Способ поверхностного уплотнения бетонной смеси. Способы уплотнения бетона


Способы уплотнения бетонной смеси

13Фев &nbspматериалы

Одно из важнейших свойств бетонной смеси — способность пластически растекаться под действием собственной массы или приложенной к ней нагрузки. Это и определяет сравнительную легкость изготовления из бетонной смеси изделий самого разнообразного профиля и возможность применения для ее уплотнения различных способов. При этом способ уплотнения и свойства смеси (ее подвижность или текучесть) находятся в тесной связи. Так, жесткие нетекучие смеси требуют энергичного уплотнения, и при формовании из них изделий следует применять интенсивную вибрацию или вибрацию с дополнительным прессованием (пригрузом). Возможны также и другие способы уплотнения жестких смесей — трамбование, прессование, прокат.

Подвижные смеси легко и эффективно уплотняются вибрацией. Применение же сжимающих (прессующих) видов уплотнения — прессования, проката, а также и трамбования — для таких смесей непригодно. Под действием значительных прессующих усилий или часто повторяющихся ударов трамбовки смесь будет легко вытекать из-под штампа или разбрызгиваться трамбовкой.

Литые смеси способны уплотняться под действием собственной массы. Для повышения эффекта уплотнения их иногда подвергают кратковременной вибрации.

Таким образом, могут быть выделены следующие способы уплотнения бетонных смесей: вибрирование, прессование, прокат, трамбование и литье. Наиболее эффективным как в техническом, так и в экономическом отношениях является способ вибрирования. Его успешно применяют также в сочетании с другими способами механического уплотнения — трамбованием (вибротрамбование) прессованием (вибропрессование), прокатом (вибропрокат). разновидностью механических способов уплотнения подвижных бетонных смесей является центрифугирование, используемое при формовании полых изделий трубчатого сечения. Хорошие результаты в отношении получения бетона высокого качества дает вакуумирование смеси в процессе ее механического уплотнения (преимущественно вибрированием), однако значительная продолжительность операции вакуумирования существенно снижает ее технико-экономический эффект, и поэтому этот способ мало распространен в технологии сборного железобетона.

Рассмотрим кратко сущность приведенных выше способов уплотнения бетонных смесей.

Вибрирование — уплотнение бетонной смеси в результате передачи ей часто повторяющихся вынужденных колебаний, в совокупности выражающихся встряхиванием. В каждый момент встряхивания частицы бетонной смеси находятся как бы в подвешенном состоянии и нарушается связь их с другими частицами. При последующем действии силы толчка частицы под собственной массой падают и занимают при этом более выгодное положение, при котором на них в меньшей степени могут воздействовать толчки. Это отвечает условию наиболее плотной их упаковки среди других, что в конечном итоге приводит к получению плотной бетонной смеси. Второй причиной уплотнения бетонной смеси при вибрировании является свойство переходить во временно текучее состояние под действием приложенных к ней внешних сил, которое называется тиксотропностью. Будучи в жидком состоянии, бетонная смесь при вибрировании начинает растекаться, приобретая конфигурацию формы, и под действием собственной массы уплотняться. Третья причина уплотнения определяет высокие технические свойства бетона.

Высокая степень уплотнения бетонной смеси вибрированием достигается применением оборудования незначительной мощности. Например, бетонные массивы емкостью несколько кубометров уплотняют вибраторами с мощностью привода всего 1…1,5 кВт.

Способность бетонных смесей переходить во временно текучее состояние под действием вибрации зависит от подвижности смеси и скорости перемещения при этом частиц ее относительно друг друга.Подвижные смеси легко переходят в текучее состояние и требуют небольшой скорости перемещения. Но с увеличением жесткости (уменьшением подвижности) бетонная смесь все более утрачивает это свойство или требует соответствующего увеличения скорости колебаний, т. е. необходимы более высокие затраты энергии на уплотнение.

На качество виброуплотнения оказывают влияние не только параметры работы вибромеханизма (частота и амплитуда), но также продолжительность вибрирования. Для каждой бетонной смеси в зависимости от ее подвижности существует своя оптимальная продолжительность виброуплотнения, до которой смесь уплотняется эффективно, а сверх которой затраты энергии возрастают в значительно большей степени, чем происходит уплотнение смеси. Дальнейшее уплотнение вообще не дает прироста плотности. Более того, чрезмерно продолжительное вибрирование может привести к расслаиванию смеси, разделению ее на отдельные компоненты — цементный раствор и крупные зерна заполнителя, что в конечном счете приведет к неравномерной плотности изделия по сечению и снижению прочности в отдельных частях его. Естественно, что продолжительное вибрирование невыгодно и в экономическом отношении: возрастают затраты электроэнергии и трудоемкость, снижается производительность формовочной линии.

Интенсивность виброуплотнения также возрастает, если частота вынужденных колебаний оказывается равной частоте собственных колебаний. В связи с тем что бетонная смесь имеет большой диапазон размеров частиц (от нескольких микрометров для цемента до нескольких сантиметров для крупного заполнителя) и соответственно различия в частоте их собственных колебаний, наиболее интенсивное уплотнение смеси будет в том случае, когда режим вибрирования характеризуется различными частотами. Так возникло предложение применять поличастотное вибрирование.

Эти факторы следует учитывать для технико-экономической оценки операций формования изделий. Из сказанного следует, что эффективность уплотнения возрастает с увеличением энергии уплотнения, продолжительность уплотнения при этом снижается и производительность формовочной линии повышается. Таким образом, на основании технико-экономического анализа свойств бетонной смеси, производительности формовочной линии можно выбрать мощность виброуплотняющих механизмов.

Виброуплотнение бетонной смеси производят переносными и стационарными вибромеханизмами. Применение переносных вибромеханизмов в технологии сборного железобетона ограничено. Их используют в основном при формовании крупноразмерных массивных изделий на стендах.

В технологии сборного железобетона на заводах, работающих по поточно-агрегатной и конвейерной схемам, применяют виброплощадки. Виброплощадки отличаются большим разнообразием типов и конструкций вибраторов — электромеханические, электромагнитные, пневматические; характером колебаний — гармонические, ударные, комбинированные; формой колебаний — круговые направленные — вертикальные, горизонтальные; конструктивными схемами стола — со сплошной верхней рамой, образующей стол с одним или двумя вибрационными валами, и собранные из отдельных виброблоков, в целом представляющих общую вибрационную плоскость, на которой располагается форма с бетонной смесью. Для прочности крепления формы к столу площадки предусматриваются специальные механизмы — электромагниты пневматические или механические прижимы.

Виброплощадка представляет собой плоский стол, опирающийся через пружинные опоры на неподвижные опоры или раму (станину). Пружины предназначены гасить колебания стола и предупреждать этим их воздействие на опоры, иначе произойдет их разрушение. В нижней части к столу жестко прикреплен вибровал с расположенными на нем эксцентриками. При вращении вала от электромотора эксцентрики возбуждают колебания стола, передающиеся затем форме с бетонной смесью, в результате происходит ее уплотнение. Мощность виброплощадки оценивается ее грузоподъемностью (масса изделия вместе с формой), которая составляет 2…30 т.

Заводы сборного железобетона оборудованы унифицированными виброплощадками, с частотой вращения 3000 кол/мин и амплитудой 0,3…0,6 мм. Эти виброплощадки хорошо уплотняют жесткие бетонные смеси конструкций длиной до 18 м и шириной до 3,6 м.

