нього таку силу, щоб ставлення її до маси куба перевищило коефіцієнт тертя куба об поверхню столу. Якщо ж цей стіл разом з бетонним кубом поставити на вібромайданчик і повідомити йому імпульси - поштовхи, то куб почне ковзати по столу. Адже зчеплення куба з поверхнею столу при струшуванні послаблюється, значить, зменшується коефіцієнт тертя. Отже, вібрація дозволила подолати масу важкого куба. «Механізм» вібрації досить простий: під впливом вібрації куб отримує імпульси - поштовхи, які підкидають його вгору. Відділяючись від поверхні столу на короткі проміжки часу, куб підскакує. Отже, його переміщення буде складатися з послідовно невеликих стрибків, при кожному з яких він зрушить на деяку відстань.
Як же протікає процес вібрування? На бетонний куб, поставлений на бетонну дошку діє сила тертя, ускладнює самостійний рух куба. Щоб змусити куб ковзати по поверхні дошки, треба докласти деяку силу або значно збільшити кут нахилу дошки. Ну, а якщо привести дошку на стан вібрації, куб почне підстрибувати, а потім ковзати навіть при дуже невеликому нахилі дошки. Повернемося знову до бетонної суміші. Що ж відбувається з нею при вібрації? Внутрішнє тертя в ній обумовлено тим, що поверхні заповнювачів стикаються один з одним. При перемішуванні вони труться один об одного і чим більше тертьових поверхонь, тим більше загальний коефіцієнт внутрішнього тертя. Вібрація ж бетонної суміші дозволяє зменшити або знищити ці контакти і послабити внутрішнє тертя. Іншими словами, вібрація «розріджує» бетонну суміш. І, значить, суміш набуває здатність легко заповнювати форми і видавлювати міститься в ній повітря. Треба сказати, більше значення має частота вібрації. Вона може змінюватися у великих межах і залежить від типу вібратора.
Частота вібрації по-різному впливає на зерна заповнювача різної крупності. У бетонної суміші заповнювачі різної крупності оточені розчином і коливаються подібно до маятника з певною власною частотою коливань. Частоту вібрування бетону слід вибирати залежно від крупності заповнювачів. Розміром ж заповнювача визначається характер вібрації заповнювачів різного розміру при низької та високої частотах.
Найбільш доцільно піддавати бетонну суміш дії декількох вібраторів з різною частотою вібрації. У цьому випадку заповнювачі різних розмірів будуть рухатися з різною інтенсивністю, і бетон ущільнюватиметься рівномірно.
ІСНУЮТЬ ІНШІ СПОСОБИ Ущільнення бетонної суміші?
Багато років будівельники шукають найкращий метод укладання бетонної суміші при мінімальній кількості води замішування. Крім вібрування бетонної суміші є й інші ефективні методи її ущільнення. Їх називають методами механічного зневоднення. До них відносяться: пресування, центрифугування і вакуумування. У всіх цих методів загальний принцип: бетонну суміш замішують на воді в кількості, достатній для того, щоб її укладання можна було вести без жодних труднощів. А вже після укладання зайву для тверднення воду тим чи іншим способом витягують з бетонної суміші.
Найпростішим методом зневоднення є пресування. Його завдання - видавити з бетону надлишок води до того, як він буде покладений в справу. Для цього одну зі стінок форми роблять пористої, проникної для води і непроникною для цементу. Пориста стінка повинна володіти високою міцністю. При високому тиску на поверхню бетону вода віджимається крізь пори стінки і бетон ущільнюється. Цей процес нагадує віджимання білизни в пральній машині. Недолік методу - його тривалість.
А в чому полягає метод центрифугування? За цим методом у бетонну суміш поміщають циліндричну трубу, що обертається з великою швидкістю. Відцентрова сила відкидає заповнювач на стінку форми. Вода, як більш легка, потрапляє в центр форми, звідки і стікає. Бетон же розташовується на внутрішній стінці форми щільним шаром рівномірної товщини з мінімальним вмістом води. Цей метод дозволяє отримувати бетони дуже високої міцності. При його допомозі виготовляють бетонні труби і стовпи для лінії електропередач.
Вельми досконалим способом обезводнення є вакуумування. З укладеного бетону витягають надлишок води через проникну стінку опалубки. На зовнішній поверхні опалубки створюють вакуум.
Припустимо, потрібно виготовити плоску горизонтальну плиту в опалубці. На початку бетонної сумішшю з достатнім для легкої укладання кількістю води заповнюють опалубку. На верхній вільної від опалубки поверхні свіжоукладеного бетону встановлюють вакуум-щит, тобто раму з укріпленою на ній міцної гратами, металевою сіткою і бавовняно-паперовим фільтром. Верхня межа рами герметично закрита листовим металом. Утворену таким чином порожнину приєднують до вакуум-насоса. Щит зроблений повітронепроникним по лінії зіткнення з поверхнею бетону. Для контролю розрядження до вакуум-проводці на деякій відстані від введення у щита підключений манометр. До відвідної трубі приєднаний відстійний бак, у який надходить відсмоктується з бетону вода.
При вакуумуванні з бетонної суміші висмоктується надлишок води. Суміш стискується і зменшується в об'ємі. У результаті швидко зростає механічна міцність бетону - приріст міцності бетону завдяки вакуумуванню дорівнює 50 - 70%.

