• Поверхностных вибраторов. Такими механизмами уплотняют бетонные смеси в конструкциях с большой площадью поверхности или небольшой толщиной слоя:
  • Плитных основаниях.
  • Полах.
  • Подпорных стенах.
  • Плотинах.
  • Дорожного полотна.

Поверхностный вибратор состоит из плоской плиты, соединенной с вибромеханизмом, похожим на опалубочные вибраторы. Виброплита используется после уплотнения внутренними вибраторами, успешно выравнивая большие поверхности. (См. также статью Герметик для бетона: особенности.)

Эффективная глубина вибрирования поверхностными виброприспособлениями составляет от 20 до 30 см.

К сведению! Дороги с асфальтобетонным покрытием постоянной ширины и большой протяженности уплотняются с помощью так называемой виброрейки.

• Внутренний вибратор для уплотнения бетона считаются наиболее эффективным по сравнению с механизмами другого типа, так как исходящая от него энергия передается непосредственно бетонной смеси. Кроме того, внутренние вибраторы просты в управлении и их можно использовать в трудн

vest-beton.ru

Методы уплотнения бетона: штыкование, вибрирование, трамбование

После заливки бетона (бетонная смесь из песка, цемента и щебенки) необходимо произвести его уплотнение. Делается это для того, чтобы щебенка улеглась  максимально плотно, а воздух и излишняя вода (не связанная с цементом) были  удалены из бетонной смеси. При уплотнении  цементно — песчаный раствор поднимается вверх. Если верхний слой раствора без щебенки толще, чем  2-3 размера применяемой щебенки, это означает, что при подготовке смеси количество щебня положено меньше, чем необходимо.

Излишний раствор необходимо снять и использовать при следующем замесе.

В качественно подготовленном и качественно уложенном бетоне после его уплотнения щебень слегка проглядывает из бетонной смеси.

 Методы (способы) уплотнения бетона 

Уплотнение бетона можно производить тремя методами: вибрирование, штыкование и трамбование.

Уплотнение бетона методом вибрирования производится для пластичных бетонов с использованием  электрического вибратора.  При этом качество бетона получается гораздо выше, чем не уплотненного или уплотненного вручную.

Уплотнение бетона методом трамбования производится для тяжелых бетонов с применением машинных или ручных трамбовок в неармированных или слабоармированных конструкциях. Трамбование выполняется послойно, толщина полностью уплотненного бетона не должна превышать 15 см.

Мы применяли ручное уплотнение бетона методом штыкования (ГОСТ 10180-90 Бетоны). Для этого можно использовать металлический стержень (например, отрезок арматуры или трубы) весом 2-4 кг, желательно с закругленным концом. Арматуру  нужно погрузить в бетон частыми толчковыми движениями с небольшой амплитудой (как бы «проколоть» бетон) и затем начать раскачивать часто-часто из стороны в сторону. Затем отрезок арматуры нужно медленно вытаскивать из бетона, так же придавая ему вертикальную и горизонтальную вибрацию. Необходимо проштыковать весь объем бетона. Количество «проколов» стержнем  рассчитывают таким образом, чтобы 1 «прокол» приходился на 10 кв.см поверхности бетона; штыкование необходимо производить равномерно по спирали от краев опалубки к ее середине. При этом  щебень уплотняется, воздух выходит из смеси, а вода поднимается на поверхность бетонной смеси.

После тщательно проведенного уплотнения бетона щебенка «улеглась» плотно, излишки воды и воздуха удалены. Получилась качественная отливка.

Дальнейших успехов вам, уважаемые читатели блога «Как построить дом»  в строительстве своего дома!

Это точно Вас заинтересует:

realizedadream.ru

Поверхностный вибратор — как и для чего используют, фото, цена

Для быстрого и качественного уплотнения бетонных смесей на стройплощадках и строительных комбинатах применяют разные типы вибраторов, в том числе поверхностный вибратор.

Сегодня мы будем говорить о том, как используются поверхностные вибраторы, принципе действия поверхностного уплотнителя бетонных смесей. Их эффективности, о достоинствах и недостатках.

Для чего используют поверхностный вибратор?

При производстве бетонных смесей и их заливке остаётся воздух. Его пузырьки и полоски незаполненные смесью бетона отрицательно влияют на качество раствора. Что в свою очередь сказывается на сроках эксплуатации.

Для предотвращения негативных процессов выполняют работы по уплотнению бетонного раствора. Это можно сделать при помощи поверхностных уплотнителей.

Принцип работы бетонного уплотнителя

Поверхностный вибратор, а именно о нём идёт речь, наиболее распространённый инструмент при уплотнении бетона. Это механизм, производящий возбуждение механические колебания, которые, в свою очередь, передаются бетонной смеси, приводя её в состояние вибрации.

Под воздействием колебательных процессов бетонная смесь, изменяя свои свойства, выделяя газ и воду. При этом частички смеси за счёт высвобождаемого пространства укладываются более плотно.

Составляющие поверхностного вибратора:

1.  Электрический силовой агрегат.
2.  Вал.
3.  Дисбалансы.
4.  Электрический кабель.
5.  Крепёжная площадка (основание).
6.  Вибробулава.
7.  Для удобства переноски конструкция оснащена двумя ручками.

Важно! Одним из важных показателей – это потребление электроэнергии. Следите за показателями мощности при выборе прибора!

Характеристики бетонного уплотнителя

Иными словами, на какие показателям обращают внимание:

1.  Амплитуда колебаний.
2.  Частота колебательных процессов.
3.  Параметры вибрационного наконечника.
4.  Длину вала.
5.  Диаметр уплотнения.

Амплитуда – это расстояние, взятое от точки равновесия до колеблющейся частички. За основу берётся наибольшее расстояние между ними.

Под частотой колебаний понимают количество колебательных движений, происходящих за определённый промежуток времени.

Эти две величины, амплитуда и частота колебаний, взаимосвязаны.Чем ниже частота, тем выше амплитуда колебаний. Вибраторы с высокой частотой хорошо уплотняют мелкозернистый бетон. Низкочастотные уплотнители, наоборот, выдают качественный результат по крупнозернистой бетонной смеси.

Вид вибрационного наконечника, его форма влияют на проникновение и проходимость в плотных слоях бетонного раствора. Тщательно подобранный наконечник важен при работе с конструкциями, имеющими арматуру.

