Методы эффективного уплотнения бетонные смеси. Уплотнение бетона


Уплотнение бетонной смеси

Категория: Фундамент

Уплотнение бетонной смеси

Ручное уплотнение бетонной смеси

Самой ответственной операцией при укладке бетонной смеси является искусственное уплотнение. От него зависят конечная плотность бетона, его прочность, долговечность.

При выполнении мелких работ или при ремонте бетонную смесь уплотняют вручную с помощью лома, лопат, всевозможных штыковок и трамбовок путем штыкования бетонной смеси.

Уплотнение бетонной смеси с помощью глубинных и поверхностных вибраторов

Для уплотнения бетонной смеси в большинстве случаев применяются электромеханические вибраторы с большой частотой колебаний (2800—20000 в мин), но малой амплитудой (величиной). Под воздействием колебаний бетонная смесь делается подвижной, растекается и заполняет опалубку, все промежутки между стержнями арматуры.

Различным способам уплотнения соответствуют определенные типы вибраторов.

При возведении монолитных конструкций наиболее рациональный способ внутреннего вибрирования, при котором наконечник вибратора погружают в бетонную смесь на всю глубину. Это делают при возведении толстых стен и мощных фундаментов.

При бетонировании оснований под полы, покрытий дорог и других конструкций, имеющих большую поверхность и малую толщину, уплотнение производят поверхностными вибраторами. За один прием эти вибраторы уплотняют слой бетона толщиной до 20 см. При большой толщине конструкции уплотнение производят послойно. При уплотнении поверхности дорожных покрытий, имеющих постоянную ширину, большую протяженность и малую толщину, применяют виброрейки. Вибрирование каждого слоя бетона продолжается в течение 30—40 с до появления цементного молока на поверхности бетонной смеси.

—-

При приготовлении, транспортировании и укладке бетонная смесь чаще всего находится в рыхлом состоянии; частицы заполнителя расположены неплотно и между ними есть свободное пространство, заполненное воздухом. Назначение процесса уплотнения—обеспечить высокую плотность и однородность бетона. 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 она лучше распределяется в опалубке и заполняет ее, 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 зернами заполнителя снижаются и смесь приходит в состояние тяжелой вязкой жидкости.

По мере прохождения в бетоне волна теряет часть своей энергии (затухает) и на некотором расстоянии от вибратора становится неспособной к уплотнению смеси. Каждый из вибраторов имеет свой радиус действия, который зависит от его конструктивных особенностей и характеристик смесей.

Жесткие смеси требуют длительного воздействия вибрации и более частой перестановки вибратора. При уплотнении смеси глубинными вибраторами максимальное давление наблюдается в нижней зоне наконечника, минимальное — в верхней. Перепад давлений в слоях смеси способствует выдавливанию воздушных включений к открытой поверхности бетона, повышает плотность бетона и качество поверхностей. При этом крупный заполнитель стремится занять устойчивое положение, обеспечивающее плотную пространственную структуру бетона.

При прекращении вибрации свойства бетонной смеси резко изменяются, она приобретает определенную структуру, обладающую некоторой прочностью. Так, после извлечения или перестановки вибратора уплотненная смесь может воспринимать нагрузку: например, рабочий может перемещаться по поверхности бетона, не нарушая его структуры. >

Вибрационное воздействие характеризуется двумя параметрами: частотой и амплитудой колебаний. Частота колебаний определяется числом колебаний в единицу времени (минуту, секунду) и выражается в герцах (Гц). Амплитуда колебаний выражается в миллиметрах. Параметры амплитуды и частоты взаимосвязаны. Так, низкочастотные вибраторы имеют большую амплитуду колебаний, а высокочастотные — меньшую.

Большое влияние на процесс уплотнения оказывает характер взаимодействия вибратора с бетонной смесью и опалубкой формы, а также его расположение в плане. Так, очень близкое расположение глубинного вибратора к опалубке формы способствует не уплотнению, а разрушению структуры бетонной смеси за счет высокого динамического давления в этой области. Удаление вибратора от опалубки может привести к недоуплотнению прилегающих к опалубке участков смеси, что повышает пористость и снижает прочность бетона. Поэтому, в каждом конкретном случае с учетом радиуса действия вибратора определяют его местоположение, чтобы обеспечить нормальное и однородное уплотнение смеси.

Продолжительность вибрирования зависит от типа вибратора и технологических характеристик бетонной смеси: чем меньше подвижность уплотняемой смеси, тем более длительной вибрации она требует. При недостаточной продолжительности вибрирования смесь недоуплотняется, а при избыточной – расслаивается. Такие смеси резко теряют свои физико-механические свойства. Во избежание этого в каждом конкретном случае опытным путем определяют оптимальное время вибрирования, при котором достигается плотная структура бетона без ухудшения его свойств.

При использовании смесей с осадкой конуса более 10 см во избежание расслоения требуется кратковременное воздействие вибраций.

Основными признаками достаточного уплотнения являются прекращение оседания бетонной смеси, появление на ее поверхности цементного молока и прекращение выделения пузырьков воздуха.

Для получения качественного бетона тщательно уплотняют смесь в углах опалубки, в густоармированных местах. Чтобы не нарушить сцепления арматуры и закладных частей с бетоном, не следует устанавливать на них работающие вибраторы.

В исключительных случаях для уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармированных конструкциях, где невозможно использовать вибраторы, применяют штыкование.

