Шлакопортландцемент (ШПЦ) — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного помола портландцемент-ного клинкера, гипса и гранулированного доменного или элект-г ротермофосфорного шлака. Количество шлака в ШПЦ должно быть не менее 21% и не более 60%. Допускается замена части шлака активными минеральными добавками осадочного происхождения, но в количестве не более 10%. Гипс вводят в количестве, необходимом для регулирования сроков схватывания, но содержание S03 в ШПЦ не должно превышать 4%.
По химическому составу шлаки достаточно близки к портлан-дцементномуклинкеру(%): Si02 — 30—Ъ9;А12Ог — 5—11; СаО — 40— 50; MgO — 2—14; FeO + Fe203 — 0,3—0,9. Состав шлаков оценивают по модулю основности: М0=(СаО + MgO)/(Si02+Al203). Чем больше модуль основности шлака, тем выше в нем концентрация высокоосновных фаз, которые склонны к гидратационному твердению.
Наряду с кристаллическими фазами в шлаках, которые охлаждались достаточно быстро, присутствует также стеклофаза переменного состава. Поскольку стекло является метастабильной фазой, то его реакционная способность (в том числе и по отношению к воде) выше, чем у равновесных кристаллических фаз. Поэтому гидравлическую активность шлаков повышают путем грануляции, т.е. резким охлаждением шлакового расплава в воздушной или в водной среде. Чем резче охлаждение, тем выше активность шлака.
Чтобы в полной мере проявились скрытые вяжущие свойства гранулированных доменных шлаков, необходимо химически активизировать гидратацию (прежде всего кристаллической составляющей шлаков). Для этого применяют добавки-активизаторы. В ШПЦ используется комбинированное возбуждение за счет щелочной (Са(ОН)2) и сульфатной (гипс) активации.
Технологическая схема производства ШПЦ принципиально не отличается от технологии портландцемента. Следует стремиться к более тонкому помолу, так как это ускоряет твердение и повышает прочность цемента. Увеличение дисперсности для ШПЦ более эффективно, чем для портландцемента.
Процесс твердения ШПЦ более сложен, чем для портландцемента, и может быть разделен на два этапа: первичный — гидратация и твердение клинкерной составляющей и шлаковых минералов; вторичный — химическое взаимодействие продуктов гидратации клинкерной части с частично гидратированными гранулированными шлаками. При гидратации алита выделяется гидроксид кальция, которым быстро насыщается жидкая фаза. Эта щелочная среда активирует стеклофазу гранулированного шлака, что приводит к образованию на поверхности шлаковых частиц продуктов гидратации в виде гелеобразных масс, содержащих гидросиликаты и гидроксид алюминия. В дальнейшем эти гелеобразные продукты гидратации на поверхности зерен шлака переходят в кристаллическую форму, обеспечивая рост прочности камня.
ШПЦ выпускают трех марок - 300, 400 и 500. При этом в ШПЦ марки 300 допускается повышение содержания шлака до 80%.
По сравнению с портландцементом ШПЦ характеризуется замедленным нарастанием прочности в ранние сроки твердения. В дальнейшем скорость набора прочности повышается и к 6-12 месяцам эти характеристики приближаются к тем, что присущи порт-ландцементным образцам, а иногда и превышают их. Наиболее высокие прочностные показатели у ШПЦ, приготовленных на основе клинкеров с повышенным содержанием алита и трехкальцие-вого алюмината. Увеличение содержания шлака в ШПЦ снижает его активность, а повышение удельной поверхности интенсифицирует твердение и при прочих равных условиях повышает марку. Через год твердения в нормальных температурно-влажностных условиях прочность ШПЦ значительно больше, чем у обычного портландцемента.
Шлакопортландцемент отличается пониженным тепловыделением, большей сульфатостойкостью , удовлетворительной морозостойкостью. Однако в зоне переменного уровня воды и при переменном замораживании й оттаивании, а также увлажнении и высыхании она меньше, чем у портландцемента.

Пуццолановый портландцемент — твердеющее в воде и во влажных условиях гидравлическое вяжущее, получаемое совместным помолом портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, гипса и активных минеральных добавок. Он отличается от портландцемента с активными минеральными добавками тем, что, во-первых, в нем используется не рядовой клинкер, а нормированный по содержанию СгА (не более 8%) и, во-вторых, количество активной минеральной добавки существенно выше. Количество вводимой добавки зависит от ее активноети. Чем выше активность добавки, тем меньше может быть ее содержание в цементе, и тем выше будет его качество.