Длина вала – это глубина проникновения в смесь.

Под диаметром уплотнителя понимают то расстояние вокруг наконечника, на которое распространяется процесс вибрации.

Преимущества укладки бетонных смесей виброуплотнителем

Уплотнение смеси путём вибрирования позволяет уменьшить расход цемента на 10—15%.На 10-20% повышается прочность бетона. Нарастание прочности бетона происходит гораздо быстрее, чем при работах выполняемых вручную. Следовательно, это позволяет существенно сократить сроки распалубки конструкции. Охватывается большая площадь обрабатываемой поверхности. Снижается трудоёмкость процесса. Высвобождается ручной труд при штыковании смеси.

Недостатки такого метода

Есть два существенных недостатка. Большой расход электрической энергии и большая стоимость оборудования. Хотя специалисты говорят, что эти недостатки с лихвой окупаются и выглядят несущественно по сравнению с высокими показателями бетона.

Вибраторы общего назначения

К ним относятся: площадочные, поверхностные уплотнители. Область применения: уплотнение бетонных смесей и грунтов. Задействуют при выгрузке и просеивании сыпучих материалов. Применяются на вибрационных столах, виброситах, бункерах, вибрационных рейках.Они используются:

• для механизации процессов как основных, так и вспомогательных;
• инструментом общего назначения выполняют уплотнение, транспортировку и выгрузку материалов;
• гранулирование сыпучих пищевых продуктов.

Важно! При выборе обращайте внимание на область применения изделия. От этого зависит эффективность, а также качество проводимых работ!

В заключении

Выбрать поверхностный вибратор цена, на который, всегда указывается при продаже, можно в интернете или специализированных предприятиях поставляющих строительные приборы и технику. В интернете можно ознакомиться с видеоматериалом по применению поверхностных уплотнителей. Предприятия, поставляющие поверхностный вибратор фото товара выкладывают на страницах своего сайта для ознакомления с продукцией.

Использование уплотнителей бетонных смесей даёт положительный эффект. Уменьшается время для выполнения уплотнительных работ, освобождается и сокращается ручной труд.
Их применение положительно влияет на качество бетона, что в свою очередь сказывается на конечном результате строительства. Существование вибраторов разного направления позволяет применять их не только в процессе укладки бетонных смесей.

Их используют во многих областях, в том числе в пищевой промышленности. Конечно, есть явные недостатки – это высокая стоимость электроэнергии, которая влияет на конечную цену постройки. Что в свою очередь негативно сказывается на кошельке простых граждан решивших приобрести (к примеру) квартиру в новом доме.

Большая цена на изделие не позволяет мелким строительным организациям массово закупать и использовать столь необходимый строительный инвентарь.

betonzone.com

Уплотнение бетона

Уплотнение бетона – это мероприятия, направленные на увеличение прочности (твердости) свежезалитого цементно-песчаного раствора. Дополнительная твердость при уплотнении бетона достигается следующим образом:
— из бетона извлекаются пузырьки с воздухом;
— излишки воды связываются с цементом;
— присутствующий в растворе щебень утрамбовывается.
После проведения уплотнения, застывший бетон получается тверже неуплотненного на 10%. Этот выигрыш в твердости особенно актуален при возведении фундамента.

Методы уплотнения бетона следующие:
1) штыкование;
2) трамбование;
3) вибрирование.

Штыкование

Самый простой метод уплотнения бетона. Заключается в том, что в руки берется отрезок арматуры и с ним проделываются определенные манипуляции. Конец такой арматуры желательно закруглить или заострить. Это необходимо для того, чтобы штырь не создавал дополнительных пузырьков.
Арматура погружается в свежий бетон практически на самое дно. Далее делаются тычковые движения вверх-вниз (примерно 5 движений). Амплитуда таких движений небольшая (10 см). Во время тычковых движений конец арматуры не высовывать наружу. Также с помощью арматуры делаются круговые движения, как-бы помешивания. Потом штырь медленно извлекается из толщи бетона.
Необходимо проколоть весь объем бетона, частота прокалывания: один прокол на 5 см2. Начинать штыковать с краев и далее продвигаться к центру.

Трамбование

Такой метод хорош для тяжелых неармированных или слабо армированных бетонов. Могут применяться ручные или машинные трамбовки. Такое трамбование необходимо осуществлять послойно: первый слой толщиной 15 см – трамбование, следующий слой 15 см – трамбование и т.д.

Вибрирование

Метод вибрирования подойдет для пластичного бетона. Для этого используется электрический вибратор и погружается в толщу бетона. Использование вибратора значительно ускоряет процесс утрамбовывания по сравнению со штыкованием, к тому же качество уплотнения становится лучше.

ГЛАВНАЯ

Добавить комментарий

www.remountroom.ru

Уплотнение бетона

Во время вибрации воздух, находящийся в бетонной смеси, выходит на поверхность в виде пузырьков. Вибрация позволяет избежать скопления в одном месте щебня или образования пустот в бетоне.

Излишнее содержание воздуха и воды в бетоне ухудшает его прочность, а с помощью вибрации мы получаем однородную смесь с наилучшим соотношением воды, воздуха и цемента, достигая необходимого качества бетона.

Если посмотреть на бетон после уплотнения в раз резе, то можно увидеть как равномерно распределены в его массе щебень и песок, благодаря чему до стигается наибольшая прочность.

Но виброобработка не должна быть чрезмерной, так как излишняя вибрация может привести к скоплению щебенки в нижней части, а более легких компонентов ближе к поверхности. Подоб ное разделение составляющих происходит главным образом, в более жидких бетонах. В результате может произойти усадка бетона, что приводит к появлению трещин.

С помощью вибратора также достигается наилучшее сцепление между свежим бетоном и его ранее уложенными слоями.

Типы виброобработки бетона

ГЛУБИННАЯ ВИБРАЦИЯ — вибратор, выполненный в продолговатой форме и называемый «булава», вводится непосредственно в бетонный раствор. Вибра тор входит в контакт с массой бетона.

НАРУЖНАЯ ВИБРАЦИЯ — форма или опалубка, в которой находится бетонный раствор, подвергается вибрации с помощью укрепленных снаружи вибраторов.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ВИБРАЦИЯ — специальная вибрирующая рейка устанавливается на поверхность, которую хотят подвергнуть вибрации. Используется для обработки бетонных плит и полов.