Для уплотнения жестких бетонных смесей при устройстве бетонных покрытий небольшой толщины может быть использовано трамбование. Применяют пневматические или ручные трамбовки, а также виброкатки. Смеси уплотняют слоями толщиной 10…15 см.

Фундамент - Уплотнение бетонной смеси

gardenweb.ru

Уплотнение бетона - Бетонные работы - Полезная информация

Уплотнение бетонной смеси после подачи ее на место укладки производится для того, чтобы удалить из нее воздушные пузырьки и придать ей максимальную плотность. Уплотнением также достигается лучшее сцепление бетона с арматурой и закладными частями.

Чтобы получить максимальную плотность бетона, необходимо применять бетонную смесь с соответствующей удобоукладываемостью, так как при использовании слишком жесткой смеси укладка ее затруднена. Бетонная смесь не должна быть слишком подвижной, так как в этом случае при уплотнении может происходить нарушение однородности бетона, выделение на поверхности цементного молока, потеря прочности и снижение плотности вследствие того, что часть объема занята избыточной водой. Возникновение пор в бетоне обусловлено попаданием в него воздуха во время приготовления и укладки, а также испарением избыточной влаги. Необходимость применения бетонной смеси соответствующей удобоукладываемости, с одной стороны, и, с другой стороны, необходимость сохранять минимальное водоцементное отношение заставляют находить в каждом отдельном случае оптимальную консистенцию бетонной смеси, зависящую от условий ее укладки.

Выбирая метод уплотнения бетонной смеси, необходимо учитывать, что при ручном уплотнении бетонная смесь должна быть более подвижной, а при вибрировании — более жесткой.

Использование подвижной бетонной смеси и ручное уплотнение дают более ровную поверхность бетона, однако в этом случае для сохранения водоцементного отношения смесь должна содержать большее количество цемента. Повышенный расход цемента экономически оправдан при бетонировании тонких конструкций с небольшим поперечным сечением, так как в этих случаях стоимость цемента невелика по сравнению со стоимостью опалубки и другими расходами.

При использовании жестких бетонных смесей должна учитываться повышенная стоимость их уплотнения, а также расходы на вибрационное оборудование и на устройство более прочной опалубки. Следовательно, в тех случаях, когда объем бетона относительно невелик, уплотнение его вручную является более экономичным, тогда как при бетонировании больших массивов и дорог экономия цемента за счет применения более жестких смесей может оправдать повышенные расходы на укладку и вибрирование жесткого бетона.

Во время уплотнения бетона не должно происходить смещения арматуры или опалубки. Необходимо, кроме того, следить за надлежащим уплотнением бетона на участках, прилегающих к поверхностям опалубки, с тем чтобы поверхность готового бетона была ровной и гладкой и не имела раковин.

Уплотнение бетона вручную

Обычные методы уплотнения бетона вручную — штыкование и трамбование — производятся соответствующими ручными инструментами. Когда бетонируются плиты перекрытий и других больших поверхностей, уплотнению бетона способствует хождение по нему рабочих. Ручное уплотнение бетонных дорожных покрытий производится с помощью бруса, обработанного пег форме поперечного профиля дороги и укладываемого поперек нее между опалубочными досками. При бетонировании узких мест и при тесном расположении арматуры бетонная смесь для надежного уплотнения должна быть достаточно подвижной, с осадкой не менее 10-17,5 см.

Уплотнение вибрираторами

Методы механического уплотнения бетонной смеси с помощью машин, вызывающих колебания высокой частоты, постепенно вытесняют методы ручного трамбования на многих работах, в частности при устройстве бетонных дорожных покрытий. Вибраторы допускают применение более жестких смесей, так что даже когда бетонируются участки с густой арматурой, подвижность бетонной смеси по осадке конуса может быть не более 4 дюймов (10 см). Жесткость бетонной смеси ограничивается характеристиками оборудования для приготовления, транспортирования, укладки и отделки бетона. Затруднения могут возникнуть при:

1) выгрузке очень жесткой бетонной смеси из бетономешалки;

2) подаче бетонной смеси по желобам, выгрузке ее из грузовиков и других транспортных средств;

3) вибрировании участков, трудно доступных для вибрационного оборудования, вследствие чего может происходить нарушение однородности бетонной смеси;

4) окончательном выравнивании больших горизонтальных поверхностей, так как в этом случае при использовании слишком жесткой бетонной смеси трудно получить ровную поверхность, свободную от впадин и бугров.

По мере увеличения жесткости бетонной смеси возрастает стоимость всех операций, начиная от приготовления бетона и кончая его отделкой. Следовательно, в каждом отдельном случае консистенция бетонной смеси должна выбираться с учетом всех факторов, относящихся к тому или иному виду бетонных работ.

Разные типы вибраторов требуют различной консистенции бетонной смеси, поэтому, когда устанавливают консистенцию изготовляемой на площадке бетонной смеси, характеристика имеющегося вибрационного оборудования является решающим фактором. Бетонная смесь может быть не пригодной для вибрирования данным инструментом: быть слишком подвижной или, наоборот, слишком жесткой.

Вибраторы обычно приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания, сжатым воздухом или электричеством, а по принципу работы делятся на три типа:

1) внутренние вибраторы;

2) вибраторы, укрепляемые на опалубке;

3) поверхностные вибраторы.

