Бетонной смесью (БС) называют тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения.
Одно из основных свойств БС – тиксотропия, т.е. способность смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии. Это свойство широко используется при укладке и уплотнении БС путем воздействия вибрации или встряхиванием.
При изготовлении бетонных и железобетонных изделий самым важным свойством БС является удобоукладываемость, т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.
Для оценки удобоукладываемости используют 3 показателя:
1.подвижность (П) бетонной смеси, являющаяся характеристикой структурной прочности смеси;
2.жесткость (Ж), являющаяся показателем динамической вязкости бетонной смеси;
3.связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.
П служит характеристикой удобоукладываемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственного веса. П характеризуется осадкой конуса (ОК), в см, отформованного из испытуемой БС. Для этого стандартную металлическую форму-конус устанавливают на горизонтальной площадке, заполняют в три слоя, уплотняя каждый слой штыкованием. Избыток смеси срезают, форму-конус снимают и измеряют ОК бетонной смеси.
Размеры конуса определяются наибольшим размером крупного заполнителя. При максимальном размере зерен до 40 мм применяется конус №1 с размерами 100х200х300 мм, при максимальном размере зерен от 40 до 100 мм – конус №2 с размерами 150х300х450 мм. Величину ОК, определенную при использовании конуса №2, приводят к показаниям конуса №1 умножением осадки на коэффициент 0,67.
Ж бетонной смеси характеризуется временем вибрирования в секундах, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости. В таблице 3 приведена классификация БС по удобоукладываемости (ГОСТ 7473-85).

Марки по удобоукладываемости:

Сверхжесткие смеси/жесткость(сек)/осадка конуса(см)
СЖ3 / Более 100 / ---
СЖ2 / 51 – 100 / ---
СЖ1 / 50 и менее / ---

Жесткие смеси/жесткость(сек)/осадка конуса(см)
Ж4 / 31 – 60 / ---
Ж3 / 21 – 30 / ---
Ж2 / 11 – 20 / ---
Ж1 / 5 – 10 / ---

Подвижные смеси/жесткость(сек)/осадка конуса(см)
П1 / 4 и менее / 1 – 4
П2 / --- / 5 – 9
П3 / --- / 10 – 15
П4 / --- / 16 – 20
П5 / --- / 21 и более

Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Бетонная смесь не должна расслаиваться при перевозке, укладке в форму и уплотнении.
Степень подвижности и жесткости бетонной смеси выбирают в зависимости от размеров конструкции, густоты армирования, способа укладки и уплотнения.
Чем сложнее конструкция и гуще армирование, тем более подвижную смесь следует использовать для ее бетонирования.
Главным фактором, определяющим подвижность БС, является расход воды: с его увеличением подвижность смеси возрастает. На подвижность также влияют: содержание цементного теста, вид цемента, гранулометрический состав крупного и мелкого заполнителей, наличие вредных примесей, введение пластифицирующих и суперпластифицирующих добавок.