Уплотнение бетонной смеси после подачи ее на место укладки производится для того, чтобы удалить из нее воздушные пузырьки и придать ей максимальную плотность. Уплотнением также достигается лучшее сцепление бетона с арматурой и закладными частями.

Чтобы получить максимальную плотность бетона, необходимо применять бетонную смесь с соответствующей удобоукладываемостью, так как при использовании слишком жесткой смеси укладка ее затруднена. Бетонная смесь не должна быть слишком подвижной, так как в этом случае при уплотнении может происходить нарушение однородности бетона, выделение на поверхности цементного молока, потеря прочности и снижение плотности вследствие того, что часть объема занята избыточной водой. Возникновение пор в бетоне обусловлено попаданием в него воздуха во время приготовления и укладки, а также испарением избыточной влаги. Необходимость применения бетонной смеси соответствующей удобоукладываемости, с одной стороны, и, с другой стороны, необходимость сохранять минимальное водоцементное отношение заставляют находить в каждом отдельном случае оптимальную консистенцию бетонной смеси, зависящую от условий ее укладки.

Выбирая метод уплотнения бетонной смеси, необходимо учитывать, что при ручном уплотнении бетонная смесь должна быть более подвижной, а при вибрировании — более жесткой.

Использование подвижной бетонной смеси и ручное уплотнение дают более ровную поверхность бетона, однако в этом случае для сохранения водоцементного отношения смесь должна содержать большее количество цемента. Повышенный расход цемента экономически оправдан при бетонировании тонких конструкций с небольшим поперечным сечением, так как в этих случаях стоимость цемента невелика по сравнению со стоимостью опалубки и другими расходами.

При использовании жестких бетонных смесей должна учитываться повышенная стоимость их уплотнения, а также расходы на вибрационное оборудование и на устройство более прочной опалубки. Следовательно, в тех случаях, когда объем бетона относительно невелик, уплотнение его вручную является более экономичным, тогда как при бетонировании больших массивов и дорог экономия цемента за счет применения более жестких смесей может оправдать повышенные расходы на укладку и вибрирование жесткого бетона.

Во время уплотнения бетона не должно происходить смещения арматуры или опалубки. Необходимо, кроме того, следить за надлежащим уплотнением бетона на участках, прилегающих к поверхностям опалубки, с тем чтобы поверхность готового бетона была ровной и гладкой и не имела раковин.

Уплотнение бетона вручную

Обычные методы уплотнения бетона вручную — штыкование и трамбование — производятся соответствующими ручными инструментами. Когда бетонируются плиты перекрытий и других больших поверхностей, уплотнению бетона способствует хождение по нему рабочих. Ручное уплотнение бетонных дорожных покрытий производится с помощью бруса, обработанного пег форме поперечного профиля дороги и укладываемого поперек нее между опалубочными досками. При бетонировании узких мест и при тесном расположении арматуры бетонная смесь для надежного уплотнения должна быть достаточно подвижной, с осадкой не менее 10-17,5 см.

Уплотнение вибрираторами

Методы механического уплотнения бетонной смеси с помощью машин, вызывающих колебания высокой частоты, постепенно вытесняют методы ручного трамбования на многих работах, в частности при устройстве бетонных дорожных покрытий. Вибраторы допускают применение более жестких смесей, так что даже когда бетонируются участки с густой арматурой, подвижность бетонной смеси по осадке конуса может быть не более 4 дюймов (10 см). Жесткость бетонной смеси ограничивается характеристиками оборудования для приготовления, транспортирования, укладки и отделки бетона. Затруднения могут возникнуть при:

1) выгрузке очень жесткой бетонной смеси из бетономешалки;

2) подаче бетонной смеси по желобам, выгрузке ее из грузовиков и других транспортных средств;

3) вибрировании участков, трудно доступных для вибрационного оборудования, вследствие чего может происходить нарушение однородности бетонной смеси;

4) окончательном выравнивании больших горизонтальных поверхностей, так как в этом случае при использовании слишком жесткой бетонной смеси трудно получить ровную поверхность, свободную от впадин и бугров.

По мере увеличения жесткости бетонной смеси возрастает стоимость всех операций, начиная от приготовления бетона и кончая его отделкой. Следовательно, в каждом отдельном случае консистенция бетонной смеси должна выбираться с учетом всех факторов, относящихся к тому или иному виду бетонных работ.

Разные типы вибраторов требуют различной консистенции бетонной смеси, поэтому, когда устанавливают консистенцию изготовляемой на площадке бетонной смеси, характеристика имеющегося вибрационного оборудования является решающим фактором. Бетонная смесь может быть не пригодной для вибрирования данным инструментом: быть слишком подвижной или, наоборот, слишком жесткой. 

Вибраторы обычно приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания, сжатым воздухом или электричеством, а по принципу работы делятся на три типа:

1) внутренние вибраторы;

2) вибраторы, укрепляемые на опалубке;

3) поверхностные вибраторы.

Внутренние вибраторы, где их применение возможно, являются наиболее эффективными по сравнению с другими типами.

При применении вибраторов любого типа во избежание нарушения однородности бетонной смеси и неравномерного уплотнения должны соблюдаться следующие условия:

а) опалубка должна быть возможно более плотной, чтобы предотвратить вытекание цементного раствора и образование раковин и ноздреватости на поверхности бетона. Во избежание смещения опалубки она должна быть прочно укреплена, а все клинья и распорки прибиты гвоздями;

б) вибрирование не должно производиться слишком долго при одном положении вибратора; это приводит к нарушению однородности смеси и образованию раковин;

в) следует вообще избегать слишком продолжительного вибрирования, так как это вызывает скопление на поверхности цементного раствора, который во время твердения трескается.

Пневматические вибраторы в сравнении с электрическими имеют свои преимущества и недостатки. Пневматические вибраторы легче и безопаснее в обращении. С другой стороны, при работе в холодное время вследствие быстрого падения давления воздуха цилиндры пневматических вибраторов могут замерзать. Замерзание цилиндров можно предотвратить путем подачи сухого воздуха, впрыскивания в воздухопровод жидкого масла или других веществ, предупреждающих замерзание, или путем пропускания воздуха через змеевик, подогреваемый жаровней. Воздушные компрессоры более громоздки и дороги по сравнению с электрогенераторами, однако в некоторых случаях они могут оказаться более подходящими.

