Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Физико-механические основы уплотнения бетонных смесей

Методы уплотнения бетонной смеси

Уплотнение бетонной смеси при бетонировании монолитных конструкций может производиться глубинными, поверхностными или навешиваемыми на опалубку наружными вибраторами. Выбор предпочтительного способа виброуплотнения производят в зависимости от характера конструкции (массивная, плоская тонкостенная горизонтальная, вертикальная тонкостенная и т. п.), степени ее армирования, условий укладки и консистенции бетонной смеси.

Внутреннее вибрирование наиболее широко применяют при бетонировании монолитных конструкций. Эффективность уплотнения бетонной смеси при внутреннем вибрировании определяется радиусом действия глубинного вибратора в бетонной смеси, параметрами вибрирования (частотой, амплитудой) и конструктивными параметрами глубинного вибратора (диаметром вибронаконечника, минимальной массой, простотой и надежностью в эксплуатации, износостойкостью).

Диаметр рабочего наконечника глубинного вибратора выбирают в зависимости от степени армирования и размеров бетонируемой конструкции по открытой поверхности.

Уплотняя бетонную смесь, бетонщик погружает вибратор в уплотняемый слой вертикально или с наклоном к вертикали под углом не более 35°. При этом конец вибронаконечника погружают в ранее уложенный слой (если он еще не схватился) на глубину 5—10 см. При длительных перерывах в бетонировании для предотвращения разрушения ранее уложенного слоя бетона последующий слой укладывают тогда, когда прочность бетона в ранее уложенном слое достигла 1,5 МПа.

Вибратор необходимо быстро опускать в уплотняемый слой бетонной смеси, оставлять неподвижным в течение 20. 40 с, а затем медленно вытаскивать его для обеспеченная заполнения бетонной смесью пространства, освобождаемого вибратором.

Толщина слоя, укладываемого ручным глубинным вибратором, не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора, а при погружении вибратора под углом к вертикали — вертикальной проекции длины рабочей части вибратора.

Шаг перестановки ручного глубинного вибратора не должен превышать полуторного радиуса его действия (рис. 66).

Для обеспечения хорошего качества уплотнения бетонной смеси при уплотнении больших массивов следует соблюдать определенную расстановку бетонщиков. Перемещение их в процессе виброуплотнения бетонной смеси должно происходить упорядоченно, на определенном расстоянии друг от друга.

Радиус действия, а следовательно, и шаг перестановки глубинных вибраторов зависят от характеристики вибратора (параметров вибрирования, величины активной поверхности корпуса, массы вибратора и т. д.) (табл. 41).

Уплотнение бетонной смеси можно считать хорошим, если оседание бетонной смеси закончено, крупный заполнитель покрылся раствором, а в местах примыкания бетона к опалубке появилось цементное молоко, прекратилось выделение больших пузырьков воздуха на поверхности.

Опытные бетонщики судят об окончании уплотнения бетонной смеси по высоте звука вибратора. При погружении вибратора в бетонную смесь понижается частота колебаний вибратора, затем частота восстанавливается и высота звука становится постоянной при полном выделении воздуха из бетонной смеси.

Перед виброуплотнением бетонную смесь следует распределить ровным слоем, чтобы не произошло перемещения смеси вибратором в горизонтальном направлении, так как это может вызвать ее расслоение.

При использовании вибропакетов, составленных из глубинных вибраторов, подвешенных на кране, расстояние между вибраторами не должно превышать 1,5 радиуса их действия (рис. 67). Применение вибропакетов целесообразно при бетонировании больших неармированных или малоармированных массивов при темпах бетонирования не менее 15 м 3 /ч.

Повышение эффективности и производительности глубинных вибраторов, особенно при применении вибропакетов, может быть достигнуто оребрением корпуса вибронаконечника. При этом радиус действия увеличивается в 1,3. 1,5 раза.

Эксплуатационная часовая производительность глубинных вибраторов может быть ориентировочно определена по формулам:

Пневматические вибраторы следует применять во взрывоопасных условиях (в шахтах, туннелях и т. п.) при положительных температурах окружающей среды.

Общим недостатком глубинных вибраторов являются сравнительно небольшой радиус их действия и, следовательно, небольшая производительность. В процессе работы около цилиндрического корпуса глубинного вибратора интенсивно выделяется жидкая фаза — вязкий слой раствора, способствующий интенсивному затуханию цилиндрических волн, возникающих при работе этих вибраторов.

В последние годы во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева под руководством О. А. Савинова создан принципиально новый тип глубинного вибратора — плоскостной глубинный уплотнитель. Рабочий корпус уплотнителя (рис. 68) представляет собой вертикальную плоскую плиту, жестко соединенную с двумя вибропобудителями, вращающимися в противоположные стороны. Вибропобудители самосинхронизуютси, что позволяет получить направленные колебания уплотнителя перпендикулярно плоскости плиты.

Такие уплотнители оказывают более интенсивное воздействие на бетонную смесь, чем обычные глубинные вибраторы, так как возникающие при их работе плоские волны затухают менее интенсивно, чем цилиндрические.

Плоскостной глубинный виброуплотнитель передает бетонной смеси большую мощность, чем глубинный вибратор с цилиндрическим корпусом, так как здесь нет непроизводительных затрат энергии на обтекание вибрирующего рабочего органа.

Плоскостные глубинные виброуплотнители применяются как навесные на кран или другой грузоподъемный механизм. Исследования и производственная практика их эксплуатации при бетонировании больших массивов гидроэлектростанций показали их высокую технологическую эффективность при виброуплотнении малоподвижных бетонных смесей с осадкой конуса 1. 5 см. Радиус действия плоскостных виброуплотнителей в бетонной смеси составляет 1. 2 м, что в 2. 5 раз больше, чем обычных глубинных вибраторов. Соответственно выше и производительность этих виброуплотнителей.

Обычно виброуплотнители изготовляют на базе серийных вибраторов ИВ-59 или ИВ-60 с жесткой плитой высотой 400—600 мм и шириной 1—1,2 м, с расстоянием между осями (вибраторов 500—600 мм. В ближайшие годы такие виброуплотнители должны найти широкое применение и в других областях строительства, например в промышленном и транспортном, при уплотнении бетонной смеси в больших неармированных и малоармированных массивах и фундаментах, а также в армированных монолитных конструкциях, где возможно (по согласованию с проектантом) устройство технологических гнезд для введения плоскостного глубинного уплотнителя.

Применение плоскостных глубинных уплотнителей позволяет индустриализовать процесс вироуплотнения бетонной смеси при возведении монолитных конструкций.

Поверхностное вибрирование применяется при уплотнении бетонной смеси, укладываемой в плоские или лоткового очертания горизонтальные тонкостенные неарми-рованные или малоармированные конструкции (подготовки под полы, плиты перекрытий, дорожные покрытия, лотки и т. п.), толщина которых не превышает в неармированных конструкциях и конструкциях с одиночной арматурой 250 мм, а в конструкциях с двойной арматурой — 120 мм.

При высоте плоских конструкций, более указанной, уплотнение бетонной смеси выполняв глубинными вибраторами с последующей обработкой поверхностными вибраторами для уплотнения верхнего слоя, выравнивания и заглаживания поверхности.

Поверхностное вибрирование производится с помощью виброреек и поверхностных площадочных вибраторов (табл. 42).

Скорость перемещения поверхностного вибратора при уплотнении бетонной смеси должна быть в пределах 0,5. 1 м/мин.

При толщине бетонируемой полосы более 5 см виброуплотнение поверхностным вибратором следует вести в два-три прохода. За первый проход производится основное уплотнение бетонной смеси, за последующие — окончательное уплотнение и заглаживание поверхности бетона.

Рекомендуемая частота колебаний поверхностного вибрирования 3000. 6000 мин —1 . Амплитуда колебаний при частоте 3000 мин —1 составляет 0,5. 0,8 мм, а при частоте 6000 мин —1 — 0,2. 0,25 мм.