При формовании изделий на виброплощадках, особенно из жестких бетонных смесей на пористых заполнителях, в целях улучшения структуры бетона используют пригрузы — статический.

При формовании изделий в неподвижных формах уплотнение бетонной смеси производят с помощью поверхностных, глубинных и навесных вибраторов, которые крепят к форме. При изготовлении изделий в горизонтальных формах применяют жесткие или малоподвижные бетонные смеси, а при формовании в вертикальных формах (в кассетах) применяют подвижные смеси с осадкой конуса 8… 10 см.

Прессование — редко применяемый способ уплотнения бетонки смеси в технологии сборного железобетона, хотя по техническим показателям отличается большой эффективностью, позволяя получать бетон высокой плотности и прочности при минимальном расходе цемента (100…150 кг/м3бетона). Распространению способа прессования препятствуют исключительно экономические причины. Прессующее давление, при котором бетон начинает эффективно уплотняться, — 10…15МПа и выше. Таким образом, для уплотнения изделия на каждый 1 м2 его следует приложить нагрузку, равную 10… 15 МН. Прессы такой мощности в технике применяют, например, для прессования корпусов судов, но стоимость их оказывается столь высокой, что полностью исключает экономическую целесообразность использования таких прессов.

В технологии сборного железобетона прессование используют как дополнительное приложение к бетонной смеси механической нагрузки при ее вибрировании. В этом случае потребная величина прессующего давления не выходит за пределы 500… 1000 Па. Технически такого давления достигают под действием статически приложенной нагрузки в результате принудительного перемещения отдельных частиц бетонной смеси.

Различают прессование штампами плоскими и профильными. Последние передают свой профиль бетонной смеси. Так формуют лестничные марши, некоторые виды ребристых панелей. В последнем случае способ прессования называют еще штампованием. Прокат является разновидностью прессования. В этом случае прессующее давление передается бетонной смеси только через небольшую площадь катка, что соответственно сокращает потребность в давлении прессования. Но здесь особую значимость приобретают пластические свойства бетонной смеси, связность ее массы. При недостаточной связности будет происходить сдвиг смеси прессующим валком и разрыв ее.

Центрифугирование вающихся при вращении, прижимается к внутренней поверх ности формы и уплотняется при этом. В результате различной плотности твердых компонентов бетонной смеси и воды из бетон ной смеси удаляется до 20…30% воды, что способствует получению бетона высокой плотности.

Способ центрифугирования сравнительно легко позволяет получать изделия из бетона высокой плотности, прочности (40…60 МПа) и долговечности. При этом для получения бетонной смеси высокой связности требуется большое количество цемента (400…450 кг/м3), иначе произойдет расслоение смеси под действием центробежных сил на мелкие и крупные зерна так как последние с большой силой будут стремиться прижаться к поверхности формы. Способом центрифугирования формуют трубы, опоры линий электропередач, стойки под светильники.

При вакуумировании в бетонной смеси создается разрежение до 0,07…0,08 МПа и воздух, вовлеченный при ее приготовлении и укладке в форму, а также немного воды удаляется из бетонной смеси под действием этого разрежения: освободившиеся при этом места занимают твердые частицы и бетонная смесь приобретает повышенную плотность. Кроме того, наличие вакуума вызывает прессующее действие на бетонную смесь атмосферного давления, равного величине вакуума. Это также способствует уплотнению бетонной смеси. Вакуумирование сочетается, как правило, с вибрированием. В процессе вибрирования бетонной смеси, подвергнутой вакуумированию, происходит интенсивное заполнение твердыми компонентами пор, образовавшихся при вакуумировании на месте воздушных пузырьков и воды. Однако вакуумирование в техническом отношении имеет важный технико-экономический недостаток, а именно: большую продолжительность процесса — 1…2 мин на каждый 1см толщины изделия в зависимости от свойств бетонной смеси и величины сечения. Толщина слоя, которая может быть подвергнута вакуумированию, не превышает 12…15 см. Вследствие этого вакуумированию подвергают преимущественно массивные конструкции для придания поверхностному слою их особо высокой плотности. В технологии сборного железобетона вакуумирование практически не находит применения.

farbenliebe.ru

Основные способы уплотнения бетонных смесей

Строительные машины и оборудование

При формовании железобетонных изделий и конструкций при­меняют различные способы уплотнения бетонной смеси: прессова­ние—воздействие на бетонную смесь значительных давлений; цент­рифугирование— воздействие на бетонную смесь центробежной силы при производстве трубчатых изделий; вакуумирование — от­сос из бетонной смеси избыточной воды и воздуха; вибрирование - воздействие на бетонную смесь колебательных движений.

196

Наиболее распространен последний способ уплотнения. Соче­тание вибрации с другими способами значительно повышает эф­фективность процесса уплотнения бетонной смеси. Так, сочетание вибрации с прессованием — виброштампование — используется пр» производстве сборного железобетона, сочетание вибрации с ваку - умированием — вибровакуумирование — широко используется при возведении монолитных конструкций, а также при производстве отдельных типов железобетонных изделий.

Рассмотрим воздействие вибрации на процесс уплотнения бе­тонной смеси. До воздействия вибрации на бетонную смесь уме­ренной жидкости она представляет собой аморфную рыхлую массу. При воздействии вибрации частицы заполнителей приводят­ся в интенсивное движение, в результате которого происходит их взаимное перемещение, проскальзывание одних частей относитель­но других в объеме системы. При этом достигается значительная скорость движения каждой частицы относительно ее центра мас­сы. При некоторой скорости сдвига частиц заполнителей наступа­ет проявление вязких свойств (текучесть) бетонной смеси, и она переходит в состояние «тяжелой жидкости», приобретая заданную геометрию изделия. Такого рода вязкость называют структурной вязкостью. Текучесть бетонной смеси может наступить только при условии, если будут разрушены структурные связи между части­цами заполнителя, т. е. структурная вязкость достигнет опреде­ленного предела, который будет зависеть от скорости деформации сдвига частиц. Эти изменения в структуре бетонной смеси назы­вают тиксотропними превращениями. Структурная вязкость и тик - сотропия бетонной смеси непосредственно связаны с понижением действительного и видимого коэффициентов трения.

Бетонная смесь представляет собой трехфазную грубодисперс - ную систему (твердая фаза — фракции щебня или гравия и песка, жидкая — цементный раствор, газообразная —находящийся в мас­се смеси воздух—10... 15% от объема смеси). В процессе уплот­нения смесь разрушается и в конце его переходит в двухфазную систему (твер­дая + жидкая фазы), при содержании в ней воздуха не более 2 ... 3%. В результате процесса виброуплотнения тело бетона (железобетона) получает однородную плотную структуру, что обеспечивает гото­вым железобетонным изделиям заданные физико-механические показатели.

Рис. 18.1. Схема переда­чи колебаний от вибро­возбудителя внутрь бе­тонной смеси

Получение такой структуры уплотненно­го тела бетона может быть обеспечено только при правильной оценке динамиче­ского состояния системы в условиях вибрационного и других механическихвоздействий. Структура бетона в основном определяется ее реологическими свойствами: вязкостью цементного раствора, сила­ми трения и сцепления между частицами заполнителя, наличием тиксотропних превращений смеси, сохранением целостности упру - говязких каналов цементного раствора. Для обеспечения управ­ления данными реологическими свойствами необходимо правильно назначить вибрационный режим работы уплотняющей машины (устройства). Под вибрационным режимом понимают вид и ха­рактер колебаний, их направление относительно сечения уплотняе­мого тела бетона, а также колебательные параметры (угловая частота со и амплитуда колебаний) и динамический режим рабо­ты машины.