§4.5. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Качество бетона, в частности прочность, зависит от его однородности, что определяется тщательностью перемешивания бетонной смеси. Приготовление бетонной смеси заключается в отмеривании (дозировании) материалов, составляющих бетонную смесь, перемешивании их до получения однородной массы.
Важнейшим условием приготовлением бетонной смеси с заданными показателями свойств и обеспечением постоянства этих показателей от замеса к замесу является точность дозирования составляющих элементов смеси. Материалы дозируют дозаторами непрерывного или периодического действия, объемными или весовыми. Однако цемент всегда дозируют только по массе.
Перемешивают бетонную смесь в бетоносмесителях циклического и непрерывного действия. Бетоносмесители могут быть различной вместимости: малой (100-250 л), средней (375-500л), большой (1200-2400-4500 л).
Бетоносмесительные машины циклического действия (отвешенные порции материалов загружают периодически) подразделяют на гравитационные и с принудительным смешиванием.
В бетоносмесителях первого типа загруженные во вращающийся барабан цемент, вода и заполнители поднимаются вверх с помощью лопастей, закрепленных на внутренней поверхности барабана, а затем падают вниз под действием силы тяжести, перемешиваясь в результате многократного подъема и падения. Эти смесители обеспечивают хорошее перемешивание лишь подвижных смесей.
Жесткие и малоподвижные бетонные смеси лучше перемешиваются в смесителях принудительного действия. В этих смесителях бетонная смесь перемешивается в смесительной чаше или в барабане при помощи вращающегося вала с лопастями.
Бетоносмесители непрерывного действия имеют корытообразную форму; рабочий орган у них одновременно перемешивает бетонную смесь и перемещает её от загрузочного отверстия к выгрузочному. Производительность их больше, чем бетоносмесителей периодического действия, но переход от приготовления одной марки бетона к другой сложнее. Поэтому их используют лишь на строительных объектах с большим объемом бетонных работ (например на строительстве гидроэлектростанций).
Продолжительность перемешивания бетонной смеси в малых и средних бетоносмесителях должна быть не менее: при жирной и подвижной смесях – 1 мин; при жестких тощих и легких бетонных смесях – 2 мин.
В бетоносмесителях вместимостью более 500 л продолжительность перемешивания составляет 2-5 мин.
Бетонная смесь должна быть использована до начала схватывания цемента, в противном случае, бетон не будет иметь заданную прочность.
Время перевозки готовой бетонной смеси должно быть не более 1 ч, а в жаркую погоду не более 30 мин.
Смесь сухих компонентов бетона (с влажностью не более 2%) можно перевозить и хранить в течение длительного срока, поэтому в последнее время развивается направление по приготовлению на центральном заводе и доставке на объект сухих смесей, которые перемешиваются с водой непосредственно уже у рабочего места.
При бетонировании монолитных сооружений бетонную смесь к месту укладки доставляют в автобетоносмесителях, автобетоновозах, бадьями, перевозимыми специализированным транспортом, автосамосвалами, транспортерами.
Более совершенными видами транспортирования бетонной смеси являются: перекачивание поршневыми или другими насосами по трубам; доставка с центральных бетонных заводов в автомобилях-бетоносмесителях, в которых перемешивается бетонная смесь непосредственно перед прибытием на место.
Каждая партия бетонной смеси, поставляемая заводом-изготовителем, снабжается паспортом с указанием состава бетона и его марки.

§4.7. УХОД ЗА ТВЕРДЕЮЩИМ БЕТОНОМ

В начальный период твердения бетона прочность нарастает интенсивно, а затем медленнее. Скорость нарастания прочности в значительной степени зависит от температуры среды. Нормальными условиями твердения бетона считают t=20±2°С и относительную влажность окружающего воздуха 90-100%. При температуре, повышенной до 70-90°С, и максимальной влажностью прочность нарастает очень интенсивно. При температуре, близкой к нулю, нарастание прочности бетона замедляется, а ниже нуля – прекращается полностью (вследствие замерзания воды). Раннее высыхание или замерзание бетона непоправимо ухудшает его строение и свойства!
При нормальных условиях твердения бетон имеет низкую начальную прочность и только через 7-14 суток приобретает 60-80% марочной прочности. Для получения бетона хорошего качества необходимо создать нормальные условия твердения особенно в начальный период после укладки (до 15-28суток), обеспечивать надлежащий уход за твердеющим бетоном, создавая летом влажную, а зимой теплую и влажную среду для его твердения.
После укладки бетонной смеси в летнее время поверхность сооружения должна быть защищена от высыхания, а в первые часы твердения и от дождя. Для этой цели горизонтальные поверхности по окончании бетонирования покрывают брезентом или полиэтиленовой пленкой, наносят материалы, которые, высыхая, образуют пленку (например, битум, лак этиноль и др.), засыпают влажным песком слоем 5см и т.д. Вертикальные поверхности защищает от высыхания опалубка. После снятия боковой опалубки вертикальные поверхности следует поливать водой. Поливка бетона при температуре воздуха выше 15°С продолжается не менее 15 дней, при t=10-15°С – 10 дней. В первую треть указанного срока бетон поливают 3-4 раза в сутки, затем 2 раза в сутки.
В зимнее время твердеющий бетон предохраняют от замерзания различными методами: методом термоса, когда подогретую бетонную смесь защищают теплоизоляционными материалами, подогревом бетона во время твердения (в том числе и электроподогрев), введение в смесь противоморозных добавок.
На заводах сборного железобетона для ускорения твердения бетона применяют тепловлажностную обработку – прогрев при постоянном поддержании влажности бетона насыщенным паром при температуре 85…90°С; при этом время твердения железобетонных изделий до набора ими отпускной прочности (70…80% марочной) – 12-16 часов (при твердении в нормальных условиях для этого требуется около трех недель).
Ускоряет набор прочности бетоном применение быстротвердеющих (БТЦ) и особобыстротвердеющих (ОБТЦ) цементов. Быстрее других достигает марочной прочности (за 3 дня) бетон на глиноземистом цементе, однако последний нельзя применять при температуре окружающей среды во время твердения выше 30…35°С
Ускорить твердение бетона можно также, применяя химические добавки (например, хлористый кальций), которые вводят в бетонную смесь во время его приготовления.