Давление от поверхностного вибратора на бетонную смесь должно быть 6. 8 кПа для вибраторов, подвешенных на самоходных порталах. Для ручного виброинструмента (виброреек, площадочных вибраторов) величина давления на бетонную смесь должна выбираться с учетом ограничения массы ручного инструмента. Она не должна превышать 1—2 кПа.

У брусьев с плоским основанием передний участок должен иметь угол захода по направлению движения 3—5°. Заходную часть бруса можно выполнить в виде цилиндрической поверхности с радиусом не менее 50 мм.

Машиностроительная промышленность выпускает только один тип поверхностного вибратора ИВ-91. Виброрейки изготовляются силами строительных организаций, при! этом в качестве вибропобудителей используются электромеханические вибраторы, а сами брусья изготовляются из стального проката — швеллеров, тавров, уголков, труб.

В настоящее время наиболее распространенной у нас и за рубежом конструкцией виброрейки ямяется двухбалочная виброрейка (рис. 69). Такие виброрейки разработаны ЭПКБ Главсевкавстроя Минтяжстроя и ПКБ Главстроймеханизации Минтрансстроя. Передний брус такой виброрейки разравнивает и предварительно уплотняет бетонную смесь, а задний производи# окончательное уплотнение и заглаживает поверхность формуемой полосы.

Брусья и опорная площадка для вибратора жестко связаны между собой струбцинами. В зависимости от ширины уплотняемой полосы можно устанавливать брусья разной длины. Опорная площадка вибратора может находиться под углом 15° к горизонту, что снижает усилие, необходимое для. перемещения виброрейки при использовании вибратора направленного действия.

Учитывая, что виброрейки изготовляют на местах, приводим методику расчета виброрейки.

Расчетная схема виброрейки принимается как балка, опертая на упругое основание. Собственная частота колебаний системы определяется по формуле

Согласно исследованиям, проведенным НИИЖБом,

По формуле (3) вычисляем первую и вторую гармоники ω01 и ω02, беря соответственно K1=4,73/l и К2=7,853/l.

Система вплоть до второй гармоники должна работать в зарезонансном режиме, т. е. ω/ω01>1, но рекомендуемое значение ω/ω01>2 и ω/ω02>1.

Вибратор выбирают, исходя из технологических требований. Например, при частоте колебаний вибратора 3000 мин —1 амплитуда колебаний виброрейки должна быть равна 0,5. 0,8 мм.

Момент дебалансов вибратора K=GA, где G — масса вибпорейки. кг: А — амплитуда колебаний виброрейки.

Тип вибропобудителя вибратора общего назначения выбирают по величине момента дебалансов.

Наружная вибрация передается бетонной смеси от вибрирующей опалубки (формы). Ее можно применять при бетонировании вертикальных монолитных конструкций — колонн, стоек, и т. п.

Наружное вибрирование рекомендуется применять в дополнение к внутреннему в местах, насыщенных арматурой, в угловых элементах опалубки и в тех случаях, когда затруднено применение глубинного вибратора.

Рекомендуемые режимы вибрирования: частота 3000. 6000 мин —1 , амплитуда колебаний при частоте 3000 мин —1 — 0,2. 0,3 мм, при частоте 6000 мин —1 — 0,1. 0,15 мм.

Выбирать режимы вибрирования следует в зависимости от консистенции бетонной смеси и толщины уплотняемой стенки конструкции с учетом степени ее армирования.

Бетонные смеси с осадкой конуса 2. 4 см удовлетворительно уплотняются на толщину до 20 см при частоте колебаний вибратора 3000 мин —1 и амплитуде колебаний опалубки 0,25 мм, для более подвижных смесей, с осадкой конуса до 8 см амплитуда колебаний может быть снижена до 0,15. 0,2 мм. При частоте колебаний 6000 мин —1 толщина прорабатываемого слоя уменьшается до 10 см.

Конструирование и расчет опалубки выполняют в соответствии с действующим «Руководством по применению опалубки для возведения монолитных железобетонных конструкций» с учетом следующих дополнительных требований при установке наружных вибраторов:

— элементы опалубки (формы) должны равномерно передавать колебания по всей, площади ее прилегания к уплотняемому бетону; допустимые отклонения по площади от величины технологически необходимой амплитуды ±20%;

— кронштейны крепления вибраторов Должны быть жестко связаны с каркасом опалубки, а вибраторы должны быть жестко и надежно прикреплены к кронштейнам;

— опалубка должна выдерживать динамические нагрузки от изгибных колебаний, создаваемых наружными вибраторами;

— шаг расстановки вибраторов для ликвидации нулевых зон должен быть меньше длины стоячей полуволны при колебаниях упругой балки, определяемой из выражения

где ρ — погонная масса балки (ρ = G/lg); G — масса балки: g — ускорение силы тяжести;

— для предотвращения потерь растворной части, которые могут быть особенно значительны при наружном вибрировании, в местах разъема опалубки необходимо устанавливать резиновые или другие уплотнения:

— при недостаточно жесткой опалубке допускается применение одного или нескольких переставных вибраторов, прикрепляемых с помощью скоб. Эти вибраторы переставляют по мере укладки бетонной смеси. При разработке конструкции скобы следует обратить внимание на надежность ее крепления, которое не должно ослабляться под действием вибрации. Резьбовое соединение должно предохраняться от ввинчивания гайкой, контргайкой и отгибной шайбой. Клиновые соединения под действием вибрации ослабляются, поэтому применять их в конструкциях. подверженных вибрации, не рекомендуется (табл. 43, 44).

Физико-механические основы уплотнения бетонных смесей.

Высококачественный бетон можно получить при использовании качественных материалов, правильном подборе состава бетонной смеси, эффективном ее уплотнении и создании оптимальных условий для твердения бетона.

Бетонную смесь, укладываемую в монолитные конструкции, уплотняют штыкованием, трамбованием, вибрированием и вакууми-рованием. Цель уплотнения — обеспечить хорошее заполнение бетонной смесью опалубочной формы и добиться наилучшей упаковки входящих в нее частиц. Хорошо уплотненный бетон имеет более высокую плотность, его объемная масса по сравнению с неуплотненной бетонной смесью повышается с 2,2 до 2,4—2,5 т/м3. Возрастают прочность, морозостойкость, водонепроницаемость бетона, улучшаются другие его свойства.

Штыкование смеси ведут вручную с помощью шуровок. Из-за трудоемкости и низкой производительности этого способа его применяют в исключительных случаях для уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармированных конструкциях. Укладку высокоподвижных смесей (с осадкой конуса более 10 см) и литых ведут тоже с помощью шнуровок, чтобы избежать их расслоения при вибрировании.

Трамбование бетонной смеси ведут ручными и пневматическими трамбовками. Этот способ применяют редко — при укладке весьма жестких бетонных смесей в малоармированные конструкции, а также в тех случаях, когда применить вибраторы невозможно из-за отрицательного воздействия вибрации на расположенное вблизи оборудование.

Основным способом уплотнения бетонных смесей является вибрирование, или виброуплотнение. Этот способ применяют для уплотнения смесей с осадкой конуса от 0 до 10 см.

Сущность процесса виброуплотнения упрощенно можно представить следующим образом. На бетонную смесь, представляющую» собой многокомпонентный конгломерат с рыхлой структурой и упруговязкими свойствами, воздействуют вибрацией. Вибраторы погружают в бетонную смесь, крепят к опалубке или устанавливают на поверхность слоя смеси. Энергия вибрационных колебаний ближайших слоев смеси преодолевает силы внутреннего трения и сцепления между ее компонентными частицами. В результате резка снижается вязкость смеси; в период вибрирования она приобретает свойства тяжелой структурной жидкости, обладающей значительной текучестью. При этом смесь хорошо заполняет опалубочную форму и пространство между густорасположенными арматурными стержнями.

Вместе с тем при снижении вязкости смеси в результате вибрирования ее частицы под действием гравитационных сил стремятся занять по отношению друг к другу наиболее устойчивое положение. Это приводит к взаимоукупорке частиц, т. е. к наиболее плотному их расположению в форме. Одновременно в зоне вибрации создается повышенное давление, вследствие чего воздух интенсивно вытесняется из бетонной смеси. Эти взаимосвязанные процессы обеспечивают получение бетона с плотной структурой и хорошего качества.