Внутренние вибраторы. Внутренние вибраторы эффективнее, чем вибраторы других типов, так как вся их энергия передается непосредственно бетонной смеси. Они также проще в обращении и, будучи переносными, могут использоваться в трудных условиях.

Внутренний вибратор состоит из присоединенной к гибкому шлангу лопасти или трубы с жесткими рукоятками или без них.

Рабочий наконечник вибратора может быть жестко соединен с двигателем; в этом случае пневматическая турбина или электрический двигатель вращают вал с дебалансами; последний заключен в трубу, жестко соединенную с корпусом двигателя. В вибраторах с гибким валом вал с дебалансами также заключен в трубу, но соединен с электрическим двигателем, пневматической турбиной или двигателем внутреннего сгорания с помощью гибкого вала. Вибраторы этого типа, приводимые в действие электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. 

Действие вибраторов внутреннего типа еще недостаточно изучено, очень мало известно об изменении степени уплотнения бетона по мере удаления от вибратора. Объединенный подкомитет Института гражданских инженеров и Института строительных инженеров, созданный для изучения влияния вибрирования на бетон, дал предварительные заключения, из которых следует, что вибромеханизмы должны давать не менее 3000 колебаний в минуту, а ускорение в бетоне должно составлять, по крайней мере, 4g (где g— ускорение силы тяжести, равное 9,8 м/сек2).

Имеются вибраторы, частота колебаний у которых достигает 9000 колебаний минуту однако в некоторых типах таких вибраторов вследствие больших скоростей возникают механические неполадки.

Наконечник внутреннего вибратора во время работы двигателя должен быть погружен в бетон, для того чтобы избежать перегрева подшипников и поломок механизма. Гибкий вал нельзя перегибать слишком сильно, так как это приводит к его быстрому износу.

Внутренний вибратор по возможности должен устанавливаться вертикально; вынимать его рабочую часть из бетона нужно медленно; переставлять вибратор для нового вибрирования следует на расстояние 45—75 см прежнего места. В недавно опубликованной немецкой инструкции рекомендуется опускать вибратор в бетон со скоростью 8 см/сек, которая дает наилучшие результаты. Вибратор нельзя применять для распределения бетона по форме, так как это приводит к нарушению однородности бетона.

Не рекомендуется ставить вибратор к опалубке ближе чем на 10 см, это необходимо для получения гладкой бетонной поверхности после распалубки. Если вибратор касается опалубки, около нее могут образовываться полосы песка. Время выдерживания вибратора в одном положении в бетоне обычно составляет 5—15 сек., однако о достаточности вибрирования можно еще судить по появлению вокруг вибратора цементного молока и по изменению звука. Необходимо было вынуть вибратор при первых признаках выделения цементного молока и переставить его на соседнее место. Вибраторы должны погружаться на всю глубину слоя свежеуложенного бетона и по возможности на 2—5 см в предыдущий, уже провибрированный слой, чтобы хорошо проработать стык между слоями.

Слишком длительного вибрирования следует избегать, так как это может привести к расслоению бетона.

Воздушные пузырьки в бетоне образуются у поверхности опалубки чаще в случае применения вибраторов, чем при уплотнении вручную. Неизвестно ни одного способа предупреждения этой пористости, за исключением использования в опалубке поглощающей обшивки или применения вакуум-форм. Некоторое снижение количества пузырьков дает обработка бетона около опалубки тонкой лопаткой.

Поглощающая обшивка опалубки как средство предотвращения образования пузырьков и улучшения поверхности бетона получила широкое распространение в США. В России также было сделано несколько опытов по использованию поглощающей обшивки, показавших положительные результаты. К сожалению, применяемые виды обшивки могут служить только один или два раза и поэтому дороги. В качестве поглощающей обшивки применялись изоляционный картон и другие пористые материалы, иногда обшитые грубой тканью или муслином.

Опалубочные вибраторы

Опалубочные вибраторы обычно жестко скрепляются с опалубкой или формой и вызывают колебания всей формы. Через форму колебания передаются бетону. Применение опалубочных вибраторов дает удовлетворительные результаты при бетонировании сильно армированных деталей или деталей малых и узких. Опалубочный вибратор потребляет больше энергии, чем глубинный, так как часть ее поглощается опалубкой. Кроме того, опалубка или форма должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы противостоять действию вибрации.

В качестве опалубочных вибраторов применяются электродвигатели с дебалансом, пневматические молотки или электромагнитные пульсаторы. Примененяют опалубочный вибратор для изготовления элементов сборного железобетона.

Чтобы получить равномерное уплотнение наружными вибраторами, необходимо укладывать бетонную смесь слоями толщиной не более нескольких сантиметров. Опалубочные вибраторы часто вызывают образование воздушных пор, особенно в верхней части слоя. Рекомендуется верхние 60 см бетона уплотнять вручную или при помощи внутреннего вибратора, если позволяет место. 

Портативные электрические и пневматические молотки также иногда используют для уплотнения через опалубку, приставляя их к определенным ее местам. Этот способ особенно полезен тогда, когда отдельные участки бетонируемой конструкции недоступны для внутренних вибраторов.

Одним из видов опалубочных вибраторов являются вибрационные столы, обладающие тем преимуществом, что сообщают всей форме одинаковые колебания. Они могут иметь или пневматический, или электрический привод и широко применяются при изготовлении бетонных изделий. В вибрационных столах других типов бетон уплотняется не колебательным движением, а серией последовательных ударов. Такой метод уплотнения дает вполне удовлетворительные результаты.

Поверхностные вибраторы

Поверхностный вибратор состоит из плоской горизонтальной плиты, на которой укреплен вибрационный механизм, сходный с теми, какие применяются в опалубочных вибраторах. Он применяется для уплотнения бетона в крупных массивах (плотинах, подпорных стенках, устоях мостов) — там, где имеются значительные горизонтальные поверхности бетона, и обычно используется для окончательного выравнивания поверхности бетона после уплотнения его внутренними вибраторами.

Как правило, эффективная глубина вибрирования поверхностными вибраторами составляет, в зависимости от их типа, 20—30 см.

Уплотнение бетонной смеси после подачи ее на место укладки производится для того, чтобы удалить из нее воздушные пузырьки и придать ей максимальную плотность. Уплотнением также достигается лучшее сцепление бетона с арматурой и закладными частями.