Бетонная смесь при уплотнении представляется в виде крупно­го заполнителя, окруженного раствором из мелких зерен, объеди­ненных между собой поверхностными силами сцепления. Такая смесь будет обладать упруговязкими свойствами и при небольших деформациях передача колебаний будет происходить по каналам, уподобляющимся пружинам с упруговязкой характеристикой.

При этом (рис. 18.1) частицы заполнителей, как правило, кон­тактируют между собой через упруговязкие каналы и в отдельных случаях непосредственным контактом. Тогда колебания перего­родки 1 передадутся частице Лі, в свою очередь, частица А пере­даст колебания частице А% непосредственным контактом и части­цам А з и Л4 — через упруговязкие каналы и т. д. Такая взаимо­связь частиц А заполнителей исключает возможность их изолиро­ванного колебания. Возбужденные частицы А заполнителей ко­леблются вынужденной частотой вибровозбудителя, но с различ­ными амплитудами колебаний в зависимости от их масс и жест­кости упруговязких каналов раствора. Несмотря на определенную условность представленной схемы, на ее основе можно сделать следующие выводы:

1) выбранный динамический режим работы виброуплотняющей машины должен обеспечить сохранность упруговязких каналов цементного раствора, иначе возникнут турбулентные перемещения

Частиц заполнителя смеси, которые вызовут ее расслоение, сопровож­даемое выбросом частиц заполните­ля А на поверхность изделия и зна­чительным подсосом атмосферного воздуха;

Рис. 18.2. Зависимость эффектив­ности вибраций от угловой час­тоты

2) вид и направление колебания рабочего органа машины должны приниматься с учетом его конструк­ции, типа формуемого изделия и способа формования. Конструкция рабочего органа при правильно при­нятом виде и направлении колеба-ний должна обеспечить передачу последних сечению изделия в на­правлении наибольшей свободы перемещения частиц заполните­ля А, эффективное удаление включенного воздуха, получение одно­родной, пло. тной структуры уплотненного бетона;

3) характер колебаний рабочего органа машины должен вы­бираться с учетом требований, предъявляемых к формуемому из­делию (прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, долго­вечность) ;

4) выбранный вибрационный режим уплотнения бетонной сме­си должен обеспечить возбуждение наибольшего числа единиц А, входящих в состав смеси фракций крупного заполнителя, и эф­фективное использование порожденных сил инерции для разруше­ния начального структурного состояния частиц заполнителя си­стемы с последующим сближением.

Эффективность вибрации при уплотнении бетонной смеси со­стоит в том, что приводятся в движение частицы относительно друг друга в объеме системы, и, кроме того, возбужденные части­цы развивают значительные скорости относительно своих центров масс. Эффективность вибрирования характеризуется отношением полуразмаха скорости зерен заполнителя относительно окружаю­щей среды к амплитуде скорости приведенной вибрации. На рис. 18.2 приведены кривые зависимости параметра эффективности вибрации і] от угловой частоты (со) при постоянной амплитуде скорости (aco=const), для пяти значений размера зерен заполни­телей, причем г : г2: гз: a : г5=1 : 2 : 5 : 10 : 20. Проведя прямую, параллельную оси со на уровне необходимой эффективности ту (пунктирная линия), находим на пересечении с кривыми частоты, необходимые для поддержания колебаний частицы разных разме­ров скорости возбуждения при одинаковой амплитуде. Если ка - кая-то частота обеспечивает необходимые относительные колеба­ния частиц данного размера, она заведомо обеспечивает эффек­тивные колебания частиц больших размеров. Рационально выбранный вибрационный режим процесса уплотнения бетонной смеси должен оптимизировать динамическую систему, т. е. обес­печить ей такое состояние, при котором наблюдается наименьший уровень реологических сопротивлений. Этим создается условие снижения энергоемкости процесса виброуплотнения бетонной сме­си при формовании. Степень уплотнения бетонной смеси оценива­ется коэффициентом уплотнения /Супл — отношением фактической плотности бетона к теоретической массе — плотности (/СуПл^0,98). Плотность бетона повышается с уменьшением водоцементного от­ношения В/Ц смеси, что обосновывает широкое применение жест­ких бетонных смесей.

Наша организация, помимо оказания такой популярной услуги, как передача в аренду автотехники для строительства, дополнительно специализируется на осуществлении Строительная спецтехника – главный аспект выручки строительных организаций, так как за счет …

Дробилка щековая ДЩ-4000 Оборудование для измельчения камней, скомканных сыпучих, щебня. Предназначение: Дробилка предназначена для дробленият оходов строительства, камней, мрамора, углей, окаменевших сыпучих материалов, кирпичей и т.д. на фракции от 10 …

Рассев 3х ярусный Р-4ф Оборудование для рассева сыпучих на 4 фракции Принцип работы Рассева р-4ф Куски сыпучих материалов размерами до 10 мм засыпаются в верхнее приемное отделение и после обработки …

msd.com.ua

Методы уплотнения бетонной смеси — штыковка, вибрация, трамбование

01.07.2017

Бетон, который привозят на стройплощадки, может различаться по качеству, структуре, марке. Но даже самые качественные готовые бетонные смеси требуют применения разных методов уплотнения, которые позволяют получить более прочную и устойчивую к неблагоприятным факторам конструкцию. Уплотнение бетона позволяет избавиться от пустот, которые могут образоваться в растворе из-за включений воздуха, избежать образования крупных раковин, а также оптимизировать усадочные процессы и создать более равномерную структуру искусственного камня.

Для чего нужно уплотнение

Текучесть бетона неодинакова, и это особенно хорошо чувствуется при заливке фундаментов и создании готовых изделий сложной формы. В идеале раствор полностью заполняет подготовленную для него опалубку, скрепляет элементы арматуры, образуя цельный монолит. Но если не принять мер по уплотнению, бетон может растечься неравномерно. Отдельные частицы наполнителя могут застрять в арматуре, под ними образуются полости, что не может не повлиять на общую прочность конструкции.

    Уплотнение бетонной смеси позволяет решить сразу несколько задач:
  • избавиться от внутренних и внешних дефектов;
  • обеспечить более равномерное распределение частиц;
  • повысить эксплуатационные характеристики готового бетона.

В зависимости от масштабов строительства и типа конструкций или готовых бетонных изделий, могут использоваться различные методы уплотнения бетона.

Как уплотняют бетон в заводских условиях

На заводах по выпуску готовых бетонных изделий часто используют виброустановки и виброплощадки. На них укладывают формы с залитым в них бетоном и подвергают его кратковременной вибрации. Для удаления пузырьков воздуха применяется и вакуумирование, позволяющее добиться высокой плотности продукции.

В заводских условиях могут использовать и другие автоматизированные способы: прокат или прессование.При прессовании используют давление около 15 МПа, что дает возможность уменьшить расход цемента в смеси до 100-150 килограмм на кубометр. Прокат позволяет создавать крупные изделия — панели и плиты из бетона, из которых впоследствии строят дома и другие сооружения. Наиболее ответственные элементы, которые будут подвергаться серьезным нагрузкам, подвергают центрифугированию. Этим методом из бетона получают опоры для ЛЭП, трубы и стойки для фонарей. Большинство способов комбинируют с вибрацией, способствующей равномерному распределению частиц внутри бетонной смеси.