Читать еще:  Выбираем пластификатор для теплого пола: 10 рекомендаций

Вибрирование характеризуется двумя параметрами: частотой и амплитудой колебаний, причем в данном случае амплитуда — наибольшее отклонение колеблющейся частицы от положения равновесия, выраженное в миллиметрах. Эти параметры взаимосвязаны: низкочастотные вибраторы имеют большую амплитуду колебаний, и наоборот.

Выпускаемые нашей промышленностью вибраторы по вибрационным характеристикам можно подразделить на низкочастотные с числом колебаний до 3500 в 1 мин и амплитудой до 3 мм, средне-частотные, имеющие 3500—9000 кол/мин и амплитуду 1—1,5 мм; высокочастотные с частотой 10 000—20 000 кол/мин и амплитудой 0,1—1 мм.

Низкочастотные вибраторы с наибольшим эффектом применяют для уплотнения бетонных смесей с крупностью заполнителя 50— 70 мм и более, среднечастотные — при крупности 10—50 мм, высокочастотные — при крупности до 10 мм, т. е. мелкозернистых бетонов.

По способу воздействия на бетонную смесь вибраторы подразделяют на внутренние (глубинные), погружаемые рабочим органом (корпусом) в слой бетонной смеси, и непосредственно передающие колебания через корпус.

Внутренние вибраторы подразделяют на вибробулавы и вибраторы с гибким валом. Поверхностные вибраторы, устанавливаемые на слой бетонной смеси, передают ей колебания через рабочую площадку или вибробрус. Наружные в ибр а тор ы укрепляют на опалубке, через которую они передают колебания бетоннной смеси.

По роду питающей энергии различают вибраторы электромеханические, электромагнитные и пневматические.
По использованию вибраторы подразделены на одиночные и вибропакеты, используемые для уплотнения бетонной смеси в большеобъемных блоках.

При уплотнении бетонной смеси внутренними вибраторами толщину укладываемых слоев принимают не более 1,25 от их рабочей части. Для лучшего сцепления между отдельными слоями вибратор частично заглубляют в ранее уложенный слой. Продолжительность вибрирования в одной точке зависит от типа вибратоpa и технологических характеристик бетонной, смеси, в частности ее подвижности. Чем меньше подвижность уплотняемой смеси, тем больше длительность ее виброуплотнения.

Следует помнить, что при недостаточной продолжительности вибрирования смесь окажется недоуплотненной, а бетон — пористым и некачественным. Чрезмерно же длительное вибрирование приводит к расслоению смеси и ухудшению качества бетона. В каждом случае опытным путем определяют оптимальное время вибрирования. Ориентировочно для внутренних вибраторов оно равно 20—50 с.

Степень виброуплотнения определяют визуально. Основными признаками достаточного виброуплотнения служат: прекращение оседания бетонной смеси, появление на ее поверхности цементного молока и прекращение выделения пузырьков воздуха.

По окончании виброуплотнения смеси на одной позиции во избежание появления пустот вибратор медленно вытаскивают, не выключая его, и переставляют на новую позицию. Расстояние между позициями не должно превышать полутора радиусов действия вибратора, причем зоны вибрирования должны перекрывать друг друга. Радиус действия зависит от подвижности бетонной смеси и типа вибраторов. Для вибратора с гибким валом И-116А он колеблется от 25 до 50 см, для вибробулавы И-50А — от 45 до 50 см.

Для получения качественного бетона особенно тщательно необходимо вести виброуплотнение смеси в углах опалубки и у ее стенок, в местах с густорасположенной арматурой, на перегибах конструкции. Чтобы не нарушить сцепления бетона с арматурой или закладными деталями, не следует устанавливать на них работающие вибраторы.

Поверхностными вибраторами бетонную смесь уплотняют отдельными полосами с перекрытием провибрированной полосы на 10—15 см. Толщина слоев, прорабатываемых поверхностными вибраторами, составляет 25—30 см; продолжительность работы на одной позиции от 20 до 60 с. Окончание вибрирования определяют по внешним признакам, которые перечислены выше. При перестановке поверхностный вибратор специальным крючком отрывают от бетона и перемещают на новую позицию. Не рекомендуется медленно протаскивать работающий вибратор по поверхности бетона, так как при этом затруднительно вести контроль качества виброуплотнения. Вибробрус (виброрейку) в процессе виброуплотнения медленно перемещают по специальным направляющим, укладываемым по краям бетонируемой полосы.

Наружные вибраторы жестко крепят к опалубке. С их помощью можно уплотнять смесь на глубину до 25 см. При бетонировании высоких конструкций (например, колонн или стен) устанавливают несколько вибраторов по высоте, включая их по мере укладки бетонной смеси. Можно пользоваться одним вибратором, переставляемым с места на место, при наличии приспособлений для быстрого его закрепления. Продолжительность работы поверхностного вибратора на одной стоянке 50—90 с. Для обеспечения бесперебойного и качественного виброуплотнения на рабочем месте должны находиться запасные вибраторы.

Способ уплотнения бетонной смеси вакуумированием основан на принципе отсоса из нее излишней воды и воздуха. При отсосе частицы смеси сближаются, снижая ее пористость и усадку и улучшая качество бетона. Так, прочность вакуумированного бетона повышается на 15—20% по сравнению с визированным бетоном.

Вакуумирование применяют для уплотнения бетона в тонких конструкциях, имеющих большую развернутую поверхность (например, при бетонировании сводов, оболочек и куполов). Наибольшая толщина слоя бетона, прорабатываемого вакуумированием, 30 см.

Вакуумирование смеси можно вести несколькими способами: с помощью опалубочных вакуум-щитов (при бетонировании тонких вертикальных или наклонных стенок); переносными вакуум-ящиками, которые устанавливают сверху на уложенный бетон; при помощи вакуум-трубок, устанавливаемых внутрь бетонной конструкции; комбинированным способом, сочетающим в себе признаки первых трех.

В комплект оборудования для вакуумирования входят вакуум-насос, ресивер, всасывающие шланги и вакуум-щиты (вакуум-трубки). Вакуум-щит состоит из каркаса размером 100X125 см с герметизирующей прокладкой по контуру. В нижней части щита имеется основа из двух стальных сеток и натянутой по ним фильтрующей ткани. Между крышкой щита и фильтрующей частью образуется полость; при создании в ней вакуума из бетона отсасывается воздух и свободная вода, в результате чего бетон уплотняется. Вакуумирование смеси ведут при степени разрежения в системе не менее 70 кПа.

По окончании вакуумирования вакуум-щиты отсоединяют от системы. В полости попадает воздух, и они легко отстают от бетона. Щиты снимают и переставляют на новые позиции.

Способы уплотнения бетонной смеси

Для обеспечения получения проектного бетона с соответствующими физико-механическими свойствами необходимо качественное уплотнение бетонной смеси.

Существуют следующие способы уплотнения бетонной смеси:

  • вибрацией в процессе укладки бетонной смеси;
  • методом укатки в процессе бетонирования;
  • методом вакуумирования после укладки бетонной смеси.

Бетонная смесь – это многокомпонентная смесь с рыхлой структурой и упроговязкими свойствами, содержащая значительное количество воздуха. Сущность уплотнения состоит в том, чтобы удалить воздух и лишнюю воду из бетонной среды и сделать ее более плотной.

Вибрационное уплотнение бетонной смеси

Сущность вибрационного уплотнения состоит в том, что при воздействии вибрации частицы бетонной смеси совершают вынужденные колебания, перегруппировываются под действием гравитационных сил и занимают по отношению к друг другу более близкое и устойчивое положение; при этом защемленные пузырьки воздуха высвобождаются и удаляются из бетонной смеси. Режим вибрирования бетонной смеси характеризуется амплитудой, частотой колебаний и продолжительностью вибрирования.

Степень уплотнения бетонной смеси зависит от ее состава, подвижности, размеров крупного заполнителя.

