Важко точно сказати, коли і де з’явився бетон, у зв’язку з тим, що початок його зародження вирушає далеко углиб століть. Очевидно лише те, що він не виник таким, яким ми його знаємо сьогодні, а, як більшість будівельних матеріалів, пройшов довгу дорогу розвитку. Один з найбільш ранніх бетонів, який був виявлений археологами, відноситься до 5600 р. до н.е. Його знайшли в Югославії на березі Дунаю в селищі Лапінський Вір, в одній з хатин древнього поселення кам’яного століття. У цій хатині з бетону була зроблена підлога завтовшки 25 см. Бетон для цієї підлоги готувався на гравії і червонуватому місцевому вапні.

Історія бетонних сумішей і виробів нерозривно пов’язана з історією цементу. Прадавніми вяжучими речовинами, використовуваними людиною, була глина і жирна земля, які після змішування з водою і після висихання набували міцності. Вимоги, що пред’являються до вяжучих речовин зростали у міру розвитку і ускладнення будівництва. Більш ніж за 3 тис. років до н.е. в Єгипті, Китаї, Індії почали виготовляти штучні вяжучі матеріали, такі, як гіпс, а пізніше – вапно, які отримували за допомогою помірної термічної обробки вихідної сировини.

Найбільш раннє вживання бетону в Єгипті, було виявлений в гробниці Тебесе (Теве) і датується 1950 р. до н.е. Тут бетон був застосований при будівництві галерей єгипетського лабіринту і монолітного зведення піраміди Німа задовго до н.е.

Поза сумнівом, на широке поширення римського бетону певний вплив зробила економічна і політична структура античного суспільства. Крім того, цьому сприяли і ряд великих технічних досягнень. Зокрема, відкриття римлянами властивостей пуццоланових добавок, значне поліпшення складу бетону за рахунок використання чистих і навіть в окремих випадках фракціонованих заповнювачів взамін грунту, що раніше застосовувався, і ретельне ущільнення бетонної суміші, якій римляни приділяли велику увага, і яке в значній мірі сприяло поліпшенню якості бетону. Імовірно в 2 столітті н.е., в період найвищого розвитку бетону, римлянами був розроблений новий вигляд вяжучих речовин, такі як романцемент. Це дозволило в значній мірі поліпшити фізіко-механічні і деформативні характеристики, що зводяться ними бетонних споруд. Підвищенню довговічності бетону також сприяли географічні умови Італії – теплий і вологий клімат, тоді як в інших країнах, з суворішим кліматом, споруди з такого ж бетону збереглися погано. Навіть сьогодні не втратили своєї значущості і конструктивні особливості римських бетонних доріг, полови, зведень і куполів, особливо у зв’язку з тим, що, невміючи боротися з розтягуючою і вигинистою напругою бетонних конструкцій, римляни прекрасно “навчили” їх працювати на стискування. Великий інтерес представляє і химіко-мінералогічній склад римського цементу. Поєднання цих нововведень і з’явилося, мабуть, основною причиною вражаючої довговічності римського бетону, яку до цих пір незрідка пов’язують з нібито втраченими секретами античних будівельників.

Ландшафтний дизайн – це комплексний об’єм робіт, направлений на благоустрій, а також створення естетики і гармонії на обмеженій території. Це може бути територія, прилегла до котеджу або будівлі офісу, дача і тому подібне.

Успіх роботи дизайнера в даному випадку полягатиме в зручності розташування і пристрою альпійських гір, штучних водоймищ, фонтанів або водопадів. Все це повинно поєднуватися з озелененням, зовнішнім освітленням, доріжками, альтанкою, містком і іншими «дрібницями», які зрештою і створять атмосферу для відпочинку. Поліпшити психологічне розположення людини в утихомирюючій обстановці домашньої або виробничої ділянки природи допомагає грамотно виконаний ландшафтний дизайн. Доріжки, квітники, красиві дерева і чагарники, висаджені на ділянці, дадуть необхідне спілкування людини з природою.

Ландшафтний дизайн існує тисячоліттями. Легенди розповідають про одне з чудес світу – «Висячі сади Семіраміди». Японський сад каменів і величезна кількість вітчизняних ландшафтних об’єктів заслуговують на велику увагу. Розповідати про те, що для спорудження басейну, фонтанів, прилеглих доріжок потрібний бетон, я думаю, багато не слідує. Велика кількість новітніх технологій в дизайнерських і ландшафтних роботах намагаються обійти цей матеріал.