Методы уплотнения для стройплощадки

При строительстве частного или многоэтажного дома центрифугирование или прокат не применяются. При заливке фундамента или создании стяжек уплотнение бетона проводят методом штыкования или трамбования. Для штыкования применяют арматуру или отрезок трубы. Погружая ее в бетон, рабочий совершает толчки, а затем раскачивает, сообщая раствору горизонтальную вибрацию. На каждые 10 см² должен приходиться один такой прокол раствора. Процесс производят по спирали, от краев к центру, а признаком уплотнения является появление на поверхности воды.

Трамбование используется для тяжелых бетонных смесей и выполняется послойно, каждые 15 см. Несмотря на простоту этих способов, их применение позволяет добиться существенного увеличения плотности. Высокая трудоемкость процесса стала причиной использования специального электроинструмента — вибраторов и трамбовок.

Виброуплотнение считается самым распространенным способом уплотнения бетона, и это не случайно: метод обходится сравнительно недорого и дает отличные результаты. В зависимости от задачи, при уплотнении используют разные типы вибраторов: глубинные, поверхностные, наружные (передают колебания на опалубку).

Время воздействия вибраторов на бетонную смесь указывается в специальных таблицах и зависит от текучести бетона. Превышать временной интервал не рекомендуется, иначе произойдет расслоение на компоненты. Что касается амплитуды и частоты, их подбирают в зависимости от консистенции. Например, мелкозернистый бетон уплотняют с помощью высокочастотных вибраций (до 20 000 колебаний в минуту). А если используется бетонная смесь с крупнозернистым заполнителем, вибратор настраивают на частоту от трех до шести тысяч колебаний в минуту.

Использование методов уплотнения бетонной смеси позволяет в несколько раз увеличить долговечность фундамента или стяжки. Поэтому не стоит надеяться только на качество самого бетона и экономить на операциях, которые позволят ему проявить свои характеристики в полной мере.

eurobeton72.ru

Способ поверхностного уплотнения бетонной смеси

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик твесаублик

944926 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.04.80 (2!) 2933008/29-33 (51)M Кл з

В 28 В 1/08 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делаи изобретений и открытий

Опубликовано 2307.82, Бюллетень ¹ 27 (53) УДК 693. 546, 4 (088.8) Дата опубликования описаиия23.07.-82 (72) Авторы изобретения

В.Д. Шантарин, И.П. Варшавский и С. Н. ГрнгрроЪ " ! ( (Сибирский научно-исследовательский и проект ый институт газонефтепромыслового строительства (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПЛОТНЕНИЯ БЕТОННОЙ

СМЕСИ

Изобретение относится к строи» тельству и может быть использовано при изготовлении железобетонных сборных изделий H MoHQJIHTHHx KoHGT» рукций б

Известен способ уплотнения бетонной смеси путем вибрирования с приложением периодической прессующей нагрузки с частотой 0,1-10 Гц и отношением удельных давлений от вибрации и прессования 1-50 (1).

Недостатком такого способа является недостаточное удаление вовлеченного в бетонную смесь воздуха, использование громоздкого оборудования для вибрации формы, передачи прессующей нагрузки и увеличение энергоемкости процесса.

Наиболее близким к изобретению является способ уплотнения бетонной кзмеси путем вибрирования. Повьваение прочности бетона достигается за счет удаления вовлеченного в бетонную смесь воздуха путем вибровоэдействия на нее при подаче к форме укладке и 25 уплотнении циклическим вибрированием на всех этапах (2).

Однако такое вибрирование на всем технологическом цикле1 от подачи .к форме, укладке и уплотнении в форме, ЗО требует создания виброрешеток, виб- рирования на ленточном транспортере и в форме, т. е. необходимо громоздкое специальное оборудование, позволяющее воспринимать вибрации, и весь процесс оказывается энергоемким.

Кроме того, основным недостатком известного способа является низкая прочность, плотность бетона, а также ограниченная толщина уплотняемой бе- тонной .смеси в изделии.

Цель изобретения — повышение прочности и плотности бетона.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способ и поверхностного уплотнения бетонной смеси .путем вибрирования, вибрнрование осуществляют с плавной изменяющейся частотой от

18-20 Гц до 240-260 Гц.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки для осуществления способа.

На бетонную массу 1 (фиг. 1) устанавливают вибробрус 2, на котором закреплены независимо синхронно работающие вибраторы 3 и стержни-волноводы 4 через систему амортизаторов 5.

Способ осуществляется следующим образом.

944926

Глубина проработки (толщи на и зделия), м

Начальный модуль упругости,кПа

Предел прочности на сжатие, МПа

Время вибрирования, с

19,0

180

17,1

1,00

230

26,0

180

24,3

250

26,6

24,6

180

240

26,2

24,5

180

250

24,1

25,9

260

180

25,8

24,2

270

180

Таблица2

Глубина проработки, м

Частота вибрирования, Гц

Время вибрирования, с

Начальный модуль упругости кПа

Предел прочности при сжатии, МПа

0,10 50

300

18,0

21,0

420

0,25

0,50

50 е 50

20,3

19,2

17 8

17,6

0,75

17,3

19,1

17,1

1,00

540

19,0

Бетонную смесь 1 укладывают в форму, на поверхность смеси устанавливают вибробрус 2, на котором закреплены синхронизированные вибраторы 3, включают их, устанавливая начальное зна- чение частоты колебания при фиксированной амплитуде. Через волноводыстержни 4 колебания передаются бетонной массе 1 и распространяются волны, интерференция которых и приводит.к концентрации энергии колебаний частиц 10 среды.

В результате интерференции распространяющихся .в бетонной смеси волн происходит усиление амплитуды (энергии) колебания частиц среды в определенном тонком слое (исходя из условий интерференции и реологии бетонной смеси). Такая концентрация энергии приводит к эффективному уплотнению частиц среды, выдавливанию иэ этого уплотненного слоя пузырьков

Для контроля степени уплотнения измеряют электросопротивление бетонной смеси. 60

На фиг. 2 представлен график зависимости относительной электропроводности от .глубины вибропроработки бетонной смеси, воздуха в вышележащие менее уплотненные слои.

Последующее увеличение частоты синхронно работающих вибраторов приводит к интерференции волн в вышележащем слое и т.д., т.е. происходит процесс непрерывного послойного уплотнения бетонной. массы и вытеснение пузырьков воздуха на поверхность изделия.

Частоту колебаний изменяют от 1820 Гц до 240-260 Гц.

Время проработки бетонной смеси определяется иэ реологических свойств ее и мощности вибровоэбудителей.

Пример. Образцы формуют из песчаного бетона с водоцементным отношением 0,35 плотностью (2,12,3) 10 кг/м и жесткостью 7 с.

Данные испытаний образцов уплотняемых по предлагаемому и известному способам представлены соответственно в табл. 1 и 2.

Таблица 1 где R — электропроводность|

Н,м - глубина вибропроработки;° 1 - кривая степени уплотнения по известному способу;

2 — кривая степени уплотнения по предлагаемому способу.

Как видно из таблиц и графиков, предлагаемый способ позволяет повй944926

Формула изобретения фиг.1

0,2

Н,и ч иг.2

Составитель Н. Игнатова

Техред Е. Харитончнк Корректор A. Дзятко

Редактор В. Иванова

Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Заказ 5228/21

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сйть прочность, плотность бетона на

30-35%, сократить время уплотнения и осуществить уплотнение бетона в иэделиях толщиной до 1 м.

