Введение. В настоящее время актуальным является производство изделий, конструкций, а также возведение сооружений и зданий из сборного и монолитного железобетона, имеющего наилучшие физико-механические конструктивные и деформативные характеристики, и при этом обладающих наименьшей массой, следовательно, наименьшим весом, особенно в условиях плотной городской застройки. Таким образом, одной из основных прикладных задач инженеров-строителей и ученых, работающих над созданием новых технологий строительства в области железобетона, является создание эффективных маломатериалоемких конструкций и изделий с минимальными сечениями и минимальным весом.Однако в настоящее время известно не так много подобных видов железобетонных изделий и конструкций, в связи с чем встает задача получения новых усовершенствованных видов бетона и изготовление эффективных маломатериалоемких конструкций. Перспективным видится получение центрифугированных изделий кольцевого сечения, как было ранее показано в работах [1-7]. Ранее в наших исследованиях было установлено, что наиболее эффективным способом из центробежных способов формования является так называемое виброцентрифугирование, то есть сочетание центробежного воздействия при уплотнении бетонной смеси с ее одновременным вибрированием [8, 9].Таким образом, с точки зрения теории мы влияем на структурообразование, а, следовательно, на свойства получаемых железобетонных изделий и конструкций. Структура, получаемая при центрифугировании и особенно при виброцентрифугировании, является вариатропной, то есть наблюдается различие структуры и свойств по толщине кольцевого сечения получаемых изделий и конструкций. Таким образом, нами ранее уже была доказана эффективность наиболее вариатропной структуры железобетонных конструкций для эксплуатации их в условиях с более высокими требованиями [10, 11]. С точки зрения теории и практики строительной науки интересным видится направление развития теории вариатропности структуры бетона центрифугированных и виброцентрифугированных железобетонных изделий и конструкций, и в этой связи поиск новых направлений усиления вариатропии является актуальным. Одним из актуальных и востребованных способов повышения физико-механических конструктивных и деформативных характеристик является так называемая активация бетона и его составляющих на стадии изготовления [12-17].Рассмотрим активацию портландцемента механическими способами, а именно домолом. В разрезе намеченной цели нами были поставлены следующие задачи в исследовании:провести обзор и анализ литературы, посвященной активации цемента для бетонных и железобетонных изделий;разработать программу экспериментальных исследований;выполнить исследования с помощью действующих нормативных и авторских методик, и обработать результаты;формулирование выводов по полученным результатам, разработка практических рекомендаций для производства и иных технологий получения новых эффективных, малоэнергоемких, маломатериалоемких железобетонных изделий и конструкций с вариатропной структурой бетона кольцевого сечения, изготовленных методами центрифугирования и виброцентрифугирования.Нами в рамках теории вариатропности железобетонных изделий и конструкций кольцевого сечения было предложено разделять понятия интегральные и дифференциальные характеристики бетона. В настоящем исследовании перед нами ставилась задача исследовать интегральные характеристики бетона, полученного методами центрифугирования и виброцентрифугирования, с использованием активированного портландцемента.