СКІЛЬКИ ПОВИНЕН тверднути БЕТОН?

Отже. Бетон приготований, покладений у форму і зневоднений.
Тепер він повинен затвердіти і набрати міцність. Після того, як бетон схопився, він вже є твердим тілом, але недостатньо міцним.
Помістимо його у воду або будемо безперервно зволожувати, і міцність бетону буде рости! Як це можна пояснити? При зволоженні в ньому будуть відбуватися хімічні процеси. Вони перетворять мінерали, з яких складаються цементні зерна в нові стабільні утворення - гідросилікати калію. Цей процес перетворення дуже тривалий, він може відбуватися роками. Але будівельникам стільки чекати не можна!
Тому встановлюють контрольний термін тверднення бетону, після якого бетон можна піддавати розрахунковому навантаженні. Для бетону, виготовленого в умовах будівництва і тверднучого в природних умовах, такий термін дорівнює 28-30 діб.
У деяких випадках можна допустити довший термін тверднення бетону - при зведенні морських споруд, дамб, гребель, набережних, мостів і т. п. Вони будуються дуже повільно, а тому повна навантаження до покладеному бетону може бути додана через досить довгий час. У цих випадках у розрахунках можна враховувати 90-добову міцність бетону; вона приблизно на 20% вище 28-добової.
Але після встановленого контрольного терміну бетон продовжує тверднути й набирати міцність, правда, значно повільніше. Цей процес повільного тверднення бетону в розрахунках не враховується. Приріст міцності бетону в часі, що перевищує встановлені контрольні терміни твердіння, виявляється як би гарантією надійності бетонних і залізобетонних конструкцій.
Високі температури (близько 80-90є С) прискорюють хімічні реакції в бетоні. Так, наприклад, якщо бетон пропарити, тобто прогріти у вологому середовищі при такій температурі 12-16 годин, то можна отримати бетон з міцністю, що дорівнює 65-70% міцності 28-добового бетону. Саме так і роблять при заводському виготовленні залізобетонних виробів. А якщо ще більше підвищити температуру? Прискориться чи тверднення бетону? Так, і настільки, що при температурі 170-180є С за ті ж 12-16 годин міцність бетону так зросте, що перевищить річний рівень міцності. Однак при такому сильному прогріві бетон дуже швидко висихає і перестає тверднути. Це пояснюється інтенсивним випаровуванням укладеної в бетоні води. Щоб «загальмувати» випаровування води, треба забезпечити в камері прогріву (автоклаві) високий тиск пари (близько 0,8 - 1,2 МПа, або 8 - 12 атм.). Такий процес термовологісної обробки називається запарки під тиском, або автоклавной обробкою бетону. При цьому цемент можна замінити вапном, а великий заповнювач - піском без шкоди для якості виробів.