Внутренние вибраторы, где их применение возможно, являются наиболее эффективными по сравнению с другими типами.

При применении вибраторов любого типа во избежание нарушения однородности бетонной смеси и неравномерного уплотнения должны соблюдаться следующие условия:

а) опалубка должна быть возможно более плотной, чтобы предотвратить вытекание цементного раствора и образование раковин и ноздреватости на поверхности бетона. Во избежание смещения опалубки она должна быть прочно укреплена, а все клинья и распорки прибиты гвоздями;

б) вибрирование не должно производиться слишком долго при одном положении вибратора; это приводит к нарушению однородности смеси и образованию раковин;

в) следует вообще избегать слишком продолжительного вибрирования, так как это вызывает скопление на поверхности цементного раствора, который во время твердения трескается.

Пневматические вибраторы в сравнении с электрическими имеют свои преимущества и недостатки. Пневматические вибраторы легче и безопаснее в обращении. С другой стороны, при работе в холодное время вследствие быстрого падения давления воздуха цилиндры пневматических вибраторов могут замерзать. Замерзание цилиндров можно предотвратить путем подачи сухого воздуха, впрыскивания в воздухопровод жидкого масла или других веществ, предупреждающих замерзание, или путем пропускания воздуха через змеевик, подогреваемый жаровней. Воздушные компрессоры более громоздки и дороги по сравнению с электрогенераторами, однако в некоторых случаях они могут оказаться более подходящими.

Внутренние вибраторы. Внутренние вибраторы эффективнее, чем вибраторы других типов, так как вся их энергия передается непосредственно бетонной смеси. Они также проще в обращении и, будучи переносными, могут использоваться в трудных условиях.

Внутренний вибратор состоит из присоединенной к гибкому шлангу лопасти или трубы с жесткими рукоятками или без них.

Рабочий наконечник вибратора может быть жестко соединен с двигателем; в этом случае пневматическая турбина или электрический двигатель вращают вал с дебалансами; последний заключен в трубу, жестко соединенную с корпусом двигателя. В вибраторах с гибким валом вал с дебалансами также заключен в трубу, но соединен с электрическим двигателем, пневматической турбиной или двигателем внутреннего сгорания с помощью гибкого вала. Вибраторы этого типа, приводимые в действие электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания.

Действие вибраторов внутреннего типа еще недостаточно изучено, очень мало известно об изменении степени уплотнения бетона по мере удаления от вибратора. Объединенный подкомитет Института гражданских инженеров и Института строительных инженеров, созданный для изучения влияния вибрирования на бетон, дал предварительные заключения, из которых следует, что вибромеханизмы должны давать не менее 3000 колебаний в минуту, а ускорение в бетоне должно составлять, по крайней мере, 4g (где g— ускорение силы тяжести, равное 9,8 м/сек2).

Имеются вибраторы, частота колебаний у которых достигает 9000 колебаний минуту однако в некоторых типах таких вибраторов вследствие больших скоростей возникают механические неполадки.

Наконечник внутреннего вибратора во время работы двигателя должен быть погружен в бетон, для того чтобы избежать перегрева подшипников и поломок механизма. Гибкий вал нельзя перегибать слишком сильно, так как это приводит к его быстрому износу.

Внутренний вибратор по возможности должен устанавливаться вертикально; вынимать его рабочую часть из бетона нужно медленно; переставлять вибратор для нового вибрирования следует на расстояние 45—75 см прежнего места. В недавно опубликованной немецкой инструкции рекомендуется опускать вибратор в бетон со скоростью 8 см/сек, которая дает наилучшие результаты. Вибратор нельзя применять для распределения бетона по форме, так как это приводит к нарушению однородности бетона.

Не рекомендуется ставить вибратор к опалубке ближе чем на 10 см, это необходимо для получения гладкой бетонной поверхности после распалубки. Если вибратор касается опалубки, около нее могут образовываться полосы песка. Время выдерживания вибратора в одном положении в бетоне обычно составляет 5—15 сек., однако о достаточности вибрирования можно еще судить по появлению вокруг вибратора цементного молока и по изменению звука. Необходимо было вынуть вибратор при первых признаках выделения цементного молока и переставить его на соседнее место. Вибраторы должны погружаться на всю глубину слоя свежеуложенного бетона и по возможности на 2—5 см в предыдущий, уже провибрированный слой, чтобы хорошо проработать стык между слоями.

Слишком длительного вибрирования следует избегать, так как это может привести к расслоению бетона.

Воздушные пузырьки в бетоне образуются у поверхности опалубки чаще в случае применения вибраторов, чем при уплотнении вручную. Неизвестно ни одного способа предупреждения этой пористости, за исключением использования в опалубке поглощающей обшивки или применения вакуум-форм. Некоторое снижение количества пузырьков дает обработка бетона около опалубки тонкой лопаткой.

Поглощающая обшивка опалубки как средство предотвращения образования пузырьков и улучшения поверхности бетона получила широкое распространение в США. В России также было сделано несколько опытов по использованию поглощающей обшивки, показавших положительные результаты. К сожалению, применяемые виды обшивки могут служить только один или два раза и поэтому дороги. В качестве поглощающей обшивки применялись изоляционный картон и другие пористые материалы, иногда обшитые грубой тканью или муслином.