Активные минеральные добавки — это природные и искусственные минеральные вещества, которые сами по себе вяжущими свойствами не обладают, но, будучи смешанными в тонкомолотом виде с известью, при затворении водой образуют тесто, способное после предварительного твердения на воздухе продолжать твердеть под водой, а при смешивании с портландцементом повышают его водостойкость и антикоррозионные свойства.
Различают природные и техногенные активные минеральные добавки. Природные добавки бывают двух видов — осадочного происхождения и вулканические. Первые образовались при осаждении в водоемах остатков некоторых растений и содержат в основном активный кремнезем (диатомиты, опоки, трепелы). К ним же относятся глиежи — горные породы, образующиеся в результате природного обжига глин при подземных пожарах. Вулканические породы сформировались при извержении вулканов в ранние геологические эпохи и содержат в основном алюмосиликаты. К ним относятся пеплы, пемзы, туфы, трассы.
Минеральная добавка считается активной, если она обеспечивает схватывание теста, приготовленного на основе добавки и гид-ратной извести, не позднее 7 суток после затворения, и обеспечивает водостойкость образца из того же теста в течение не менее 3 суток после окончания схватывания. Содержание минеральных добавок в пуццолановом портландцементе осадочного происхождения должно составлять 20-30%, а прочих активных добавок - 20-40%.
При совместном помоле компонентов в одной мельнице технологическая схема производства пуццоланового цемента аналогична схеме получения рядового портландцемента. Следует учитывать, что клинкер и добавка обладают различной размолоспо-собностью. Может возникнуть ситуация, когда клинкер окажется недоизмельченным, что ведет к потере прочности. Поэтому более эффективен (особенно при использовании мягких добавок) двухступенчатый совместный помол, когда на первой стадии измельчают портландцементный клинкер с гипсом до обычной или несколько меньшей удельной поверхности, а затем в мельницу дозируют активную минеральную добавку, и всю смесь домалывают до заданной дисперсности.

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее в воде и на воздухе вяжущее вещество, получаемое путем обжига до спекания или плавления смеси материалов, обогащенных глиноземом и оксидом кальция, и последующего тонкого помола продукта обжига. Вяжущие свойства глиноземистого цемента обеспечиваются преимущественно низкоосновными алюминатами кальция., В отличие от портландцемента глиноземистый цемент не содержит ни гипса, ни активных минеральных добавок. Однако он может содержать до 2% специальных добавок, интенсифицирующих помол, при условии, что они не снижают его строительно-технические свойства.
Химический состав глиноземистого цемента колеблется в пределах: А12Ог - 35-50%, Si02 - 5-15%, Fe203 - 5-15%, СаО- 35-45%. Минералогический состав глиноземистого цемента зависит от состава сырья и технологии производства. Важнейшим минералом этого вяжущего является моноалюминат кальция (СаО • А12Ог), который обеспечивает при нормальных сроках схватывания быстрое твердение цемента. В глиноземистом цементе могут содержаться и другие алюминаты кальция — 5СаО ■ ЗА12Ор YlCaO- 1A120V СаО-2Al2Ov а также ферриты, алюмоферриты и силикаты кальция. Силикатная составляющая глиноземистого цемента представлена в основном двухкальциевым силикатом, однако в этом вяжущем он является инертным минералом, поскольку в ранние сроки твердения гидратация C2S протекает с невысокой скоростью.
Основное сырье для изготовления глиноземистого цемента — бокситы и известняки или известь. Пригодность бокситов для производства глиноземистого цемента оценивают по коэффициенту качества к = А120^'Si02. Бокситы считают пригодными, если к > 5-6. При способе спекания можно использовать только высококачественные и однородные по составу бокситы, в которых содержание Si02 не превышает 8%, a Fe203 —не более 10%. Технология производства аналогична схеме получения портландцемента. Обжиг ведут осторожно при температурах не выше 1250— 1350°С, так как уже при 1400°С появляется значительное количество расплава, что может нарушить нормальную работу печи.