Чтобы получить максимальную плотность бетона, необходимо применять бетонную смесь с соответствующей удобоукладываемостью, так как при использовании слишком жесткой смеси укладка ее затруднена. Бетонная смесь не должна быть слишком подвижной, так как в этом случае при уплотнении может происходить нарушение однородности бетона, выделение на поверхности цементного молока, потеря прочности и снижение плотности вследствие того, что часть объема занята избыточной водой. Возникновение пор в бетоне обусловлено попаданием в него воздуха во время приготовления и укладки, а также испарением избыточной влаги. Необходимость применения бетонной смеси соответствующей удобоукладываемости, с одной стороны, и, с другой стороны, необходимость сохранять минимальное водоцементное отношение заставляют находить в каждом отдельном случае оптимальную консистенцию бетонной смеси, зависящую от условий ее укладки.

Выбирая метод уплотнения бетонной смеси, необходимо учитывать, что при ручном уплотнении бетонная смесь должна быть более подвижной, а при вибрировании — более жесткой.

Использование подвижной бетонной смеси и ручное уплотнение дают более ровную поверхность бетона, однако в этом случае для сохранения водоцементного отношения смесь должна содержать большее количество цемента. Повышенный расход цемента экономически оправдан при бетонировании тонких конструкций с небольшим поперечным сечением, так как в этих случаях стоимость цемента невелика по сравнению со стоимостью опалубки и другими расходами.

При использовании жестких бетонных смесей должна учитываться повышенная стоимость их уплотнения, а также расходы на вибрационное оборудование и на устройство более прочной опалубки. Следовательно, в тех случаях, когда объем бетона относительно невелик, уплотнение его вручную является более экономичным, тогда как при бетонировании больших массивов и дорог экономия цемента за счет применения более жестких смесей может оправдать повышенные расходы на укладку и вибрирование жесткого бетона.

Во время уплотнения бетона не должно происходить смещения арматуры или опалубки. Необходимо, кроме того, следить за надлежащим уплотнением бетона на участках, прилегающих к поверхностям опалубки, с тем чтобы поверхность готового бетона была ровной и гладкой и не имела раковин.

Уплотнение бетона вручную

Обычные методы уплотнения бетона вручную — штыкование и трамбование — производятся соответствующими ручными инструментами. Когда бетонируются плиты перекрытий и других больших поверхностей, уплотнению бетона способствует хождение по нему рабочих. Ручное уплотнение бетонных дорожных покрытий производится с помощью бруса, обработанного пег форме поперечного профиля дороги и укладываемого поперек нее между опалубочными досками. При бетонировании узких мест и при тесном расположении арматуры бетонная смесь для надежного уплотнения должна быть достаточно подвижной, с осадкой не менее 10-17,5 см.

Уплотнение вибрираторами

Методы механического уплотнения бетонной смеси с помощью машин, вызывающих колебания высокой частоты, постепенно вытесняют методы ручного трамбования на многих работах, в частности при устройстве бетонных дорожных покрытий. Вибраторы допускают применение более жестких смесей, так что даже когда бетонируются участки с густой арматурой, подвижность бетонной смеси по осадке конуса может быть не более 4 дюймов (10 см). Жесткость бетонной смеси ограничивается характеристиками оборудования для приготовления, транспортирования, укладки и отделки бетона. Затруднения могут возникнуть при:

1) выгрузке очень жесткой бетонной смеси из бетономешалки;

2) подаче бетонной смеси по желобам, выгрузке ее из грузовиков и других транспортных средств;

3) вибрировании участков, трудно доступных для вибрационного оборудования, вследствие чего может происходить нарушение однородности бетонной смеси;

4) окончательном выравнивании больших горизонтальных поверхностей, так как в этом случае при использовании слишком жесткой бетонной смеси трудно получить ровную поверхность, свободную от впадин и бугров.

По мере увеличения жесткости бетонной смеси возрастает стоимость всех операций, начиная от приготовления бетона и кончая его отделкой. Следовательно, в каждом отдельном случае консистенция бетонной смеси должна выбираться с учетом всех факторов, относящихся к тому или иному виду бетонных работ.

Разные типы вибраторов требуют различной консистенции бетонной смеси, поэтому, когда устанавливают консистенцию изготовляемой на площадке бетонной смеси, характеристика имеющегося вибрационного оборудования является решающим фактором. Бетонная смесь может быть не пригодной для вибрирования данным инструментом: быть слишком подвижной или, наоборот, слишком жесткой. 

Вибраторы обычно приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания, сжатым воздухом или электричеством, а по принципу работы делятся на три типа:

1) внутренние вибраторы;

2) вибраторы, укрепляемые на опалубке;

3) поверхностные вибраторы.

Внутренние вибраторы, где их применение возможно, являются наиболее эффективными по сравнению с другими типами.

При применении вибраторов любого типа во избежание нарушения однородности бетонной смеси и неравномерного уплотнения должны соблюдаться следующие условия:

а) опалубка должна быть возможно более плотной, чтобы предотвратить вытекание цементного раствора и образование раковин и ноздреватости на поверхности бетона. Во избежание смещения опалубки она должна быть прочно укреплена, а все клинья и распорки прибиты гвоздями;

б) вибрирование не должно производиться слишком долго при одном положении вибратора; это приводит к нарушению однородности смеси и образованию раковин;

в) следует вообще избегать слишком продолжительного вибрирования, так как это вызывает скопление на поверхности цементного раствора, который во время твердения трескается.

Пневматические вибраторы в сравнении с электрическими имеют свои преимущества и недостатки. Пневматические вибраторы легче и безопаснее в обращении. С другой стороны, при работе в холодное время вследствие быстрого падения давления воздуха цилиндры пневматических вибраторов могут замерзать. Замерзание цилиндров можно предотвратить путем подачи сухого воздуха, впрыскивания в воздухопровод жидкого масла или других веществ, предупреждающих замерзание, или путем пропускания воздуха через змеевик, подогреваемый жаровней. Воздушные компрессоры более громоздки и дороги по сравнению с электрогенераторами, однако в некоторых случаях они могут оказаться более подходящими.

Внутренние вибраторы. Внутренние вибраторы эффективнее, чем вибраторы других типов, так как вся их энергия передается непосредственно бетонной смеси. Они также проще в обращении и, будучи переносными, могут использоваться в трудных условиях.

Внутренний вибратор состоит из присоединенной к гибкому шлангу лопасти или трубы с жесткими рукоятками или без них.