Для вибрационного уплотнения используют вибраторы.

Их классифицируют по способу передачи колебаний по диапазону вибрационных параметров, по виду энергии, воздействующей на вибратор.

По способу передачи колебаний вибраторы бывают: глубинные (внутренние), наружные и поверхностные.

По диапазону вибрационных параметров:

  • низкочастотные; они имеют частоту колебаний 3500 мин-1 и амплитуду до 3 мм;
  • среднечастотные; у них частота колебаний 3500-9000 мин-1, амплитуда – 1,5 мм;
  • высокочастотные; с частотой колебания 10000-20000 мин-1 и амплитудой 0,1-1,0 мм.

По виду энергии, воздействующей на вибратор, применяют электромеханические и пневматические вибраторы.

Уплотнение бетонной смеси глубинными вибраторами

Их применяют при бетонировании массивных бетонных конструкций, фундаментов, колонн, балок, прогонов, стен и др.

Глубинные вибраторы выпускают с вибробулавой, с виброштыком (для вибрирования бетона в густоармированных конструкциях).

Продолжительность вибрирования определяется опытным путем. Визуально можно установить уплотненную бетонную смесь по следующим внешним признакам:

  • появление на поверхности смеси цементного молока;
  • прекращение оседания бетонной смеси;
  • прекращение появления пузырьков воздуха.

Ориентировочно, продолжительность вибрирования при одном погружении вибратора – 20-50 с.

Поверхностные вибраторы применяют при бетонировании плит перекрытий и тонкостенных «распластанных» конструкций, подготовок под полы и др. Для поверхностного вибрирования применяют виброплощадки, виброрейки и вибробрусы.

Поверхностные вибраторы должны быть жесткими, обеспечивать равномерное распределение гармонических колебаний по площади и глубине бетонируемых конструкций.

Уплотнение бетонной смеси «распластанных» конструкций осуществляется полосами. Наибольшая толщина уплотняемого слоя бетона не должна быть более 200 мм при однорядном и 120 мм – при двухрядном.

Наружные вибраторы крепят к опалубке с наружной стороны; колебания от вибратора через опалубку передаются уложенной бетонной смеси.

Уплотнение бетонной смеси укаткой. Этот метод используется при устройстве дорожных покрытий, возведении плотин и др., когда предусматривается очень высокая интенсивность бетонирования.

Уплотнение бетонной смеси вакуумированием

Сущность вакуумирования состоит в том, что введенная в бетонную смесь до укладки избыточная вода (10-15 %) после укладки извлекается из бетонной смеси. При удалении свободной воды происходит уплотнение бетонной смеси за счет заполнения ею пор, из которых извлекается вода.

Вакуумирование выполняется с помощью вакуум-установки.

Вакуум-установка состоит из вакуум-насоса с двигателем, ресивера, водосборника и приборов вакуумирования.

Вакуум-насосы применяют ротационные и поршневые. Они отличаются высокий воздухопроизводительностью (до 27 м3/мин), предельным разрежением и мощностью установленного двигателя.

В качестве ресиверов применяют герметически закрытые емкости, выдерживающие давление не менее 0,1 МПа.

Водосборники имеют относительно небольшую емкость – до 100 л; это позволяет их относительно легко перемещать в процессе перестановки приборов вакуумирования.

Приборами вакуумирования являются вакуум-щиты, вакуум-маты, вакуум-опалубки, вакуум-трубки. Вакуум-щит – это герметизированный короб (рис. 1), состоящий из верхней (1) и нижней (2) частей. Верхняя часть выполняется из водостойкой фанеры, стеклопластика, реже стали. Вакуум-щит укладывают на поверхность уложенного бетона. Нижняя часть представляет собой вакуум-полость – два слоя разделительной сетки (тканая (6) и плетеная (5). С целью исключения уноса из уложенного бетона цементных частиц вакуум-полость снизу покрывается фильтрующей тканью (7).

Вакуум-щит через систему рукавов и коллектор соединен с вакуум-насосом.

Для обеспечения герметизации вакуум-полости по всему контуру вакуум-щита приклеивают полосу мягкой резины.

Уплотнение бетонной смеси методом вакуумирования производят при бетонировании конструкции толщиной не более 300 мм.

Уплотнение бетонной смеси вакуумированием по сравнению с другими методами обладает рядом преимуществ:

  • достижение сразу после вакуумирования необходимой для распалубливания прочности (0,3-0,5 МПа);
  • уменьшение по сравнению с вибрированием усадочных деформаций;
  • ускорение твердения бетона; прочность в возрасте 5–7 дней увеличивается на 30-40 %;
  • повышение морозостойкости бетона.

Почему необходимо уплотнение бетона — 2 основных способа

Технология строительства сооружений из искусственного камня — бетона предполагает замешивание и обязательное уплотнение бетонной смеси. На этапе замешивания в растворе образуются пустоты, которые негативно сказываются на прочности материала, снижая его плотность. Утрамбованный бетон становится более плотным, прочным и долговечным, поэтому так важно не пропускать этот этап. Ведь от качества приготовленной склеивающей смеси зависит устойчивость и срок службы возводимой конструкции.

  1. Суть метода
  2. Почему нужно уплотнение?
  3. Общие рекомендации
  4. Существующие способы
  5. Чем еще уплотняют?
  6. Показатель трамбовки

Суть метода

Каждый строитель должен знать, что одна из важнейших свойств бетонного раствора — способность плавно растекаться под воздействием собственной массы либо приложенной нагрузки. Чтобы добиться такого эффекта, смесь нужно утрамбовывать. Существуют различные способы уплотнения цементно-песчаной массы, зависящие от размеров рабочей площадки и свойств бетона. Но суть каждого из них в том, что под влиянием колебательных движений, развиваемых вибрирующим устройством, происходит внутреннее трение между частицами составляющих. В результате рыхлая и жесткая масса становится подвижной и уплотненной.

Трамбовка бетонного состава подразумевает удаление излишка воздуха, который делает структуру пористой и снижает его прочность.

Почему нужно уплотнение?

От того, насколько добросовестно проведено трамбование цементного раствора, зависят главные физико-технические характеристики готового сооружения. Уплотнение бетона освобождает его от пузырьков воздуха, в результате чего, строительная масса становится плотной и однородной при укладке, что позволяет равномерно заполнить опалубку. Такие манипуляции улучшают сцепку раствора с конструкцией армопояса и закладными элементами.

Общие рекомендации

Существуют различные способы уплотнения бетонной смеси, но выполняя любой из них, обязательно нужно придерживаться следующих советов:

  • При использовании деревянной опалубки, перед тем как трамбовать раствор, нужно удостовериться в надежной фиксации конструкции, проверить отсутствие щелей и трещин.
  • Виброуплотнитель с виброрейкой нельзя держать в одном месте, поэтому в ходе уплотнения следует менять ее положение, чтобы предотвратить образование полостей в растворе.
  • Трамбовка бетонной смеси не должна занимать много времени, иначе произойдет ее расслоение.

Существующие способы

Чтобы утрамбовать цементно-песчаную смесь, застройщики используют всевозможные виды приспособлений:

  • глубинные;
  • поверхностные;
  • наружные;
  • виброплощадки.

Утрамбовку раствора можно произвести без использования специальной техники, а применяя лопаты, в качестве уплотнителя.

Уплотнение бетонной смеси подразумевает и различные вариации:

  • Ручной. Чаще всего прибегают к такому варианту частные строители, которым нужно обработать небольшой объем раствора. Такой метод существенно экономит средства на покупку вибротехники, ведь в качестве уплотнителя используются лопаты, лом и прочий подручный инвентарь. Процесс утрамбовки заключается в периодическом поднимании приспособления вверх с последующим интенсивным погружением вниз.
  • Штыкование. Этот способ основан на применении металлического стержня с закругленным краем и весом до 4 кг, которым «протыкают» всю поверхность емкости с бетонной массой. В результате воздух вытесняется, щебень уплотняется и выходит излишняя жидкость.

Чем еще уплотняют?