Способ плавления при производстве глиноземистого цемента получил большее распространение, что обусловлено возможностью использования грубомолотой сырьевой смеси на основе сырья с высоким содержанием примесей (в том числе и плавней), так как они при обжиге частично удаляются. Плавление шихты происходит при сравнительно низких температурах (1380—1600°С) и осуществляется в вагранках, доменных печах, электродуговых печах или конверторах. При плавке в электродуговых печах в печь загружают прокаленные известь и бокситы, а также железную руду, металлический лом и кокс. При плавке оксиды железа и кремния, присутствующие в сырье, восстанавливаются и взаимодействуют друг с другом с образованием ферросилиция. В силу того, что плотность расплава ферросилиция составляет 6,5 г/см3, а плотность расплава цемента — 3 г/см3, они естественным образом расслаиваются. Сливая раздельно верхний и нижний слои этих расплавов, получают два продукта — клинкер глиноземистого цемента и ферросилиций, широко используемый в металлургии. Плавка ведется при температурах 1800-2000°С. Охлажденный клинкер направляют на дробление и помол. Плавка в электрических печах позволяет получать глиноземистый цемент высокого качества, но требует повышенного расхода электрической энергии.
При плавлении в доменных печах («русский способ») одновременно получают глиноземистый клинкер и чугун. Сырьевую смесь, состоящую из железистого боксита, известняка, металлического лома и кокса, послойно загружают в печь. В результате доменного процесса из руды получают расплав чугуна, а в виде шлака — глиноземистый клинкер. Температура выпускаемого из домны расплава глиноземистого шлака составляет 1550—1650°С, а чугуна — 1450—1500°С. Расплавленной шлак сливают в изложницы, где он медленно охлаждается и кристаллизуется. При доменной плавке кремнезем восстанавливается не в полной мере, поэтому в этой технологии необходимо использовать малокремнеземистые бокситы и строго контролировать химический состав обжигаемой шихты. Обжиг в доменной печи очень экономичен.
Плавленый клинкер отличается высокой твердостью, поэтому для его измельчения на первом этапе применяют двухстадийное дробление. Тонкий помол клинкера осуществляют в шаровых мельницах. При этом вводят до 2% углесодержащих добавок (угольная мелочь, сажа) для интенсификации помола. Расход электроэнергии на помол плавленых клинкеров примерно в два раза выше, чем клинкеров того же состава, обожженных до спекания. Помол ведут до остатка на сите № 008 не более 10%.

Твердение глиноземистого цемента. При затворении порошка глиноземистого цемента водой образование пластичного теста, его последующее уплотнение и схватывание, протекают так же, как и при смешении портландцемента с водой. Но химическая сторона гидратации и твердения глиноземистого цемента имеет существенные особенности.Продукты гидратации выделяются в виде гелеобразных масс. При дальнейшем твердении происходит уплотнение геля двух-кальциевого алюмината и кристаллизация дополнительных количеств новообразований, что приводит к интенсивному упрочнению камня. Кроме гидроалюмината кальция состава C2AHZ, образуется также гидроалюминат С4АНи Обе эти фазы являются метастабильными, с течением времени возможно их превращение в стабильную кубическую форму гидроалюмината кальция состава СуАН6, что приводит к существенному спаду прочности за счет возникающих внутренних напряжений.
Таким образом, процессы гидратации и твердения глиноземистого цемента имеют следующие отличительные особенности: связывается большое количество воды; выделяются гелеобразные массы гидроалюминатов кальция и А1{ОН)3; процесс сопровождается выделением большого количества теплоты (высокоэкзотер-мичное вяжущее); скорости реакций гидратации и твердения выше, чем у портландцемента (быстротвердеющее вяжущее); характер новообразований и, следовательно, свойства цемента в значительной мере зависят от температурных условий твердения, образующийся при твердении камень отличается повышенными плотностью, коррозионной стойкостью, морозостойкостью и меньше подвержен усадке.
Марку глиноземистого цемента определяют по пределу прочности при сжатии образцов, приготовленных из раствора жесткой консистенции состава 1:3, в возрасте 3 суток. Выпускают глиноземистый цемент трех марок: 400, 500 и 600. При этом нормируется не только трехсуточная прочность, но и прочность через 1 сутки твердения, она должна составлять для марок 400, 500 и 600, соответственно, не менее 23, 28 и 33 МПа. Однако схватывается глиноземистый цемент в обычные сроки: начало схватывания наступает не ранее 30 мин, а конец — не позднее 12 ч с момента затворения. С увеличением тонкости помола цемента и повышением температуры затворяющей воды сроки схватывания сокращаются.
Так как при твердении глиноземистого цемента выделяется значительное количество теплоты, то его целесообразно использовать при низких температурах, но исключено его применение в массивном бетоне и в условиях высоких температур (при жарком климате или при пропаривании).