За пропозицією ландшафтного дизайнера у сусідів замість бетонних доріжок був засипаний пісок. Другий рік їх мук привів до перебудови всіх доріжок. Ви поцікавитеся чому? А причин декілька:

1. Річ у тому, що за ногами пісок потрапляє в будинок. Абсолютно непомітно, але, спочатку лак на паркеті, потім паркет починають від постійної присутності піску втрачати блиск. Цей абразивний матеріал настільки «з’їдає» дубовий паркет біля входу, що він вже підлягає заміні.

2. Діти, які влітку користуються фонтаном і басейном цілими днями, знову таки з ногами, постійно заносять в штучні резервуари пісок, який осідає в сифонах і захисних фільтрах, встановлених на зливі води, що приводить до постійного чищення і того і іншого.

В результаті: по засипаному піску сусіди уклали бетонні доріжки і укріпили їх епоксидним покриттям. Звичайно, епоксидне покриття коштує недешево, але якщо Ваш престиж і попередній досвід вимагає саме високу якість і бездоганний зовнішній вигляд, потрібно вкладати засоби.

Підтримувати благоустрій території котеджу самостійно дуже складно. Але хороший садівник зможе утримувати ділянку в порядку. Вам необхідний фахівець, який, хай один або двічі в тиждень, але постійно упорядковуватиме, підрізуватиме, підсаджуватиме, поливатиме і стежитиме за здоров’ям Ваших зелених вихованців. Підтримка штучних водоймищ теж не проста справа, але фахівець без особливих зусиль впорається з цією роботою. Він зробить тріщини в бетоні невидимими, а при необхідності, укріпить їх полімерним покриттям, яке стійко переносить всі знегоди природи. Бетонні бордюри, кам’яні гори в басейні або у фонтану, теж вимагають уваги. Очищення каменя і бетону від водоростей, що наросли за літо, можливі пошкодження бетонних в’язок кореневищами екзотичних кольорів – вся ця справа легко виправна. А досвід перших років утримання і догляду за присадибною ділянкою, допоможуть знайти способи укріпити механічні, бетонні споруди, і, при необхідності підсилити їх.

Ландшафтний дизайн – це мистецтво. Всі витвори мистецтва вимагають догляду за ними. Але, відпочинок, краса природи, необхідне зволоження повітря, екологічна чистота, Вам і вашій сім’ї принесуть щоденний години радості, коли ви будете разом у створеному «Райському куточку».

В основному доводиться стикатися з портландцементом. Він, у свою чергу, підрозділяється на швидкотвердіючий, пластифікований, гідрофобний, сульфатостійкий, білий (кольорові на основі білого), шлакопортландцемент, пуццолановий, будівельний і деякі інші.

Треба знати, що бетонні камені, виготовлені з цементів, піддаються так званій корозії (руйнуванню). Корозія має два основні види: вилуговування і сульфатну (сольову) корозію. У першому випадку води підгрунтя, проникаючи в бетонний камінь, виносять з нього основний зєднувальний елемент бетону – Са(OH)2. При тривалому вилуговуванні бетонний камінь руйнується. Друга корозія – взаємодія мінералізованих вод (розчинів різних солей і особливо сульфату кальцію) підгрунтя з продуктами тверднення бетонного каменя. В результаті такої взаємодії камінь теж руйнується.

По твердості отриманого бетону, цементи мають марки від М-200 до М-600 і вище. Бетон, зроблений з цементу марки М-600, має межу міцності при стискуванні в два рази більше, ніж бетон з цементу М-300. Швидкотвердіючий портландцемент випускають з двох марок: М-400 і М-500. Він відрізняється тим, що розчин, виготовлений з цього цементу, набирає велику міцність в перші дні після приготування. Цей цемент дуже швидко, вбираючи вологу з повітря, грудкує і втрачає свої якості. Пластифікований портландцемент має марки М-300, М-400 і М-500. Він має в своєму складі поверхнево-активні добавки (ПАД), що значно підвищує пластичність бетонних розчинів. А це зменшує час його обробки (заміс), витрату цементу і скорочення віброобробки при укладанні, ПАД, крім того, підвищує міцність і морозостійкість бетону.

Гідрофобний портландцемент має марки М-300 і М-400 і має в своєму складі невелику кількість ПАД. Це дозволяє досить надійно зберігати його тривалий час. Цемент довго не грудкує і не втрачає своїх властивостей.

Сульфатостійкий портландцемент випускають марок М-300, М-400 і М-500. Бетон на основі цього цементу досить надійний протистоїть сульфатній корозії.

Білий і кольорові портландцементи (марки М-400 і М-500) призначені для обробних робіт.

Шлакопортландцемент випускають марок М-300, М-400 і М-500. Він має в своєму складі до 80% доменного шлаку. Бетон на його основі має підвищену водостійкість і корозійну стійкість. Морозостійкість такого бетону декілька нижче, ніж з інших портландцементів.

