Если не вибрировать бетон

Этот способ применяют при формовании плоских изделий в горизонтальном положении — плит перекрытий и покрытий, многопустотных настилов, наружных стеновых панелей и пр. В настоящее время выпускают виброплощадки грузоподъемностью 1,5—24 т. Характерной особенностью конструкций современных виброплощадок является отсутствие верхней рамы (стола). Такие установки состоят из отдельных работающих синхронно виброблоков, соединенных между собой валами. При этом уменьшаются расход металла на их изготовление, затраты электроэнергии на создание колебаний той же интенсивности и увеличивается срок службы. В зависимости от конструктивных решений виброплощадки могут создавать колебания: гармонические круговые, гармонические направленные (вертикально или горизонтально), негармонические — вибрационно- ударные и ударные.

Гармонические круговые колебания применяются довольно редко, так как при воздействии на смесь они вызывают ее одностороннее смещение в форме, не обеспечивают однородности распределения амплитуд колебаний и повышают подсос воздуха. Вертикально- или горизонтально-направленные колебания практически лишены указанных недостатков. Использование вибра- ционно-ударных и ударных колебаний более эффективно по сравнению с гармоническими колебаниями той же интенсивности. Причина этого: переход от простых, синусоидальных, колебаний к более сложным, несинусоидальным, периодическим колебаниям. Несинусоидальные колебания также можно получить применяя двух- и поличастотное вибрирование и используя два или несколько источников колебаний с разными частотами. Однако эти колебания в 1,5—2 раза менее эффективны, чем ударные.

Вибрационно-ударные колебания создают: сочетанием постоянного вибрирования с периодическим интенсивным встряхиванием колеблющейся бетонной массы; заменой эластичных пружин виброплощадки упругими прокладками; подъемом формы с бетоном на некоторую высоту и ее падением на жесткое основание; при уплотнении смеси сверху создают такие колебания, при которых виброплита периодически отрывается от поверхности формуемого изделия и падает, нанося удары по поверхности. Увеличение интенсивности вибрирования при виброударном и ударном уплотнении позволяет уменьшить частоты колебаний до 10—25 Гц.

По принципу действия вибровозбудителей и передачи колебаний бетону виброплощадки подразделяют на несколько типов ( 3.44).

Одновальные виброплощадки с круговыми колебаниями применяются для изготовления изделий шириной до 1,2 м ( 3.44,а). Виброплощадка представляет собой жесткую раму 1, установленную на пружинах 4. Под рамой закреплен вал с дебалансами (неуравновешенными массами), являющийся рабочим органом вибровозбудителя колебаний 3. Вал приводится в движение электродвигателем через телескопическую шарнирную муфту. На раме установлена форма 2. Виброплощадки с вертикально направленными колебаниями с маятниковой подвеской вибраторов используют для уплотнения малогабаритных изделий и контрольных образцов бетона ( 3.44,6). В отличие от предыдущей виброплощадки вибратор 5 подвешен шарнирно, благодаря чему от вибратора к раме передаются только вертикальные колебания. Двухвальная виброплощадка с вертикально направленными колебаниями применяется для формования широкой номенклатуры плоских железобетонных изделий в одиночных и многоместных формах ( 3.44, в). Вертикальные направленные ко

лебания образуются за счет синхронного вращения навстречу друг другу валов 6 с симметрично расположенными дебалансами. Возникающие при работе вибраторов горизонтальные силы взаимно уничтожаются, а вертикальные силы складываются и передаются формуемому изделию. Аналогичная по принципу действия виброплощадка на воздушной подушке ( 3.44, г) имеет резиновый герметизирующий контур 8, в который через штуцер 9 нагнетается воздух. При этом создается такое давление в контуре, чтобы рама поднялась над упорами 7 на несколько миллиметров и в процессе работы не касалась их. Изменяя давление воздуха, можно в определенных пределах менять грузоподъемность виброплощадки. Воздушная подушка позволяет снизить вибрационное воздействие и уровень шума на работающих.

