Бетонні та залізобетонні роботи — це узагальнююча назва комплекс­ного будівельного процесу зведення будівельних конструкцій із бетону та залізобетону.

Бетон — це штучний кам’яний матеріал, який утворюється внаслі­док твердіння правильно підібраної, приготовленої, укладеної у форму та ущільненої бетонної суміші.

Залізобетон— це конструктивний матеріал, утворений з бетонуі розміщеної в ньому сталевої арматури так, що вони разом сприймають діючі на них навантаження.

Бетонна суміш складається з в’яжучої речовини (цементу), дріб­них та крупних заповнювачів (піску, гравію чи щебеню), води і спеціаль­них добавок (у необхідних випадках) і існує від початку її приготу­вання (ретельного перемішування) до умовного початку твердіння.

Бетон та залізобетон належать до основних матеріалів, які використо­вують у сучасному будівельному виробництві. Широке використання бетону та залізобетону зумовлено високими фізико-механічними показ­никами, довговічністю, можливістю зведення різноманітних будівельних конструкцій порівняно простими технологічними методами, використан­ням в основному місцевих будівельних матеріалів, порівняно незнач­ною вартістю.

За способами виконання робіт бетонні та залізобетонні конструкції поділяють на збірні, монолітні та збірно-монолітні. Збірні конструкції виготовляють на заводах і полігонах, після чого транспор­тують на будівельний майданчик і встановлюють у проектне положен­ня. Монолітні конструкції зводять безпосередньо на місці їхнього розташування у будівлі чи споруді. Збірно-монолітні конструкції складаються із збірних елементів і монолітних частин, які об’єднують ці елементи в єдине ціле. Крім того, залізобетонні конструкції ще поді­ляють на звичайні (з ненапружуваною арматурою) та попередньо на­пружені.

Методи технології монолітного бетону і залізобетону мають великі потенційні можливості зниження ресурсомісткості будівництва. Так, на монолітні залізобетонні конструкції металу витрачається на 20…40% менше, ніж на збірні, вони потребують значно нижчих (до 40%) затрат на створення промислової бази, а також на 25…30 % нижчих енергетичних витрат.

Склад комплексного технологічного процесу. Комплексний процес зведення монолітних бетонних і залізобетонних конструкцій складається (рис. VIII.1) із влаштування опалубки, армування конструкцій, бетонування, вистоювання бетону в забетонованих конструкціях, розпалублення, натягування напружуваної арматури та влаштування її захисту чи ін’єкції каналів (при зведенні попередньо напружених залізобетонних конструкцій), а у разі потреби опоряджування поверхонь конструкцій. Процес бетонування, що складається з укладання й ущільнення бетонної суміші, в багатьох випадках є ведучим, з яким погоджують виконання інших процесів.

До технологічного комплексу процесу зведення монолітних бетонних та залізобетонних конструкцій належать заготівельні, транспортні та монтажно-укладальні (основні) процеси.

Заготівельні процеси виконують, як правило, в заводських умо­вах. Це виготовлення елементів опалубки, риштувань, арматури, арма­турно-опалубних блоків, приготування бетонної суміші, виготовлення елементів для прогрівання бетону (електродів, струн тощо) та покриття поверхні бетону (щитів, матів, плівок), відновлення (ремонт) елементів опалубки багаторазового використання.

Транспортні процеси включають доставляння з місць виготовлен­ня до будівельного майданчика та з місця складування чи перевантажен­ня на будівельному майданчику до місця зведення монолітної конструкції загальнобудівельними або спеціальними транспортними засобами опа­лубки, риштувань, арматури, арматурно-опалубних блоків, бетонної суміші, елементів для прогрівання бетону та покриття його поверхні.

Монтажно-укладальні процеси — це встановлення опалубки, монтаж арматури чи арматурно-опалубних блоків, укладання, прогрі­вання бетонної суміші (в зимових умовах чи у разі потреби прискорен­ня процесу твердіння), доглядання за бетоном, розбирання опалубки після досягнення бетоном потрібної міцності, а при зведенні поперед­ньо напружених конструкцій — також натягування напружуваної ар­матури та ін єктування каналів. За потреби виконують опорядження поверхні бетону.

Зведення монолітних залізобетонних конструкцій досить трудо­місткий процес. Добовий виробіток одного працівника на бетонних та залізобетонних роботах становить 0,5...2 м*. Серед складових трудо­місткості на влаштування опалубки припадає ЗО...60 %, на армування конструкцій — 15...35, на бетонування — 20...45 % загальних витрат праці; до 20 °о робітників виконують допоміжні операції. Багато опе­рацій ще виконують вручну за допомогою ручного чи механізованого інструменту.