Опалубочные вибраторы

Опалубочные вибраторы обычно жестко скрепляются с опалубкой или формой и вызывают колебания всей формы. Через форму колебания передаются бетону. Применение опалубочных вибраторов дает удовлетворительные результаты при бетонировании сильно армированных деталей или деталей малых и узких. Опалубочный вибратор потребляет больше энергии, чем глубинный, так как часть ее поглощается опалубкой. Кроме того, опалубка или форма должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы противостоять действию вибрации.

В качестве опалубочных вибраторов применяются электродвигатели с дебалансом, пневматические молотки или электромагнитные пульсаторы. Примененяют опалубочный вибратор для изготовления элементов сборного железобетона.

Чтобы получить равномерное уплотнение наружными вибраторами, необходимо укладывать бетонную смесь слоями толщиной не более нескольких сантиметров. Опалубочные вибраторы часто вызывают образование воздушных пор, особенно в верхней части слоя. Рекомендуется верхние 60 см бетона уплотнять вручную или при помощи внутреннего вибратора, если позволяет место.

Портативные электрические и пневматические молотки также иногда используют для уплотнения через опалубку, приставляя их к определенным ее местам. Этот способ особенно полезен тогда, когда отдельные участки бетонируемой конструкции недоступны для внутренних вибраторов.

Одним из видов опалубочных вибраторов являются вибрационные столы, обладающие тем преимуществом, что сообщают всей форме одинаковые колебания. Они могут иметь или пневматический, или электрический привод и широко применяются при изготовлении бетонных изделий. В вибрационных столах других типов бетон уплотняется не колебательным движением, а серией последовательных ударов. Такой метод уплотнения дает вполне удовлетворительные результаты.

Поверхностные вибраторы

Поверхностный вибратор состоит из плоской горизонтальной плиты, на которой укреплен вибрационный механизм, сходный с теми, какие применяются в опалубочных вибраторах. Он применяется для уплотнения бетона в крупных массивах (плотинах, подпорных стенках, устоях мостов) — там, где имеются значительные горизонтальные поверхности бетона, и обычно используется для окончательного выравнивания поверхности бетона после уплотнения его внутренними вибраторами.

Как правило, эффективная глубина вибрирования поверхностными вибраторами составляет, в зависимости от их типа, 20—30 см.

Размещено: 25.03.2010

www.skshans.ru

Уплотнение и транспортирование бетона

Категория: Фундамент

Уплотнение и транспортирование бетона

Приготовленную бетонную смесь доставляют к месту укладки на носилках, тачках и на специальных металлических двухколесных тачках «кули». Неправильно выбранное средство перевозки может снизить качество

бетонной смеси, поскольку от тряски она расслаивается (рис. 1). Применять такой бетон опасно, так как дефекты в конструкциях могут проявиться неожиданно через определенный промежуток времени.

Рис. 1. Длительная перевозка бетона ведет к его расслаиванию а — равномерная смесь; 6 — расслаивание,- а — расслоенная смесь

Рис. 2. Подача бетона транспортером а — верное решение, б и а — неправильная разгрузка, расслаивание

Нередко для подачи бетонной смеси применяют транспортеры. Такое оборудование в случае разницы между уровнями в несколько метров способно обеспечить одновременно вертикальную и горизонтальную транспортировку. Допускают ошибку те, кто старается подавать транспортером пластичный бетон, так как он при этом теряет часть воды и, расслаиваясь, утрачивает свои свойства. Свежий бетон можно подавать на транспортере в жестком или слабопластичном состоянии, но и тогда необходимо следить, чтобы он лежал на транспортере толстым слоем. Бетонную смесь не следует сбрасывать с высоты более 1,5 м. Расслаивание бетона можно предотвратить, если у выгрузочного конца транспортера устроить приемный бункер и отводную трубу; обычного фартука здесь недостаточно (рис. 2).

Наиболее прогрессивный способ транспортировки смеси — применение специальных бетоновозов, так называемых миксеров. Бетон подается бетононасосами через рукава, подвешенные к поворотным укосинам (рис. 3).

Есть необходимость обратить внимание застройщиков на технологические ошибки, допускаемые при транспортировании бетонной смеси бетоновозами и при последующей ее укладке. К сожалению, бетон, перевозимый бетоновозами, тоже можно испортить, например добавляя в него воду. Давно известно, что пластичный бетон легче укладывать в опалубку, чем жесткий, поэтому часто бетон разводят водой. Излишек ее изменяет первоначальное водоцементное отношение, что в значительной степени снижает прочность смеси.

Рис. 3. Технологическая цепочка бетонирования подпорной стенки. Транспортировка бетоновозами-миксерами, подача бетононасосами

В смеситель бетоновоза вода попадает двумя путями: во-первых, после выгрузки материала смесительный барабан промывают водой, часть которой остается внутри; во-вторых, после загрузки компонентов обмывают загрузочное отверстие смесителя (грязный автомобиль не выпустят на маршрут) и вода может попасть в барабан смесителя. В результате прочность бетона снижается.

Следующий важнейший этап работы — укладка бетона в опалубку, его уплотнение для получения плотной и прочной конструкции.

Уплотнение бетона можно выполнять трамбованием, штыкованием или вибрированием. Трамбованием уплотняют жесткий бетон, вибрированием — более пластичный, штыкование применяют для текучего или пластичного бетона. По данным зарубежных литературных источников, прочность бетона зависит от квалификации бетонщика, который работает с вибратором или другим инструментом для уплотнения. Суть уплотнения бетонной смеси состоит в том, чтобы как можно лучше вытеснить из нее лишний воздух. Бетон должен идеально заполнять место в опалубке, тесно примыкать к арматуре.