Способ поверхностного уплотнения бетонной смеси путем вибрирования, отличающийся тем, что, с целью повыаения прочности и плотности, вибрирование осуществляют с плавно изменяющейся частотой от 18-20 Гц до 240-260 Гц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 511214, кл. В 28 В 1/08, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 563290, кл. В 28 В 1/08, 1976.

Способ поверхностного уплотнения бетонной смеси Способ поверхностного уплотнения бетонной смеси Способ поверхностного уплотнения бетонной смеси 

www.findpatent.ru

Как уплотнять смеси на основе бетона?

Технология создания бетонных конструкций подразумевает не только правильное приготовление раствора, но и его последующее уплотнение. В процессе создания смеси внутри нее образуются полости, нарушающие монолитность структуры и снижающие прочность и долговечность сооружений. Метод применяется для удаления воздуха и лишней воды, понижения вязкости и улучшения ее текучести.

Процесс уплотнения бетона

Для оценки качества бетона выведен специальный критерий — коэффициент уплотнения. Он определяется как отношение удельного веса готового раствора к расчетному значению, полученному при условии полного отсутствии внутри него воздуха. Допустимым считается коэффициент в переделах 0,98–1,0. Для достижения таких показателей используют различные способы уплотнения бетонной смеси, выбор которых зависит от ее состава, предназначения и размера фракций. Улучшают качество автоматизированными вибраторами.

Метод выбора

В зависимости от исходных данных, применяют такие типы устройств:

  • Глубинные — для уплотнения крупных массивов бетона.
  • Поверхностные — для воздействия на внешние слои раствора.
  • Наружные — закрепляемые непосредственно на краю емкости со смесью или в опалубке, расположенной на эластичной основе.
  • Виброплощадки — для использования в промышленных масштабах на предприятиях, выпускающих ЖБИ.

Изменение режима их работы заключается в корректировке основных параметров системы:

  • Амплитуды колебаний — величины наибольшего отклонения точки от положения равновесия.
  • Частоты — количества движений в единицу времени.
  • Сроков проведения уплотнения.

Устройство бетонного основания

Для растворов с крупными фракциями наполнителя выбирают особые способы воздействия на бетонные смеси устройствами с низкой частотой колебаний при максимальном размахе подвижной части. Если применяется мелкодисперсный состав, то оптимально создавать движения высокой частоты с небольшими уровнями отклонений. Смеси с различным типом наполнителя уплотняют в поличастотном режиме с изменяемой амплитудой. Последний вариант — наиболее эффективный и чаще всего используемый в строительстве. Существующие типы вибраторов для уплотнения бетона по источнику энергии делятся на электромеханические, электромагнитные, гидравлические и пневматические. В полевых условиях и при отсутствии электрической сети применяют двигатели внутреннего сгорания или работают ручным методом.

Глубинные вибраторы

Фото глубинного вибратораИспользуются для воздействия на растворы большого объема, необходимые для создания армированных и неармированных бетонных конструкций: балок, перекрытий, фундаментов и полов. Их рабочей частью является наконечник (булава), внутри которого находятся эксцентрики, создающие колебания высокой частоты. Энергия вращения передается от двигателя посредством гибкого привода. В результате вибрации бетонный раствор становится пластичным, подвижным и плотно заполняет весь рабочий объем механизма. При таком способе уплотнения лишняя вода и воздух выталкиваются на поверхность.

Системы поверхностного типа

Применяются при монтаже простых и армированных бетонных конструкций и покрытий: автомобильных дорог и аэродромных полос, сводов, перекрытий и полов зданий, с толщиной слоя смеси не более 250 мм (при использовании двойной арматуры — до 120 мм). Они представляют собой рабочую площадку с двигателем (электрическим или внутреннего сгорания), на оси которого установлено несколько элементов с нарушенной балансировкой. При таком способе вращения деталей возникают колебания, которые передаются бетонной смеси и уплотняют ее структуру. К поверхностным типам устройств принадлежат виброрейки, функционирующие по методу обработки невысоких слоев раствора (для полов и перекрытий). Конструктивно они выполнены в виде двух жестко связанных поперечинами металлических профилей, на которых установлен электрический или бензиновый двигатель.

Наружные системы уплотнения

Электромеханический уплотнительНезаменимы в случаях, когда использование глубинных механизмов нецелесообразно или невозможно. При создании неглубоких конструкций они крепятся прямо к опалубке, которая вибрирует вместе с раствором. Кроме того, устройства наружного типа применяются для облегчения процесса выгрузки смеси бетона из объемных емкостей, в которых она замешивалась.

Более популярны электромеханические варианты с круговым и направленным распространением волн, а также с пневматическим приводом. В вибраторах первого типа колебания создаются при вращении специальных дебалансов, находящихся на валу ротора. Перемещая их по оси, можно плавно подбирать нужный крутящий момент. Второй вид уплотнителей представляет собой двигатель, жестким способом связанный с маятниковой подставкой, частота и размах движений которой также регулируется положением дебалансов. Для ограничения предельной амплитуды используются амортизаторы. В пневматических системах источником энергии является сжатый воздух.

Виброплощадки

Представляют собой две рамы, одна из которых (нижняя) прочно закреплена на основании (фундаменте), а вторая — подвижна и покоится на амортизаторах (пружинах, резиновых прокладках или рессорах). Колебания создаются электрическим двигателем, вращающим вал с дебалансами. Крепление верхней части, на которой устанавливается емкость с бетонным раствором, должно быть достаточно жестким, чтобы амплитуда движений была равномерной. В противном случае качество смеси в разных частях емкости будет отличаться.

Виброплощадки для бетонных оснований

Если автоматизированные способы уплотнения и укладки бетонной смеси для железобетонных конструкций невозможны, то применяют ручные (метод штыкования). Они предпочтительны для укрепления пластичных составов. Подходящий по размеру инструмент (тонкая труба, прямая палка или кусок арматуры) поступательными толчками с короткой амплитудой погружается в смесь до самого дна, а затем раскачивается из стороны в сторону. При его извлечении надо совершать движения таким же способом. Чтобы получить качественный бетон, следует аккуратно проштыковать смесь на всю глубину, не допуская пропусков. Для уплотнения жестких растворов используют метод их трамбовки обрезком деревянного бруса или бревна, весом 25–30 кг с оббитым железным листом днищем. Для удобства в верхней части инструмента закрепляют Т-образную ручку.

hardstones.ru

Способы уплотнения бетонной смеси, используемые технические средства

Чтобы конструкция из бетона была прочной и долговечной, применяют различные способы уплотнения смеси во время заливки. Эта процедура позволяет удалить мелкие пузырьки воздуха, полости и излишки влаги. Метод подбирают в соответствии с толщиной заливки, составом раствора, особенностями эксплуатации готовой системы и соразмерно объему смеси. Роль играет и место: на производстве и частной строительной площадке использовать одни и те же инструменты невозможно.

Чем уплотняется бетон

Оглавление:

  1. Для чего уплотняют бетон?
  2. Устройство
  3. Что такое центрифугирование?

Суть и назначение уплотнения

Даже самая высокая марка цемента для приготовления бетона без качественного уплотнения не даст расчетной прочности. Поэтому процессу прессующего воздействия стоит уделить внимание и выбрать подходящий метод.

