Цель уплотнения бетонной смеси

Способы уплотнения бетонной смеси: основные цель и методы

Цель уплотнения бетонной смеси

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.

Критерии для выбора режима уплотнения:

  • Частота колебаний – количество колебательных циклов, которые совершаются в одну единицу времени.
  • Амплитуда колебаний – показывает максимальное удаление точки вибрирования от центра колебания.
  • Время протекания процесса.

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.

Источник: https://1beton.info/proizvodstvo/rabota/sposoby-uplotneniya-betonnoj-smesi-osnovnye-tsel-i-metody

С какой целью производится уплотнение бетонной смеси?

Цель уплотнения бетонной смеси

При приготовлении, транспортировании и укладке бетонная смесь находится в рыхлом состоянии; частицы заполнителя расположены неплотно между ними есть воздух. Высокая плотность и однородность бетона обеспечивается уплотнением в процессе укладки. В основном бетонную смесь уплотняют вибрированием.

Под действием вибрирования частицы заполнителя приходят в колебательное движение, бетонная смесь как бы разжижается, приобретает повышенную текучесть и подвижность. В результате воздушные пустоты исчезают, смесь лучше распределяется в опалубке и заполняет её, включая пространство между арматурными стержнями.

Под действием вибрации в бетонной смеси распространяются механические колебания в виде волн, которые создают в бетонной смеси динамическое давление.

Волны, распространяясь в смеси, совершают работу по сближению отдельных частиц, в результате чего силы трения между зёрнами заполнителя снижаются и смесь приходит в состояние тяжёлой вязкой жидкости.

По мере прохождения в смеси волна теряет энергию и затухает.

Вибрирование производится специальными механизмами – вибраторами для уплотнения бетона. Каждый из вибраторов имеет свой радиус действия, который зависит от его конструкции и характеристик смесей. По способу воздействия на бетонную смесь они подразделяются на глубинные, поверхностные и наружные.

Глубинные – погружаются в бетонную смесь и передают механические колебания на расчётную глубину. Предназначены для уплотнения бетонных смесей с показателем жёсткости до 10 с и осадкой конуса 5-6 см при возведении монолитных конструкций и до 30 с – при изготовлении сборного железобетона. Эти вибраторы имеют широкую номенклатуру типов и марок.

Поверхностные – применяют при бетонировании неармированных или слабо- армированных перекрытий, полов, сводов, дорожных покрытий и других конструкций толщиной до 12 см. Конструктивно это рабочая площадка, на которой смонтирован электродвигатель.

Вал электродвигателя снабжён двумя дебалансами, которые при вращении возбуждают колебание, передающееся рабочей площадке, а через неё бетонной смеси. Рабочая площадка корытообразной формы, что исключает попадание бетонной смеси в зону электродвигателя.

Для перестановки по поверхности бетона вибратор снабжён ручками.

Наружные – применяются для уплотнения бетонной смеси в колоннах, балках, стенах. Их крепят к опалубке. Вибраторы устанавливают на определенном расстоянии друг от друга. Их следует располагать так, чтобы не происходило взаимного гашения колебаний от соседних вибраторов, что резко снижает эффект уплотнения.

При небольших объёмах работ и в местах, недоступных для вибраторов, уплотнения ведут вручную: трамбованием, штыкованием, укаткой.

Технология уплотнения разрабатывается в технологических картах на бетонные работы.

Вибрационное воздействие характеризуется двумя параметрами: частотой и амплитудой колебания. Частота определяется числом колебаний в единицу времени (минуту, секунду) и выражается в герцах (Гц). Амплитуда колебаний выражается в миллиметрах. Эти параметры взаимосвязаны.

Вибраторы делятся на низкочастотные (до 3500 кол./мин, амплитуда до 3 мм), среднечастотные (3500-9000 кол./мин, амплитуда 1,0-1,5 мм) и высокочастотные (10000-20000 кол./мин, амплитуда 0,1-1,0 мм). Низкочастотные применяются для смесей с осадкой конуса 5-7см, среднечастотные – 2-5 см, а высокочастотные – 1-3 см.