Виброплощадки с ограничителем перемещения виброблока ( 3.44, д) используют для уплотнения смесей повышенной жесткости. Виброблок с вертикально направленными колебаниями 6 подвешен на пружинах 4 к раме 1. Между виброблоками и рамой устанавливают с небольшим зазором (меньшим амплитуды колебаний) упругие резиновые или стальные ограничители 10. При использовании ограничителей наблюдается виброударный режим работы и возбуждаются квазигармонические колебания, что повышает эффективность уплотнения бетона, но уменьшает срок службы виброплощадок.

Виброплощадки с двухвальным виброблоком крутильных колебаний используют для уплотнения смесей в изделиях больших сечений ( 3.44, е). Крутильные колебания образуются в системе путем установки деба- лансов на двух валах со смещением на 180°. Валы вращаются синхронно навстречу друг другу, в результате чего появляется вращательный момент с изменяющимся направлением действия силы.

Виброплощадка, работающая по принципу вибропоршня, предназначается для формования изделий значительной высоты ( 3.44, ж). Уплотнение смеси происходит за счет непосредственной передачи вертикальных колебаний от двухвального виброблока 6 через раму 1 (вибропоршня) бетонной массе 12. Чтобы не происходило утечки цементного теста, между рамой и бортами формы 11 установлена эластичная уплотнительная прокладка 13. При вибропоршневом уплотнении бетона снижаются затраты энергии на уплотнение, так как уменьшается колеблющаяся масса (не колеблется форма) и создаются более благоприятные условия труда.

Виброплощадки с горизонтально-направленными колебаниями применяются при уплотнении бетона в длинномерных изделиях (балках, колоннах и др.) ( 3.44, з). Виброблок горизонтально-направленных колебаний 6 крепится к плоской плите 14, зажатой между пакетом Пружин 15, соединенных специальным замком с торцевой стенкой продольной формы 16. Форма установлена на гибких опорах 17, которые не гасят продольные колебания. Для создания квазигармонических колебаний и повышения эффективности уплотнения в отдельных случаях между плитой и рамой формы ставят нелинейные ограничители колебаний.

С целью интенсификации уплотнения малоподвижных и жестких смесей на виброплощадках используют пригру- зы, создающие давление на поверхность бетона (3— 7) 10_3 МПа. Пригрузы повышают качество уплотнения и примерно вдвое сокращают время виброобработки. Различают инерционные, безынерционные и подрессоренные пригрузы.

Инерционный пригруз представляет собой тяжелую плиту, которая опускается на поверхность формуемого изделия и своей массой создает давление на уплотняемую смесь. Этот вид пригруза элементарно прост по конструкции, но для создания давления в 3-Ю-3 МПа на площади 1 м2 требуется масса 300 кг, а соответственно на 10 м2 — 3 т. Инерционный пригруз своей массой гасит амплитуду колебаний и тем самым снижает интенсивность вибрации. Чтобы уменьшить колеблющуюся массу, применяют безынерционные пневматические и механические рычажные пригрузы.

Уплотнение бетона: методы и оборудование

Безынерционные пригрузы имеют значительно меньшую массу и представляют собой либо ребристую жесткую плиту, соединяемую с поддоном формы пневматическими цилиндрами, либо две жесткие плиты, между которыми располагают воздушную подушку или распорное рычажное устройство. Во втором случае верхняя плита при помощи тяг также соединяется с поддоном формы. Давление на поверхность уплотняемой смеси создается не массой пригруза, а с помощью пневматических цилиндров, воздушных подушек или рычажных устройств ( 3.45).

Безынерционный пригруз опускают на поверхность бе- тома, верхнюю плиту соединяют тягами с поддоном и подают в резиновые подушки сжатый воздух. Увеличивающиеся в объеме подушки стремятся раздвинуть нижнюю и верхнюю плиты пригруза, но так как верхняя плита удерживается тягами, то нижняя плита перемещается и давит на бетон. Тот же принцип передачи давления применяется при использовании рычажного механизма, расположенного между двумя плитами. Подрессоренный пригруз работает по двухмассной колебательной схеме. Он состоит из верхней тяжелой плиты и нижней относительно легкой. Между этими плитами расположены эластичные рессоры, соединяющие их в одно целое. Хотя этот пригруз, как и инерционный, имеет большую массу, при уплотнении смеси не происходит значительного уменьшения амплитуды колебаний и интенсивности вибрации, так как рессоры дают возможность легкой нижней плите перемещаться и не гасить колебания.