Во время приготовления раствора в массу попадают многочисленные пузырьки воздуха. А при заливке в армированный каркас возможно образование целых полостей. Это снижает плотность изделия, делает его подверженным повреждениям и растрескиванию. После демонтажа опалубки по краю будут видны пустоты, хаотичные по форме и расположению.

Чтобы улучшить качество конструкций, из них убирают пузырьки, распределяют смесь равномерно до полного заполнения армирующего каркаса и плотного прилегания к опалубке, а также удаляют воду, не связанную с компонентами. Во время уплотнения можно наблюдать, как состав оседает, появляются мелкие пузыри и образуется цементное молоко. Если присутствует крупнофракционный наполнитель, он опускается вниз.

По внешнему виду после уплотнения определяют, достаточно ли было добавлено щебня или гравия. Если сверху образовался слой, по толщине в два раза превышающий фракцию наполнителя, то состав замешан неверно, и часть цемента с песком необходимо снять. На поверхности смеси, приготовленной по всем правилам, должны быть местами видны выступающие на несколько миллиметров края щебня или гравия.

Обзор методов уплотнения

Выбор напрямую зависит от текучести раствора. Этот параметр определяется при помощи специального прибора – конуса Абрамса.

Способы уплотнения:

  • Для жестких смесей применяют энергичное и силовое прессование. Это интенсивная вибрация с пригрузом, прокат, трамбование.
  • Текучие хорошо уплотняются вибратором. Прессование и трамбование к ним неприменимы, так как приводят к разбрызгиванию.
  • Литые растекаются под собственным весом. Для них достаточно кратковременного виброуплотнения.

Устройство бетонного основания

Практикуются и более специфические методы: центрифугирование и вакуумирование. А также ручные, например, штыкование, когда инструменты недоступны или нужно обработать небольшой объем. Способы нередко комбинируют для достижения оптимальных характеристик.

1. Самый простой вариант – штыкование.

Заключается в проталкивании наполнителя сквозь арматурные прутья и высвобождении воздуха при помощи тяжелого металлического штыка с закругленным концом. Стержнем прокалывают бетон и раскачивают из стороны в сторону, затем медленно вынимают. Таким образом нужно обработать каждые 10 см2. Схема движения: от краев к середине. Подходит для жестких и пластичных составов.

2. Трамбование – экономичный и быстрый.

Это поверхностное воздействие на жесткий нетекучий раствор. Его основная задача – уплотнить механически, удалить крупные полости и обеспечить более плотное прилегание к краю опалубки. Выполняется при помощи небольшой металлической площадки на черенке частыми и несильными ударами по всей плоскости. Метод не обеспечивает удаления влаги и мелких пузырьков воздуха. Применим только для заливки систем, не несущих большой нагрузки.

Инструменты для ручной трамбовки

3. Универсальный способ – виброуплотнение.

Вибраторы различной конструкции используются для любых видов. Технология заключается в передаче частицам колебательных движений, в результате которых связь между компонентами ослабевает и состав становится более текучим. Под действием частых толчков частицы занимают компактное положение и уплотняются. Воздух и свободная влага при этом высвобождаются на поверхность.

Для виброуплотнения применяют различные переносные инструменты и стационарные установки:

  • Поверхностные вибраторы – виброрейки, вибробрусы. Для тонких изделий (не более 20 см): плит перекрытий, пола. Виброплощадки (вибростолы) используются на производстве.
  • Глубинные – устройства с вибробулавой или виброштыком. Для уплотнения массивных конструкций путем погружения в раствор.
  • Наружные – приборы, которые крепятся к опалубке снаружи.

Для разного состава по текучести свое время для уплотнения при помощи вибратора, превышать которое не рекомендуется по экономическим соображениям, так как смесь в определенный момент перестает менять свои свойства и дальнейшее воздействие – пустая трата электроэнергии. Длительное вибрирование способно привести к расслаиванию, более тяжелые и крупные частицы группируются на дне, и это сказывается на прочности готового изделия.

Схема вибратора для раствора

Определить, что воздействие достаточное, можно по признакам:

  • смесь прекратила оседать;
  • не появляются пузырьки воздуха;
  • отделилось цементное молоко.

Вибраторы различаются по частоте колебаний и амплитуде. По виду энергии оборудование бывает пневматическим и электромеханическим.

4. Прессование – дорогая, но эффективная технология.

Позволяет сократить расход цемента. Технология применяется редко из-за высокой стоимости. Наибольшее распространение получила в судостроении. Способ заключается в давлении на раствор силой свыше 10 Мпа. Он позволяет вытеснить воздух и влагу. Одна из разновидностей – прокат катком, он более выгоден экономически, но сфера использования ограничена из-за высокой вероятности разрыва или смещения поверхности.

Вибрирующие системы для бетона

5. Вакуумирование.

Заключается в извлечении излишней влаги. Для этого метода применяют специальные установки – вакуум-щиты с насосами. Их располагают поверх смеси, покрытой фильтрующей тканью. Устройство забирает влагу, при этом частицы занимают более плотное положение путем заполнения образовавшихся пустот, в которых ранее была вода.

Этот способ позволяет уплотнить бетон толщиной до 30 см. Сразу после обработки допустимо снять опалубку. Конструкции быстрее набирают прочность, более устойчивы к низким температурам и меньше подвержены усадочной деформации, чем при использовании вибраторов.

Центрифугирование

Идеально подходит для изготовления столбов, труб, опор линий электропередач. За счет центробежной силы частицы равномерно распределяются у стенок формы и плотно соединяются друг с другом. Из раствора сразу удаляется до 30 % влаги. В результате получаются очень прочные и долговечные изделия. Для производства этим методом необходим особый состав. В нем должно быть увеличенное содержание цемента, иначе велик риск расслоения.

Бетонные работы, выполненные с уплотнением, всегда будут более качественными, чем без. Благодаря этому методу воздействия, смеси для различных конструкций приобретают улучшенные эксплуатационные свойства: высокую плотность, низкую подверженность растрескиванию и отличную стойкость к перепадам температуры.

 

cemgid.ru

Способы уплотнения, консистенция бетонной смеси

На рисунке показаны различные способы уплотнения бетонной смеси, применяемые в зависимости от конститенции смеси. Если консистенция отклоняется от предусмотренной в сторону повышения жесткости (в направлении V1), то требуемая степень уплотнения не достигается. В бетоне остается слишком много раковин, отрицательно влияющих на его качество. При отклонении в сторону повышения пластичности (в направлении V5) происходит расслаивание смеси. Некоторые способы уплотнения допускают различные диапазоны консистенции. Так, внутренние вибраторы и вибростолы можно применять при сравнительно широком диапазоне пластичности, в то время как торкретирование, центрифугирование и вакуумирование можно производить только в сравнительно узком интервале консистенции. Расчет количества переработанной бетонной смеси показывает, что преимущество отдается виброуплотнению (80%) При изготовлении сборного бетона применяют прессование и прокат в сочетании с виброуплотнением. Литой и вакуумированный бетоны находятся еще в стадии развития, а центрифугированный бетон несколько отошел на задний план. Поэтому здесь будет рассмотрено только виброуплотнение.