Глиноземистый цемент отличается повышенной водостойкостью и устойчивостью по отношению к действию сульфатных, хлористых, углекислых и других минерализованых вод. Это объясняется повышенными плотностью и водонепроницаемостью бетона на таком вяжущем, а также отсутствием в нем легкорастворимых веществ и защитным действием пленок из гидроксида алюминия, обволакивающих частицы цементного камня. Однако растворы щелочей разрушают цементный камень и бетон на основе глиноземистого цемента.

Усадка цементного камня при высыхании вызывает растягивающие напряжения, которые при недостаточной прочности камня на растяжение могут цызвать появление трещин. Плотная заливка стыков и примыкающих частей сооружений может быть осуществлена лишь на основе цементов, объем пластичной массы которых после затвердевания не меняется или несколько увеличивается. Цементы, на основе которых растворы дают приращение объема, называются расширяющимися цементами.
Все расширяющиеся цементы состоят из основного вяжущего вещества и расширяющейся добавки, в которую могут входить несколько компонентов. При твердении таких цементов вследствие взаимодействия компонентов расширяющейся добавки между собой или в результате взаимодействия их с основным вяжущим происходит расширение. Оно на определенной стадии заканчивается или приостанавливается, так как начинает превалировать процесс твердения основного вяжущего, что ведет к стабилизации полученной на первой стадии расширенной структуры.
Чаще используются составы расширяющихся цементов, увеличение объема которых обусловлено образованием гидросульфо-алюмината кальция. При этом регулируют процесс его возникновения таким образом, чтобы образование гидросульфоалюмината кальция и расширение происходило в еще достаточно пластичном тесте в начальный период твердения.
Наиболее широкое применение получили водонепроницаемый расширяющийся цемент и напрягающий цемент.
Водонепроницаемый расширяющийся цемент — быстросхватыва-ющееся и быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое путем тщательного смешения глиноземистого цемента (70%) и расширяющейся добавки, состоящей из полуводного гипса (20%) и высокоосновного гидроалюмината кальция (10%). Перемешивают вяжущее в шаровой мельнице в течение 20—30 мин. Водонепроницаемый расширяющийся цемент начинает схватываться не ранее 4 мин, а заканчивает — не позднее 10 мин после затворения. Схватывание можно замедлить введением добавок буры или СДБ. Через сутки образцы должны быть водонепроницаемыми при давлении воды 0,6 МПа. Образцы такого вяжущего через 12 ч твердения должны иметь предел прочности при сжатии не менее 7,5 МПа, через 3 сут. — не менее 30 МПа и через 28 сут. — не менее 50 МПа. Относительное линейное расширение этого цемента при погружении в воду образцов цементного теста в возрасте 1 суток должно быть в пределах 0,2—1%.

Вяжущие вещества — лишь полуфабрикаты, а конечными продуктами являются строительные растворы, бетоны и железобетоны, получаемые на их основе. Все они — типичные композиционные материалы, в которых собственно цементная (вяжущая) составляющая играет роль пластичной матрицы,а армирующими компонентами, формирующими каркас композита, являются заполнители.
Растворные и бетонные смеси — это удобоукладываемые пластичные массы, состоящие из цемента, заполнителя (либо только мелкого, либо крупного и мелкого) и воды. Мелким заполнителем является песок — природный зернистый материал с крупностью частиц от 0,05 до 5 мм. В качестве крупного заполнителя используют щебень или гравий. Щебень — материал, получаемый в результате дробления твердых горных пород на куски размером 5—70 мм. Гравий — рыхлый материал, образующийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород в виде окатанных зерен размером 5—70 мм. Содержание глинистых и илистых примесей не должно превышать в гравии 1—2%, в щебне — 1—3%. Большое значение для бетонов имеет форма зерен крупного заполнителя. Для зерен щебня наиболее желательна форма, которая приближается к кубической, а зерен гравия — к яйцевидной или шарообразной.Строительный раствор — искусственный камневидный материал, получаемый в результате отвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества, мелкого заполнителя и воды.Главная особенность применения строительных растворов — укладка их тонкими слоями чаще всего на пористые основания без интенсивного механического уплотнения. Это предъявляет особые требования к свойствам раствора, который должен обладать не только высокой подвижностью, но и не терять ее быстро из-за отсоса части воды пористым основанием.
Технология приготовления растворов сводится к дозированию компонентов и их тщательному перемешиванию. Готовят строительные растворы в смесителях принудительного действия непрерывного или периодического типа. Обычно в качестве вяжущего используют смеси цемента и извести, цемента и глины и т.д. Со-отношение между количеством вяжущего и количеством Мелкого заполнителя (песка) колеблется в пределах от 1:3 до 1:6.