Опытные застройщики знают и другие варианты уплотнения, которые подходят для бетона. Один из них — механический, применяемый при работе с большими объемами цемента. Используют специальные вибраторы (поверхностные, внутренние) либо механизмы, применяемые для крепежа на опалубку или резервуар с рабочей мешаниной. Поверхностные позволяют уплотнить только верхний слой бетона, поэтому такими агрегатами целесообразно пользоваться, когда слой раствора тонкий.

Внутренний уплотнитель по праву считается самым эффективным, поскольку обрабатывает все слои цементной смеси, доставая даже самые труднодоступные участки. Среди строителей большой популярностью пользуется электрический ручной вибратор «Калибр ВЭР-1500». Его актуально использовать для сжатия бетонного раствора в фундаментах, колоннах и цоколях. Аппарат работает от электросети напряжением 220 В и имеет следующие преимущества:

Читать еще:  Состав бетона для отмостки – пропорции в ведрах

Электрический вибратор позволяет работать со слоями цемента, доставая даже труднодоступные места.

  • малый вес;
  • легкость управления;
  • защиту от повреждений;
  • быстрое подключение гибкого вала.

Еще один вид — прессование. Придание бетону прочности посредством прессования используется нечасто и только в качестве дополнительной нагрузки, поскольку стоимость такого метода довольно высока. Подвид прессовки — прокат, принцип работы которого заключается в оказании специальным катком давления на цементно-песчаную мешанину. Многие застройщики предпочитают уплотнять цемент методом вакуумирования, в следствие которого, воздух изгоняется из смеси под мощным давлением.

Показатель трамбовки

При оценке качества строительного материала учитывается значимый критерий — коэффициент уплотнения бетона при вибрировании. Чтобы определить этот показатель, нужно высчитать объемный вес свежеизготовленной смеси и соотнести его к значению, полученному при удалении из раствора воздушных пузырьков. Достичь оптимальной цифры можно путем сжатия бетона различными вариантами, зависящими функционального назначения и размера фракций сухих ингредиентов. Прекрасно увеличивают качество бетона автоматизированные виброрейки. Создавая ритмичные колебательные движения, они трамбуют и уплотняют цементный слой, выгоняя из массы излишки влаги и воздух. Обработка виброрейками повышает качество бетонной кладки и существенно продлевает эксплуатационный срок. При этом агрегат прост в работе, имеет привлекательную цену и многообразие видов.

Технология и правила уплотнения бетонных смесей

Наряду с пиломатериалами, цемент входит в топ продаж на строительном рынке. Универсальность, возможность придавать нужную форму, получать необходимую прочность, в зависимости от рецептуры, делает продукт крайне востребованным у собственников частного жилья и профессиональных застройщиков. При заливке раствора рекомендуется соблюдать условия, которые позволяют получать заданные качества. Уплотнение бетона — важнейшая процедура, которая позволяет достигать нужной плотности и прочности материала.

Уплотнение бетона

Соблюдение пропорций смеси, качественное смешение состава не гарантирует достижения заявленных характеристик. Для того, чтобы бетон соответствовал требованиям ГОСТ нужно его уплотнить. Делается эта процедура для того, чтобы удалить попавший в процессе производства воздух, правильно распределить раствор в опалубке, избавившись от излишка воды. В домашних условиях можно использовать простые способы уплотнения бетонной смеси с помощью подручных средствами и специальными приспособлениями, сделанными своими руками. Например, игольчатым валиком при небольшой глубине заливки, или с помощью ручного вибратора.

Однако в промышленных масштабах такая методика не подойдет. Есть более мощные и производительные приспособления и устройства, гарантирующие высококачественное уплотнение бетонной смеси вибраторами при больших объемах заливаемой смеси. Среди основных показателей процесса отмечают следующие характеристики:

  • амплитуда вибрации — рабочий ход головки или площадки;
  • частота вибрации — количество циклов за единицу времени;
  • время обработки — указывается в документации к объекту или устройству.

Оборудование имеет рабочие частоты от 2 800 д 20 000 циклов в минуту, при амплитуде 0,1 до 3 мм. В проектно-сметной документации указываются режимы, при которых делается уплотнение бетона. Если же приходится делать эту операции в домашних условиях, то следует соблюдать следующие правила:

  • смеси с крупными фракциями обрабатываются с низкой частотой, но значительной амплитудой;
  • мелкозернистые растворы подвергают интенсивной высокочастотной вибрации с незначительной амплитудой;
  • смеси, содержащие включение мелких и крупных частиц рекомендуется обрабатывать поличастотными механизмами.

Окончательные характеристики бетона зависят от выполнения всех рекомендаций к смеси и ее заливке. Чтобы получить минимальную деформацию, необходимо соблюдение следующих правил:

  • цемент более высоких марок дает меньшую усадку;
  • армирование существенно снижает риск деформации и появления трещин;
  • точно соблюдать пропорции всех ингредиентов;
  • соблюдать температурный режим при замесе и заливке;
  • обязательно сделать уплотнение бетонной смеси вибраторами;
  • обеспечить рекомендуемую влажность материала при застывании.

Особо ответственные конструкции, где нужна точность, делаются со специальных смесей, куда вносятся компенсирующие присадки. Режим зависит от состава и применяемых добавок. Делается уплотнение бетонной смеси вибраторами. Присадки придают необходимый уровень расширения раствора, который после затвердения не изменяет геометрии бетонного элемента. Для работы в мороз также есть добавки в рабочий раствор, однако использование их требует профессиональной подготовки и знаний. При температуре ниже 5 °С характеристики обычной бетонной смеси существенно меняются и работать в таких условиях не рекомендуется.

Коэффициент уплотнения

Чем быстрее начать процесс вибрации, тем более качественным получится результат. Поэтому при блочном производстве готовая продукция сразу отправляется на вибрационную установку. Автоматическое оборудование в течении заданного времени уплотняет смесь практически до теоретического максимума. Такая плотность обозначается цифрой 1. Это значение показывает, что коэффициент уплотнения бетонной смеси наилучшей.

При монолитном строительстве добиться подобного результата сложнее. Невозможно стены или перекрытия подвергнуть полноценному вибрированию. Применяемые устройства способны приблизится к этому показателю очень близко. Считается, что коэффициент 0,98 и выше станет отличным результатом. Высчитывается он специальными приборами и расчетами. Но точно проверить затвердевшую массу бетона можно только в условиях лаборатории, поэтому на строительных площадках следят за выполнением технологии и времени вибрации. Правильно подобранное оборудование, оптимальные методы и соблюдение рекомендуемого режима обработки гарантирует высокие прочностные характеристики бетона и минимальную усадку после затвердевания.

Методы уплотнения бетона

Основной метод механический. С помощью специальных приспособлений перераспределяют цементную смесь, тем самым позволяя воздуху естественным путем подниматься вверх. Его место занимает смесь. Кроме того вибрация способствует правильному распределению цементного молочка по подготовленной форме заливки. Во время проведения операции частички раствора плотнее прилегают друг к другу выгоняя лишнюю воду. Самый простой метод — штыкование. Более сложная технология — поверхностное уплотнение. Самая продуктивная методика — глубинное вибрирование, при котором подвергается обработке вся масса смеси.

Штыкование

Технология применяется в частном домостроении и при небольших объемах в промышленном возведении нежилых объектов. Метод заключается в следующем:

  1. Выбирается рабочий инструмент. Им может быть арматура, металлический профиль, деревянный штырь необходимой длинны, чтобы приспособление достигало дна.
  2. Выбранным штыком прокалывается смесь. Почувствовав, что приспособление коснулось дна начинают последовательно выполнять поступательные движения вверх-вниз и в стороны. Задачей является вибрация всей толщины материала, распределение массы по опалубке и выгонка воздуха. Устраняются крупные полости и при длительной проведении процедуры удаляются мелкие пузырьки воздуха.
  3. Последовательно проходят всю поверхность. Если конструкция имеет труднодоступные места, то допускается применение штыков сложной формы.