Пуццолановий портландцемент (марок М-300, М-400 і М-500) має в своєму складі спеціальні активні добавки, що підвищують водо- і корозійну стійкість бетону.

Будівельний цемент має одну марку М-200. Складаєится з 20-30% портландцементу, решта – активні і інертні добавки.

Загальні положення. Ви купуєте цемент. Якщо це відбувається в магазині, то маркування і дата виготовлення є на мішках. Треба лише пам’ятати, що цемент в крафтмішках втрачає за кожен місяць зберігання близько 5% міцності (в гідрофобного портландцементу – 1-2%). При покупці насипного цементу треба поглянути, чи не грудкуватий цемент. Хороший (свіжий) цемент не має грудочок, і якщо взяти його в жменю і стиснути, то він потече з кулака.

Досить поширений вигляд бетонних виробів, є вицвіти – поява білястого нальоту на поверхні бетону. Особливо це стосується кольорових дрібноштучних виробів: тротуарної плитки, облицювальних фасадних. Вицвіти бетону прийнято підрозділяти на первинних і вторинних. Первинні виявляються вже при твердненні бетону, вторинні – при його старінні під дією атмосферних чинників.

Первинні вицвітання

Свіжоукладений бетон пронизаний системою капілярних порів, заповнених водним розчином продуктів гідратації цементу, головним чином гідроксиду кальцію. У звичайному випадку у міру тверднення гирлах пір, вступає в реакцію з вуглекислим газом того, що оточує. Через це концентрація гідроксиду кальцію в гирлі пори стає нижчою, ніж в її об’ємі. Це викликає постійний масопереніс гідроксиду з об’єму на поверхню матеріалу. Поступово капіляри заповнюються карбонатом кальцію і процес сповільнюється, а потім і зовсім зупиняється. Коли поверхня бетону або хоч би якою-небудь її ділянка покрита плівкою води, гідроксид кальцію може поширитися по всій поверхні, а потім утворити наліт карбонату кальцію, нерозчинний у воді. В цьому випадку може з’явитися первинне вицвітання бетону. Нерозчинність карбонату кальцію зумовлює “самоторможіння” хімічного процесу. Час, протягом якого можливий прояв первинного вицвітання, можна визначити шляхом простого випробування, наливши трохи води на поверхню тверднучого бетону. Якщо бетон схильний до вицвітання, то незабаром можна побачити білий наліт карбонату кальцію по краях висихаючої калюжки. Якщо таке випробування провести пізніше чим через вісім годин тверднення бетону на повітрі, то нальоту не утворюється, оскільки до цього часу гирла пір вже закупорені карбонатом кальцію. Підтвердженням цієї гіпотези служить тест на бетоні, що твердне в атмосфері азоту. Відсутність білого нальоту у такому разі – результат, підтверджуючий карбонатну природу явища і вказуючий на зв’язок швидкості вицвітання з вмістом вуглекислого газу в повітрі.

Вторинні вицвітання

Вторинне вицвітання виявляється при атмосферному старінні бетону навіть в тому випадку, якщо бетон нормально затверділий і “випробування змочуванням” дає негативний результат. Зовні це виявляється як загальне освітлення поверхні бетону. Є підстави вважати, що причиною вторинного процесу є продовження процесів гідратації компонентів цементу в отверділому матеріалі. Зокрема, про це говорить той факт, що вторинне вицвітання має місце до тих пір, поки продовжується зростання міцності бетону. Спостереження показали, що вицвітання бетонних плит може виявлятися протягом року після виготовлення виробів. Потім наліт поступово змивається, і приблизно через рік плити самоочищаються і відновлюють свій первинний колір. Розмивання нальоту пояснюється повільним перетворенням карбонату на бікарбонат, більш розчинний у воді. Терміни відновлення кольору плиток залежать від клімату в даній місцевості. При посушливому кліматі вторинне вицвітання зберігається довше. Проте затяжні дощі, що постійно змивають гідрооксид кальцію з поверхні бетону, лише затягують процес вицвітання. Повторний прояв вторинного вицвітання після природного зникнення нальоту трапляється вкрай рідко.

Методи і методики. Один з простих – вже описане “випробування змочуванням”. Він дає хороше уявлення про те, що може статися з виробом при конденсації вологи в пропарювальній камері, і характеризує первинне вицвітання. Для того, щоб змоделювати вторинне вицвітання в умовах зберігання бетонних виробів на заводському дворі або на будмайданчику, можна періодично (двічі в день) обприскувати стопку плит водою, що дистилюється протягом 30 хвилин. Вторинні вицвіти з’являлися на плитах в місцях їх зіткнення один з одним, де вода довго не висихала. Верхній шар плиток висихав досить швидкий і не був схильний до вицвітання. Ці випробування показують як належить, а точніше – “як не треба” зберігати бетонні вироби. Кількісну оцінку вторинного вицвітання можна проводити, вимірюючи яскравість поверхні фотометром.