ВСУПЕРЕЧ МОРОЗУ та спеки
         Розповідаючи про укладання бетонної суміші в споруду, ми завжди мали на увазі, що будівельні роботи ведуться в нормальних умовах, тобто до настання зимових холодів або ж при температурах, що не перевищують +35? З. У цьому випадку ніяких додаткових умов догляду за твердіючих бетоном не потрібно. Правда, враховуючи, що для тверднення бетону потрібна постійна вологість, щоб уникнути раннього висихання навіть при цих температурах його укривають від прямих сонячних променів. У Росії температури повітря в різних районах дуже різноманітні: від-70є С до +50? З. Раніше взимку будівельні роботи майже повністю припинялися, а будівництво в південних районах нашої країни вимагало розробки особливих умов тверднення бетону. Проте розмах будівництва в нашій країні вимагав ведення будівельних робіт круглий рік і в будь-яких кліматичних умовах.

БОЇТЬСЯ ЧИ БЕТОН МОРОЗА?

Так, свіжоукладеному бетону мороз небезпечний. І, перш за все із-за впливу низьких температур на процеси схоплювання і твердіння цементів. Бетон дуже чутливий до холоду. Це позначається насамперед на часу тужавіння і швидкості тверднення. Так, наприклад, при зниженні температури з 20 до 5є З схоплювання бетону уповільнюється в 2 - 5 разів. Але особливо різко проявляється це уповільнення при подальшому зниженні температури - до 0? С. Але якщо відновити нормальну температуру витримування, то твердіння знову приймає звичайні темпи. А якщо температура бетону опуститься до 0? З? Твердіння припиняється повністю. Це пояснюється тим, що при замерзанні бетону міститься в ньому вільна вода замерзає, а утворення цементного каменю сповільнюється. Отже, припиняється й твердіння бетону. Замерзаючи в бетоні, вода збільшується в об'ємі на 9%. У результаті цього в порах бетону розвивається великий тиск, що викликає руйнування структури ще не затверділого бетону. Скупчилася на поверхні зерен крупного заповнювача вода при замерзанні утворює тонку крижану плівку, яка відділяє поверхню заповнювача від зіткнення з цементним тестом. У результаті погіршується монолітність бетону. Якщо заморозити бетон у ранньому віці, то лід зруйнує багато кристалики цементного клею. Якщо зачиннення бетону було проведено до заморожування, а тверднення бетону ще не почалося, то воно не почнеться і після замерзання. Але якщо тверднення почалося, то воно припиняється, поки вільна вода в бетоні буде залишатися у вигляді льоду. При відтаванні бетону замерзла вільна вода перетворюється в рідину, і тверднення бетону поновлюється. У ньому відбуваються ті ж процеси, що й до замерзання, але вже при зміненій структурі. Ці зміни в структурі бетону зменшують його міцність і зчеплення бетону з арматурою. Кінцева міцність бетону буде тим нижче, ніж раніше бетон піддався заморожуванню.
Найбільш небезпечне замерзання бетону в період схоплювання цементу. Для бетону також шкідливо і багаторазове заморожування та відтаювання його в початковий період твердіння (відлиги і заморозки).

МОЖЛИВО ЧИ зимового бетонування?

