Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей в форме

01 Апр 13 ВИБРАЦИОННЫЕ СПОСОБЫ УПЛОТНЕНИЯ бетонной смеси

Объемное вибрирование. Наиболее универсальны­ми формовочными машинами для изготовления железобетонных изделий являются виброплощадки. Отечественная про­мышленность выпускает виброплощадки грузоподъемностью от

1 до 20 г для различных условий производства. Уплотнение бе­тонной смеси на виброплощадках осуществляется вибрационны­ми устройствами, создающими колебания: гармонические круго­вые; гармонические направленные (вертикальные или горизон­тальные) и негармонические вибрационно-ударные.

Исследования виброплощадок с круговыми гармо­ническими колебаниями показали, что круговые колебания
приводят к смещению бетонной смеси в форме и неравномерно­му распределению амплитуд по поверхности виброплощадки, а также увеличивают подсос воздуха. Эти недостатки отсутствуют у виброплощадок с вертикально направленными колебаниями.

С большей интенсивностью воздействия на бетонную смесь происходит уплотнение на вибрационн о-у дарных сто­лах; кроме того, на это требуется значительно меньше энер­гии, чем на обычных вибростолах [80]. Однако, применение виб­рационно-ударных столов носит пока экспериментальный харак­тер. Внедрение их в промышленность сборного железобетона может явиться дальнейшим шагом по пути повышения качества изделий и снижения их стоимости.

Основные технологические требования к формованию изде­лий на вибростолах следующие:

Обеспечение одинаковой величины амплитуды колебаний по всей поверхности виброплощадки;

Крепление формы к виброплощадке;

Применение приспособлений, препятствующих изгибу про­дольных бортов формы при вибропрессовании.

Для конструкций современных виброплощадок характерно от­сутствие тяжелых верхних виброрам, которые заменены отдель­ными виброблоками, опирающимися на пружины. Такая конст­рукция виброплощадки имеет ряд существенных преимуществ: уменьшается расход металла на ее изготовление, удлиняется

2 до 8 шт. и более в зависимости от грузоподъемности и длины площадки).

На рис. 49, А приведена диаграмма распределения амплитуд колебаний по форме при плотном прижатии ее ко всем опорам виброплощадки СМ-476. Виброплощадка обеспечивает уплотне­ние жестких бетонных смесей с удобоукладываемостью до 100 Сек без пригруза. График зависимости времени уплотнения бетонной смеси от ее подвижности, приведенный на рис. 49, Б, Отражает необходимые показатели при плотном прижатии фор­мы к виброплощадке. В противном случае частота колебаний снижается до 1500—2000 в минуту, а также значительно умень­шается амплитуда колебаний, что удлиняет срок уплотнения.. Использование на вибростоле незакрепленных форм при вибро — ударном режиме уплотнения бетонных смесей может быть целе­сообразным только при определенных условиях (применение прокладок и т. п.) [103].

Уплотнение на виброплощадке обеспечивает необходимую проработку бетонной смеси по высоте изделия, так как много­численные опыты, проведенные при колебаниях 25 и 50 Гц, по­казали, что при передаче направленных колебаний снизу бетон­ной смеси, находящейся в формах высотой до 80 См, затухания колебаний не происходит. В верхней, а В некоторых случаях и

30* 60″ 120“

Рис. 50. Эпюры колебаний бетонной смеси на вибро­площадке (к=30 см;

В средней части образца наблюда­ется усиление интенсивности коле­баний.

Результаты опытов с бетонной смесью, имеющей техническую вяз­кость 60 Сек, показаны на рис. 50 [21]. Сопоставляя первые три эпюры колебаний, записанные при частоте 50 Гц, можно видеть, что с увеличением времени вибрирования с 30 до 120 Сек форма эпюры суще­ственно изменялась, отражая посте­пенное вовлечение бетонной смеси в процесс вибрирования. На других эпюрах показано, что при больших сроках вибрирования с частотой 50 Гц в верхней части образцов на­блюдались не менее интенсивные ко­лебания, чем в нижней зоне.