Наиболее частой ошибкой является укладка бетона, когда он уже начал схватываться или даже схватился. Такая опасность возникает, как правило, при использова- i нии товарного бетона заводского приготовления: привезенный утром бетон в объеме 3—4 м3 медленно, с помощью тачек укладывают в течение дня, а иногда, заботливо укрыв, оставляют на следующее утро. Уложенный таким образом бетон будет иметь низкую прочность, не защищает арматуру от коррозии, и рано или поздно это приводит к образованию трещин или обрушениям. Ошибка состоит в том, что во время укладки не учитывают времени схватывания цемента, не определяют зависящее от него время укладки бетона. Это время следует отсчитывать от начала перемешивания цемента с водой. В зависимости от погодных условий и температуры оно составляет 1—2 ч, но ни в коем случае не половину и не целый день. Исправить такую ошибку можно лишь полной заменой бетонной смеси, которую следует быстро уложить с учетом сказанного выше.

Уплотнение бетона вручную возможно только при строительстве второстепенных, в основном безарматурных конструкций при незначительных объемах бетонных работ.

Ручная трамбовка представляет собой металлический инструмент с деревянной рукоятью, с плоской площадкой снизу, массой 10—20 кг (рис. 4). Трамбовку свободно опускают на бетон с высоты около 25 см так, чтобы следующим ударом перекрывать примерно половину следа от предыдущего удара. Трамбование необходимо продолжать до тех пор, пока не станет видно, что бетон уплотнился и на поверхности его не появился цементный раствор. Деревянными трамбовками удары приходится наносить с большой силой, поэтому применяют их редко. Допускают ошибку, намереваясь уплотнить трамбовкой слой бетона толщиной 30—40 см. Этим способом можно удовлетворительно уплотнить бетон толщиной 10—20 см.

Бетонная смесь средней пластичности непригодна для уплотнения трамбованием, поскольку из-за ее «резиноподобной» упругости эффекта уплотнения достичь не удается.

Рис. 4. Инструменты для уплотнения бетона вручную: 1 — деревянная трамбовка; 2 — металлическая трамбовкаж; 3,4 — металлические штыковки

Рис. 5. Дефекты поверхности, возникающие от недостаточного уплотнения бетона; 1 — первый выравнивающий слой, 2 — второй выравнивающий слой, 3 — основание пола, 4 — выравнивающая стяжка, 5 — выравнивающий слой бетонной поверхности, б — монолитная железобетонная конструкция, 7 — вертикальная монолитная железобетонная стена

Такую бетонную смесь толщиной не более 20—30 см следует уплотнять штыкованием с помощью металлического стержня массой 2—4 кг, которым равномерно «прокалывают» бетон.

Наибольший эффект уплотнения достигается с помощью вибраторов — электрических машин, способных создавать частые колебания. Под действием колебаний компоненты бетона уплотняются, воздух в виде пузырьков выходит из смеси наружу. В строительной индустрии распространен погружной вибратор, который сообщает свою колебательную энергию непосредственно бетону, поэтому он экономичен в работе.

Наиболее распространенная ошибка при пользовании погружным вибратором — соприкосновение и прижим его к арматурному каркасу для передачи вибрации глубинным слоям, поскольку через частую сетку арматуры колебания не передаются нижним слоям железобетона. Под действием вибрации вокруг прутьев арматуры образуется слой слабого раствора, который ухудшает совместную работу бетона и арматуры. Такой же низкий по прочности бетон получают и тогда, когда вынимают из уплотняемой смеси вибратор, оставляя отверстия. Правда, при погружении вибратора рядом с этим участком отверстия заполняются раствором, но равномерного уплотнения получить нельзя, поскольку бетон не достигает расчетной прочности.

Бетоном, приготовленным на заводах и бетоносмеси-тельных узлах, удовлетворяется большая часть потребности строительных объектов. Индивидуальный застройщик в основном лишь укладывает бетон, поэтому он имеет слабое представление о его составе и свойствах. При строительстве хозяйственным способом могут применить технологию укладки, которая может нанести непоправимый вред конструкциям. Так, специальный бетон, изготовляемый на основе одной мелкой фракции заполнителя, по технологии «но-файнс», заливают в опалубку без последующего уплотнения. Если его подвергнуть вибрированию, то качество резко ухудшится, особенно ухудшидся его теплоизоляция вследствие удаления воздуха из смеси.

Обычный бетон необходимо уплотнять даже в том случае, если он имеет пластичную консистенцию, поскольку оставшийся в нем воздух не позволит набрать достаточную прочность.

Часто при бетонировании в тоннельной опалубке моясно обнаружить такой дефект, как раковины глубиной 4—5 мм на поверхности стены после распалубки. Для их устранения перед наклейкой обоев поверхность затирают (рис. 4). Приведенные примеры обращают внимание читателей на снижение проектной прочности бетона как на результат ошибок при производстве строительных работ.