Рабочий наконечник вибратора может быть жестко соединен с двигателем; в этом случае пневматическая турбина или электрический двигатель вращают вал с дебалансами; последний заключен в трубу, жестко соединенную с корпусом двигателя. В вибраторах с гибким валом вал с дебалансами также заключен в трубу, но соединен с электрическим двигателем, пневматической турбиной или двигателем внутреннего сгорания с помощью гибкого вала. Вибраторы этого типа, приводимые в действие электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. 

Действие вибраторов внутреннего типа еще недостаточно изучено, очень мало известно об изменении степени уплотнения бетона по мере удаления от вибратора. Объединенный подкомитет Института гражданских инженеров и Института строительных инженеров, созданный для изучения влияния вибрирования на бетон, дал предварительные заключения, из которых следует, что вибромеханизмы должны давать не менее 3000 колебаний в минуту, а ускорение в бетоне должно составлять, по крайней мере, 4g (где g— ускорение силы тяжести, равное 9,8 м/сек2).

Имеются вибраторы, частота колебаний у которых достигает 9000 колебаний минуту однако в некоторых типах таких вибраторов вследствие больших скоростей возникают механические неполадки.

Наконечник внутреннего вибратора во время работы двигателя должен быть погружен в бетон, для того чтобы избежать перегрева подшипников и поломок механизма. Гибкий вал нельзя перегибать слишком сильно, так как это приводит к его быстрому износу.

Внутренний вибратор по возможности должен устанавливаться вертикально; вынимать его рабочую часть из бетона нужно медленно; переставлять вибратор для нового вибрирования следует на расстояние 45—75 см прежнего места. В недавно опубликованной немецкой инструкции рекомендуется опускать вибратор в бетон со скоростью 8 см/сек, которая дает наилучшие результаты. Вибратор нельзя применять для распределения бетона по форме, так как это приводит к нарушению однородности бетона.

Не рекомендуется ставить вибратор к опалубке ближе чем на 10 см, это необходимо для получения гладкой бетонной поверхности после распалубки. Если вибратор касается опалубки, около нее могут образовываться полосы песка. Время выдерживания вибратора в одном положении в бетоне обычно составляет 5—15 сек., однако о достаточности вибрирования можно еще судить по появлению вокруг вибратора цементного молока и по изменению звука. Необходимо было вынуть вибратор при первых признаках выделения цементного молока и переставить его на соседнее место. Вибраторы должны погружаться на всю глубину слоя свежеуложенного бетона и по возможности на 2—5 см в предыдущий, уже провибрированный слой, чтобы хорошо проработать стык между слоями.

Слишком длительного вибрирования следует избегать, так как это может привести к расслоению бетона.

Воздушные пузырьки в бетоне образуются у поверхности опалубки чаще в случае применения вибраторов, чем при уплотнении вручную. Неизвестно ни одного способа предупреждения этой пористости, за исключением использования в опалубке поглощающей обшивки или применения вакуум-форм. Некоторое снижение количества пузырьков дает обработка бетона около опалубки тонкой лопаткой.

Поглощающая обшивка опалубки как средство предотвращения образования пузырьков и улучшения поверхности бетона получила широкое распространение в США. В России также было сделано несколько опытов по использованию поглощающей обшивки, показавших положительные результаты. К сожалению, применяемые виды обшивки могут служить только один или два раза и поэтому дороги. В качестве поглощающей обшивки применялись изоляционный картон и другие пористые материалы, иногда обшитые грубой тканью или муслином.

Опалубочные вибраторы

Опалубочные вибраторы обычно жестко скрепляются с опалубкой или формой и вызывают колебания всей формы. Через форму колебания передаются бетону. Применение опалубочных вибраторов дает удовлетворительные результаты при бетонировании сильно армированных деталей или деталей малых и узких. Опалубочный вибратор потребляет больше энергии, чем глубинный, так как часть ее поглощается опалубкой. Кроме того, опалубка или форма должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы противостоять действию вибрации.

В качестве опалубочных вибраторов применяются электродвигатели с дебалансом, пневматические молотки или электромагнитные пульсаторы. Примененяют опалубочный вибратор для изготовления элементов сборного железобетона.

Чтобы получить равномерное уплотнение наружными вибраторами, необходимо укладывать бетонную смесь слоями толщиной не более нескольких сантиметров. Опалубочные вибраторы часто вызывают образование воздушных пор, особенно в верхней части слоя. Рекомендуется верхние 60 см бетона уплотнять вручную или при помощи внутреннего вибратора, если позволяет место. 

Портативные электрические и пневматические молотки также иногда используют для уплотнения через опалубку, приставляя их к определенным ее местам. Этот способ особенно полезен тогда, когда отдельные участки бетонируемой конструкции недоступны для внутренних вибраторов.

Одним из видов опалубочных вибраторов являются вибрационные столы, обладающие тем преимуществом, что сообщают всей форме одинаковые колебания. Они могут иметь или пневматический, или электрический привод и широко применяются при изготовлении бетонных изделий. В вибрационных столах других типов бетон уплотняется не колебательным движением, а серией последовательных ударов. Такой метод уплотнения дает вполне удовлетворительные результаты.

Поверхностные вибраторы

Поверхностный вибратор состоит из плоской горизонтальной плиты, на которой укреплен вибрационный механизм, сходный с теми, какие применяются в опалубочных вибраторах. Он применяется для уплотнения бетона в крупных массивах (плотинах, подпорных стенках, устоях мостов) — там, где имеются значительные горизонтальные поверхности бетона, и обычно используется для окончательного выравнивания поверхности бетона после уплотнения его внутренними вибраторами.

Как правило, эффективная глубина вибрирования поверхностными вибраторами составляет, в зависимости от их типа, 20—30 см.

tsrbeton.ru

Уплотнение бетонной смеси — Всё о бетоне

Характеристика

Едва ли не самое важное свойство бетонной смеси — свойство растекаться под воздействием своей массы или дополнительной нагрузки.

Бетонная смесь обладает одним очень важным свойством — свойством растекаться, благодаря чему можно изготовить изделия самой различной формы.