Для тяжелых бетонов применяют трамбовки. Удобно работать ей, если масса ее будет от 15 до 30 кг. Для облегчения использования часто делаются ручки. Устройство поднимают и оно под собственным весом опускается на поверхность, ударяя по раствору и приводя его в движение. Протыкать смесь с крупным гравием штыком сложно, а трамбовка в этом случае поможет эффективно избавится от воздуха в смеси.

Поверхностное вибрирование

Устройства этого класса позволяют качественно изменит структуру поверхности бетона. Поверхностное вибрирование и выглаживание поверхности специальным приспособлением дает хороший эффект. Получается качественная плоскость высокой прочности верхнего слоя. Технология вызывает смещение частиц и вместе и водой наверх вымывается цементное молочко. Исчезает зернистость. Поверхность можно довести практически до зеркального блеска при определенных навыках. Укладка и уплотнение бетонной смеси поверхностным вибрированием делается устройствами следующих видов:

  • вибратор кругового вращения;
  • механизм направленного действия маятникового типа;
  • пневмоустройства.

Технология поверхностного вибрирования применяется при заливке дорог, в том числе и взлетно-посадочных полос. Стяжка полов выполненная подобным методом позволит не тратить время и средства на подготовку укладки финишного покрытия. Например, линолеума или ламината. При армировании можно сделать качественные дорожки на участке и отмостку вокруг дома. При полном отказе от уплотнения бетона неизбежно нарушение целостности покрытия или элемента конструкции.

Глубинное вибрирование

Подобный метод уплотнения высококачественной бетонной смеси дает наиболее заметные результаты. Правильно подобранная частота и амплитуда позволит полностью избавится от воздушных пузырьков и уплотнить бетон до нужного значения. Оборудование для глубинного вибрирования состоит из двигателя, системы передачи вращения и рабочего наконечника. Его часто называют булавой. Она передает высокочастотные колебания смеси. Раствор распределяется по подготовленной форме, а воздух при вибрации устремляется вверх. Бетонная смесь плотно заполняет все пространство.

Устройства глубинной вибрации могут иметь различные приводы: пневматический, электрический, двигатель внутреннего сгорания. Иногда несколько устройств объединяют в пакет для полноценной обработки большой поверхности. Наиболее крупные модели поднимают краном. Если вибратора не хватает на всю глубину заливки, то делается послойная обработка. Пытаться неподходящим устройством пользоваться в строительстве нельзя. Любые нарушения правил уплотнения бетонной смеси может вызывает ее растрескивание при эксплуатации. Устройство глубокой вибрации при умелом использовании позволит добиться аналогичного качества с продукцией ЖБИ, где используются вибростолы.

Каким способом и устройством делается укладка и уплотнение бетонной смеси в конкретном случае помогут разобраться специалисты. Общие правила были указаны выше. Для строительства загородного дома или дачи этой информации будет достаточно. Более точные показатели важны при возведении многоэтажных объектов, где на фундамент может оказываться давление в несколько тысяч тонн. Частные застройка не превышают 2-3 этажей и принципиального значения используемое оборудование не имеет. Часто дома построенные на бетоне, уплотненном методом штыкования служат десятилетиями без ухудшения качеств материала.

Related Posts

Покраска бетонных стен сопровождается мероприятиями по подготовке основания и непосредственно нанесения финишного покрытия. Как удалить…

Часто возникает необходимость проделать проемы в стенах при перепланировке жилых и нежилых помещений, поэтому мы…

Для нашей страны железобетонные кольца для колодцев получили широкое распространение. Но есть у них и…

Строительный справочник | материалы — конструкции — технологии

Вы здесь

Укладка и уплотнение бетонной смеси

Укладка бетонной смеси должна быть осуществлена такими способами, которые обеспечивают монолитность бетонной смеси, проектные физико-механические показатели и однородность бетона, надлежащее его сцепление с арматурой и закладными деталями, полное (без каких-либо пустот) заполнение бетоном опалубочного пространства возводимой конструкции.

Укладку бетонной смеси осуществляют тремя методами: с уплотнением, без уплотнения (литые смеси, самоуплотняющийся бетон на расширяющихся цементах) и напорное бетонирование снизу вверх.

Основные требования при укладке бетонной смеси:

— темп подачи бетонной смеси должен соответствовать темпу работ по укладке и уплотнению (не опережать и не отставать);
— сброс бетонной смеси с высоты более 1,0. 3,0 м (для разных типов конструкций) ведется по желобам, матерчатым хоботам или по секционным бетонолитным трубам;
— укладка бетонной смеси и ее уплотнение ведется горизонтальными слоями одинаковой толщины, с последовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях.

Толщина слоя обусловлена типом и мощностью вибратора, который обеспечивает надежное уплотнение слоя. Следует отметить, что механизм уплотнения здесь иной, чем при уплотнении грунта. Вибратор передает колебания определенной частоты на бетонную смесь, в результате чего внутри ее выделяется свободная вода, смесь разжижается (плывет). Такая смесь полностью заполняет внутренний объем опалубки (включая углы, узкие участки и т.п.), а также из смеси удаляются воздух и избыточная вода (добавлялась для повышения подвижности), что делает будущий бетон более плотным и прочным.

В зависимости от вида конструкции, степени армирования и параметров бетонной смеси уплотнение (вибрирование) продолжается 40–90 с; визуально: до прекращения оседания смеси и появления на ее поверхности цементного молока.

В зависимости от вида конструкции применяются вибраторы разных типов:

а) для тонких (100–300 мм) горизонтальных конструкций: плит перекрытий, полов, дорог используются поверхностные вибраторы – виброплощадки и виброрейки (рис. 4.37);

б) для уплотнения бетонной смеси в фундаментах, колоннах, балках, толстых плитах используются глубинные вибраторы:

— для массивных крупногабаритных конструкций используются вибраторы с жесткой штангой (вибробулава) с диаметром рабочего органа 150–200 мм (рис. 4.36, а);
— для густоармированных конструкций используют вибраторы с гибким валом с диаметром вибронаконечника 38, 57, 70, 90 мм (рис. 4.36, б);
— при бетонировании больших массивов для повышения производительности работ применяют пакеты вибраторов (2–4 шт.), подвешенные на крюк крана (рис. 4.38, б);

в) при бетонировании стен толщиной до 600 мм возможно применять (с двух сторон) накладные вибраторы, жестко закрепленные на опалубке (рис. 4.38, а).

Все вибраторы работают на низком (безопасном) напряжении 36 В и подключаются в рабочую электросеть (220 В, 380 В) через трансформатор.

При работе площадочные вибраторы перемещают горизонтально, глубинные внедряют последовательно в слой бетонной смеси. Виброрейки перемещаются по уложенным специальным направляющим (рельсы, доски).

Рис. 4.36. Глубинные вибраторы: а – с жесткой штангой (вибробулава); б – с гибким валом
Рис. 4.37. Поверхностные вибраторы: а – виброплощадка; б – виброрейка
Рис. 4.38. Специальные вибраторы: а – наружный (на опалубке); б – пакет вибраторов на крюке крана
Рис. 4.39. Малогабаритный электротрактор М–663Б с пакетом вибраторов: 1 – балка; 2 – вибратор; 3 – лопасти; 4 – хомут; 5 – резиновый амортизатор

Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.

Вопрос № 18. Физико-механические основы формования и уплотнения

Бетонная смесь обладает рыхлой нестабильной структурой с высокой пористостью и большим объемом вовлеченного воздуха. Необходимое условие получения однородного по плотности и прочности бетона — уплотнение бетонной смеси на стадии формования изделий.

В процессе формования и уплотнения частицы бетонной смеси находятся под воздействием силового поля, слагаемого из сил тяжести частиц и внешнего силового воздействия (давления, ударов, встряхивания, колебательных движений), оказываемого на частицы. Вместе с тем частицы находятся под воздействием внутренних сил в системе, которые определяют физико-механические свойства бетонной смеси, ее реологические характеристики.

Основными способами механического воздействия на бетонную смесь с целью ее уплотнения являются вибрирование, прессование и центрифугирование.