Так, і це доводять роботи російських вчених С. ​​А. Миронова В. П. Сизова та І. Г. Совалова, що розробили і впровадили в практику теорію і способи зимового бетонування.
Мова йде про створення нормальних умов тверднення бетону взимку. Це означає, що протягом терміну, який визначається досягненням заданої міцності бетону, потрібно підтримувати необхідну температуру і вологість, використовуючи для цього внутрішнє тепло бетону або додатково обігрівати терднучий бетон.
Як завжди, все починається з бетонної суміші, приготування якої в зимових умовах є дуже відповідальною операцією. У першу чергу потрібно ретельно перевірити якість і стан сировинних матеріалів. Так, наприклад, пісок, щебінь і гравій не повинні бути забруднені і змішані зі снігом і льодом. Тому їх складують на сухих піднесених місцях, під навісами або в закритих приміщеннях. Звичайно, не можна допускати, щоб при зберіганні цементу в нього потрапляв сніг.
Готувати бетонну суміш треба в обігріваються. Внутрішній запас тепла в бетонній суміші створюють, підігріваючи її складові. Нагрівання заповнювачів може бути одноступінчастим, коли одночасно матеріали відтають і підігрівають, і двоступінчатим, коли на одних установках заповнювачі попередньо розморожують, а на інших - підігрівають до розрахункової температури (40 € С). Одночасно в резервуарах пором нагрівають воду до заданої температури - від 30 до 80є С. Цемент і тонкомолоті добавки підігрівати забороняється. Що стосується арматури, то вона повинна бути очищена від снігу та льоду і розігріта гарячою водою або парою. Температура складових бетонної суміші в момент завантаження в бетономішалку повинна бути такою, щоб забезпечити задану температуру бетонної суміші при виході з бетономішалки і укладання у форму - не менш 5є С.
Отже, бетонна суміш готова. Але її потрібно транспортувати до місця укладання з мінімальними тепловтратами. Втрати тепла при самій перевезення бетонної суміші менше, ніж при перевантажувальних операціях. Тому в зимовий час її доставляють на місце укладання без перевантаження. При цьому треба стежити, щоб транспортна тара була утеплена і обігрівалась. Якщо бетонна суміш транспортується в кузові автосамосвала, то кузов вкривають брезентом або обігрівають відпрацьованими газами. Це дозволяє створити над бетонною сумішшю теплову завісу. При транспортуванні бетонної суміші в баддях і бункерах їх накривають дерев'яними утепленими кришками; зовні утеплюють повстю і потім обшивають фанерою. При насосному транспорті бетону утеплюють як приміщення, де встановлені бетононасоси, так і бетоноотводи.

Бетон укладають НА МІСЦЕ

На місці бетонну суміш укладають в опалубку з дерев'яних і металевих щитів, у відповідну форму майбутньої конструкції. У опалубку встановлюють сталевий каркас - арматуру.
Укладати бетонну суміш на місце бажано якомога швидше і без перерв. Ми знаємо, що тверднення бетону залежить від хімічних реакцій цементу з водою. А основну роль у цьому відіграватимуть тепло і вода! Тому в зимовий час при низьких температурах опалубку утеплюють, а відразу ж після закінчення бетонування щитами і матами утеплюють і верхню, відкриту поверхню бетону. Ми вже говорили, що в Росії розроблені і впроваджені в практику способи зимового бетонування. Найбільш ефективними з них є способи термоса, електронагріву і паропрогревом.
За способом термоса бетон твердне під «шубою» - шаром теплоізоляційних матеріалів (шлаку, тирси, комишиту та ін.) Ці матеріали погано проводять тепло. Тому бетонна суміш майже не втрачає тепла, яке воно отримала при виготовленні. Крім того, при твердінні цемент як і виділяє тепло. У багатьох випадках кількість тепла виявляється достатнім, щоб під час охолодження бетон придбав необхідну міцність. Ця міцність дозволяє распалублівать, конструкцію, вже не боячись заморожування. У цьому випадку після відтавання бетон не зруйнується. Спосіб термоса є найбільш економічним і простим. Для його реалізації не потрібно спеціального устаткування. Але цей спосіб застосовується тільки при бетонуванні масивних конструкцій, так як тонкостінні конструкції дуже швидко остигають.