Вибрирование бетона

Укладка бетона должна проводиться в соответствии с многочисленными правилами и рекомендациями. Только в таком случае можно будет добиться высокого качества результата, а также его долговечности. Вибрирование бетона является одной из составляющих данного процесса, но оно применимо только к определённым категориям составом. Не допускается проводить подобное мероприятие при укладке лёгких пористых смесей. Вибрирование бетона имеет основной целью именно устранение пузырьков газа из состава, что увеличивает плотность и однородность. Они появляются в результате неправильной укладки или воздействия целого ряда других факторов.

Вибрирование бетона нельзя проводить в некоторых случаях. Например, когда присутствует задача получения облечённого состава, в него вводятся специальные пенообразователи или некоторые другие химические добавки. Именно они способствуют началу активного газообразования. Вибрирование бетона, в таком случае, приведёт только к тому, что будет устранено наличие искусственно созданных полостей. Дополнительно, не следует производить обработку со слишком подвижной смесью. Подобное воздействие приведёт не к уплотнению, а расслоению.

В результате проведения утрамбовывания данным методом, состав после своего застывания получает ряд важных свойств. Прежде всего, это увеличение прочности на сжатие, поскольку все неоднородности и расслоения исключаются. Другим преимуществом считается повышение уровня влагостойкости.

Виброплощадка для ЖБИ форм

Поскольку пор становится меньше, то жидкости некуда впитываться и она не может проникнуть в структуру. К недостаткам относится увеличение теплопроводности, поскольку монолитная масса обеспечивает ухудшенную теплоизоляцию. Это решается созданием утепляющего слоя. Таким образом, вибрирование бетона рекомендуется в случае строительства с использованием обычных смесей. Как показывает строительная практика, данный тип мероприятий считается одним из наиболее популярных для обеспечения строительства долговечной конструкции.

Вибрирование бетона позволяет добиться монолитности и устранения слоёв в конструкции. Наличие нескольких пластов подразумевает, что при изменении температуры. Может произойти растрескивание из-за неравномерного увеличения или уменьшения размеров. В свою очередь, подобная проблема откроет путь для влаги, легко просачивающейся в любые отверстия, а также поры.

Сам процесс вибрирования довольно прост и обладает невысокой стоимостью своего выполнения. Оборудование достаточно доступно и представляет собой несколько стержней, вводимых в состав после его укладки. Они осуществляют колебания на заданной частоте, что приводит к уплотнению смеси. Вибрирование бетона проводится в течение строго определённого времени. Оно индивидуально для каждого типа состава и на данный период оказывает существенное влияние подвижность, частота колебаний, марка бетона и другие параметры. Если держать стержни в составе слишком долго, начнутся негативные процессы, которые нанесут значительный вред, выражающийся в виде снижения характеристик после затвердевания.

Вибрирование бетона выполняется в соответствии с несколькими важными правилами:

  1. Стержни вводятся в состав на строго определённую глубину. Поскольку укладка объектов, подлежащих вибрировании, выполняется слоями, то их толщина играет решающую роль. Стержень должен пройти через верхний пласт и углубиться в тот, что под ним. Это позволит устранить границу между ними, сделав массу однородной.

  2. Вибрирование бетона подразумевает, что каждый стержень имеет свой радиус действия. Не должно быть мест, куда колебания не могут достигнуть. При этом, чрезмерное пересечение областей не рекомендуется. Следует сверяться с нормативами, которые можно найти в специализированной литературе. 

  3. Вибрирование бетона происходит максимально эффективно, если стержни воздействуют на состав с различной частотой. Она не должна сильно отличаться от соседних элементов. Это обеспечит удобство выполнения мероприятий и несколько улучшит результат, что немаловажно. Вибрирование бетона на разных частотах является принятой и широко распространённой практикой. 