Виброуплотнение бетонной смеси

Ранее было кратко описано развитие технологии уплотнения бетонной смеси от трамбования и литья до виброуплотнения. Последний способ применялся в отдельных случаях уже с 1911 г при строительстве бетонных дорожных покрытий, однако решающий толчок был получен с 1926 г после того, как его применим в строительстве из железобетона Основанием послужили выводы Деньо о том, что подвижность бетонной смеси можно улучшить путем погружения в нее возбудителя колебаний. Этот способ позволяет перерабатывать жесткие и крупнозернистые смеси и обеспечивает высокую прочность бетона. На основании многочисленных исследований были разработаны вибраторы и методы виброуплотнения, хотя теоретические аспекты состояния свежеуложенной бетонной смеси и виброуплотнения до сих пор недостаточно ясны. В последнее время все чаще вместо термина «вибрационное уплотнение» применяют термин «виброуплотнение». Общие основы процесса вибрирования Прежде всего возникает вопрос, что происходит со смесью при вибрировании.

Рис. Способы уплотнения бетонных-смесей

При включении вибратора и возбуждении колебаний смесь приходит в движение Трение и сцепление между покрытыми цементным тестом частицами заполнителя уменьшаются, и ощутимо снижается вязкость цементного вяжущего. Смесь сначала быстро оседает, в связи с уплотнением рыхлоуложенного материала и вытеснением воздуха. В конце первой фазы бетонная смесь ведет себя как вязкая жидкость, устанавливается определенный уровень ее поверхности, достигается значительная степень уплотнения. При дальнейшем вибрировании частицы заполнителя располагаются еще плотнее и продолжают вытесняться небольшие пузырьки воздуха. При выключении вибратора (продолжительность вибрирования, как правило, составляет 20—180 с) эта дополнительная подвижность теряется. В экстремальных случаях, при очень жестких смесях и специально подобранном составе свежеприготовленный бетон может быть настолько устойчив, что допускает распалубку без значительной деформации. С другой стороны, бесполезное длительное вибрирование пластичных смесей приводит к расслоению смеси из за всплывания более легкого цементного раствора и оседания крупного заполнителя (см 3 1) Опытный рабочий судит о достаточном уплотнении по постепенному обогащению поверхности цементным тестом и уменьшению выделения воздушных пузырьков. Требуемые для вибрирования механические колебания возбуждаются большей частью вращающимся дебалансом. Реже применяются электромагнитные или пневматические возбудители. Принцип действия вращающегося дебаланса. Возникающая при его вращении центробежная сила Р0, называемая также возмущающей силой вибратора, тем выше, чем больше масса дебаланса m0 или ее расстояние г0 от точки вращения (радиус вращения) и чем выше число оборотов. Отсюда следует, что при небольшом диаметре булавы (например, 38 мм) достигаются незначительные силы возбуждения, так как в них можно поместить лишь небольшие дебалансы с незначительными радиусами вращения. Для оценки процесса вибрирования необходимо знать величину амплитуды колебания у и частоты колебания. Последняя, как правило, соответствует числу оборотов вибратора. Эти характеристики поразному влияют на эффективность виброколебаний, т. е. на интенсивность вибрирования.

Частота колебаний влияет на смесь гораздо сильнее, чем амплитуда. Отсюда следует, что производительность вибратора необходимо в основном повышать за счет увеличения частоты, тем более что слишком высокая амплитуда вызывает повреждение форм и расслоение смеси. Что касается собственной частоты колебаний зерен, то теоретические исследования показали, что крупные частицы входят в резонанс при низкой частоте колебаний, а мелкие — при высокой. Поэтому с точки зрения техники уплотнения было бы целесообразно применять поличастотные вибраторы, однако на практике используют вибраторы высокой частот В результате многочисленных попыток свести обе характеристики колебаний к единому параметру интенсивности вибрирования были выведены равнозначные величины — «относительное ускорение» и «интенсивность»

При вибрации колебания затухают как при передаче через опалубку и части формы, так и в самой смеси, и тем сильнее, чем мягче материал опалубки и формы и чем больше рыхлость и пористость смеси. По окончании уплотнения можно оценить влияние затухания и тем самым радиус действия вибратора исходя из величины осадки поверхности. Если интенсивность вибрирования (при постоянной частоте и амплитуде) ниже требуемой для уплотнения, то смесь будет недостаточно уплотняться. Эта минимальная величина интенсивности зависит от состава и консистенции смеси. Для пластичных и хорошо уплотняемых смесей она меньше, чем для жестких. Равномерного уплотнения бетонной смеси целесообразнее всего добиваться путем равномерного распределения интенсивности вибрации, даже если при этом не полностью используется радиус действия вибратора. Чрезмерное увеличение продолжительности вибрации опасно, так как при этом происходит расслоение бетона вблизи вибратора и уплотнение в более удаленных местах Достигаемое при этом увеличение радиуса действия незначительно. Так как с помощью измерительной техники очень трудно определять амплитуду колебаний бетонной смеси, то приведенные зависимости и характеристики нашли применение в основном при технологической подготовке производственных линий и в теоретических исследованиях. Для оценки качества уплотнения детали или конструкции инженеру необходимо иметь простые, по возможности визуальные критерии, разработанные отдельно для каждого способа уплотнения.

Из сказанного можно сделать следующие выводы:- при вибрировании воздействии механических колебаний на бетонную смесь значительно улучшается ее подвижность, что дает возможность уплотнять также жесткие бетонные смеси; - производительность вибратора. Оценивается по энергии возбуждения колебаний. Амплитуда и частота воздействующих на бетон колебаний определяют интенсивность вибрирования; - предельный радиус действия вибратора достигается тогда, когда вследствие затухания интенсивность вибрации становится минимальной, требуемой для уплотнения данной бетонной смеси; - для равномерного уплотнения бетонной смеси необходима равномерная интенсивность вибрации. Это достигается при оптимальных продолжительности вибрации и расположении вибратора.

Требования к материалам. Было бы ошибочным считать, что смесь может быть достаточно уплотнена независимо от ее состава. Эффективность виброуплотнения (например, радиус действия и производительность, затухание, расслоение) в большой степени зависит от состава и консистенции смеси. Поэтому виброуплотнение предъявляет к уплотняемости смеси дополнительные требования. Пределы консистенции зависят от энергии возбуждения вибратора — между V1 (очень высокая энергия возбуждения) и V3 (низкая энергия возбуждения). Крайне важно оптимально согласовывать мощность вибратора и консистенцию смеси, так как даже очень мощный вибратор может эффективно уплотнять только смеси с показателями пластичности V= до 1,15. При еще более жестких смесях необходим дополнительный пригруз. С другой стороны, в связи с возрастающей опасностью расслаивания уплотняемая вибраторами смесь должна иметь показатель пластичности не ниже 1,18 (консистенция V3). Оптимальные значения V находятся в пределах 1,25—1,35.

