Уплотнение бетонной смеси

Эффективность уплотнения зависит от основных параметров вибрации — ее частоты и и возникающей в бетонной смеси амплитуды колебаний. В исследованиях виброуплотнения было введено понятие о минимальной (предельной) амплитуде Amin, при которой еще происходит тиксотропное разжижение бетонной смеси. Установлено, что с ростом частоты колебаний Amin уменьшается. Одновременно, однако, возрастает интенсивность затухания в смеси колебаний и снижается радиус действия вибрации. Это объясняет наличие экстремума в зависимостях радиуса действия вибраторов от частоты колебаний.

Неоднократно выдвигались предположения о возможности кардинального повышения эффективности вибрирования за счет достижения резонанса при подборе частот вынужденных колебаний, равных частотам собственных колебаний отдельных фракций заполнителя. При этом предполагали, что колеблющиеся в резонансном режиме частицы заполнителя будут выполнять роль дополнительных “микровибраторов”, повышая вблизи себя степень тиксотропного понижения вязкости дисперсионной среды и тем самым радиус действия вибратора. В соответствии с этими соображениями для уплотнения смеси предлагали применять поличастотную вибрацию, отдельные гармоники которой должны были воздействовать селективно на цементное тесто, песок и крупный заполнитель. Проведенные экспериментальные и теоретические исследования не подтвердили наличия резонансных пиков, однако выявили явную связь оптимальных частот вибрирования с крупностью заполнителя. Чем мельче заполнитель, тем больше эффективность высокочастотной вибрации.

Многочастотное вибрирование повышает эффективность уплотнения бетонной смеси, однако требует более сложных виброизлучателей. Поэтому из многочастотных в массовом строительстве применяют только двухчастотные вибраторы малой мощности. Интересно, что на стройках рабочие нередко отдают предпочтение старым изношенным вибраторам, отмечая более эффективную их работу по сравнению с новыми. Это объясняется появлением в таких вибраторах биений и дополнительных гармоник.

Вибраторы для бетона подразделяют на глубинные и общего назначения. Оба типа вибраторов классифицируют по виду привода на электромеханические, пневматические, электромагнитные и гидравлические. Серийно выпускаемые вибраторы для бетона — электромеханические и пневматические. Пневмовибраторы взрывобезопасны, поэтому их предпочитают при шахтном строительстве. Они легче и дешевле электромеханических, однако более энергоемки. Их характеристики должны совпадать с пожеланиями, которые выдвигает проект систем вентиляции, ибо использование не того вида бетонного вибратора даст расхождение в чертежах и сметах.

Глубинные вибраторы предназначены для уплотнения бетонной смеси путем передачи ей колебаний от корпуса вибратора, погружаемого в уплотняемую смесь. Поверхностные вибраторы используют для уплотнения бетонной смеси в плоских конструкциях толщиной до 20—25 см. Прикрепляемые к опалубке вибраторы применяют в местах, недоступных или неудобных для погружения глубинных вибраторов. В качестве вибропобудителей для поверхностных и наружных вибраторов используют вибраторы общего назначения, имеющие широкую область применения. Их устанавливают в качестве побудителей на различного рода расходных емкостях строительных материалов, на вибротранспортных устройствах и т.д.

Уплотнение бетонной смеси глубинными вибраторами.
Внутреннее вибрирование энергетически наиболее выгодно, так как возбудитель колебаний передает всю энергию непосредственно уплотняемой смеси с минимумом потерь. Технологически, однако, внутреннее вибрирование бетонной смеси в существующем виде оказывается весьма трудоемким процессом, плохо поддающимся механизации. Основной труд затрачивают на ручную перестановку вибраторов по последовательным позициям виброуплотнения, расстояния между которыми определяется радиусом действия вибратора.
Для глубинного вибратора с цилиндрическим корпусом радиусом действия принимают расстояние от его центра до концентрической окружности, являющейся границей между уплотняющейся и неуплотняющейся зоной. Для определенных параметров вибрации этот радиус, зависящий от подвижности и состава смеси, степени армирования бетонируемой конструкции, высоты уплотняемого слоя бетона и пр., соответствует минимальной величине ускорения колебаний порядка 3—5g. Для конкретных условий он уточняется визуально. Уплотняемая зона отличается энергичным оседанием смеси, выделением пузырьков воздуха, появлением на поверхности уплотняемого слоя и около опалубки растворной части смеси.

Глубинные вибраторы погружаются в уплотняемую смесь под действием силы тяжести. После погружения вибратора вокруг его корпуса сразу образуется кольцевой слой растворной части, через который вибрационные колебания передаются уплотняемой смеси. Поэтому нельзя вибрировать бетонную смесь через арматуру, так как сцепление ее с раствором существенно ниже, чем с бетоном. При чрезмерно жестких смесях погруженный вибратор образует незаполняемую растворной частью лунку. При этом не обеспечивается необходимый для передачи колебаний контакт корпуса вибратора с уплотняемой смесью. В данном случае увеличение продолжительности вибрирования не позволяет достигнуть требуемого уплотнения.
Продолжительность вибрирования зависит от вида и мощности виброизлучателя, характера передачи смеси вибрационных импульсов, состава смеси, армирования и габаритов бетонируемой конструкции и ряда других факторов. Обычно продолжительность вибрирования на одной позиции составляет 10—20 с. Дальнейшее вибрирование не повышает плотности бетона и может привести к расслоению смеси.

Скорость извлечения вибратора из бетонной смеси зависит от ее удобоукладываемости. При уплотнении подвижных смесей скорость извлечения вибратора ориентировочно равна скорости его гравитационного погружения. Для жестких смесей скорость извлечения вибратора существенно ниже. Следует учитывать, что при слишком медленном извлечении вибратора возможно расслоение уплотненной смеси с сопутствующим увеличенным водоотделением. При чрезмерно высокой скорости извлечения вибратора из смеси могут остаться незаполненными бетоном отверстия от вибронаконечника. Для основного объема бетонных работ применительно к конструкциям средней массивности с умеренным армированием применяют электромеханические вибраторы с двигателем, встроенным внутрь корпуса рабочей части.

Страницы: 1 2 3