Именно благодаря этому свойству из нее можно получить огромное количество изделий самых разнообразных форм, и кроме того, есть возможность применить ее для различных способов уплотнения. Свойства смеси, такие как ее текучесть, и то, каким образом она была уплотнена, тесно взаимосвязаны. Например, с малой текучестью нуждаются в энергичном уплотнении, и формирование бетонных изделий из них должно сопровождаться активным уплотнением в виде интенсивной вибрации или вибрации с дополнительным пригрузом. Другие из известных способов уплотнения — прессование, трамбование, прокат.

Смеси с большой подвижностью быстрее и легче всего уплотнять, применяя вибрацию. Сжимающие виды уплотнения, такие как прокат, прессование или трамбование, напротив, непригодны для них. Под напором ударов трамбовки или сильных прессующих движений бетон с большой текучестью разбрызгается трамбовкой или легко вытечет из-под пресса.

У литых есть способность увеличивать плотность под влиянием своей же массы. Для того чтобы дополнительно уплотнить бетон, иногда используется кратковременная вибрация.

Определение жесткости бетонной смеси при помощи специального прибора

Подводя итог сказанному, можно выделить следующие методы уплотнения: вибрирование, прокат, прессование, литье, трамбование и штыковка. Вибрирование является самым эффективным способом как в экономическом, так и в техническом отношении. Его с успехом применяют, сочетая с иными видами механического уплотнения — прессованием (вибропрессованием), трамбованием (вибротрамбованием), прокатом (вибропрокатом). Одним из видов механического уплотнения бетонной смеси с большой текучестью является центрифугирование, которое используют при формировании полых внутри изделий круглого сечения. В получении смесей высокого качества хорошо зарекомендовала себя операция вакуумирования бетона во время его механического уплотнения вибрированием, хотя из-за большой продолжительности этого процесса его экономический эффект заметно снижается.

Способы уплотнения

Штыкованием называется проталкивание кусочков щебня, застрявших между прутьями арматуры. Для штыкования в процессе укладки и вибрирования растворов с осадкой конуса 40-80 мм в конструкциях с большим количеством арматуры используются шуровки, сделанные из арматурной стали. Кроме того, их применяют при уплотнении пластичных смесей с осадкой конуса более 80 мм, которые расслаиваются при виброукладке.

Во время вибрации частицы бетона стараются принять более удобное положение, в котором вибрация будет воздействовать на них по минимуму, в результате бетонная смесь уплотняется.

Вибрирование — уплотнение бетона, которое заключается в передаче бетонной смеси вынужденных колебательных движений, заключающихся во встряхивании. Находясь в подвешенном состоянии во время встряхивания, связь частицы раствора с остальными частицами постоянно нарушается. Благодаря воздействию силы толчка и под влиянием собственной массы при падении, частицы стремятся занять более компактное положение, в котором влияние толчков на них минимальное. В результате более плотной упаковки вся бетонная смесь уплотняется. Еще одной причиной уплотнения является так называемая тиксотропность — свойство временного перехода в более текучее состояние под воздействием внешней силы. Пребывая в жидком состоянии, смесь лучше растекается во время вибрирования, приобретая форму содержащей ее емкости с последующим уплотнением под действием силы гравитации. И последняя, третья причина, по которой смесь уплотняется — это высокие технические показатели бетона.

Значительная степень уплотнения в результате применения вибрирования обусловлена применением оборудования с незначительной мощностью. К примеру, массивы бетона объемом в пару кубометров эффективно уплотняются устройствами с потребляемой мощностью всего в пределах 1-1,5 кВт.

Способность смесей бетона к тиксотропности зависит от текучести самой смеси и скорости, с которой перемещаются ее частицы друг относительно друга. Смеси с большой подвижностью легко переходят в более текучее состояние и не требуют большой скорости перемещения при вибрации. При увеличении жесткости подвижность смеси уменьшается и свойство к тиксотропному разжижению утрачивается, что требует увеличения скорости вибрации для уплотнения бетона и, соответственно, более высоких затрат энергии.

Влияние амплитуды и частоты колебания

Частота колебания частиц и их амплитуда взаимосвязаны, что позволяет применять в промышленных условиях разные режимы вибрирования для смесей разной консистенции. Смеси с крупнозернистой фракцией заполнителя вибрируют при сравнительно невысокой частоте (3000-6000 колебаний в минуту), но довольно большой амплитуде, тогда как при виброуплотнении мелкозернистых смесей используется вибрация высокой частоты — до 20000 колебаний в минуту, но с малой амплитудой.

Схема вариантов уплотнения бетона: а) глубинным вибратором; б) пакетом глубинных вибраторов; в) вибратором с гибким валом; г) поверхностным вибратором; д) наружным вибратором; е) изменение прочности бетона в зависимости от времени его уплотнения.

Кроме таких параметров работы вибромеханизма, как амплитуда и частота, на качество уплотнения в результате вибрации влияет и продолжительность самого процесса. Для всех видов бетонных смесей, в зависимости от их текучести, есть свое оптимальное время уплотнения вибрацией, на протяжении которого смесь эффективно уплотняется и по истечении которого затраты энергии непропорциональны эффективности дальнейшего уплотнения. При продолжении уплотнения сверх этого времени прироста плотности не наблюдается в целом. Более того, существует риск, что бетонная смесь начнет расслаиваться на отдельные компоненты в зависимости от их свойств — например крупнозернистая фракция заполнителя и цементный раствор. В результате качество конечного бетонного изделия будет снижено из-за неравномерного распределения плотности и пониженной прочности в отдельных частях его частях.

Продолжительное вибрирование в экономическом отношении невыгодно, так как связано с большими затратами электроэнергии и трудоемкостью всего процесса, из-за чего производительность формовочной линии существенно снижается.

Позитивно влияет на эффективность уплотнения совпадение частоты собственных колебаний частиц раствора с частотой вынужденных колебаний виброуплотнителя. Но тут нужно принимать во внимание тот факт, что смесь является совокупностью разных фракций с различными размерами частиц — от микрометров для цементного раствора до нескольких сантиметров для крупного бетонного заполнителя. Соответственно, наиболее эффективной технологией уплотнения будет применение разных частот — так называемого поличастотного уплотнения, так как частота собственных колебаний для частиц разного размера и массы будет разной.

При проведении технико-экономической оценки необходимо учитывать вышесказанное — при увеличении энергии уплотнения эффективность уплотнения возрастает, что также снижает продолжительность процесса и повышает рентабельность.