Чинники, що впливають на вицвітання

Основною причиною, можна сказати, першопричиною появи вицвітів є наявність гідрооксиду кальцію Са(OH)2 в цементному камені. Щоб вицвіти з’явилися на поверхні бетону, Са(OH)2 повинен мігрувати з об’єму цементного каменя на цю поверхню. Для цього необхідні дороги міграції – капіляри і сили, спонукаючі до міграції, – різниця концентрацій Са(OH)2 в рідкій фазі на поверхні і в об’ємі матеріалу; і нарешті, потрібна ця рідка фаза. Розберемо ці чинники по порядку.

Полртландцемент і інші види цементу на основі портландцементного клінкеру в процесі гідратації утворюють досить велику кількість Са(ВІН) г: до 15% від маси цементу, тобто до 100 кг в 1 м3 бетону. Проста рекомендація в цьому випадку для запобігання вицвітам: використання цементу з пониженим вмістом трьох-кальцієвого силікату (еліта). Але такі цементи характеризуються низькою швидкістю тверднення і зниженою маркою.

Інший варіант зменшення кількості Са(OH) 2 – використання добавок, здатних зв’язувати його, наприклад активних кремнеземних добавок. Проте доступні і дешеві добавки, такі як пуццолану або золи ТЕС, в реальні терміни проявляють себе в належній мірі лише при інтенсивній тепловологій обробці, в основному при автоклавуванні. Крім того, введення добавок в кількостях, достатніх для скріплення всього Са(ВІН) 2, знизить швидкість тверднення бетону і позначиться на його вартості. При оцінці ефективності цього шляху слід враховувати, що “вицвіти”- явище поверхневе, тому переважна доля Са(ВІН) 2 не приймає участі в даному процесі, тобто залишається “замкнутою” в бетоні.

Іншою необхідною умовою утворення вицвітів є наявність капілярів, по яких рідка фаза цементного каменя з розчиненому в ній Са(ВІН) 2 виноситься на поверхню виробу. Можливих причин утворення капілярних пір в затверділій цементнопесчаной суміші (частині розчину бетону) по крайній дві: неправильно вибране співвідношення “піскок – цементна суміш” і склад самої цементної суміші. Щоб в затверділому бетоні не утворювалася система мікропорожнеч, по яких може мігрувати рідка фаза, необхідно забезпечувати достатню кількість цементної суміші по відношенню до піску. Це – відоме завдання в технології бетону, для успішного вирішення якої необхідно застосовувати піски з оптимальним зерновим складом і з невисокою питомою поверхнею.

Капілярні пори в самому цементному камені – неминуча плата за надлишковий вміст води. Чим нижче водовміст, тим нижче капілярна пористість бетону. Орієнтування її можна підрахувати по формулі, запропонованою Г.І. Горчаковим:

Пк=(В-coЦ)*10%, де В – витрата води на 1 м3 бетону, кг; Ц – витрата цементу на 1 м3 бетону, кг; Cо -доля хімічно зв’язаної води в частинах від маси цементу (зазвичай про > 0,15-0,2).

Для зниження капілярної пористості за допомогою зменшення водовмісту суміші при забезпеченні щільного її укладання використовують два методи:

• вживання суперпластифікаторів у поєднанні з вібролитною технологією;
• вживання інтенсивного ущільнення методом вібропресування.

Але в будь-якому з цих випадків технологія не захищає від утрорення капілярних порів: їх буде менше або більше, але вони будуть. Умови тверднення бетонних виробів так само впливають на появу вицвітів. Найголовніші чинники в цьому випадку – СО2, повітря і можливість конденсації вологи на поверхні виробів.

Вплив вологи на поверхні тверднучих виробів вже був розглянутий. У випадку якщо поверхня виробів суха, а в повітрі є достатня кількість СО2, відбувається те, що карбонізує поверхневого шару виробів. При цьому Са(ОН)2, розчинений в рідині, що заповнює пори, переходить в нерозчинний карбонат кальцію – СаСО2 Все це відбувається не в гирлах пір, а усередині капілярів. Карбонат кальцію кольматирує пори, підвищуючи водонепроникність бетону, але не змінюючи його кольору. Для інтенсифікації цього процесу можна використовувати примусову подачу вуглекислого газу в камери тверднення. Джерелом повітря, збагаченого вуглекислим газом, можуть бути гази, що відходять, з котельної. У суміш, що подається, доцільно вводити водяну пару. Цей прийом використаний в технології Джонсон (США).