Фундамент - Уплотнение и транспортирование бетона

gardenweb.ru

Уплотнение бетонной смеси - Специальные виды работ в строительстве

Уплотнение бетонной смеси  должно  вестись  механизированным путем. Для этой цели обычно применяют вибраторы, создающие колебания высокой частоты (от 3 до 10 тысяч в ми­нуту при амплитуде 0,3-0,8 мм). Благодаря такому воздейст­вию бетонная смесь приобретает свойства тяжелой жидкости и,  растекаясь, плотно заполняет опалубку.

При механизированном уплотнении достигаются большие  плотность, морозостойкость и прочность бетона, чем при ручной укладке (штыкование, трамбование). Кроме того, механизиро­ванное уплотнение дает возможность применять бетонные смеси с низким водоцементным отношением, в результате чего снижается расход цемента.

По роду привода вибраторы разделяют на электромеханиче­ские -(наиболее распространенные), электромагнитные и пневма­тические. Тип вибратора зависит также от вида, формы и раз­меров железобетонной конструкции. Так, для укладки бетона в сооружения с большими открытыми поверхностями используют поверхностные вибраторы (рис. 142), передающие коле­бания бетонной смеси через металлическую площадку или рейку. Глубина распространения колебаний в толщу бетонной

Рис. 142 Поверхностные вибраторы: а - площадочный; б -виброрейка; 1 - электровибратор; 2 - площадка; 3 - основание виброрейки; 4 - направляю­щая рейка

смеси достигает 10-30 см. Продолжительность вибрирования на одном месте составляет около 1 мин, после чего вибратор переносят на смежный участок.

Внешними признаками достаточного уплотнения служат прекращение оседания бетонной смеси и появление на ее по­верхности так называемого «цементного молока».

Для уплотнения крупных массивов, фундаментов, а также балок и колонн больших сечений применяют глубинные вибра­торы (рис. 143), наконечники которых погружаются в бетон­ную смесь.

Рис. 143 Глубинные вибраторы: а - со  сменным   наконечником;   б - вибробулава;   в - с гибким валом; 1 - электродвигатель; 2 - сменный наконечник;  3 - двигатель;   4 - гибкий   вал

В стенах, балках и колоннах малых сечений (до 30 см), не позволяющих применять глубинные вибраторы, используют на­ружные тисковые вибраторы, которые прикрепляются к ребрам опалубки и через нее передают вибрацию бетонной смеси.

При бетонировании массивных конструкций с горизонталь­ными или наклонными поверхностями вибрирование часто соче­тают с вакуумированием бетонной смеси. Это позволяет допол­нительно уплотнить бетонную смесь путем отсоса из нее излиш­ней воды с помощью вакуум-щитов. Кроме того, этим обеспечи­вается быстрое твердение бетона, а также повышаются его прочность, морозостойкость и водонепроницаемость.

Плотины бетонируют отдельными секциями (блоками), ко­торые разделяются вертикальными сквозными конструктив­ными швами, проходящими по всей высоте сооружения. Раз­бивка на блоки необходима для того, чтобы избежать появле­ния трещин в бетоне в результате температурных деформаций и неравномерной осадки плотины. Расстояние между конструк­тивными швами (ширина блока) обычно не превышает 15 м.

В целях быстрого рассеивания тепла, выделяющегося при твердении бетона, бетонирование блоков ведут слоями толщиной 1,5-2,5 м.

Строительные швы являются наиболее ненадежными участ­ками в теле плотины, так как сопротивляемость бетона в плос­костях этих швов ниже, чем в остальной массе сооружения. Кроме того, по рабочим швам возможна фильтрация воды, так как верхний слой ранее уложенного бетона получается более пористым вследствие выделения «цементного молока» и повы­шения водоцементного отношения при вибрировании бетонной смеси. Поэтому необходимо применять специальные меры для устранения этих недостатков:

- избегать излишнего вибрирования верхнего слоя бетонной смеси;

- поверхность рабочего шва делать не плоской, а штрабированной;

- перед началом укладки бетонной смеси поверхность ранее уложенного бетона тщательно очищать от грязи ипленки рас­твора при помощи металлических щеток или подаваемых под давлением воды и мокрого песка;

- расчищенную поверхность покрывать слоем цементного рас­твора (1-2 см), втирая его во все неровности, после чего не­медленно приступать к бетонированию.

Для повышения водонепроницаемости рабочего шва с напор­ной стороны устраивают простейшие уплотнения, втапливая в уложенную бетонную смесь стальные пластинки и т. п.

svaika.ru

Способы уплотнения бетонной смеси и типы вибраторов + фото

Бетон является одним из основных строительных материалов, сегодня он применяется при возведении почти каждого здания. Качество изделия определяется не только классом используемого цемента, но и способом уплотнения бетонной смеси, выбор которого зависит от состава раствора, представляющего собой рыхлую массу, испещренную воздушными пустотами, в качественном изделии их количество не должно превышать 2-3% от общего объема смеси.

Фото бетонной смеси

Правильная укладка цементно-песчаного раствора подразумевает его плотное прилегание к арматурному каркасу, опалубке, а также закладным частям сооружения. Существует несколько способов воздействия на бетонные смеси, которые приводят к повышению ее плотности и однородности. Длительность обработки раствора зависит от его начальной жесткости и, как правило, не превышает пары минут, так как может произойти расслоение бетона – тяжелые зерна опустятся на дно формы, в результате чего может произойти деформация армирующей сетки.