Вовлеченная в вибрацию бетонная смесь оказывает большое давление на продольные борта форм, особенно при вибрирова­нии с пригрузом. Под действием вибропрессования продольные борта форм изгибаются, что приводит к отклонению от проект­ных размеров изделия. Чтобы воспрепятствовать этому, на виб­роплощадках устанавливают откидные упоры, обеспечиваю­
щие необходимую прямолинейность продольных бортов форм (рис. 51, А).

Хорошие результаты дает применяемый на ряде заводов ме­ханический прижим для крепления формы к виброплощадке, одновременно предохраняющий борта формы от изгиба (рис. 51,6). Форма при опускании на вибростол давит своим весом на выступающее из плоскости вибростола плечо рычага и пово­рачивает прижим, вследствие чего его другое плечо упирается

Рис. 51. Устройство для крепления формы на виброплощадке: А — фиксатор для продольных бортов формы; Б— шарнирный прижим; / — виброплощадка; 2 — неподвижный упор; 3 — откидной фиксатор; 4 — Прижим; 5 — блок; 6 — шарнир; 7 — противовес.

В борт формы. При подъеме формы противовес, укрепленный на рычаге, поворачивает его в исходное положение и освобождает форму. Таким образом, крепление формы к виброплощадке про­исходит автоматически под действием ее собственного веса.

Рис. 52. Схема механического рычаж­ного пригруза.

Вибропрессование. При формовании изделий из жестких бетонных смесей значительно увеличивается продолжи­тельность вибрирования, кроме того, для надлежащего уплотне­ния смеси необходимо увеличивать амплитуду колебаний.

Вибропрессование, за­ключающееся в создании поверхностного пригруза при вибрировании изде­лия на виброплощадке, является более эффек­тивным способом уплот­нения жесткой бетонной смеси по сравнению с вибрированием. Приме­нение пригруза при виб­рировании примерно вдвое сокращает продолжительность уплотнения смеси и обес­печивает получение гладкой поверхности изделия.

Многократные исследования показали, что степень уплотне­ния бетонной смеси повышается по мере увеличения пригруза. Для. бетонных смесей с показателем жесткости 60—90 Сек уве­личение пригруза до 50—-100 Г/см2 (5—10 Кн/м2) обеспечивает хорошее уплотнение бетонной смеси с коэффициентом 0,98, сред­нее время уплотнения смеси, составляющее при вибрировании

5—6 Мин, при вибропрессовании сокращается до 2—3 Мин.

Оптимальная величина пригруза зависит от жесткости смеси, а также от вида изделия и способа п. ригрузки. По дан­ным исследований, для малоподвижных бетонных смесей ее можно принимать в пределах 40—60 Г/см2, для умеренно жест­ких бетонных смесей — 60—100 Г/см2: Повышение величины при­груза нерационально, так как при этом увеличиваются силы внутреннего трения вследствие некоторого заклинивания отдель­ных частиц крупного заполнителя.

Пневматический пригруз и механический рычажный пригруз являются наиболее удобными способами создания давления на бетонную поверхность, так как нагрузка на виброплощадку при этом увеличивается незначительно. В механическом рычажном устройстве (рис. 52) пригруз осуществляется собственным весом пригрузочного щита, а также грузами, действующими на длин­ные плечи рычагов, укрепленных на щите. Для этого после пред­варительного уплотнения бетонной смеси опускают на поверх­

Ность формуемого изделия пригрузочный щит и прикрепляют’ его захватами за поддон; при четырех рычажных грузах на по­верхность бетона создается давление

эл. почта uamsd@yandex.ru

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Способы уплотнения бетонной смеси

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.

Читайте также  Минимальный процент армирования железобетонных конструкций

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/м 3 бетона). 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 м 2 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/м 3 ), 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.

Читайте также  Какая фракция щебня нужна для 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:

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.

Способы уплотнения бетонного раствора

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.

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.

  • 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.

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.

Читайте также  Чем заделать щели в бетонном полу?

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.

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.

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.

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.

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.

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.