  4. Следует обратить особое внимание на углы. До них часто не достаёт зона воздействия стержня. При этом, вибрирование бетона подразумевает воздействие на весь объём. Именно в угловых частях, чаще всего, происходит наименьшее уплотнение смеси. Следует сказать, что не допускается выполнять установку элемента слишком близко к краю, поскольку это может иметь негативные последствия.

В целом, данная процедура весьма часто используется при строительстве объектов любого типа. Современное оборудование позволяет затрачивать минимальное время при максимальном эффекте.

Вибрирование бетона может быть использовано для чрезвычайно сухих типов смесей, а также составов, относящихся к жёсткому типу. Таким образом, достигается важное преимущество, касающееся не только увеличения плотности и некоторых других, связанных с этим параметром, показателей. Вибрирование бетона способствует снижению объёма цементного вяжущего, используемого в процессе приготовления. Следует сказать, что экономия данного материала относительно невелика и легко может быть сведена к минимуму за счёт цены оборудования, а также необходимости создания надёжной опалубки. Вибрирование бетона даёт хороший результат только при наличии специалиста, выполняющего подобную работу. Как уже говорилось, выдерживать элементы в смеси необходимо в течение строго заданного временного интервала. Если его не соблюдать, то высока вероятность того, что произойдёт негативные эффекты.

Вибрирование бетона измеряется с использованием специального параметра, получившего название коэффициент уплотнения.

Уплотнение бетонной смеси при формовании изделий

Процесс укладки бетонной смеси включает следующие операции: подготовку основания, подачу бетонной смеси в бетонируемую конструкцию, разравнивание ее и уплотнение.

Перед укладкой смеси опалубку следует очистить от мусора и грязи, а имеющиеся щели заделать. Поверхности опалубки, прилегающие к бетону, надо покрыть смазкой.

Бетонную смесь укладывают на предварительно подготовленное основание:
с грунтового основания удаляют слои илистого, растительного, торфяного и другого грунта органического происхождения и заменяют их песком; естественное или искусственное грунтовое основание должно сохранять физико-механические свойства, предусмотренные проектом; основание, подвергающееся затоплению грунтовыми или поверхностными водами, должно быть обеспечено водопонижающими устройствами;
со скального основания удаляют все продукты разрушения, трещины заделывают раствором или бетоном; при бетонных основаниях и рабочих швах горизонтальные и наклонные поверхности очищают от цементной пленки; во избежание повреждения поверхности бетона очистку рекомендуется производить щетками сразу после окончания схватывания цемента, водяной или воздушными струями при прочности бетона 0,2…0,3 МПа, механической металлической щеткой — при 1,5…2,5 МПа и гидропескоструйной установкой или механической шарошкой — при 5… 10 МПа и выше.

Во всех случаях основание должно быть очищено от мусора, грязи, битума, масел, а бетонное — промыто, оставшуюся на его поверхности воду следует удалить.

До начала укладки бетонной смеси особенно тщательно проверяют правильность установки арматуры, наличие бетонных прокладок и других фиксаторов, обеспечивающих заданную толщину защитного слоя бетона. Для прохода рабочих по опалубке укладывают узкие дощатые щиты на подставках.

По мере подачи в опалубку бетонную смесь распределяют, как правило, горизонтальными слоями одинаковой толщины, укладываемыми в одном направлении. Толщина горизонтальных слоев в основном определяется в зависимости от средств уплотнения. Наиболее универсальным и эффективным способом уплотнения смеси, повышения однородности бетона в конструкциях является вибрирование.