Захисне просочення поверхні бетону

Можливі два варіанти просочення поверхні бетонних виробів: силіконовими складами або акриловими безбарвними дисперсіями, що розбавляються водою. Просочення силіконами виявилося не дуже ефективним відносно запобігання вицвітанню. Запобігаючи попаданню рідкої води всередину бетону, силікон практично не впливає на вступ в пори бетону водяної пари, яка може там конденсуватися. Покриття бетону акриловими дисперсіями створює на його поверхні прозору плівку, яка закриває пори бетону і запобігає виділенню карбонату кальцію на поверхні. Мала товщина покриття обмежує термін його служби 1-2 роками. Але цього цілком достатньо, оскільки білий наліт зазвичай утворюється в перші два роки. Цікаво відзначити, що завдяки газопроникності плівки, поверхневий шар бетону під нею карбонізує за описаною раніше схемою. Це служить гарантією від подальших вицвітів.

Висновок

Вицвітання поверхні бетонних виробів – процес багатофакторний, і боротьба з ним досить важка. Проте можна створити умови, що зводять його до мінімуму:

• Бетон повинен мати мінімально можливу пористість і водопроникність.
• При твердненні виробів бажано забезпечити доступ вуглекислого газу до їх поверхні.
• В процесі тверднення і при витримці на заводі-виготівнику необхідно захищати поверхню виробів від попадання вологи. З часом природні процеси тієї, що карбонізує знизять вірогідність вицвітання бетону в процесі експлуатації.

Появі вицвітів можливо запобігти прозорими поверхневими покриттями з водних дисперсій акрилатівю.

Легкоукладуваність — реолого-технологічній показник бетонної суміші, який характеризує здатність бетонної суміші заповнювати форму бетонованого виробу і ущільнюватися в ній під дією власної маси або механічних дій.

Легкоукладуваність бетонної суміші оцінюють рухливістю або жорсткістю.

Визначення легкоукладуваності бетонної суміші: а) прилад (конус) для визначення рухливості бетонної суміші: 1 – жорстка суміш; 2 – рухлива суміш; 3 – осідання конуса; б) прилад для визначення жорсткості бетонної суміші: 4 – схема випробування.

Рухливість (Р) – властивість бетонної суміші розтікатися під дією власної маси. Для визначення рухливості бетонної суміші служить стандартний конус. Р2 – 5-9см, Р3 – 10-15см, Р4 – 16-20см, Р5 – 21 і вище

Жорсткість (Ж) – властивість бетонної суміші розтікатися і заповнювати форму під дією вібрації.

Нерозшарованість – здатність бетонної суміші не розшаровуватися при транспортуванні, вивантаженні та укладанні.

Однією з важливих характеристик бетону є міцність, яка характеризує його здатність витримувати зовнішні навантаження, не руйнуючись. У конструкціях будівель і споруд бетон випробовує різні деформації: стискування, розтягування, вигин і ін. Краще всього бетон чинить опір стискуванню, тому його міцність при стискуванні є основною характеристикою властивостей бетону.

Міцність бетону залежить залежить від властивостей складових його компонентів, його складу, умов приготування, тверднення, експлуатації.

Марка бетону визначає межа міцності на стискування в кгс/см2. У будівництві застосовуються наступні марки бетону: М50, М75, М100, М150, М200, М250, М350, М400, М450, М550, М600, М700, М800.

Міцність бетону характеризується класом. Клас бетону визначається величиною гарантованої міцності на стискування і забезпеченістю 0,95. Для бетонів встановлені наступні класи: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12.5; В15; В20; В22,5 В25; ВЗ0; В40; В45; В50; В55; В60.

Модуль пружності граніту і подібних до нього гірських порід, часто використовуваних для виробництва крупних заповнювачів, складає близько 50 000 МПа, що в середньому приблизно удвічі вище за модуль пружності частини розчину бетону.  В цього випадку отримали, що модуль пружності звичайного (з крупним заповнювачем) бетону повинен на 32 … 35% перевищувати модуль пружності розчину (дрібнозернистого бетону). Якщо звернутися до СНіП 2.03.01—84, де в результаті узагальнення дослідних даних приведені нормативні значення модулів пружності різних бетонів, то в зіставленні модулів пружності звичайних (важких) і дрібнозернистих бетонів знайдемо підтвердження реальності виконаних розрахунків. Проте гірські породи типу базальтів мають модуль пружності близько 100 000 МПа. Тому модуль пружності бетону на базальтовому щебені вище нормованого і більш відповідає даним. Співвідношення між середньою напругою в компонентах бетону складніше, ніж відношення їх модулів пружності, як це представляється з розгляду простої моделі бетону № 1 і часто враховується. Фізична суть цього розкривається з позицій теорії пружності. Скелет розчину бетону можна представити як середовище з отворами, в які вставлені зерна заповнювача тієї або іншої жорсткості. Ради спрощення завдання розглянемо випадок розтягування (або стискування) смуги з круглим отвором (по відношенню до бетону це означає, що Е3=0) і випадок, коли в такий отвір впаяний абсолютно жорсткий диск. Це підтверджує описане вище уявлення про використовувану міцність заповнювачів: міцність граніту не використовується повністю в бетоні, оскільки він недовантажений (епюра увігнута), а міцність пористих заповнювачів в бетонах надмірно високих марок недовикористання із-за їх відносного перевантаження і передчасного виходу з строю.