Материалы и методы. Механическая активация цемента осуществлялась с помощью специализированного помольного агрегата – шаровой планетарной мельницы «Активатор-4М». Технические характеристики шаровой планетарной мельницы представлены в таблице 1. Таблица 1. Технические характеристики «Активатор-4М»Наименование показателяЕдиницы измеренияПоказательПланетарный диск:- скорость вращения- эффективный диаметр об/минмм 100–800400Скорость вращения барабановоб/мин150–1650Центробежное ускорением/с21500Барабанышт4Объем барабанамл1000Загрузка шаровг600–1400Загрузка порошкаг50–400Материал: шары ШХ15СГбарабаныммØ95×180 В качестве вяжущего применялся портландцемент марки ПЦ 400 Д0, в таблице 2 представлены его физико-механические характеристики, а в таблице 3 – его минералогический состав. Таблица 2. Физико-механические характеристики портландцемента ПЦ 400 Д0Наименование свойстваЗначение Тонкость помола, проход через сито № 008, %95,8Удельная поверхность, см2/г2988,5Нормальная густота цементного теста, %26,5Сроки схватывания, час:мин-начало- конец  0:48 4:00Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток, МПа42,5 Таблица 3. Минералогический состав портландцементаМарка цементаМинералогическийсостав, %C3SC2SC3AC4AFПЦ 400 Д064117,113,2 Режим помола портландцемента марки ПЦ 400 Д0 рекомендуется проводить при следующих параметрах (время помола τ = 2 мин; частота вращения ротора νр = 35 Гц).Для изготовления центрифугированных и виброцентрифугированных образцов была применена экспериментальная лабораторная центрифуга ЦСРЛ-1 с электродвигателем постоянного тока с тиристорными блоками питания, принципиальная схема и подробное описание которой представлены в работе [18]. Вибрации формы осуществлялись за счет дополнительно надеваемых на валы шпонок (выступов), на которых вращающаяся форма с бетонной смесью подвергалась дополнительной вибрации [19, 20].В качестве крупного заполнителя применялся гранитный щебень, физико-механические характеристики которого представлены в таблице 4. Таблица 4. Физико-механические характеристики щебняФракцияНасыпная плотность, кг/м3Пустотность, %Содержание пылевидных и глинистых частиц, % по массеСодержание зерен пластинчатой (лещадной)и игловатой форм, % по массаДробимость, % по массе5-20147045,70,651712,7 В качестве мелкого заполнителя применялся песок кварцевый, физико-механические характеристики которого представлены в таблице 5.  Таблица 5. Физические свойства мелкого заполнителяПлотность, г/см3Насыпная плотность,кг/м3Модуль крупностиПустотность, %Водопотребность, %2,6214801,443,39 Для регулирования подвижности бетонных смесей использовался суперпластификатор Muraplast FK 48 в количестве 1,5 % от массы цемента. Все образцы были изготовлены из бетона одинакового состава, расход материалов на 1 м3 составил: Ц = 520 кг, Щ = 1331 кг, П = 396 кг, В = 193 л.Всего изготовлено и испытано четыре базовых образца кольцевого сечения с размерами: внешний диаметр D = 450 мм;внутренний диаметр отверстия d = 150 мм;общая высота H = 1200 мм.Изготовление центрифугированных образцов с активированным и неактивированным портландцементом осуществлялось при следующих значениях параметров центрифугирования: режим разгона и торможения вращения – традиционный; угловая скорость вращения – 156 рад/с; время центрифугирования – 12 мин. Изготовление виброцентрифугированных образцов с активированным и неактивированным портландцементом осуществлялось при тех же самых значениях параметров центрифугирования и при следующих значениях параметров виброцентрифугирования: высота технологических выступов хомутов – 5 мм; длина технологических выступов хомутов – 20 мм; шаг между технологическими выступами хомутов – 30 мм; режим вибрирования – попеременный. Попеременный режим вибрирования характеризуется тем, что на приводном вале выступы хомутов, надетых на вал с обеих сторон, расположены симметрично и параллельно по отношению друг к другу, а на опорном вале – несимметрично с различным градиентом запаздывания. Для изучения интегральных (общих, усредненных по сечению) характеристик бетона из кольцевого сечения были выделены 3 условных квадранта, из которых выпиливались образцы для последующих испытаний на осевое сжатие, осевое растяжение и растяжение при изгибе. Для испытаний на осевое сжатие и растяжение из первого квадранта выпиливались по четыре куба размерами 15х15х15 см, а для испытаний на осевое сжатие – одна призма размером 15х15х60 см. Далее из второго квадранта выпиливались две призмы размерами 15х15х60 см – для испытаний на осевое сжатие, из третьего квадрата выпиливались также две призмы размерами 15х15х60 см для испытаний на осевое растяжение. Схема получения малоразмерных образцов представлена на рис. 1. Рис. 1. Схема получения малоразмерных образцов Испытания на сжатие и растяжение при изгибе проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 10180.  