1. Виброуплотнение. Виброформование сводится к разрушению сложившейся первоначальной структуры бетонной смеси и переводу ее в состояние пластично-вязкого течения, при котором смесь подчиняется действию силы тяжести, свободно растекается, хорошо заполняет форму, самоуплотняется и приобретает устойчивую, более плотную структуру. При этом зерна заполнителя размещаются более компактно, в результате достигается плотное заполнение межзернового пространства цементным тестом и раствором с одновременным вытеснением пузырьков воздуха, отделением части воды на поверхность уплотненной смеси.

Эффективность виброуплотнения характеризуется коэффициентом уплотнения или прочностью бетона, поскольку прочность — функция плотности бетона при прочих равных условиях.

Читать еще:  Химические и механические анкеры для газобетона

2. Прессование. При прессовании происходит принудительное перемешивание и взаимное сближение твердых частичек бетонной смеси, характеризуемое большим или меньшим объемным сжатием системы. Наилучший эффект достигается при прессовании очень жестких, почти не связанных смесей с малым водосодержанием.

Каждой бетонной смеси присуще свое оптимальное прессующее давление. Это давление расходуется на преодоление сил трения и сцепления частичек между собой, преодоление сил трения материала о стенки форм, а также на давление защемленного воздуха. При формовании давление передается не сразу на всю толщину, а постепенно, по мере уплотнения верхних слоев.

Большим препятствием сближения частиц бетонной смеси является наличие практически несжимаемой воды в межзерновом пространстве, которую необходимо удалять, кроме того, препятствием деформирования смеси является заклинивание крупного и прочного заполнителя. Метод прессования наиболее эффективен при уплотнении жестких смесей и для изделий небольшой толщины. При изготовлении более толстых изделий необходимо применять послойное формование.

Трамбование можно рассматривать как мгновенно прикладываемое прессующее давление. В процессе трамбования бетонной смеси многократно повторяющимися ударами трамбовки частицам сообщается кинетическая энергия, под действием которой зерна и куски крупного заполнителя перемещаются в направлении действия сил, внедряются в основную массу бетонной смеси и наиболее плотно укладываются в ней.

Трамбование, в отличие от прессования, можно применять для уплотнения бетонной смеси в изделиях значительной толщины при ее послойной укладке. Трамбовать можно и крупнозернистые смеси. Степень уплотнения зависит от жесткости смеси и затраченной работы трамбования (в кДж) на объем данного изделия.

3. Центробежное формование. Сущность центробежного формования заключается в том, что форма вместе с загруженной в нее бетонной смесью вращается вокруг своей продольной оси с заданной скоростью. Под действием развивающихся центробежных сил частицы смеси отбрасываются к стенкам формы, прижимаются к ним, и смесь распределяется в форме слоем равномерной толщины.

Процесс центробежного формования можно разделить на две стадии: распределение бетонной смеси по стенкам формы и образование внутренней полости в изделии.

На первой стадии пластичная бетонная смесь загружается во вращающуюся форму и вследствие возникающего трения о ее стенки начинает вращаться вместе с ней.

При вращении формы частицы бетонной смеси испытывают одновременно воздействие двух силовых полей: сил тяжести и центробежных сил.

Уплотнение и распределение бетонной смеси происходит при вращении формы. При этом возникает центробежное давление, в результате которого частицы твердой фазы сепарируют по крупности и сближаются. Количество отжимаемой воды в зависимости от режима центрифугирования и состава смеси может доходить до 30% количества воды затворения.

4. Комбинированные способы уплотнения. По мере перехода к формованию изделий из более жестких бетонных смесей роль вибрационного воздействия уменьшается, однако сочетание виброобработки с одновременным давлением значительно повышает эффективность уплотнения.

Для подвижных смесей в сочетании с основными способами используют вакуумирование. Этот технологический прием основан на создании разности между атмосферным давлением и давлением в сообщающихся порах и капиллярах бетона; в результате образовавшегося градиента давления влага, водяной пар, воздух или паровоздушная смесь удаляются из бетона, бетон уплотняется, а освободившееся пространство заполняется мелкими частицами твердых компонентов.

Способы уплотнения бетонной смеси: основные цель и методы

Способы уплотнения бетонной смеси существуют разные и все они направлены на улучшение качества бетонного раствора, удаление воздушных пузырей из толщи залитого монолита, что повышает показатели прочности и стойкости к механическим воздействиям, надежности и долговечности. Если не уплотнить бетон, внутри структуры материала могут остаться полости с воздухом, что негативно влияет на эксплуатацию и несущие способности.

Уплотнение бетонной смеси может быть выполнено несколькими методами – ручным, механическим, с использованием специальных приспособлений и инструментов. Вибраторы бывают разных типов и методов воздействия, предполагают определенную частоту и вид колебаний. Режим уплотнения должен быть выбран в соответствии с характеристиками и особенностями бетонной смеси.

Как правильно определить режим вибрирования бетонной смеси

Чтобы верно выбрать подходящий метод уплотнения бетонной смеси, необходимо учесть характеристики самого раствора, условия его заливки и другие нюансы.

Выбор режима вибрирования для уплотнения бетона:

  1. Смесь с крупным наполнителем – низкочастотные колебания с большой амплитудой.
  2. Бетон с мелким наполнителем – вибрировать лучше с небольшой амплитудой, но большой частотой.
  3. Растворы с наполнителями разной величины – желательно применять поличастотные механизмы: механизмы, вибрирующие с меняющейся частотой, наиболее эффективны в данном случае.

Методы уплотнения

Для уплотнения бетонного раствора используются разные методы и устройства. На современном рынке можно найти вибраторы разных конструкций, с тем или иным способом воздействия. Самый простой вариант – это ручное штыкование, которое выполняют металлическим прутом или любым другим подходящим инструментом. Вариант простой, дешевый, но и наименее эффективный, поэтому подходит лишь для домашней эксплуатации и заливке неответственных конструкций и сооружений без серьезных нагрузок.

Механизмы для вибрирования бетона:

  • Внутренние (они же глубинные) вибраторы – рабочая часть механизма находится в смеси, а колебания передаются через корпус.
  • Наружные вибраторы – их крепят к опалубочной конструкции.
  • Поверхностные механизмы устанавливают на поверхность раствора, а колебания идут через рабочую площадку.
  • Виброплощадки – это стационарное формующее оборудование, которое обычно используют лишь в условиях завода при производстве ЖБИ.

По типу питающей энергии вибраторы могут быть электромагнитными, электромеханическими, пневматическими, гидравлическими, а также берущими питание от двигателя внутреннего сгорания. Если механизированный инструмент отсутствует или его применение считается нерентабельным, бетон уплотняют вручную.

Самый эффективный вариант укладки бетонного раствора с максимальным уплотнением – это послойная заливка смеси с вибрированием глубинного типа. Каждый последующий слой кладется толщиной максимум в 10 сантиметров (но лучше 3-5 сантиметров), подвижность смеси составляет 6-8 сантиметров. Чтобы обеспечить однородную структуру, бетон в таких случаях подают четко, с определенными интервалами, оптимальными для выполнения вибрирования.

Ручное уплотнение

Если работы выполняются своими руками в домашних условиях и привлечение техники неоправданно, уплотнить бетонный раствор можно вручную. Такой вариант подходит для проработки небольших массивов смеси. Пластичные бетоны уплотняют методом штыкования: длинный штырь или кусок арматуры (в крайнем случае трубу) погружают в раствор, выполняя толчковые движения с небольшой амплитудой, а когда доходят до дна, начинают качать штырь из одной стороны в другую. Далее инструмент аккуратно и медленно вынимают, совершая горизонтальные и вертикальные колебательные движения.

Любую смесь нужно штыковать обязательно до самого дна. Если работа осуществляется с жесткими бетонами, то желательно сделать трамбовку из куска бруса или бревна весом в 15-30 килограммов. Чтобы работы было проводить удобнее, к инструменту прибивают ручку, а нижний конец трамбовки обивают куском металла (с целью защиты древесины от впитывания влаги и крошения).