Продолжительность вибрирования в одной точке зависит от типа вибратора и подвижности бетонной смеси. Чем меньше подвижность уплотняемой смеси, тем более длительной вибрации она требует. Недостаточное вибрирование ведёт к не- доуплотнению смеси, а избыточное – к расслаиванию.

Такие смеси резко теряют свои физико-механические свойства. Поэтому в каждом конкретном случае с учётом радиуса действия вибратора определяют его местоположение, чтобы обеспечить нормальное и однородное уплотнение смеси. Обычно это определяется опытным путем.

Продолжительность вибрирования рассчитывается в технологических картах (в пределах 20.. .50 с).

Расстояние между позициями вибратора в плане не должно превышать 1,5 радиуса действия рабочего органа (с обязательным перекрытием зон действия смежных вибраторов). Поверхностные вибраторы должны перекрывать провибриро- ванные полосы на 10-15 см; толщина прорабатываемых слоёв 15-20 см.

Толщина укладываемых слоёв при работе глубинных вибраторов не должна быть более 1,25 высоты их рабочей части.

Page 3

Массивные и протяженные бетонные и железобетонные конструкции бетонируют отдельными сопрягаемыми между собой участками (блоками, картами, захватками, ярусами). Бетонируемая конструкция разбивается на участки по технологическим и конструктивным признакам. Пространство между отдельными участками называют швами. Швы подразделяются на деформационные и рабочие.

Деформационные швы предназначены для предотвращения разрушения бетона при различных деформациях в процессе твердения бетона и эксплуатации сооружения. Деформационные швы подразделяются на осадочные, температурные и усадочные. Деформационные швы выполняются из легкодеформируемых материалов (резинобитумных и битумно-полимерных мастик, тиоколовых герметиков).

Осадочные швы отделяют одну конструкцию от другой. Например: фундамент под оборудование отделяется швом от бетонного пола (чтобы нагрузка от оборудования не передавалась элементам пола), подпорная стена из монолитного бетона через каждые 25 м имеет швы, обеспечивающие независимую осадку каждого участка.

Температурные швы компенсируют расширение или сжатие сооружений и конструкций при повышении или понижении температуры. Например: дорожные и аэродромные покрытия разрезаются швами. Расстояние между температурными швами и ширину швов определяют расчётом.

Усадочные швы предотвращают трещинообразование при усадке твердеющего бетона.

При бетонировании конструкций неизбежны технологические перерывы. В этих случаях устраивают рабочие швы. Рабочим швом называют плоскость, по которой к ранее уложенному бетону прилегает свежеуложенный. В отличие от деформационных рабочие швы исключают перемещение стыкуемых поверхностей относительно друг друга и не должны снижать несущей способности конструкции.

При разбивке конструкций на блоки бетонирования по возможности следует предусматривать швы, выполняющие сразу несколько функций. Конструкции швов сжатия и усадочные сходны, поэтому часто делают совмещённые температурно-усадочные швы. Температурные швы расширения удобно совмещать с осадочными.

Page 4

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Посмотреть оригинал

Для уменьшения отрицательного влияния рабочих швов на конструкцию необходимо размещать их в сечениях, наименее опасных для прочности конструкций, перпендикулярно оси бетонируемого элемента:

  • – у колонн рабочие швы можно устраивать у верха фундамента; у низа прогонов, балок, у верха подкрановых балок, у низа капителей колонн безбалочного покрытия, у верха (низа) вута между стойками и ригелями рам;
  • – в монолитных ребристых перекрытиях – где нагрузки на конструкцию минимальны (сечение на расстоянии 0,3 от промежуточных опор или колонн в одну и другую сторону). При этом бетонирование ведётся параллельно балкам или прогонам;
  • – в балках больших размеров, монолитно соединённых с плитами, – на 20-ь 30 см ниже уровня нижней поверхности плиты. У плоских плит в любом месте – параллельно меньшей стороне плиты;
  • – в арках, сводах и других сложных конструкциях – в местах, указанных в проекте.

Конструктивно швы устраивают путём установки деревянного щита с прорезями для арматуры. При перерыве в бетонировании более 2 ч возобновляют укладку только после набора прочности бетоном не менее 1,5 МПа (при прочности ниже 1,5 МПа дальнейшая укладка приведёт к разрушению структуры ранее уложенного бетона от вибрации при уплотнении свежей бетонной смеси).Перед возобновлением бетонирования поверхность бетона очищается от пыли, грязи и строительного мусора. Для лучшего сцепления ранее уложенного бетона со свежим рабочие швы по горизонтальным и наклонным поверхностям очищают от цементной плёнки водяной или воздушной струёй, металлическими щётками, фрезами, а затем покрывают цементным раствором толщиной 1-3 см для заполнения неровностей. После этого возобновляют укладку бетона.

  Посмотреть оригинал

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Источник: https://bstudy.net/692589/tehnika/tselyu_proizvoditsya_uplotnenie_betonnoy_smesi

Уплотнение бетона

Цель уплотнения бетонной смеси

Технология возведения конструкций из бетона подразумевает приготовление бетонной смеси и ее уплотнение. Есть случаи, когда при замешивании раствора внутри появляются полости, которые могут нарушить структуру, снизить ее плотность.

Из-за этого в изделии появляются трещины, что в конечном итоге способно привести к разрушению бетонных конструкций. В процессе уплотнения специалисты удаляют из раствора воздух, лишнюю жидкость, за счет чего он становится более плотным.

Таким образом, изделие получается более прочным и долговечным.

Для чего применяется?

Уплотнение бетона считается самым ответственным этапом укладки цементных смесей. От того, насколько тщательно будет выполнено это действие, будут зависеть коэффициент бетона и основные характеристики изделия.

В ходе процедуры специалисты обрабатывают бетонную поверхность вручную или при помощи механических устройств, удаляя полости.

Это позволяет добиться однородности бетонного раствора, увеличить сцепление состава с другими элементами конструкции.

Способы

Строители используют следующие виды устройств при уплотнении смеси:

  • поверхностные (для верхнего слоя цемента);
  • глубинные (крупные бетонные конструкции);
  • наружные (устанавливаются перед уплотнением с краю деревянной опалубки или емкости с цементным раствором);
  • виброплощадки (применяются на специализированных предприятиях).

Существует разные способы уплотнить цементный раствор:

  1. Вручную. Практикуется в основном при частных строительных работах, так как этот метод помогает сэкономить средства на приобретение оборудования. К уплотнению вручную прибегают в тех случаях, когда необходимо обработать смесь в небольшом количестве. Как правило, в таких случаях раствор также изготавливают своими руками. Бетонная поверхность обрабатывается ломом, трамбовкой, лопатой и пр.
  2. Штыкование фундамента после заливки бетона.

    Штыкование. Для выполнения этой процедуры используется стержень из металла (к примеру, армированный прут) весом до четырех килограммов. При этом желательно, чтобы кончик стержня был закругленным.

    Он применяется для того, чтобы «проткнуть» бетон. Специалисты рекомендуют проштыковывать всю поверхность емкости со смесью. Этот способ позволяет уплотнить щебень, вытеснить воздух и лишнюю жидкость.

  3. Ручная трамбовка. Такой метод принято применять для утрамбовки тяжелых бетонных растворов. Для неармированных конструкций строители используют ручные либо механические трамбовки. Трамбование следует выполнять тщательно и послойно. Вместе с тем толщина уплотненного слоя должна составлять не более пятнадцати сантиметров.

Другие способы

К другим методам уплотнения относятся:

  1. Механический. К этому способу строители прибегают при обработке значительных объемов цемента. Процесс выполняется с помощью специальных приборов, к которым относятся поверхностные и внутренние виброустройства. Также специалисты пользуются механизмами, которые крепятся на деревянную опалубку или емкость со смесью. В частности, поверхностные виброрейки позволяют уплотниться только верхнему бетонному слою. Поэтому строители применяют его для изделий из тонкого слоя бетона: оснований для плитки, полов, дорог и др. Внутренняя виброрейка, в свою очередь, считается самой эффективной в сравнении с другими механизмами. Помимо этого, такие устройства просты в эксплуатации, ими пользуются для обработки бетона в труднодоступных участках. Вибраторы, которые устанавливаются на деревянной опалубке либо форме, надежно крепятся, уплотняя смесь за счет колебаний опалубки, передаваемых цементному раствору. Устройства для опалубок незаменимы для бетонирования изделий необычной формы.
  2. Виброуплотнение. Производится при помощи переносных и стационарных устройств. Применение переносных механизмов для сборных конструкций из железобетона ограничено. Ими пользуются при создании больших и тяжелых изделий. Виброплощадки необходимы в производстве железобетона на заводах, работающих по специальным схемам. Современный рынок предлагает большой выбор виброплощадок, среди которых электромагнитные, пневматические, комбинированные и др.
  3. Прессование. Специалисты реже прибегают к данному методу уплотнения смеси, хотя он считается эффективным, поскольку позволяет повысить прочность раствора при небольших расходах цемента. Этот способ не получил широкого распространения из-за своей дороговизны. Давление, необходимое для прессования бетона, должно составлять от 10 Мпа. Прессы, которые обладают подобной мощностью, используются в судостроительной сфере для создания новых кораблей. Однако следует отметить, что стоимость таких устройств для прессования не позволяет ими пользоваться для проведения частных строительных работ. Во время приготовления цементных растворов прессование необходимо применять только в качестве дополнительной нагрузки при виброуплотнении. Необходимая степень давления может составлять не выше 1 кПа. На современном рынке представлены плоские и профильные штампы. В частности, профильные штампы нужны для придания нужной фактуры тому или иному изделию. Так изготавливаются бетонные панели, пролеты лестниц и другие элементы и конструкции из этого материала. Такой вид прессования называют штампованием. Еще одним видом прессования считается прокат. При этом давление на цементный раствор осуществляется за счет катка. Это позволяет сократить расход электроэнергии из-за снижения давления во время прессования. Но способ имеет один недостаток, связанный со свойствами раствора. В некоторых случаях может произойти смещение или разрыв материала валиком.
  4. Бетонные полы, устраиваемые методом вакуумирования.

    Центрифугирование. При вращении состав уплотняется за счет прилегания к стенкам формы. После центрифугирования увеличивается плотность ингредиентов, входящих в цементный раствор. Помимо этого, из него выводится примерно 30 процентов воды. Это помогает повысить прочность бетона.

    Метод позволяет сделать долговечные изделия. Для центрифугирования потребуется больше цемента, чем для других видов уплотнения. Бетонный раствор будет обладать нужной вязкостью. Иначе под воздействием центрифуги состав расслоится.

    Технология помогает делать опоры ЛЭП, стойки и трубы.

  5. Вакуумирование. Метод позволяет разрежать воздух, благодаря чему все лишнее удаляется из смеси под сильным давлением. Соответственно, и плотность смеси повышается.

Рекомендации

Чтобы цементный состав был равномерно уплотнен, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Во время установки деревянной опалубки следует обратить внимание на надежную фиксацию деталей. На элементах конструкции не должно быть щелей (раствор бетона может выдавливаться через трещины). Необходимо, что опалубка быта отшлифованной и гладкой, в противном случае она будет оставлять вмятины на изделии. К тому же впоследствии в теле конструкции могут образоваться пустоты.
  2. Детали деревянной или фанерной опалубки, в том числе клинья, должны надежно фиксироваться, чтобы не произошло смещение досок.
  3. При виброуплотнении состава следует периодически менять положение виброрейки, иначе раствор будет неоднородным, образуются полости.
  4. Специалисты советуют не тратить много времени на работы, поскольку это способно вызвать расслоение, которое появляется по причине того, что крупный щебень сбивается внизу, а наверху скапливается только раствор цемента.

Дефекты бетонных и железобетонных конструкций из-за недостаточного уплотнения бетонной смеси.

Поскольку использование поверхностных вибрирующих устройств не позволяет визуально определить степень плотности, при выполнении строительных работ часто применяют дополнительное средство, которое поможет гарантировать прочность состава. Для этого строители добавляют к имеющемуся составу раствор с высокой пластичностью. По этой причине возрастает риск расслаивания изделия. Чтобы избежать такого недостатка, советуют увеличить количество цемента.

Коэффициент уплотнения

Оценить качество бетонного состава можно при помощи одного важного критерия. Речь идет о коэффициенте уплотнения.

Коэффициент определяется следующим образом: высчитывается соотношение удельной массы готовой смеси к значению, которое было получено при отсутствии пузырей воздуха внутри. Так, допустимым значением коэффициента считается 1.

Достичь показателя можно разными способами уплотнения бетона, выбор методов будет зависеть непосредственно от состава, назначения и фракций. Автоматизированные виброрейки значительно увеличивают качество раствора.

От чего зависит коэффициент?

Этот показатель определяется зернистостью состава, а также объектом, который будет бетонироваться, будь то отмостки, трассы, дорожки.

Выводы

Опытные строители утверждают, что от плотности бетонного раствора будет зависеть устойчивость и долговечность конструкции. Это необходимо учитывать, если вы хотите, чтобы изделие прослужило вам не один год.

Вовремя принятые меры помогут дополнительно повысить защиту конструкции от повреждений, сэкономить средства на реставрационных работах. Универсальные вибрационные устройства позволят получить высококачественный бетон.

Перед выполнением строительных работ нужно заблаговременно проконсультироваться со специалистами и подобрать необходимое оборудование. Эргономичные виброустройства позволяют строителям уплотнять цемент в самых разных условиях.

Для выполнения небольшого объема строительных работ профессионалы рекомендуют пользоваться портативным вибратором, весом до пяти килограммов. Для более масштабных работ строители применяют большие инструменты, позволяющие эффективно уплотнять бетон на производстве при большом фронте бетонных работ.

Источник: https://kladembeton.ru/poleznoe/sposoby-uplotneniya-betonnoj-smesi.html

Цель уплотнения бетонной смеси

Цель уплотнения бетонной смеси

Уплотнение бетонной смеси производят после ее укладки в форму, таким образом, чтобы в ней не оставались свободные места, а углы и суженные места формы заполняют особенно тщательно.

После укладки бетонной смеси производят уплотнение ее вибрированием, виброштампованием, центрифугированием, вакуумированием, прокатом. Наиболее распространенным видом уплотнения бетонной смеси является вибрирование.

Степень уплотнения бетонной смеси с помощью вибраторов зависит в основном от частоты и амплитуды колебаний, а также от продолжительности вибрирования.

В результате уплотнения бетонная смесь заполняет форму, причем уплотненная бетонная смесь должна иметь однородное строение и минимальный объем воздушных пустот; после уплотнения остается не более 2 — 3% воздуха (т. е. 20 — 30 дм³ на 1 м³ бетона).

Для получения плотного бетона необходимо, чтобы удобоукладываемость бетонной смеси соответствовала принятому способу и интенсивности уплотнения. При сильном механическом уплотнении (рисунок-1) жесткие бетонные смеси укладываются плотно. В результате повышается прочность бетона (при сохранении одинакового расхода цемента).

Рисунок-1. Влияние интенсивности уплотнения на прочность бетона:

1 — сильное уплотнение; 2 — слабое уплотнение

Вибрирование бетона

Основным способом уплотнения бетонных смесей является вибрирование. При вибрировании частые колебания, создаваемые вибратором, вызывают колебательные движения частиц бетонной смеси. Силы внутреннего трения и сцепления между частицами уменьшаются, зерна заполнителей укладываются компактно, промежутки между ними заполняются цементным тестом, а пузырьки воздуха вытесняются наружу.

Плотность укладки бетонной смеси контролируют по величине коэффициента уплотнения, который равен отношению фактической объемной массы свежеуплотненного бетона к его расчетной объемной массе. Уплотнение считается «полным» при коэффициенте уплотнения 0,98 — 1.

Эффективность виброуплотнения зависит от продолжительности и интенсивности вибрирования. Интенсивность виброуплотнения характеризуют два параметра вынужденных колебаний: 1) амплитуда колебаний а (половина наибольшего перемещения частиц при колебательном движении); 2) частота колебаний ƒ (Гц) (число периодов колебаний в секунду).

Об интенсивности виброуплотнения можно судить по величине амплитудного значения ускорения w (см/с²), сообщаемого колеблющимся частицам при угловой скорости ω (рад/с); w=aω²=a4𲃲

Интенсивность вибрирования принято выражать в единицах земного ускорения g, например интенсивность равна 2g, 4g, 8g. Эта характеристика интенсивности показывает, во сколько раз ускорение, сообщаемое частицам при вибрировании, больше ускорения силы тяжести.

Эффективность уплотнения бетонной смеси значительно возрастает при резонансных режимах виброуплотнения, при которых частота вынужденных колебаний частиц смеси совпадает с частотой собственных колебаний вибратора.

При этом достигается плотная укладка бетонной смеси за короткое время. Интенсивность (см²/с³) виброуплотнения по В.Н.

Шмигальскому характеризуется произведением скорости колебаний ν= αω=а·2πƒ на ускорение:U=vw=8π³a²ƒ³, или в общем виде-U=ℜa²ƒ³.

Для каждой бетонной смеси имеется своя оптимальная интенсивность вибрирования, которая достигается правильным сочетанием амплитуды и частоты колебаний.

 На заводах сборных железобетонных изделий жесткие и малоподвижные бетонные смеси эффективно уплотнять на стационарных низкочастотных резонансных виброплощадках с амплитудой 0,7 мм и частотой 25 — 30 Гц; к тому же уровень шума при работе низкочастотных виброплощадок сравнительно невысок.

Для виброуплотнения подвижных и мелкозернистых бетонных смесей оптимальные амплитуды уменьшаются до 0,15 — 0,4 мм; соответственно необходимой интенсивности увеличивается частота колебаний до 50 — 150 Гц.

При принятых параметрах вынужденных колебаний для каждой бетонной смеси имеется своя критическая продолжительность виброуплотнения.

По Ю. Сторку, в начале виброуплотнения происходит разрушение свободной пространственной структуры бетонной смеси, насыпанной в форму, а затем смесь в виде сплошной разжиженной массы начинает вибрировать как одно целое. Возникновение связной системы проявляется в выделении влаги на поверхности смеси (рисунок-2).
Рисунок-2. Структура бетонной смеси:

а — рыхло насыпанной в форму; б — после виброуплотнения (по Ю. Сторку)

Более продолжительное вибрирование приводит к расслоению смеси и снижению прочности бетона. В зависимости от рода привода и движущей энергии различают электромеханические, электромагнитные и пневматические вибраторы.

Применяют главным образом вибраторы, приводимые в действие электродвигателем; колебания создаются механическим путем в результате вращения неуравновешенных грузов (эксцентриков или дебалансов), которые могут быть расположены непосредственно на оси ротора двигателя либо соединены с ним при помощи гибкого вала. Рабочая часть вибратора выполняется в виде площадки (виброплощадки, переносные поверхностные вибраторы), или наконечника (штыка, булавы и т. п.).

Для формования сборных железобетонных изделий широко используют стационарные виброплощадки различной грузоподъемности. Можно собирать виброплощадки необходимых размеров и нужной грузоподъемности (2, 4, 8, 12 и 24 т) из однотипных унифицированных виброблоков.

Предусматривается изготовление виброплощадок с различными режимами работы: одночастотных с гармоническими -вертикальными колебаниями, двухчастотных, виброударных и др. Схемы вибраторов представлены на рисунке-3.
Рисунок-3. Основные схемы вибраторов (по В. Д.

Мартынову)

Переносные вибраторы применяют при изготовлении изделий (в особенности крупноразмерных) на стендах, а также для уплотнения монолитного бетона на строительной площадке.

Переносной поверхностный вибратор (рисунок-3) применяют при бетонировании плоских конструкций (плит, полов, дорожных покрытий), а внутренние вибраторы — при изготовлении сборных железобетонных конструкций в неподвижных формах и бетонировании монолитных конструкций.Эксцентриковые внутренние вибраторы имеют частоту 5820 — 5700 кол./мин.

Для уплотнения бетонных смесей, укладываемых в массивные (например, гидротехнические) сооружения, применяют перемещаемые краном пакеты внутренних вибраторов. Они позволяют устранить ручной труд, применять малоподвижные бетонные смеси (с осадкой конуса 0 — 2 см) и сильно увеличивать толщину слоя бетонирования. Этот способ уплотнения используют также для укладки камнебетона.

На практике часто используют комбинированные способы уплотнения бетонной смеси. Так, при формовании сборных железобетонных изделий из жестких и малоподвижных бетонных смесей применяют вибрирование под нагрузкой (рисунок-4).
Рисунок-4. Виды пригрузов при формовании изделий на виброплощадках:

а — безынерционным (пневматический); б — инерционный (гравитационный); в — то же, подрессорный; г — вибрационный

При величине прессующего давления поверхности изделия 0,05 — 0,15 МПа можно способом вибропрессования плотно уложить особо жесткие бетонные смеси с количеством воды затворения 120 — 130 кг/м³ и В/Ц= 0,3 — 0,35.

Способы уплотнения бетонной смеси

Виброштампование часто применяют для формования коробчатых и ребристых плит, лестничных маршей со ступеньками и других профилированных изделий. Бетонная смесь, уложенная в форму, формуется и уплотняется при помощи погружаемого в нее виброштампа.

Вибропрокат осуществляется на специальных вибропрокатных станках. Этим способом изготовляют изделия из тяжелого и легкого бетонов (например, вибропрокатные керамзитобетонные панели).

При центробежном способе формования для уплотнения бетонной смеси используют центробежную силу, возникающую при вращении формы с уложенной в нее бетонной смесью.

Для этой цели применяют так называемые центрифуги, представляющие собой форму трубчатого сечения, которой в процессе уплотнения сообщается вращение до 600…1000 мин -1.

Скорость вращения формы также может составлять 400 — 900 об/мин.

Рисунок-5. Центрифуга для изготовления труб

1-опорные ролики; 2-форма

Загруженная в форму бетонная смесь ( обязательно подвижной консистенции ) под действием центробежных сил , развивающихся при вращении, прижимается к внутренней поверхности формы и уплотняется при этом.

В результате различной плотности твердых компонентов бетонной смеси и воды из бетонной смеси удаляется до 20…30 % воды,тем самым понижается величина В/Ц, что способствует получению бетона высокой плотности.

Это явление также способствует уменьшению пористости и водопроницаемости бетона.Способ центрифугирования сравнительно легко позволяет получать изделия из бетона высокой плотности, прочности (40…60 МПа) и долговечности.

При этом для получения бетонной смеси высокой связности требуется большое количество цемента (400…450 кг/м³), иначе произойдет расслоение смеси под действием центробежных сил на мелкие и крупные зерна, так как последние с большой силой будут стремиться прижаться к поверхности формы.

Способом центрифугирования ( центробежное формование) формуют трубы, опоры линий электропередач, стойки под светильники.

Вибровакуумирование используют для уплотнения подвижных бетонных смесей.

Оно позволяет извлечь из свежеуложенной бетонной смеси 10 — 20% от общего количества воды затворения и получить более плотный бетон.

Вакуумирование осуществляют специальным оборудованием (вакуум-щитами, вакуумвкладышами и т. п.). Основной его частью является вакуум-полость, в которой создается разрежение порядка 75 — 85% от полного вакуума.

Вакуум-щиты укладывают своей рабочей поверхностью, снабженной фильтровальной тканью, на бетон. Фильтр предотвращает отсос частиц цемента в процессе вакуумирования.

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 давлением этого разряжения: 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 1 см 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.

Прессование
Прессование — редко применяемый способ уплотнения бетонной 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/м³ бетона);

Распространению способа прессования препятствуют исключительно экономические причины. Прессующее давление, при котором бетон начинает эффективно уплотняться, — 10…15 МПа и выше.

Таким образом, для уплотнения изделия на каждый 1 м² его следует приложить нагрузку, равную 10… 15 МН.

Прессы такой мощности в технике применяют, например, для прессования корпусов судов, но стоимость их оказывается столь высокой, что полностью исключает экономическую целесообразность использования таких прессов.

Источник: https://betfundament.com/tsel-uplotneniya-betonnoy-smesi/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.