Испытания на осевое сжатие и осевое растяжение проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 24452.Результаты обсуждения. Результаты экспериментальных исследований интегральных прочностных и деформативных характеристик центрифугированных и виброцентрифугированных бетонов на активированном портландцементе представлены в таблице 6 и на рис. 2–8. Таблица 6. Результаты экспериментальных исследований интегральных прочностных и деформативных характеристик вариатропных слоев центрифугированных бетонов на активированном и неактивированном портландцементе Характе-ристики бетонаЦентрифугированный бетонВиброцентрифугированный бетонНа неактивированном портландцементеНа активированном портландцементеНа неактивированном портландцементеНа активированном портландцементеRb,cub, МПа45,857,948,767,9Rb, МПа22,124,824,931,5Rbt, МПа5,56,95,88,1Rbtb, МПа3,24,13,34,6εbt,мм/м·10-32,112,032,011,93εbtR,мм/м·10-41,221,121,171,08Eb = Ebt, МПа32,734,734,936,8  Рис. 2. Зависимость изменения кубиковой прочности при сжатии от технологии изготовления бетона и активации цемента (ЦБ+НПЦ – центрифугированный бетон на неактивированном портландцементе; ЦБ+АПЦ – на активированном портландцементе; ВЦБ+НПЦ – виброцентрифугированный бетон на неактивированном портландцементе; ВЦБ+АПЦ – на активированном портландцементе) Рис. 3. Зависимость изменения призменной прочности при сжатии от технологии изготовления бетона и активации цемента (см. Рис. 2) Рис. 4. Зависимость изменения прочности на растяжение при изгибе от технологии изготовления бетона и активации цемента (см. Рис. 2) Рис. 5. Зависимость изменения прочности при осевом растяжении от технологии изготовления бетона и активации цемента (см. Рис. 2) Проанализировав полученные данные установлено, что значения прочностных характеристик центрифугированного бетона на неактивированном портландцементе ниже аналогичных показателей центрифугированного бетона на активированном портландцементе. Данная тенденция наблюдается и у виброцентрифугированных образцов. Максимальные значения прочностных и минимальные для деформативных характеристик зафиксированы у виброцентрифугированных бетонов на активированном портландцементе. Так прочность при сжатии центрифугированных образцов на активированном портландцементе выше на 21 % в сравнении с образцами, изготовленными на неактивированном портландцементе, призменная прочность выше на 11 %, прочность на растяжение при изгибе выше на 20 %, прочность при осевом растяжении выше на 22 %. Что касается виброцентрифугированных образцов, изготовленных на активированном портландцементе, то их прочность при сжатии выше на 28 %, прочность на растяжение при изгибе выше на 20 %, призменная прочность выше на 28 %, прочность при осевом растяжении выше на 26 % в сравнении с образцами, изготовленными на неактивированном портландцементе. Рис. 6. Зависимость изменения предельных деформаций при осевом сжатии от технологии изготовления бетона и активации цемента (см. Рис. 2) Рис. 7. Зависимость изменения предельных деформаций при осевом растяжении от технологии изготовления бетона и активации цемента (см. Рис. 2) Рис. 8. Зависимость изменения модуля упругости от технологии изготовления бетона и активации цемента (см. Рис. 2) Предельные деформации при осевом сжатии центрифугированных образцов на активированном портландцементе ниже на 4 %, предельные деформации при осевом растяжении ниже на 8 % в сравнении с образцами, изготовленными на неактивированном портландцементе. Значения модуля упругости образцов на активированном портландцементе выше на 6 %. У виброцентрифугированых образцов на активированном портландцементе предельные деформации при осевом сжатии ниже на 4 %, предельные деформации при осевом растяжении ниже на 8 %, а модуль упругости выше на 5 % в сравнении с образцами, изготовленными на неактивированном портландцементе.