Рис. 6.17. Механизм для виброуплотнения бетонной смеси: а — внутренний (глубинный); б — наружный; в — поверхностный; 1 — опалубка; 2 — дебаланс; 3 — рабочая площадка вибратора; 4 — гибкая тяга для перестановки поверхностного вибратора; г — пакет вибраторов на малогабаритном электротракторе; 5 — резиновый амортизатор; 6 — лопасти; д — плоскостной виброуплотнитель: 7 — коленчатый вал; 8 — виброплита; 9 — электродвигатель

По способу воздействия на бетонную смесь вибраторы подразделяются на три типа:
внутренние (глубинные) — с погружением в смесь передающего   ей колебания вибронаконечника или корпуса (рис. 6.17, а); наружные — прикрепляемые к опалубке болтами или иными захватными устройствами и передающие смеси колебания через опалубку (рис. 6.17, б); поверхностные — устанавливаемые на уложенную смесь и передающие ей колебания через рабочую площадку (рис. 6.17, в). При применении тяжелых подвесных вертикально расположенных вибраторов толщина слоя должна быть на 5… 10 см меньше длины рабочей части вибратора. При вибраторах, расположенных наклонно (до 35° к вертикали), толщина слоя равняется вертикальной проекции их рабочей части. Наибольшая толщина слоя (при использовании ручных глубинных вибраторов) не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибраторов.

В случае уплотнения бетонной смеси поверхностными вибраторами толщина слоя не должна превышать в конструкциях неармированных и с одиночной арматурой 250 мм, а в конструкциях с двойной арматурой — 120 мм. При уплотнении наружными вибраторами толщина слоя бетонной смеси определяется опытным путем в зависимости от конкретных условий.

Внутреннее вибрирование энергетически наиболее выгодно, так как возбудитель колебаний передает всю энергию непосредственно уплотняемой смеси с минимальными потерями.

Наружные (прикрепленные) вибраторы используют в строительстве редко. Они удобны, например, при омоноличивании стыков сборных железобетонных конструкций и бетонировании тонкостенных конструкций в блок-формах.

Поверхностное вибрирование применяют для послойного уплотнения плоских монолитных конструкций (плит, днищ, полов и т. п.).

Для уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармированных конструкциях широко применяются так называемые планетарные вибраторы, в которых вибрации создаются планомерно обкатывающим поверхность бегунком. Такие вибраторы могут создавать высокочастотные и двухчастотные колебания.

Вибраторы, чаще в виде пакетов, подвешивают на кране или малогабаритном тракторе при помощи подвесок (рис. 6.17, г); это позволяет намного ускорить и комплексно механизировать укладку и уплотнение бетонных смесей.

Плоскостной глубинный уплотнитель (рис. 6.17, д) представляет собой вертикальную плоскую плиту, жестко связанную с двумя вибровозбудителями, вращающимися в противоположные стороны. Они самосинхронизируются, возбуждая направленные колебания перпендикулярно плоскости плиты, при этом активная зона действия вибратора возрастает в 3…4 раза, а интенсивность бетонирования массивных конструкций увеличивается на 30…35%.

Необходимость следить за тем, чтобы мотор вибратора не перегревался. Во избежание перегрева устанавливают повторно-сменный режим работы вибратора, когда примерно 70% времени тратится на работу и 30% — на отдых. На время отдыха включают сменный вибратор, который следует иметь в запасе.

В процессе бетонирования конструкций по разным причинам могут иметь место перерывы в работе, вследствие чего образуютсярабочие швы. На рис. 6.18 показаны места и зоны расположения рабочих швов — стыков бетона, которые не будут отрицательно влиять на прочность конструкций. Место стыка старого бетона с новым готовят, как было указано выше.

виброплощадка для уплотнения бетонных смесей в форме

Очищенную поверхность стыка перед началом бетонирования покрывают цементным раствором такого же состава, что и в укладываемой бетонной смеси. Способы и порядок укладки бетонной смеси зависят от вида конструкции, ее размеров, места положения и средств механизации, используемых для ее подачи и распределения.


Рис. 6.18. Расположение рабочих швов при бетонировании конструкций
а — колонна, поддерживающая ребристое перекрытие; б — колонна, поддерживающая подкрановые балки: 1 — консоль; 2 — ферма; 3 — подкрановая балка; в — колонна; поддерживающая безбалочное перекрытие; г — нога и ригель рамы: I—I, II—II, III—III — положения рабочих швов; д — ребристое перекрытие при бетонировании в направлении второстепенных балок; е — то же, главных балок

Уплотнение бетона вибрированием

После заливки железобетонных конструкций, таких как фундамент, бетонную смесь нужно уплотнять, потому что её частицы располагаются не самым оптимальным образом и между ними есть пузырьки воздуха. Пустоты в толще бетона не делают его прочнее, и сама структура не уплотнённого бетона более пористая и "рыхлая", а потом больше подвержена влиянию влаги и более хрупкая. Чтобы повысить прочность бетона, все воздушные пузырьки из него нужно удалить, и максимально уплотнить бетонную смесь. Для этого используют вибрирование.