Содержание цемента и воды в смеси должно быть таким, чтобы образовывался минеральный клей, хорошо обволакивающий крупные зерна и прилипающий к ним. Клейкость помогает передаче колебаний, а обволакивающая способность необходима для разжижения смеси при вибрировании. Если цементное тесто слишком сухое (В/Ц<0,23), то смесь несвязная, рыхлая и плохо уплотняется даже при максимальной энергии вибрации или дополнительном пригрузе. Если гранулометрический состав заполнителя находится между предельными кривыми Л и С, то это создает благоприятные условия для вибрирования. Отклонения в пределах крупной фракции (с 8 мм) при соблюдении максимальной крупности не имеют значения. Если гранулометрический состав находится у нижнего предела, то смеси с низким содержанием цемента становятся малопластичными и склонны к расслаиванию. Такая же опасность возникает в случае прерывистого гранулометрического состава. Заполнитель с высоким содержанием мелкого песка и щебеночный заполнитель требуют при прочих равных условиях большей продолжительности вибрации. Смесь с очень высоким содержанием мелкого песка и каменной муки обладает упругими свойствами и, будучи резиноподобной, плохо проводит колебания, в то время как при достаточном содержании крупных частиц в результате тесного контакта между ними обеспечивается хорошая передача колебаний. Необходимые для эффективного виброуплотнения смеси клейкость, влажность и обволакивающая способность раствора обусловливаются оптимальным содержанием каменной муки и мелкого заполнителя. Часть каменной муки или мелкого заполнителя можно заменить искусственными воздушными пирами без изменения уплотняемости. Повышающие морозостойкость воздушные поры диаметром менее 0,3 мм, как правило не ликвидируются при вибрации. Особенно благоприятное действие при виброуплотнении оказывает применение пластифицирующих добавок, заметно снижающих внутреннее трение в смеси. Из сказанного следует:- для виброуплотнения пригодны смеси с консистенцией V1—V3; виброуплотняемость можно улучшить путем оптимизации состава смеси что уменьшает затраты труда по уплотнению; - консистенция, состав смеси и мощность вибратора должны быть согласованы; - при значениях В/Ц<0,23 виброуплотнение невозможно; воздухововлекающие и пластифицирующие добавки улучшают виброуплотняемость.

Наряду с этими общими положениями зависимости между виброуплотняемостыо и составом смеси необходимо иметь в виду, что при некоторых методах виброуплотнения к смеси предъявляются дополнительные требования в зависимости от формы изделия, способа воздействия интенсивности вибрации и способа передачи колебаний. Эти вопросы будут рассмотрены в следующих разделах. Уплотнение внутренними вибраторами. Внутренние вибраторы, как правило, погружают в смесь вручную, в результате непосредственного контакта достигается хорошая передача колебаний. Возможность наблюдения за процессом уплотнения, позволяющая согласовывать количество мест погружения вибратора и расстояние между ними с консистенцией смеси, привела к применению на строительных объектах в основном внутренних вибраторов. Как видно из рис. 47, обычно радиус действия внутреннего вибратора больше зависит от конструкции, чем от продолжительности вибрации. Исходя из этого рекомендуется назначать небольшие расстояния между местами погружения. Связанное с этим уменьшение продолжительности вибрации позволяет избежать расслаивания.

Равномерное уплотнение смеси достигается тогда, когда толщина уплотняемого слоя и расстояние между местами погружения вибратора находятся в пределах. Эти исходные значения распространяются на вибраторы со средней энергией возбуждения. При очень малых диаметрах булав необходимо выбирать меньшие расстояния (например, вибратор IVA 3000 с диаметром булавы 38 мм требует расстояния между местами погружения м). только в исключительных случаях (при неблагоприятной форме или сложной арматуре) допускается некоторое увеличение этих расстоянии, что влечет за собой увеличение продолжительности вибрации. Однако при этом состав смеси должен обеспечивать высокую устойчивость против расслаивания.

Наилучший результат достигается при общей продолжительности вибрации 20-30 с, когда булава вибратора быстро погружается в смесь и после кратковременного действия медленно извлекается. По характеру заплывания отверстия при извлечении булавы можно судить о возможности уплотнения смеси данным вибратором. Не допускается распределение смеси булавой, так как при этом вытекает цементное вяжущее и образуются пустоты. При наклонных изделиях или опалубках необходимо начинать вибрирование с самых глубоких мест, чтобы избежать дополнительной осадки уже уплотненных слоев.

Уплотнение с помощью поверхностного вибратора. При плоских элементах (бетонные покрытия, полы, плиты) не слишком большой толщины применяют поверхностные вибраторы. Для хорошего уплотнения очень важно, чтобы вибробрус прилипал к смеси для их совместного колебания. Сила сцепления увеличивается с увеличением поверхности соприкосновения, частоты колебаний и снижается с уменьшением В/Ц (цементное тесто становится более клейким). Обычно оно эффективно только тогда, когда брус прижимается к поверхности уплотняемого слоя пригрузом от 3000 до 8000 Па. При этом более жесткий бетон требует и более высоких пригрузов. Ширина бруса должна быть в два раза больше толщины слоя смеси, рабочая скорость — 0,5—2 м/мин. Но так как рабочая скорость бетоноукладчиков обычно устанавливается постоянной и поэтому не позволяет реагировать на изменение консистенции, то необходимы предварительные лабораторные исследования по выбору оптимальных консистенций и рабочей скорости.

Как показывает практика, хорошо уплотняются слои толщиной 20 см, при толщине 30 см нижние зоны уплотняются недостаточно. Арматура ухудшает уплотняемость. Конечно, глубину уплотнения можно увеличить путем снижения жесткости смеси и скорости бетоноукладчика, однако при этом возникает опасность обобщения поверхности слоя раствором или цементным тестом. В связи с возможностью расслаивания рекомендуется применение только жестких смесей Содержание растворной части бетонной смеси необходимо ограничить до предела, так как в противном случае будет происходить погружение виброплиты или обогащение раствором поверхности и в результате снизится износо- и морозостойкость. Отсюда следует, что вибробрус можно устанавливать непосредственно на поверхность слоя лишь при жесткой консистенции смеси (V>1,26), а при пластичных смесях он должен перемещаться по рельсам или опалубке Крупнозернистый заполнитель непрерывного состава (кривая гранулометрического состава А) способствует передаче колебаний. Необходимо помнить, что при слишком большом уплотнении часть искусственно введенных в поверхностную зону дорожного покрытия воздушных пор снова удаляется, в результате чего снижается морозостойкость и устойчивость бетона к действию солей.

Уплотнение наружным вибратором. В случае сложных, мелкоразмерных и высоких конструкций, а также при большой плотности арматуры, когда нельзя ввести внутренний вибратор, применяют наружные вибраторы. Поскольку вибратор, форма и бетонная смесь должны колебаться совместно, то необходимы прочные крепления. Для форм и опалубок опасно критическое число оборотов в области резонанса частот при пуске и выключении вибраторов, так как оно может привести к повреждению форм и расслаиванию смеси. Недавно вибраторы были реконструированы таким образом, что вибрация начинается лишь после прекращения критического числа оборотов. Тип вибраторов, их количество и расстояние между ними следует устанавливать (для данного изделия) исходя из радиуса их действия, причем наряду с консистенцией смеси играют роль вид и жесткость опалубки. Как правило, выбранное расстояние соответствует 1,5—2,5 м. Рекомендуемая глубина действия одностороннего вибратора 20—30 см, двухстороннего — 70 см. Так как передаваемая энергия вибрации не очень высока, то в отличие от поверхностных вибраторов здесь рекомендуются бетонные смеси более пластичной консистенции (от V2 до V3). На опалубке должна образовываться смазывающая пленка. Отсюда вытекает необходимость применения смеси с большим содержанием растворной части (как в бетонной смеси, подаваемой насосом) и с не очень крупным заполнителем (кривая В). Так как при использовании наружных вибраторов уплотняющее действие нельзя оценить визуально, то в строительстве часто в качестве дополнительной меры предосторожности используют смесь с пластичностью выше требуемой. В результате увеличивается опасность расслаивания. Необходимость применения смесей пластичной консистенции и с высоким содержанием растворной части при уплотнении наружными вибраторами ведет к повышенному расходу цемента.

brusshatka.ru