Способы уплотнения и укладки смеси для различных конструкций

  1. Приготовление смеси строительнойК прессованию прибегают редко вследствие его высокой стоимости. В частном строительстве оно применяется только как дополнительная нагрузка. Прокат – один из наиболее популярных видов прессования. Давление смеси в данном случае передается посредством небольшой площади формовочного катка, что приводит к уменьшению расхода энергии.
  2. Основной и наиболее распространенный способ уплотнения при монолитной кладке – вибрирование. Его сущность состоит в сообщении раствору частых, небольших по силе ударов. При таком воздействии частицы смеси приходит в движение, связь между ними ослабевает, бетон становится текучим, приобретая способность проникать в углы и углубления. Вибрирование осуществляется при помощи вибробулав, погружаемых в труднодоступные места между стержнями армирующей сетки. Проработка верхнего слоя цементно-песчаного раствора обеспечивается поверхностными виброустройствами, существенно упрощающими процесс бетонирования полов.

    Каждому типу вибраторов для уплотнения бетона соответствует своя зона эффективности, определяемая толщиной бетонной массы.

  3. Сущность вакуумирования заключается в создании низкого давления внутри забетонированной конструкции, что позволяет ликвидировать имеющиеся там пустоты и излишки воды. Максимальная толщина слоя, поддающегося обработке вакуумом, составляет 15 см. К техническим недостаткам этого способа специалисты относят большую длительность процесса: в среднем на обработку 1 см толщины уходит 1-2 минуты. Эффективно уплотнять бетонные смеси метод позволяет только в сочетании с вибрированием. Во время обработки раствора, находящегося под воздействием вакуумной установки, имеющиеся в нем твердые компоненты начинают заполнять поры, которые появляются на месте воздушных пузырьков и капель воды.
  4. Центробежный метод уплотнения и укладки бетона способен обеспечить полное прилегание бетонной массы к внутренней части опалубки. Вода из смеси удаляется в результате ее постоянного вращения в специальном устройстве — центрифуге. Единственным недостатком метода является разделение раствора на несколько слоев: тяжелые частицы под действием центростремительной силы прижимаются к краям, в то время как малые оказываются в центре. Во избежание этого следует обеспечить достаточную связность бетонной массы, существенно увеличив количество цемента. Метод используется, в основном, для формирования стоек для фонарей и труб, а также для производства опор линий электропередач.

Методы уплотнения бетона

Уплотнение смеси следует прекратить после появления на ее поверхности цементного молока, также о достаточной плотности и однородности раствора свидетельствует прекращение выхода из него воздушных пузырьков.

stoneguru.ru

Уплотнение бетонных смесей | Технология бетона и изделий из него

При изготовлении сборных железобетонных конструкций очень важно выбрать способ уплотнения смесей, обеспечивающий выпуск изделий требуемого качества при минимальных затратах труда и времени. В практике современного заводского и полигонного производства сборных железобетонных конструкций применяют следующие основные способы уплотнения бетонорастворных смесей: вибрирование, центрифугирование, прокат, прессование, трамбование; в отдельных случаях — комбинированные случаи (центрифугирование, прокат и т.п.).

Благодаря эффективности уплотнения и простоте оборудования наибольшее распространение в промышленности сборного железобетона получил способ уплотнения вибрированием. Уплотнение вибрированием бетонных смесей основано на их свойстве изменять свою структурную вязкость при определенных напряжениях сдвига, которые надо сообщить частицам, чтобы они начали перемещаться относительно друг друга. При вибрировании частые гармоничные колебания, создаваемые вибрационными механизмами, передаются смеси в виде импульсов, под воздействием которых частицы ее начинают совершать непрерывные колебательные движения около своего среднего положения. В результате происходящего при этом резкого уменьшения сил трения и сцепления между частицами жесткая бетонная смесь приобретает свойства «тяжелой» жидкости и становится подвижной (текучей). Частицы бетонной смеси, находясь под воздействием лишь собственной массы, скользят друг по другу, укладываются более компактно и вытесняют наружу часть имеющегося в смеси воздуха, что обеспечивает получение бетона требуемой плотности.

Полученная в процессе вибрирования текучая смесь, подчиняясь законам гидростатики, оказывает давление на стенки формы, что способствует лучшему заполнению опалубки даже при сложных ее очертаниях. После прекращения вибрирования бетонная смесь теряет временно приобретенную подвижность и, будучи уплотненной, имеет бОльшую структурную прочность, чем до вибрирования. Свойство бетонных смесей при достижении определенных напряжений сдвига, сообщаемых ее частицам, переходить из упруго-пластического или вязкого состояния в состояние временной текучести и возвращаться в первоначальное состояние после прекращения внешних воздействий называют тиксотропией.

Вибрирование применяют для уплотнения только жестких и малоподвижных смесей. Для подвижных смесей кратковременное вибрирование используют не для уплотнения, а для механизации ее укладки в формы, так как продолжительное вибрирование вызывает расслоение смеси. Величина напряжения сдвига, при которой смеси в процессе вибрирования приобретают текучесть, связана с параметрами вибрирования: частотой колебаний и их амплитудой.