Вибростановки и виброплощадки

Виброуплотнение бетонного раствора производится как стационарными, так и переносными средствами. Использование переносных средств в технологии уплотнения для сборного железобетона довольно ограничено. Их промышленное использование в основном сводится к формованию больших, тяжеловесных изделий на стендах.

Виброплощадки применяются в заводском производстве сборного железобетона тех типов заводов, которые работают по конвейерной и поточно-агрегатной схемам. Существует большое разнообразие конструктивных особенностей и типов виброплощадок — электромагнитные, электромеханические, пневматические. По характеру колебаний — ударные, гармонические, комбинированные. По форме колебаний — круговые направленные, горизонтальные, вертикальные. По конструктивным схемам стола — сплошная верхняя рама, образующая стол с одним или несколькими вибрационными валами или собираемая из отдельных виброблоков, которые в целом представляют собой одну вибрационную поверхность с расположенной на ней формой со смесью. Чтобы прочно закрепить форму с раствором, на столе площадки предусмотрены пневматические электромагниты или механические зажимы.

Схема вибростола с размерами

Виброплощадка исполняется в виде плоского стола, опирающегося посредством пружинных опор на станину (раму) или на неподвижные опоры. Назначение пружин — гасить колебательные движения стола, таким образом не допуская их воздействия на опору, что неизбежно привело бы к разрушению. В нижней части к устройству крепится вибровал с располагающимися на его поверхности эксцентриками. Вал приводится во вращение от электромотора, движение эксцентриков вызывает колебания стола, которые затем передаются массе бетона и вызывают уплотнение бетонной смеси. Мощность виброплощадки измеряется ее грузоподъемностью — массой бетонного изделия, взятого вместе с формой, — и колебается в пределах от 2 до 30 т.

Заводы, производящие сборный железобетон, обычно оборудуются унифицированными вибороплощадками с амплитудой колебаний 0,3-0,6 мм и частотой 3000 колебаний в минуту. Такие площадки хорошо справляются с уплотнением жестких бетонных смесей для конструкций с длиной до 18 м и шириной до 3,5 м.

Формируя изделия на виброплощадках, особенно если в расход идут жесткие, основанные на пористых заполнителях, обычно с целью улучшить структуру бетона используются пригрузы.

При необходимости формирования изделия с применением неподвижной формы бетонную смесь уплотняют, используя поверхностные, глубинные и навесные вибраторы, прикрепляемые к форме. При изготовлении изделий с использованием горизонтальных форм используются жесткие бетонные смеси или смеси с малой текучестью; в вертикальных формах (кассетах) — смеси с большой текучестью и осадкой конуса 80-100 мм.

Процесс прессования

Прессование как способ уплотнения при изготовлении железобетонных изделий применяется редко, несмотря на то что по техническим показаниям является весьма эффективным, так как позволяет получить высокопрочный бетон с большой плотностью при очень незначительном расходе цемента (100-150 кг/м³ бетона). Причины, препятствующие распространению этого способа, носят сугубо экономический характер. Давление, при котором бетон эффективно уплотняется, составляет 10-15 МПа и более, то есть для того чтобы уплотнить изделие из бетона, на каждый 1 м² нужно приложить усилие, равное 10-15 МН (миллионов Ньютон). Прессы, обладающие такой мощностью, применяют только в судостроительстве для прессования корпусов кораблей, и их стоимость настолько высока, что полностью исключает экономическую рентабельность при использовании.

При приготовлении бетонных смесей прессование используется лишь как дополнительное средство механической нагрузки, прикладываемое при ее виброуплотнении. При этом нужная величина давления не превышает 0,5-1 кПа. Технически такое давление достигается приложением статической нагрузки во время перемещения отдельных частиц бетонного раствора.

В зависимости от вида штампов, различают прессование плоскими или профильными. Последние используются для передачи своего профиля бетонному изделию. Таким образом изготавливаются некоторые типы ребристых панелей и лестничные марши. Прессование в процессе изготовления ребристых панелей носит название штампования. Одной из разновидностей прессования является прокат. В данном случае передача давления бетонной смеси осуществляется посредством небольшой площади катка, что позволяет уменьшить расход энергии из-за уменьшения давления прессования. Однако существует риск, связанный с пластическими свойствами смеси — при недостаточных может произойти сдвиг бетонной массы или даже разрыв прессующим валиком.

Центрифугирование

При центрифугировании вращающаяся смесь уплотняется благодаря прилеганию к внутренней поверхности формы. В результате процесса центрифугирования, из-за различной плотности компонентов бетонного раствора и содержащейся в нем воды из него удаляется до 20-30 % жидкости, благодаря чему получается высокопрочный бетон.

Центрифугирование позволяет легко получить из бетона изделия с высокой плотностью, прочностью (40-60 Мпа) и долговечностью. Для этого метода требуется достаточно много цемента, чтобы конечная бетонная смесь обладала большой связностью (400-450 кг/м³). В противном случае под действием центробежной силы произойдет разделение на несколько слоев, так как зерна большего размера и массы будут сильнее стремиться прижаться к краю формы центрифуги, нежели зерна меньшего размера. С помощью этой технологии формируют стойки под фонари, опоры линий электропередач или трубы.

Вакуумирование раствора

При использовании метода вакуумирования создают разрежение воздуха до давления в 0,07-0,08 Мпа, благодаря чему лишний воздух, вовлеченный в раствор, и излишки воды удаляются под действием разниц давления. Бетон занимает освободившееся при этом место, благодаря чему плотность смеси возрастает. Присутствие вакуума тоже оказывает прессующее воздействие на бетонную массу, величина этого воздействия равняется разнице между давлением вакуума и атмосферным давлением. Благодаря такому воздействию смесь дополнительно уплотняется.

Сочетание вакуумирования с вибрированием

Процесс вакуумирования предпочитают сочетать с вибрированием. Во время вибрирования бетонного раствора, подверженного вакуумированию, твердые компоненты смеси интенсивно заполняют поры, образовавшиеся на месте пузырьков воздуха и капель воды. Однако у вакуумированния в техническом аспекте есть существенный технико-экономический недостаток — большая продолжительность процесса, который в зависимости от свойств бетона и величины разреза на каждый 1 см толщины занимает около 1-2 мин.

Толщина слоя, поддающегося вакуумированию, не превышает 12-15 см. По этой причине вакуумируют преимущественно конструкции больших размеров с целью придания их поверхностному слою большей плотности.

1pobetonu.ru