Підвищення ефективності бетонних і залізобетонних робіт забезпе­чують підвищенням технічного рівня кожного окремого процесу, їхнім взаємним узгодженням і комплексною механізацією. Важливим завдан­ням технології монолітного бетону і залізобетону на майбутнє є зниження частки ручних робіт.

Взаємовплив властивостей бетонної суміші, бетону, умов та ме­тодів виконання робіт. Технологія виконання бетонних робіт більшою мірою залежить від властивостей основних матеріалів, особливостей навколишнього середовища і власне технологічних процесів.

Властивості бетонної суміші формуються під час її приготування, транспортування, укладання і ущільнення, тужавлення. Ці технологічні процеси багато в чому зумовлюють якість бетону в конструкціях.

Для забезпечення якісного та ефективного виконання бетонних і залі­зобетонних робіт (з найменшими трудовими й енергетичними витратами та термінами) важливим є як цілеспрямоване використання технологіч­них властивостей бетонної суміші, так і керування ними на різних стадіях.

Важливою технологічною властивістю бетонної суміші є легкоукла- дальнісгпь — комплексний показник, що характеризує здатність бетон­ної суміші розтікатися і набувати заданої форми в конструкції, зберігаючи при цьому монолітність і однорідність. Методи оцінки легкоукладальності поділяють на якісні — рухливість, жорсткість, гтерекачуваність, ущільшо- вальність; кількісні — осідання конуса, термін розтікання, розшаровуваність, коефіцієнт ущільнення тощо; фізичні (реологічні) — в’язкість, вібров’язкість, текучість, граничне напруження зсуву, період релаксації.

Нормативними документами передбачено, що легкоукладальність визна­чають за рухливістю, тобто величиною осідання стандартного конуса, і за жорсткістю, або терміном розтікання суміші на приладі Вебе (табл. VIII. 1).

Бетонні суміші більшої жорсткості та меншої рухливості потребують під час приготування менше води і менших витрат цементу, краще зберіга­ють однорідність при транспортуванні, але потребують більших витрат праці і часу при розподіленні та ущільненні в конструкції. Суміші з меншою рухливістю і більшою жорсткістю застосовують у разі зведення більш ма­сивних і неармованнх та малоармованих конструкцій. Тонкостінні та гус- тоармовані конструкції виконують із бетонних сумішей високої рухливості.

Слід пам’ятати, що особливість бетонної суміші полягає в постійній зміні її властивостей від початку приготування до затвердіння. У процесі і транспортування бетонної суміші від бетонно-розчинового заводу до майданчика під дією коливань вона може втрачати свою однорідність  (розшаровуватись) і рухливість. Втрата однорідності бетонної суміші призводить до того, що якість бетону в різних частинах монолітної конструкції різна.

Великий вплив на рухливість бетонної суміші мають також тем­пературні умови. Для бетонів на щільних заповнювачах підвищен­ня температури прискорює  процес гідратації цементу; тим самим збільшується структурна в’язкість суміші, іцо спричинює зменшення її рухливості. У легких бетонних сумішах при підвищенні температури виникає переміщення води з пористих запов­нювачів у цементне тісто, а це дещо стабілізує рухливість при значних перепадах температури. Процес втрати рухливості посилюється у лег- кобетонних сумішах, приготовлених на сухих пористих заповнювачах.

На показники отримуваного бетону значно впливають міра та однорід­ність ущільнення бетонної суміші. Встановлено, що 1 % недоуїцільне- ної суміші знижує міцність бетону на 4...б Все це слід ураховувати, вибираючи засоби транспортування, укладання та режими і механізми ущільнення бетонної суміші. Перед приготуванням бетонної суміші треба задавати її рухливість з урахуванням можливих втрат під час транспор­тування до місця укладання.

Важливими технологічними показниками є також швидкість тужав­лення бетонної суміші і швидкість твердіння бетону.

Швидкість тужавленнябетонної суміші визначається часом від початку її приготування до умовного початку твердіння, тобто власне терміном існування бетонної суміші. За цей період бетонна суміш має бути доставлена, укладена й ущільнена в конструкції (залежно від складу суміші та температурних умов для звичайних бетонних сумішей на портландцементі і щільних заповнювачах — від 2 до 3 год). Переліче­ні вимоги зумовлюють і технологічні методи укладання бетонної суміші в масивні чи великогабаритні конструкції. Для забезпечення моноліт­ності бетонування їх виконують окремими блоками чи шарами з такою інтенсивністю, щоб при укладанні бетонної суміші наступного блоку чи шару забезпечувалось зчеплення його з попереднім.