Последними исследованиями установлено, что эффективность вибрирования находится в прямой зависимости от так называемого показателя интенсивности, представляющего собой совместную функцию скорости и ускорения, пропорциональную мощности потока энергии, расходуемой на колебания. Для круговых колебаний этот показатель И (см2/с3) можно выразить как произведение скорости на ускорение

N=0,001A2n3

Опытами установлено, что показатель интенсивности вибрирования для большинства смесей, используемых в производстве сборных железобетонных изделий, составляет 80-300 см2/с3. Показатели интенсивности вибрирования, рекомендуемые «Инструкцией по продолжительности и интенсивности вибрации…» (НИИЖБ, 1968), при различных соотношениях амплитуды и частоты колебаний, обеспечивающие требуемое уплотнение бетонной смеси с заданной удобоукладываемостью в сравнительно короткий срок, приведены ниже.

Соотношение между амплитудой и частотой колебаний при различной интенсивности вибрации (кривые равной интенсивности)
вибрация бетонных изделий - зависимости между амплитудой и частотой

Значения частоты и амплитуды колебаний для каждой смеси должны быть согласованы друг с другом таким образом,  чтобы обеспечить при вибрировании незатухающие колебания частиц смеси. Зная оптимальную величину интенсивности вибрирования для каждой смеси, можно определить предельную величину амплитуды, соответствующую различным частотам, при которых достигается наилучшее уплотнение смеси. Одновременно с этим амплитуда колебаний должна быть согласована с размерами частиц смеси. С уменьшением крупности заполнителя амплитуда должна уменьшаться, а частота колебаний соответственно увеличиваться. исследованиями установлено, что при наибольшей крупности заполнителя 40 мм оптимальная частота равна 33 Гц (2000 кол./мин), при крупности зерен 20 мм — 50 Гц (3000 кол./мин), а при максимальных размерах кусков 10 мм — 100 Гц (6000 кол./мин). При уплотнении мелкозернистых бетонных смесей в процессе формования тонкостенных конструкций наиболее целесообразным является вибрирование с частотой 100-133 Гц, 6000-8000 кол./мин.

Увеличение частоты колебаний сверх рекомендуемой (при оптимальной величине амплитуды) хотя и не приводит к повышению степени уплотнения смеси, но позволяет уменьшить продолжительность процесса и увеличить радиус действия вибратора. Поскольку зерна заполнителя неодинаковы по размеру и массе, следует стремиться к различным частотам колебаний при вибрировании: более низкой — для уплотнения крупного наполнителя и более высокой — для мелкого. С этой целью ведется конструирование разночастотных вибромеханизмов. До их массового внедрения приходится принимать значения амплитуды и частоты, соответствующие средним по величине и массе частицам каждой бетонной смеси. В некоторых случаях двухчастотное вибрирование можно осуществлять и на обычном оборудовании. Например, при изготовлении панелей с вибропригрузом виброплощадка или вибровкладыши могут иметь одну частоту колебаний, а вибропригруз — другую.

Вследствие сопротивления, оказываемого вязкой бетонной смесью, интенсивность вибрационных импульсов по мере удаления от мест их непосредственного приложения постепенно уменьшается, поэтому расчетная амплитуда колебаний вибромеханизма принимается выше оптимальной для смеси с учетом коэффициента затухания. Коэффициент затухания зависит в основном от вязкости смеси и принятой скорости колебаний. Для каждой бетонной смеси при установленных параметрах вибрирования имеется критическая продолжительность вибрирования, ниже которой прочность бетона уменьшается, а с повышением ее — не возрастает.

Оптимальная продолжительность вибрирования при постоянном режиме в зависимости от свойств бетонной смеси принимают равной показателю удобоукладываемости смеси, определяемому с помощью технического вискозиметра и увеличенному на 30 с. Назначение длительности вибрирования при амплитуде колебаний, отличающейся от стандартной (0,35 мм) при частоте колебаний 47 Гц (2800 кол./мин), производят по графику, в котором учтено увеличение времени уплотнения на 30 с. Сокращение времени вибрирования может быть достигнуто за счет повышения (до известного предела) интенсивности вибрирования и создания небольшого давления на поверхности уплотняемой смеси с помощью пригруза. Характерными признаками окончания процесса уплотнения при вибрировании являются прекращение оседания смеси и появление на ее поверхности цементного молока.

Зависимость параметров вибрирования от жесткости смеси
Зависимость продолжительности вибрирования бетона при разной жесткости бетонной смеси и амплитуде вибрации

По способу передачи колебаний от вибратора к бетонной смеси вибрирование бывает: объемное (полное или частичное), выполняемое на виброплощадках с пригрузом или без него; внутреннее, осуществляемое вибровкладышами (вибросердечниками), виброгребенками и разделительными стенками кассетных установок; наружное (поверхностное), производимое площадочными переносными вибраторами, вибронасадками, вибропыжами, виброрейками (вибробрусом), виброштампами и виброформами; комбинированное (смешанное), сочетающее несколько способов вибрирования.

По принципу действия различают вибраторы электромеханические, пневматические и электромагнитные. Благодаря простоте конструкций, надежности в работе и возможности изменения параметров вибрирования наибольшее применение на заводах сборного железобетона получили электромеханические и пневматические вибраторы.

  1. Бетоноведение
  2. Технология изготовления сборных железобетонных конструкций и деталей
  3. Бетонные работы в зимних условиях
  4. Производство сборных конструкций и деталей из легких бетонов
  5. Производство сборных изделий из плотных силикатных бетонов и бетонов на бесклинкерном вяжущем
  6. Производство бетонных и железобетонных изделий на полигонах
  7. Общие правила техники безопасности и противопожарные мероприятия на строительной площадке

technology-jbi.ru


Смотрите также