Правильність викладених вище за теоретичні положення (С. М. Іцковіч) підтверджується експериментальними дослідженнями, зокрема за допомогою фотопружних покриттів (Ф. Ф. Губін і ін.) і на моделях з тензодатчиками (М. Л. Нісневіч і ін.). Знання закономірностей розподілу напруги при спільній роботі цементного каменя і заповнювачів в бетоні дозволяє підбором відповідних заповнювачів отримувати бетон з необхідними пружними властивостями.

Збереження арматури в бетоні

Як правило, сталева арматура, увязнена, в бетоні не руйнується (але іржавіє) і може зберігатися у хорошому стані протягом досить тривалого часу. Збереження арматури пояснюється наявністю щілинного середовища в бетоні. Це справедливо лише для бетонів досить щільних, де унеможливлено доступу повітря безпосередньо до стрижнів сталевої арматури. Тому арматура в конструкції має бути покрита захисним шаром бетону, мінімальна товщина якого вагається від 10 (для тонкостінних і порожнистих плит, настилів) до 35 мм (для фундаментних черевиків). При несприятливому довкіллі (висока вологість, шкідливі гази і т. п.) товщину захисного шару слід збільшувати. Захисний шар має бути щільним, без яких-небудь тріщин або вад, інакше призначення його не виправдовується. Тріщини в захисному шарі відкривають доступ повітря безпосередньо до арматури, що викликає утворення плівки іржі, що супроводиться збільшенням її об’єму. Останнє викликає розтягуючі зусилля в бетоні, розтріскування і руйнування захисного шару, зі всіма негативними наслідками для довговічності залізобетонної конструкції.

Вогнестійкість і жаростійкість бетону

Під вогнестійкістю розуміють опірність бетону короткочасній дії вогню при пожежі. Під жаростійкістю розуміють стійкість бетону при тривалій і постійній дії високих температур в умовах експлуатації теплових агрегатів (жаротривкий бетон). Бетон належить до вогнестійких матеріалів. Внаслідок порівняно малої теплопровідності бетону короткочасна дія високих температур не встигає викликати значного нагрівання бетону та  арматури, що знаходиться під захисним шаром. Значно небезпечніше поливання сильно розігрітого бетону холодною водою (при гасінні пожежі), вона неминуче викликає утворення тріщин, руйнування захисного шару і оголення арматури при дії високих температур, що продовжується. В умовах тривалої дії високих температур звичайний бетон на портландцементі не придатний до експлуатації при температурі вище 250°. Встановлено, що при нагріві звичайного бетону вище 250—300° відбувається зниження міцності з розкладанням гідрата окислу кальцію і руйнуванням структури цементного каменя. При температурі вище за 550° зерно кварцу в піску і гранітному щебені починають розтріскуватися внаслідок переходу кварцу при цих температурах в іншу модифікацію (тридиміт), що пов’язане із значним збільшенням об’єму зерен кварцу і утворенням мікротріщин в місцях зіткнення зерен заповнювача і цементного каменя. При подальшому підвищенні температури руйнуються і інші структурні елементи звичайного бетону. Науковими роботами, а також практикою встановлена можливість здобуття на основі портландцементу жаротривкого бетону, стійкого до температури 1100—1200° і більше.

Для цього в бетон необхідно вводити дрібномелені кремнеземні або алюмокремнеземні добавки, що зв’язують вільний гідроокис кальцію, що виділяється при гідратації цементу. У якості ж заповнювачів застосовують матеріали, що володіють достатньою мірою вогнетривкості і термостійкості, наприклад хромистий железняк, шамот, базальт, андезит, відвальний доменний шлак, туфи і цегельний щебінь. Максимальна температура, що витримується конструкціями, залежить, від вогнетривкості і термостійкості заповнювачів і тонкомолотих добавок. Так, при вживанні шамота і мелених добавок максимальна експлуатаційна температура жаротривких бетонів на портландцементі досягає 1100—1200°. При максимальній експлуатаційній температурі 700° можна як заповнювача бетону застосовувати базальт, діабаз, андезит, відвальний доменний шлак, артікський туф, бій глиняної цеглини, а як тонкомолотих добавки — пемзу, золу-віднесення, гранульований доменний шлак, цементівку. Для таких же температур (до 700°) допускається заміна портландцементу в бетоні шлако-портландцементом без введення в цьому випадку дрібномелених добавок. Для приготування жаротривкого бетону з експлуатаційною температурою до 1300—1400° слід застосовувати глиноземистий цемент з дрібним і крупним заповнювачами з шамота або хромистого железняка. Дрібномелені добавки для скріплення гідроокису кальцію в цьому випадку не потрібні. Як терпкий для жаротривкого бетону з максимальною температурою до 900—1000° можна застосовувати також рідке скло з кремнефтористим натрієм.