Качество свежеприготовленной растворной смеси определяется в первую очередь ее удобоукладываемостью, т.е. способностью раствора укладываться на основании тонким однородным слоем. Удобоукладываемый (мягкий) раствор хорошо заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью. Раствор получается качественным, если все пустоты между зернами песка заполнены тестом, состоящим из вяжущего и воды, причем поверхность песчинок должна быть равномерно покрыта тонким слоем теста. В этом случае обеспечивается непрерывность матрицы в композите.
Важнейшими свойствами растворов в затвердевшем состоянии являются: способность приобретать требуемую прочность при сжатии (марку раствора) к заданному сроку твердения; морозостойкость; хорошее сцепление раствора с основанием; малая величина и равномерность распределения деформаций затвердевшего раствора под действием нагрузки или при изменении влажности среды.
Марку раствора определяют по прочности при сжатии (кгс/см2) в 28-суточном возрасте. Растворы делят на марки: 4, 10, 25, 50, 75, 100,150, 200 и 300.

Заполнитель составляет основную часть (75—85%) массы бетонов. Он улучшает технические свойства бетона, воспринимает усадочные напряжения, уменьшая в несколько раз усадку бетона по сравнению с усадкой цементного камня. Жесткий скелет из заполнителя увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает его ползучесть.
По назначению бетоны подразделяют на:
• конструкционные — для бетонных и железобетонных несущих конструкций (фундаменты, колонны, перекрытия и др.);
• гидротехнические — для возведения плотин, шлюзов и др.;
• бетон для ограждающих конструкций — для возведения стен зданий и сооружений;
• дорожный — для дорожных и аэродромных покрытий;
• специальные — жаростойкие, кислотостойкие, для радиационной защиты.
Изготовление бетонных изделий включает следующие технологические операции: приготовление бетонной смеси (дозироват ние компонентов и их перемешивание), формование изделий (укладка бетонной смеси и уплотнение), твердение и контроль качества изделий.
Приготовление бетонных смесей осуществляют в смесителях гравитационного или принудительного действия. Основной задачей этой операции является получение однородной смеси, в которой каждое зерно заполнителя покрыто пленкой цементного теста. Бетонная смесь должна быть удобоукладываемой, то есть легко и равномерно распределяться в форме, заполняя собой все ее пустоты. Удобоукладываемость определяется прежде всего количеством воды. В зависимости от количества воды различают бетонные смеси жесткие (сыпучие) и подвижные.
Формование преследует цель получения изделий заданной формы и размеров при требуемой плотности. Эта операция состоит из нескольких стадий: сборка и смазка форм, укладка арматуры (необязательная операция), укладка бетонной смеси, уплотнение бетонной смеси, отделка лицевой поверхности. После затвердевания изделия производят распалубку. Используют различные варианты уплотнения бетонной смеси: вибрация, прессование, прокат, трамбование, центрифугирование. Чем жестче бетонная смесь, тем более интенсивно должно быть ее уплотнение. Наиболее распространен при уплотнении способ вибрации.
Твердение бетона. В результате твердения изделия приобретают прочность, обеспечивающую возможность расформовывания и транспортировки на строительную площадку. Технологическая прочность составляет примерно 70—80% от конечной прочности. Отформованные бетонные изделия могут твердеть в естественных условиях, на что требуется достаточно много времени. Твердение при пропаривании отформованных изделий при атмосферном давлении и температуре ~90°С существенно сокращает сроки твердения, однако это более энергоемкая операция.
При пропаривании общий характер гидратации клинкерных минералов не меняется, но повышение температуры заметно ускоряет реакции. Кроме того, в этих условиях достигаются большие пересыщения в жидкой фазе твердеющего цементного камня, что приводит к образованию большего количества зародышей новых гидратных фаз в единице объема. Конечные размеры кристалликов новообразований меньше и соответственно меньше прочность контактов срастания, чем при твердении в условиях нормальных температур. В результате пропаренный цементный камень не добирает 10—15% своей прочности по сравнению с цементом такого же состава, но твердевшим при комнатной температуре.

Контроль качества. Осуществляют визуальный контроль (наличие или отсутствие трещин, вспучивания, коробления панелей, качество поверхностей), а также контроль с помощью неразруша-ющих методов испытания.
Свойства полученных бетонов определяется их составом и качеством вяжущего. Наиболее массовый вид бетонов — плотные бетоны, получаемые на основе портландцемента, кварцевого или полевошпатового песка и прочного гравия или щебня из природных горных пород (гранита, диабаза и др.).
Прочность бетона зависит от активности цемента, водоцемент-ного отношения, качества и гранулометрического состава заполнителей, возраста бетона, степени уплотнения бетонной смеси и условий ее твердения. Теоретическая прочность бетонов составляет до 200 МПа, а фактическая — достигает 40—50 МПа. Предел прочности при растяжении примерно в 8—15 раз меньше, чем предел прочности при сжатии. Основным назначением таких бетонов являются несущие конструкции, фундаменты, балки, колонны и пр.
Для ограждающих конструкций применяют легкие бетоны, которые должны обладать теплозащитными свойствами. Их изготовляют с использованием легких пористых заполнителей: природных (пемза и др.), техногенных (шлаки) и искусственных (керамзит). Легкие бетоны по сравнению с тяжелыми имеют более низкий коэффициент теплопроводности, их плотность ниже, но и прочность также меньше — 7,5—30 МПа.Для теплоизоляции используют ячеистые бетоны, имеющие воздушные поры, равномерно распределенные в цементно-песчаном или известково-песчаном тесте. Пористая структура создается за счет введения газообразователей. Для таких бетонов плотность составляет 600—1000 кг/м3 при прочности на сжатие 2,5—15 МПа.

Бетон — ярко выраженный анизотропный материал с высокой прочностью при сжатии и значительно меньшей прочностью при растяжении. Чтобы восполнить этот недостаток и предотвратить разрушение бетонных конструкций, в них вводят стальную арматуру с высоким сопротивлением растягивающим усилиям. Так получают железобетон — строительный материал, в котором бетон и стальная арматура, соединенные взаимным сцеплением, работают под нагрузкой совместно. В современном строительстве железобетон — основной строительный материал.Для армирования бетонов в основном применяют арматуру из углеродистых и низколегированных сталей. Железобетон также является композиционным материалом, но в нем роль матрицы играет уже сам бетон, а не цементный камень. При изгибе строительных конструкций на различных участках возникают растягивающие и сжимающие напряжения. Сталь воспринимает первые из них, а бетон — вторые. Благодаря этому железобетонное изделие успешно противостоит изгибающим нагрузкам.
В зависимости от способа армирования различают железобетонные изделия с обычной и с предварительно напряженной арматурой. При обычном армировании увеличение прочности достигается укладкой в бетон стальных стержней, сеток или каркасов. Однако при изгибе такой способ армирования не предохраняет от образования трещин в растянутой зоне бетона. Чтобы предельная деформация наступала в бетоне и стали одновременно, нужно соединить бетон с частично растянутой арматурой. Это достигается предварительным ее напряжением. Цель такого напряжения арматуры — создание в бетоне предварительного обжатия, превышающего напряжения растяжения, которые возникают при эксплуатации.
При нагрузке предварительно напряженного изделия растягивающей или изгибающей силой арматура будет продолжать упруго растягиваться и воспринимать усилия. При этом напряжения сжатия в бетоне начнут уменьшаться, достигнут нулевого значения. Только близко к пределу разрушения конструкции возникав ют растягивающие усилия, причем значительно меньшие, чем в бетоне, армированном без предварительного напряжения. Тем самым образование трещин происходит значительно позже, а величина их меньше.
Различают два вида предварительного напряжения: до затвердения бетона и после приобретения бетоном определенной прочности. Последний способ применяется значительно реже вследствие более высокой трудоемкости. При натяжении арматуры до бетонирования арматура после укладки в форму растягивается тем или иным способом, закрепляется в растянутом состоянии и после заполнения формы бетонной смесью и ее затвердевания освобождается от натяжения. При этом арматура сокращается и увлекает сцепившийся с нею бетон, обжимая железобетонный элемент в целом. Если же натяжение арматуры производится после отвердевания бетона, то в формуемом изделии оставляют полые каналы, в которые после твердения бетона закладывают арматуру, натягивают и закрепляют ее концы анкерными устройствами. Затем канал заполняют раствором на специальном цементе, который после затвердевания сцепляется как с арматурой, так и с бетоном, обеспечивая монолитность конструкции и ее обжатие после освобождения концов арматуры. В первом случае напряжение арматуры осуществляют механическим или электротермическим способами, а во втором — химическим, например, применяя напрягающий цемент.