Швидкість твердіннябетону зумовлює термін циклічної (пото­кової) організації бетонних робіт, термін розпалублення конструкцій та їхні навантажування наступними конструкціями чи обладнанням.

Технологічними властивостями бетонної суміші керують на стадії приготування, транспортування, укладання та ущільнення.

Найпростіше та найдоступніше підвищити легкоукладальність — добавити у суміш води, проте цей прийом викликає збільшення витрат цементу і погіршення фізико-механічних властивостей отриманого бе­тону за рахунок підвищення пористості цементного каменю. Тому під час приготування бетонної суміші її легкоукладальність поліпшують підбиранням певних гранулометрії та складу заповнювачів і введенням у суміш спеціальних хімічних добавок. Особливе значення у моноліт­ному будівництві має застосування добавок, які регулюють втрати рух­ливості бетонної суміші протягом певного часу, швидкість тужавлення суміші та твердіння бетону, а також які надають можливість укладеній бетонній суміші тверднути при від’ємних температурах.

Пластифікувальні добавки типів СДБ, ПАЩ обсягом 0,1...0,6 % маси цементу, повітровтягувальні М-1, ВПКК, ГКЖ-10, НЧКтоіцо, вве­дені в суміш в обсязі 0,1...0,2 °о маси цементу, дають змогу підвищити рухливість бетонних сумішей на 20...25 %. Поєднання пластифікуваль- них і повітровтягувальних (СНВ, СПД тощо) добавок підвищує рухли­вість суміші до ЗО % без зміни її водоцементного відношення (В Ц) із збереженням однорідності під дією динамічних навантажень.

Найбільший технологічний ефект дає застосування суперпластифі- каторів: С-3, НИЛ-20, 30-0,3, М-1 та ін.

Вони вводяться в бетонну суміш у обсязі 0,3... 1 % маси цементу і дають змогу збільшити її рухливість у 10...20 разів. При високих до­зах суперпластифікатора (0, 8...1,0 %) досягають також високої міцності бетону на ранніх термінах. Проте слід ураховувати, що після введення добавок з часом рухливість починає зменшуватися. Так, при застосуванні суперпластифікаторів втрата рухливості найбільш виявляється через 1 год після введення добавки (рис. VIII.2). Це обмежує терміни бето­нування і зумовлює потреби чіткої організації робіт; для подовження термінів пластифікації рекомендується застосовувати комплексні добавки. Ще одним із шляхів збільшення термінів рухливості бетонної суміші є порційне введення пластифікувальних добавок у невеликих кількостях протягом певного часу, що можна здійснити, якщо готувати і транспортувати бетонну суміш автобетонозмішувачами, обладнаними спеціальним баком для добавок.

Для прискорення термінів твердіння бетону застосовують добавки — прискорювачі твердіння: СН, НН, ХК, НК, НН,СН тощо, які вводять в обсязі 0,05...2 % маси цементу.

З такою самою метою використовують і температурні умови твер­діння. При збільшенні температури твердіння бетону прискорюється, що використовується у разі потреби інтенсифікації робіт розігріван­ням бетону різними методами прогрівання й обігрівання.

Залежність технології робіт від кліматичних умов зумовлена насам­перед впливом температури та вологості повітря на твердіння бетону. При середньодобових температурах зовнішнього повітря від + 5 до + 25 ^вС і відносній вологості понад 50 % (оптимальні для твердіння бетону — середньодобова температура зовнішнього повітря 18 °С і відносна вологість 60 %) бетонні роботи виконують за звичайною тех­нологією.

У жарких умовах (середньодобова темпе­ратура зовнішнього повітря більше ніж 25 °С і відносна вологість менше ніж 50 %) потрібні спеціальні заходи щодо захисту свіжоукладеної бетонної суміші від пересихання та забез­печення нормальних умов вологості для твер­діння бетону.

Рис. VIII.2 зміна рухливості бетонної суміші:

1 – без добавки пластифікатора;

2 – з добавкою С-3 у кількості 0,4% маси цементу;

3 – те саме, 0,8%;

4 – те саме, 1,2%.

У зимових умовах (середньодобова температура зовнішнього повіт­ря до 5 °С, а мінімальна добова нижче ніж 0 °С) застосовують такі технології бетонних робіт, які забезпечують нормальні температурні умови твердіння бетону, або використовують бетонні суміші з добавка­ми чи суміші для отримання спеціального бетону, які тверднуть за низь­ких температур.