Стійкість бетону в хімічно агресивному водному і газовому середовищі

Цементний камінь в бетоні як компонент зазвичай менш стійкий, ніж кам’яні заповнювачі, що при дії на бетон хімічно агресивних агентів руйнується в першу чергу. Всі причини корозії бетону на портландцементі можуть бути зведені в наступні основні групи:

• фізичне розчинення і винесення що фільтрує крізь бетон м’якою, прісною водою гідрата окислу кальцію та інших розчинних з’єднань, що входять до складу цементного каменя (явище вилуговування). Корозія цього вигляду пов’язана з прогресуючим зменшенням щільності бетону;
• взаємодія компонентів цементного каменя, раніше всього гідрата окислу кальцію, з вільними кислотами, які можуть міститися у воді. В результаті цієї взаємодії утворюються відносно легко розчинні солі цих кислот (Caso4, СаСl2, Са(НСОз) 2 і ін.), що легко вимиваються водою з бетону;
• взаємодія солей, що містяться в мінералізованих водах, зокрема сульфатних або магнезійних, із складовими частинами цементного каменя, наприклад Са(ВІН) 2, ЗСаО * А12О3 * 6Н2О; в результаті можуть відбуватися обмінні реакції з освітою в цементному камені нових з’єднань, легше розчинних у воді, ніж вихідні компоненти цементного каменя, наприклад утворення під дією сульфатних солей замість Са(ВІН) 2 легко розчинного гіпсу. Гіпс при кристалізації збільшується в об’ємі, що може привести до внутрішньої напруги і утворення тріщин, що підсилюють процеси корозії бетону та арматури.

Кожна область України має, як мінімум, з десяток великих та дрібних підприємств із виробництва бетону. Причина такої «насиченості» в тому, що цей матеріал не може довго зберігатися і транспортуватися на великі відстані. Натомість, експерти прогнозують подальше зростання ринку — в першу чергу це зумовлено великими темпами будівництва.

Гравці

Щороку темпи будівництва в Україні зростають. Збільшується обсяги як інвестицій в будівельну галузь, так і новозбудованих площ. За даними Держкомстату, лише за  перше півріччя минулого року приріст інвестицій у будівництво житла, наприклад, у Криму склав 137 % — це максимальний показник в Україні. На другому місці знаходиться Чернівецька область (90 %), третю сходинку розділили між собою Київська (83,7 %) і Полтавська (83,1 %) області. Прогнози для будівельних компаній на 2008 рік також втішні. А це означає, що матимуть роботу і виробники будматеріалів, зокрема, бетону та виробів із нього.

У кожній області України є свої виробники бетону, як дрібні, так і великі. На вітчизняному ринку працюють: ТОВ «Дікергофф Україна» (Одеса), компанія >«Форум-ДС» (Київ), ВАТ «Вінницький асфальтобетонний завод», ВАТ «Донецький завод будівельних матеріалів», ДП «Завод якісних бетонів» (Івано-Франківськ) та багато інших. Постійних клієнтів мають як потужні виробники, так і дрібні: ціна у них більш-менш однакова, а от якість може суттєво відрізнятись.

Також експерти говорять про неоднорідність ринку. Є регіони (Київ, Дніпропетровськ, Львів, Івано-Франківськ), де виробників бетону вистачає, а є й такі (Суми, Чернігів, Черкаси, Житомир), що мають проблеми з цим будівельним матеріалом.

Багатоликий

Перш за все бетон вирізняється міцністю й довговічністю. Залежно від добавок він може бути морозостійким, водонепроникним, із різною щільністю… Фахівці зазначають, що йому можна надати тих характеристик, які вимагає проект будинку і, відповідно, замовник. При проектуванні бетонних та залізобетонних конструкцій визначають характеристики бетону: клас міцності, марки морозостійкості і водонепроникності. «Хтось хоче працювати із бетоном три години, хтось — лише годину. Ми працюємо під умови замовника», — говорить Алла Маркевич, начальник лабораторії ДП «Завод якісних бетонів».

Бетон вигідний і тим, що його можна застосовувати на будь-яких будівельних майданчиках, для будівництва об’єктів найрізноманітнішого призначення. Нині, завдяки сучасним розробкам, з ним можна працювати і в морози.

За словами фахівців, термообробка бетону прискорює процес його твердіння, а  наявність автоматичного регулювання температури зменшує витрати електроенергії. Середня напруга 55–95 В використовується для електропідігріву бетону та мерзлого ґрунту. Маючи таку установку, можна працювати навіть при сорокаградусному морозі.

Пористий

Газобетон — надійний стіновий матеріал, який сміливо можна віднести до  найперспективніших стінових матеріалів, попит на які постійно зростає. У багатьох європейських країнах газобетон застосовується в будівництві вже майже сторіччя.

Газобетонні блоки — екологічно чистий, надійний та довговічний матеріал. Його складовими є мелений пісок, вапно, цемент, вода та спеціальний газоутворювач. Виготовляється шляхом термічної обробки в автоклавах. В  результаті виходить стіновий матеріал, що поєднав у собі найкращі властивості каменю та дерева. Його легкість сприяє швидкому та зручному будівельному процесу.

Фахівці відзначають, що газобетон можна застосовувати для будівництва зовнішніх і внутрішніх стін, що не несуть навантаження; внутрішніх ділильних стін та перегородок; заповнювачів для каркасної конструкції. Одним із провідних підприємств України, що випускають газобетонні блоки, є ТОВ «Х плюс Х Україна» (дочірнє підприємство концерну H+H International A/S та єдиний постачальник блоків Х+Х в Україну). Діяльність компанії спрямована на виробництво якісного газобетону та впровадження інноваційних рішень у будівництві.

Пінобетон — легкий ніздрюватий бетон, який належить до класу повітронаповнених матеріалів (аероматеріалів) з вмістом повітря від 40 до 95 % за об’ємом. Пінобетон зовні нагадує сіру пемзу, а всередині — пористий шоколад. В результаті спінювання бетонна маса наповнюється повітряними вкрапленнями. Це в свою чергу робить матеріал легким. Ця ж характеристика надає матеріалу додаткові звуко- та теплоізоляційні властивості.

Виробниками пінобетону є ПП «Львівський пінобетон», ДП «Завод якісних бетонів», «Укрбудпостач» (Київ) та інші.

Дефіцитний цемент

Як відомо, бетон складається із цементу та зв’язуючих речовин (пісок та щебінь). Якщо з останніми виробники проблем не мають, то з цементом не все так просто. Попри те, що заводів із його виготовлення в Україні вистачає, купити цемент за  прийнятною ціною доволі непросто. За словами виробників бетону, вийти прямо на  цементний завод здатні далеко не всі. В основному, «цементники» працюють через дочірні дистриб’юторські компанії, які підвищують ціну на продукцію. А купувати дорогий цемент виробники бетону не можуть собі дозволити, оскільки це впливає на вартість кінцевого продукту та знижує його конкуретноздатність на ринку. Отже, кожен шукає власні шляхи вирішення проблеми…

Та попри це, галузь має значні перспективи розвитку, говорять виробники. «Рентабельність непогана, — говорить Михайло Боднарчук, начальник комерційного відділу ДП «Завод якісних бетонів». — Та перед тим, як відкривати нове виробництво, варто дуже ретельно проаналізувати ситуацію на ринку, роботу конкурентів та особливо — перспективу розбудови міста й області». До того ж, за словами пана Михайла, перспективно і вигідно, коли будівельна компанія відкриває власне виробництво бетону. Таким чином вбиває двох зайців — забезпечує себе необхідним матеріалом та продає його іншим.

Перспектива, вважають фахівці, за тими підприємствами, які в комплексі виробляють бетон, залізобетон та пінобетон.

Михайло Боднарчук, наприклад, радить виробникам звернути увагу на сервіс. За його словами, ще є компанії, які не повідомляють замовника, коли приїде машина із бетоном, чи змушують клієнта обійти купу кабінетів, аби заповнити необхідні довідки. «На завантаження машини у нас йде лише 12 хв. У конкурентів — 1–1,5 год. Клієнт може з диспетчерами випити чаю чи кави, поки завантажують машину. За рахунок сервісу у нас більша кількість клієнтів», — говорить Михайло Боднарчук.

Учасники ринку зазначають, що у зв’язку з проведенням чемпіонату

Євро-2012 в Україні, компанії зводитимуть більшу кількість будівель, а отже, зростатиме потреба у бетоні та виробах із нього. Наприклад, львівські виробники бетону навряд чи справляться із значним попитом, тому на ринок Львова можуть вийти виробники із сусідніх областей. Учасники ринку вважають, що кожного року виробництво бетонів в Україні збільшуватиметься на 20–25 %.