Глубинные вибраторы: характеристики и область применения

Данный тип вибраторов актуален для работы с армированными и неармированными массивами сооружений – их используют в процессе создания фундаментов, заливки полов, балок. Электромеханический глубинный вибратор работает по такому принципу: он передает колебания наконечника большой частоты до раствора через гибкий вал с помощью электродвигателя.

Другое название наконечника – булава. Она погружается в бетонную смесь, провоцирует высокочастотные волны, понижающие трение частиц материала, повышающие его пластичность. Вязкость смеси понижается, бетон свободно растекается в свободном объеме, таким образом заполняя наиболее труднодоступные места. Воздушные пузыри в процессе выдавливаются и выходят на поверхность.

Уплотнение крупных массивов требует применения мощных вибраторов, перемещающихся при помощи кранов. Такие вибраторы могут объединяться в пакеты при необходимости. На строительных объектах без доступа к электроэнергии используют вибраторы, работающие на базе приводов с двигателями внутреннего сгорания.

Поверхностные вибраторы: особенности конструкции

Вибраторы поверхностного типа применяют для обработки бетона, армированного одиночной арматурой либо неармированного – обычно это полы, перекрытия, своды, покрытия аэродромов и автомобильных трасс толщиной не больше 25 сантиметров. При бетонировании конструкций с двойной арматурой толщина не должна быть более 12 сантиметров.

Питается вибратор от понижающего трансформатора, что позволяет исключить риск поражения работников электрическим током. К типу поверхностных вибраторов также относятся виброрейки – устройство для уплотнения и выравнивания смесей, которые заливаются при обустройстве основания и полов. Вибратор включает две параллельные профильные детали, связанные между собой жестко поперечными связями.

Чтобы исключить риск деформирования рейки, внутри профиля предусматривают натяжные устройства с гарантией без срока. Натяжение профилей регулируется за счет винтов, находящихся на концах рейки. Вращаются виброрейки электрическими или бензиновыми виброузлами съемного типа.

Наружные вибраторы: разновидности и их характеристики

Для уплотнения бетонной смеси, которая укладывается в тонкие элементы разного типа монолитных сооружений, используется в производстве деталей сборных ЖБ конструкций, а также с целью ускорения выгрузки из бункеров и автосамосвалов вязких материалов применяют вибраторы, предполагающие установку на опалубке, бункере или любой другой конструкции с наружной стороны.

Основные виды наружных вибраторов:

  • Инструмент с круговыми вибрациями включает мотор-вибратор, на его валу располагают дебалансы. Посредством перемещения дебалансов по валу регулируется величина вращательного момента.
  • Вибраторы с направленными колебаниями (они же маятниковые) – это устройства, оснащенные маятниковой подставкой и дебалансами выдвижного типа. С вибратором объединяются ось качания и опорная плита. Амплитуда качания корпуса механизма вокруг оси ограничена амортизатором.
  • Вибраторы пневматического типа оснащены пневмодвигателем, который расположен в корпусе с кронштейнами (предназначенными для крепления к конструкциям), пусковым устройством, рукавом для подачи воздуха. Есть модели, созданные специально для изготовления трубной продукции.

Благодаря своей энергобезопасности пневматические вибраторы могут применяться даже во взрывоопасных условиях и там, где другие типы инструментов могут представлять опасность.

Виды виброплощадок

Любая виброплощадка включает две рамы. На верхнюю подвижную монтируют емкость с бетонным раствором. Нижняя неподвижная и крепится на основании. Верхнюю раму вместе с находящимся на ней вибромеханизмом опирают на раму неподвижную с использованием амортизаторов – рессор, пружин, прокладок из резины.

Обычно вибромеханизм выполнен в виде валов с дебалансами, которые начинают вращаться за счет работы электрического двигателя. Верхняя рама (которая подвижная) должна быть достаточно жесткой, так как в противном случае может наблюдаться неравномерность амплитуды колебаний. Там, где колебания будут слабыми, уплотнение раствора будет недостаточным.

Показатель качества укладки бетонной смеси

Для обеспечения достаточного уплотнения бетонной смеси нужно придерживаться определенных правил. Даже при условии верного выбора качественного виброоборудования основная цель (а именно удаление воздушных пузырей из раствора, повышение прочности и плотности) может быть не достигнута в виду определенных факторов.

Рекомендации для равномерного уплотнения бетонной смеси:

  • При монтаже деревянной опалубки нужно очень тщательно фиксировать все детали, исключая возможность появления щелей (через которые может выдавливаться раствор). Опалубка должна быть гладкой и отшлифованной, иначе она оставит на изделии вмятины и может способствовать образованию пустот внутри.
  • Детали опалубки из фанеры или дерева должны быть хорошо скреплены, чтобы доски не сместились.
  • Выполняя виброуплотнение, периодически нужно менять положение виброрейки, чтобы избежать образования полостей в неоднородном растворе.
  • Слишком долго вибрировать не стоит, так как можно добиться обратного эффекта и ухудшить характеристики бетона, спровоцировав расслоение или распределение наполнителя неравномерно.

Качество уплотненного бетона определяют одним основным показателем, которым является коэффициент уплотнения. Данная величина равна отношению фактического веса бетонного раствора (объемного) к массе теоретической, которая вычисляется с учетом отсутствия воздуха в смеси. Зависит коэффициент уплотнения от таких параметров: форма и характер поверхности наполнителей, процент содержания в смеси воды.

Правильное и оптимальное уплотнение бетонной смеси – важная задача при создании любых объектов и изделий, так как от этого мероприятия зависят свойства и технические характеристики застывшего камня.

Способы уплотнения бетонной смеси

Уплотнение бетона – наиболее важный из этапов технологического процесса заливки бетонных конструкций. Он необходим для обеспечения заданных физико-механических характеристик бетонной смеси. Ведь образовавшиеся в процессе заливки раствора пустоты из-за содержащего в нем воздуха, а также неравномерного заполнения формы либо опалубки неминуемо с течением времени приведут к разрушению конструкций.

Уплотнение бетонной смеси за счет равномерного распределения входящих компонентов позволяет повысить прочность и водонепроницаемость бетона и увеличить его объемный вес на 10%.

Методы уплотнения бетона

Среди основных способов уплотнения бетонных смесей можно выделить:

  • ручные:
    • штыкование;
    • трамбовка.
  • механические:
    • виброуплотнение;
    • центрифугирование;
    • вакуумирование;
    • прессование.

Вручную

Уплотнение бетона вручную в основном применяется при небольших объемах бетонных работ. Используемый инструмент для штыкования: лом, лопата, отрезок металлической арматуры и т.д. Рекомендуется проводить штыкование на всю толщину залитого бетона, что позволяет уплотнить щебень, удалить излишки воды, а также полностью вытеснить содержащийся воздух.

Ручная трамбовка производится послойно, при этом толщина слоя не должна превышать 0,15 м. Чаще всего используется при заливке тяжелых бетонов.

Механическим способом

При больших объемах бетонных работ невозможно добиться высокого качества уплотнения при низкой себестоимости без использования специализированного инструмента и приспособлений. Наиболее часто применяется виброуплотнение с помощью стационарных (на заводах ЖБИ) и переносных механизмов с частой 2500-20000 колебаний в минуту.

Переносные вибраторы бывают:

  • глубинные — рабочая часть погружается в бетонную смесь;
  • поверхностные – виброрейки, уплотняющие поверхностный слой;
  • наружные – закрепляются снаружи опалубки.

Центрифугирование применяется при заливке бетона в формы. Смесь уплотняется за счет вращательного движения в результате которого выводится до 30% содержащейся в ней воды.

Вакуумирование – достаточно дорогой способ уплотнения. Его используют чаще всего при заливке тонких бетонных конструкций толщиной до 0,3 м, которые имеют большую развернутую поверхность: своды, купола.

Прессование несмотря на возможность получить бетонные изделия высокой прочности применяется крайне редко из-за высокой стоимости.

Качество работ

О качестве выполнения заливки бетона говорит коэффициент уплотнения – отношение объема смеси после уплотнения к первоначальному значению. ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия» рекомендует следующие коэффициенты уплотнения бетона в зависимости от удобоукладываемости:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector