III. Уплотнение бетонной смеси

1. Глубинные вибраторы

Глубинные вибраторы сообщают колебания бетонной смеси от рабочего наконечника (корпуса), погружаемого в уплотняемый слой смеси. Поверхностные вибраторы устанавливаются на поверхности уложенной бетонной смеси и передают ей колебания через рабочую площадку, которая является неотъемлемым элементом вибрационной системы.

Наружные вибраторы передают колебания щитам опалубки, от которых они рассеиваются в бетонной смеси. Промышленность выпускает ручные и подвесные вибраторы. Для последних в качестве вспомогательного оборудования используют подъемные машины.

В зависимости от типа привода различают электромеханические, пневматические, гидравлические вибраторы и с приводом от двигателя внутреннего сгорания (схема). Первые два типа вибраторов получили очень широкое распространение.

Гидравлические вибраторы перспективны. Обладая всеми преимуществами пневматических инструментов (компактность, малый вес, простота конструкции и обслуживания, высокая маневренность и долговечность конструкции, возможность получения высокой частоты и ее регулирования, электро- и взрывобезопасность), они гораздо менее энергоемки, так как коэффициент полезного действия у них значительно выше.

2. Уплотнение глубинными вибраторами

Уплотнение глубинными вибраторами. Глубинные вибраторы предназначены для уплотнения бетонных смесей при укладке их в бетонные или железобетонные конструкции с различной степенью насыщения арматурой. С помощью глубинных вибраторов можно хорошо уплотнять пластичные и малоподвижные бетонные смеси с осадкой конуса не менее 0,5—1 см.

Эффективность воздействия глубинных вибраторов на бетонную смесь определяется соотношением частоты и амплитуды колебаний, а также величиной активной поверхности его корпуса. Уплотняемый объем бетона при вертикальном положении вибратора И-86А имеет форму тела вращения с расширением книзу до высоты 10—15 см при подвижности бетонной смеси 4 см. Радиус действия глубинных вибраторов зависит от величины статистического момента дебаланса, частоты и амплитуды колебаний. Существует оптимальное значение частоты колебаний, что можно объяснить более быстрым затуханием высокочастотных вращений в бетонной смеси.

С повышением жесткости смеси радиус действия вибратора снижается. При этом оптимальная частота колебаний также снижается, а амплитуда возрастает. С увеличением активной (находящейся в контакте с бетонной смесью) поверхности вибратора растет рассеиваемая вибратором в бетонной смеси мощность и эффективность его работы.

3.Глубинные вибраторы с гибким валом

Глубинные вибраторы с гибким валом предназначены для уплотнения бетонных смесей с осадкой конуса 3—5 см при укладке их в конструкции с различной степенью армирования или в элементы небольшого поперечного сечения. Вибраторы этого типа эффективны также при бетонировании тонкостенных конструкций с небольшой насыщенностью арматурой. Расстояние между стержнями арматуры должно быть не менее 1,5 диаметра вибронаконечника. Вибраторы ИВ-75, ИВ-66, ИВ-17 рекомендуются для уплотнения бетонной смеси в густоармированных конструкциях, а вибраторы ИВ-27, ИВ-67, ИВ-47 — в небольших армированных конструкциях.

Для запуска вибронаконечника с наружной обкаткой бегунка (ИВ-17, ИВ-27, ИВ-67, ИВ-75) необходимо 1—2 раза слегка ударить нижней частью корпуса о землю или деревянную опалубку. Все остальные типы вибраторов запускаются без толчков и ударов по корпусу. Вибратор погружают в бетонную смесь на всю длину рабочей части. При вибрировании необходимо вибронаконечник вводить в нижележащий слой бетона на 5—15 см, чтобы обеспечить надежную связь между отдельными слоями. Расстояние между местами погружения вибронаконечника не должно превышать 1,5 радиуса его действия.

Время вибрирования в одной точке должно быть равно 15— 30 сек в зависимости от параметров вибратора, подвижности бетонной смеси, степени армирования. Вынимать вибронаконечник из бетонной смеси следует медленно при включенном двигателе, чтобы в ней не образовались раковины.

Нельзя прижимать вибратор к арматуре или опалубке, так как в этом случае происходит перегрузка электродвигателя и возможен выход вибратора из строя. Необходимо исключить натяжения или перегибы гибкого вала, шланга или кабеля вибратора. Радиус изгиба гибкого вала должен быть не менее 300—350 мм.

Время работы вибратора на холостом ходу не должно превышать 5—10 сек—это время, достаточное для его перестановки с места на место.

Глубинные вибраторы со встроенным электродвигателем применяют для уплотнения бетонной смеси с осадкой конуса 1—5 см. При работе от одного преобразователя частоты вибраторы этого типа включают в работу по очереди с выдержкой, обеспечивающей полный запуск электродвигателя.

Работа вибратора на воздухе или с не полностью погруженной в бетонную смесь рабочей частью приводит к быстрому износу обмоток электродвигателя. Во время работы нельзя выключать вибратор, погруженный в бетонную смесь, зажимать его между арматурными стержнями, прижимать к опалубке.

Ручные пневматические глубинные вибраторы имеют ту же область применения, что и вибраторы с встроенным электродвигателем. Правила производства работ с электромеханическими вибраторами в равной степени относятся и к пневматическим.

Для нормальной работы глубинных пневматических вибраторов следует пользоваться шлангом с внутренним диаметром не менее 16 мм и длиной не более 8—10 см. При работе в зимних условиях необходимо обеспечить тщательную очистку сжатого воздуха от влаги во избежание замерзания конденсата и образования ледяных пробок.

4. Работа плоскостных виброизлучателей

Подвесные глубинные вибраторы используют в одиночном положении или в виде вибропакетов, состоящих из нескольких вибраторов для уплотнения бетонной смеси в массивных бетонных конструкциях.

Серийно выпускается пакет подвесных вибраторов ИВ-12, состоящий из четырех вибраторов ИВ-11, объединенных общей рамой, к которой они крепятся с помощью хомутов через резиновые амортизационные прокладки. Вибропакет подвешивают на крюке крана или другого подъемного устройства с помощью цепной подвески.

Эффективность глубинных вибраторов повышается. Один из путей решения этой задачи — применение плоскостных излучателей механических колебаний вместо линейных. В простейшем варианте плоскостной уплотнитель представляет собой жесткую плиту, соединяющую два одновальных вибратора, вращающихся в противоположные стороны. Явление самосинхронизации при такой настройке вибраторов обеспечивает направление колебания, перпендикулярное поверхности плиты.

При работе плоскостных виброизлучателей не наблюдается резкого перепада амплитуды между уплотнителем и бетонной смесью. Площадь активной зоны действия плоскостного уплотнителя, оборудованного двумя виброэлементами, в 1,5—2 раза больше, чем площадь зоны действия двух отдельно используемых для уплотнения аналогичных вибраторов.

При использовании плоскостных вибраторов интенсивность укладки и уплотнения бетонной смеси в крупные неармированные блоки может быть увеличена на 30—35%.

5. Уплотнение поверхностными вибраторами

Не менее эффективно применение глубинных вибраторов типа «торпеда», проталкиваемых в горизонтальном положении через слой бетонной смеси. Особенно эффективно уплотнение в том случае, если вибратор проталкивают на глубине 2/3 общей толщины уплотняемого слоя. Производительность труда при использовании виброуплотнителей такого типа может быть повышена в 1,5—2 раза.

Уплотнение поверхностными вибраторами. Для поверхностного и наружного уплотнения бетонной смеси применяют вибраторы общего назначения. Электромеханические с круговыми колебаниями представляют собой

Колебаниями трехфазный асинхронный электродвигатель, в котором на обоих концах вала ротора установлены дебалансы. Для регулирования возмущающей силы они выполнены двойными. Внутренние дебалансы фиксируют в постоянном положении с помощью шпонок, а на наружных имеется несколько шпоночных пазов, расположенных под определенными углами. Регулирование выполняют путем изменения положения наружных дебалансов относительно внутренних.

Электромеханические вибраторы с направленными колебаниями установлены на маятниковых подставках. В опорной плите подставки находится маятниковая ось, на которой на подшипниках установлен кронштейн. Резиновые амортизаторы позволяют кронштейну вместе с вибратором совершать маятниковые колебания относительно оси, но в то же время препятствуют опрокидыванию маятниковой части вибратора.

6. Поверхностное вибрирование

Вибраторы ИВ-36 и ИВ-38 отличаются тем, что имеют выдвижные подпружиненные дебалансы. После достижения электродвигателем определенных оборотов дебалансы выдвигаются автоматически, после чего возникают вибрационные колебания. Пневматические прикрепляемые вибраторы общего назначения по устройству аналогичны пневматическим вибраторам.

Поверхностное вибрирование рекомендуется применять при уплотнении бетонной смеси, укладываемой в подготовки под полы, плиты перекрытий, дорожные покрытия и подобные конструкции, толщина которых не превышает 25 см (неармированные конструкции или армированные легкой сеткой). При толщине покрытий более 25 см или при наличии арматуры смесь уплотняют глубинными вибраторами с последующим использованием поверхностных вибраторов для уплотнения верхних слоев, выравнивания и заглаживания поверхности.

Поверхностное вибрирование выполняют также с помощью виброреек, вибробрусьев и поверхностных площадочных вибраторов. При вибрировании площадку или брус поверхностного вибратора устанавливают на поверхность уплотняемой бетонной смеси и перемещают по ней по мере уплотнения смеси. Скорость перемещения поверхностного вибратора 0,5—1 м/мин. При толщине бетонируемого слоя более 5 см виброуплотнение следует вести в два-три прохода. За первый проход заканчивают основное уплотнение. За последующие проходы выполняют окончательное уплотнение и заглаживают поверхность бетона.

7. Поверхностный вибратор С-414

Поверхностный вибратор С-414. Мощность электродвигателя 0,6 кет; Напряжение 36 в; Вынуждающая сила 565 кг; Частота колебаний 2800 в мин. Масса: общая 44 кг, без плиты 21.

Для ручных виброинструментов (виброрейки, площадочные вибраторы) масса которых ограничивается условиями работы с ними, величину давления на бетонную смесь выбирают с учетом этих условий. Передняя кромка площадки или бруса поверхностного вибратора должна иметь угол захода 3—5° по направлению движения поверхностного вибратора.

Выбор параметров поверхностного уплотнения представляет интерес при проектировании оборудования и технологических режимов.

Для песчаных смесей, не содержащих крупного заполнителя, существует определенное оптимальное значение импульса силы, при котором достигается наилучшее уплотнение смеси. Этот критерий пригоден и для обычных бетонных смесей.

Рекомендуемая частота поверхностного вибрирования 2800—6000 кол/мин. Амплитуда колебаний при частоте 2800— 3000 кол/мин 0,5—0,6 мм. То же, 6000 « 0,2—0,25».

Давление от поверхностного вибратора на бетонную смесь (для вибраторов, подвешенных на самоходных порталах) 40—60 гс\смг.

8. Уплотнение наружными вибраторами

Уплотнение наружными вибраторами. Наружную вибрацию опалубки (формы) можно эффективно применять при бетонировании вертикальных тонкостенных монолитных конструкций балок, ригелей, стен, резервуаров. Наружное вибрирование рекомендуется применять в дополнение к глубинному вибрированию в местах, насыщенных арматурой, в угловых элементах опалубки и в других случаях, когда в бетонную смесь невозможно опустить глубинный вибратор и уплотнение вынуждены вести ручными шнуровками.

Рекомендуемые режимы вибрирования: При частоте колебаний 2800— 6000 кол/мин. То же, 6000. Амплитуда 0,25—0,3 м « 0,1—0,15 ». При большом насыщении арматурой бетонируемых стенок для лучшего заполнения опалубки бетонной смесью и обеспечения хорошего уплотнения необходимо дополнительно применять глубинные вибраторы.

Для обеспечения равномерной передачи колебаний шаг расстановки вибраторов по опалубке не должен превышать величины.

При расчете и конструировании опалубки учитывают следующие дополнительны рекомендации: кронштейны крепления вибраторов жестко связывают с каркасом опалубки (формы), а вибраторы жестко и надежно прикрепляют к кронштейнам; опалубка (форма) должна выдерживать динамические нагрузки от изгибаемых колебаний, создаваемых наружными вибраторами; для гарантирования от потерь растворной части, которые могут быть особенно значительны при наружном вибрировании, в стыках опалубки необходимо устанавливать резиновые или другие уплотняющие прокладки.

 

Вернуться к оглавлению.