Если в обычную трёхлитровую банку насыпать сахар, так чтобы он занял весь объём, а потом потрясти её (то есть создать вибрирование), то сахар займёт немного меньший объём чем раньше — уплотнится. Отдельные песчинки сахара под действием вибрации приходят в движение то тех пор, пока не занимают все возможные пустоты. Точно такой же процесс происходит и в бетоне при вибрировании.

Способы вибрирования бетона

Для уплотнения бетона с помощью вибрирования используются специальные строительные вибраторы, которые различаются по устройству и способу работы. Есть три способа передать вибрацию бетону:

  1. поверхностное вибрирование, когда вибратор действует на верхнюю поверхность бетона и распространяет вибрации вглубь; такой способ целесообразен при заливке бетона слоями не больше 20-30 см (например, при заливе монолитных плит), так как глубже вибрация не проникнет

    Уплотнение бетона поверхностным вибрированием.
  2. наружное вибрирование, когда вибратор воздействует на опалубку и уплотнение бетона происходит под действием вибрации опалубки равномерно по всему объёму; такой способ предъявляет особо высокие требования к опалубке, так как вибрация может ее разрушить

    Уплотнение бетона наружным вибрированием.
  3. глубинное вибрирование, когда вибратор опускают вглубь бетона и там наконечник вибратора создаёт вибрацию; такой способ можно применять для самых разных конструкций и разного объёма бетона в зависимости от размеров и мощности вибратора.

    Уплотнение бетона глубинным вибрированием.

Технология уплотнения бетона вибрированием

Вне зависимости от способа создания вибрации порядок работ по уплотнению бетона одинаковый. Уплотнением бетона занимаются только после его полной заливки, нельзя использовать вибраторы для укладки бетона в опалубку, его распределения.

Уплотнение бетона. Механический и ручной способы

Вибратор не должен касаться арматурного каркаса фундамента: вибрация нарушит контакт арматуры с бетоном, в итоге арматура будет работать плохо.

Время вибрирования бетона зависит от консистенции бетонной смеси: чем более вязкая, тем дольше её нужно вибрировать для полного уплотнения. На уплотнение одного участка (одного объёма бетона в радиусе действия вибратора) требуется 20-50 секунд. Признаки, по которым можно определить, что вибрирование пора заканчивать:

  • бетон перестал усаживаться;
  • на его поверхности перестали выделяться пузырьки воздуха;
  • на поверхности начинает выступать цементное молочко.

При недостаточном уплотнении в бетоне останутся пузырьки воздуха, что снизит прочность; но при излишне долгом вибрировании происходит расслоение бетонной смеси: тяжёлые частицы оседают внизу, а сверху оказывается всё цементное молочко. Так что переборщить с вибрированием ещё хуже.

Радиус действия вибратора зависит от его мощности, и его можно отследить во время вибрирования: там где действует вибратор будет происходить выделение пузырьков воздуха. Уплотнение бетона происходит последовательно от одного участка к другому, так чтобы они перекрывались на 10-15 см.

К этой статье есть подборка видео (количество видеороликов: 2)

    Читайте так же:

  • Уплотнение бетонной смеси глубинным вибратором

    При заливке монолитный бетонных изделий для достижения лучшей прочности необходимо уплотнять бетонную смесь. Наиболее доступным и распространённым способом уплотнения является вибрирование с поморью глубинного вибратора.

  • Ручной глубинный вибратор для бетона

    Для повышения прочности бетона необходимо уплотнение бетонной смеси после заливки. Самый простой и распространённый способ — это вибрирование с помощью ручного глубинного вибратора.

Дата публикации: 05.01.2015 19:01:01

Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей (варианты)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *