Бетон и строительные технологии — помощь. Виброуплотнение бетона


Как нужно осуществлять эффективное виброуплотнение бетонной смеси? | Бетон и строительные технологии

admin 04.05.2015

 

 

Виброуплотнение бетонной смеси

Здравствуйте, читатели моего сайта, сегодня попробую простым, понятным и доступным языком рассказать вам о том, что же это такое виброуплотнение бетонной смеси, принципы, применяемые методики и характеристики.

Сразу предупреждаю, что эта статья будет несколько теоретическая.

Мой большой опыт работы с бетоном, убеждает меня в том, (как бы это помягче сказать), что в основном применяемые методики не вполне соответствуют требованиям ГОСТов.

На что следует заострить особое внимание, приведу основополагающие принципы виброуплотнения, которые следует учесть в этой работе:

1 Коэффициент уплотнения;

2 Возмущающая сила;

3 Амплитуда колебания вибратора;

4 Частота колебания вибратора;

5 Время вибрирования.

Начнем все по порядку

Коэффициент уплотнения бетонных смесей 

 

Значение этого коэффициента равно плотности достигнутой при взятии пробы к плотности расчетной или полностью уплотненной.

Считается идеальным виброуплотнение бетонной смеси согласно ГОСТ 7473-94 (кстати если у вас еще его нет скачайте по этой ссылке) с коэффициентом 0,97-0,98 для тяжелых бетонов на крупном заполнителе с пластичностью П3-П5.

Кстати разницу в 2,0-3,0% составляет защемленный или вовлеченный воздух, боле подробно об этом отрицательно и нежелательно явлении почитайте по ссылке.

Естественно, хорошо уплотненный бетон, несомненно обладает более лучшими свойствами по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости и к этому нужно стремиться.

Но из этого фактора можно извлечь пользу, вполне естественный коэффициент уплотнения обычно составляет 0,96-0,99 и это нужно учесть при отгрузке бетонной смеси, то есть уменьшить массу отгружаемой бетонной смеси на эти, обычно 2-4% по сравнению с проектной, об этом почитайте подробнее в моей статье на эту тему.

 

Возмущающая сила виброуплотнения

 

Не углубляясь в теоретические дебри объясню по простому.

[important] Возмущающая сила — это просто центробежная сила инерции, которая возникает при вращении неуравновешенных масс, расположенных на валу вращения. [/important]

Одной фразы оказалось достаточно, чтобы все объяснить.

На вибраторе расположены грузы, их еще называют кулачками, чем они дальше от центра, тем больше возмущающая сила.

Естественно, чем больше вес уплотняемой массы, тем больше должна быть возмущающая сила.

Ни в коем случае не путать с возмущающей мощностью вибратора – это произведение возмущающей силы на скорость или обороты электро двигателя вибратора.

Ну что же поехали дальше.

Амплитуда колебания вибратора

 

Здесь все понятно, применительно к площадочному вибратору или вибростолу – это высота, диапазон или размер колебаний.

Это пожалуй один из важных характеристик виброуплотнения, это отчетливо видно на графике ниже.Дать график №1 На этом графике показаны диапазоны различной интенсивности при определенном соотношении частоты и амплитуды виброформования. 

Виброуплотнение бетонной смеси

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Время вибрирования

 

График №2 – На нем более четко и понятно отражено, как подобрать параметры виброформования -  амплитуду и время вибрирования в зависимости от жесткости бетонной смеси:

  • Ось абсцисс (горизонтальная), это амплитуда в мм
  • Ось ординат (вертикальная), это время вибрации в секундах
  • Сама кривая, это жесткость бетонной смеси в секундах

 

На этом графике можно четко проследить тенденцию зависимости параметров вибрирования в зависимости от жесткости бетонной смеси.

Нижняя кривая показывает параметры виброуплотнения для бетонной смеси с жесткость – Ж3

Жесткость бетонной смеси определяется прибором Красного – об этом можно почитать по этой ссылке.

Все параметры виброуплотнения нужно четко соблюдать иначе может произойти недоуплотнение бетонной смеси или наоборот седиментация, по простому расслоение, когда крупные частицы оседают внизу.

[note] Четко следуйте правилам описанным выше и получите качественный, плотный бетон с хорошими показателями. [/note]

Познакомьтесь с другими моими статьями по виброуплотнению:

1 Производство бетонных изделий — немедленная распалубка.

2 Метод вибропрессования – ускоренная распалубка ЖБИ.

3 Уплотнение бетонной смеси при укладке, используем вибраторы разного типа!

4 Виброрейку для уплотения бетона, можно сделать самим.

5 Вибраторы для бетона

6 Вибростол, как сделать самим

7 Виброплощадка, как сделать самим

 

·        Читайте также на моем сайте другие полезные материалы о строительных технологиях.

Желаю вам успехов, Николай Пастухов.

Рекомендую прочесть похожие посты!

www.helpbeton.ru

Уплотнение бетонной смеси вибраторами - это самый эффективный способ! | Бетон и строительные технологии

admin 25.06.2015

 

 

Всем читателям моего сайта привет, сегодня хочу сделать небольшой обзор, о том как при укладке бетона, осуществляется уплотнение бетонной смеси вибраторами, как самый эффективный и достаточно простой способ получения качественного монолита.

Позволю себе еще раз напомнить, что качество бетона зависит от:

  1.  Правильного подбора состава бетонной смеси;
  2. Грамотно и ответственно уложить ее – можете посмотреть по ссылке чуть выше – укладка бетона;
  3. И ухаживать за уложенным бетоном, в зависимости от внешних факторов;
  4. Конечно это вроде прописные истины и может показаться банальным, но это именно те «3 кита», на которых покоится качество бетона;
  5. Конечно каждый из этих разделов состоит из множества подпунктов и о них вы можете подробнее узнать, если почитаете об этом по ссылкам выше.

 

[important] И поверьте моему опыту, если вы недобросовестно выполнили один из вышеперечисленных пунктов, никакие ухищрения или «чудо добавки» вам не помогут. [/important]

 

Виброуплотнение бетонной смеси.

 

Заливая бетонные конструкции очень важно найти наиболее простой и эффективный способ для этого.

Вообще то способов уплотнения множество, вот только некоторые из них:

  •      Вибрирование;
  •      Центрифугирование;
  •      Прокат;
  •      Прессование;
  •      Трамбование;
  •      Комбинированные;
  •      И некоторые другие более необычные способы.

 

[tip] Но мы с вами «пойдем другим путем», более простым и доступным, это уплотнение бетонной смеси вибраторами.

Наиболее распространенными и наиболее эффективными методами уплотнения бетонных смесей следует признать вибрирование, или виброуплотнение. [/tip]

 

Для чего осуществляется виброуплотнение? 

 

Кстати почитайте мою предыдущую статью о самом принципе виброуплотнения, там кстати немного теории, но написано коротко, понятно и будет весьма полезно.

Для тех, кто не прочел напомню.

В процессе вибрирования вязкость бетонной смеси значительно снижается, она начинает приобретать высокую текучесть.

Она хорошо укладывается в форму опалубки и в густо армированное пространство, тем самым мы получаем бетон плотной структуры и отменного качества.

По вибрационным характеристика вибраторы подразделяются на:

  •      Низкочастотные, для бетонных смесей с размером крупного заполнителя 50,0 – 70,0 миллиметров;
  •      Среднечастотные – 10,0 – 50,0 мм;
  •      Высокочастотные, до 10,0мм, по сути это мелкозернистые и песчаные бетоны.

 

Степень достаточности виброуплотнения определяется визуально по следующим факторам:

  •      Оседание бетонной смеси прекращается;
  •      На поверхности уложенного бетона появляется цементное молочко;
  •      Прекращается выход наружу пузырьков защемленного или вовлеченного воздуха.

Еще раз рекомендую почитайте мою предыдущую статью «Принцип виброуплотнения», ссылка есть выше.

Для тех, кто не прочел приведу одну весьма любопытную и полезную таблицу.

 

 

 

Параметры работы вибраторов 

 

Здесь все наглядно видна зависимость амплитуды колебания и ее частоты:

  •         По кривым на графике буква И – обозначает интенсивность виброуплотнения, то есть это опосредованная величина          характеризующая подвижность бетонной смеси, чем больше «И», тем более жесткая смесь;
  •         Самый идеальный вариант, это заштрихованная зона, то есть;
  •        Идеальной для бетонной смеси П2-П3, амплитуда колебаний должна быть в пределах 0,5мм;
  •        Частота 50Гц, это используем эл двигатель 3000 об/мин;
  •        Есть еще такой показатель, как возмущающая сила, она характерна для площадочных или поверхностных вибаторов и зависит от массы вибрируемой бетонной смеси;
  •        Регулируется возмущающая сила, перемещением кулачков на вибраторе, чем дальше они от центра, тем эта сила больше;
  •        И еще один существенный фактор, это время вибрации, он определяется визуально, чуть выше об этом написано;
  •        Из своего опыта могу сказать, для смеси П2-П3, это время должно быть ну никак не более 10 секунд.

Эти методики доступны, достаточно хорошо изучены, к тому же у меня большой опыт (смею на это надеяться) в этом деле.

Можете посмотреть короткий видео филь, как работать глубинным вибратором.

 

 

Сколько мне пришлось поэкпериментировать в 90х годах, когда был настоящий бум производства тротуарной плитки и увязать все вышеизложенные факторы воедино.

Сейчас все проще и надеюсь мои статьи помогут вам в этом.

Читайте также предыдущую мою статью о принципе виброуплотнения и следующую о видах вибраторов и их применении.

Возникнут вопросы или пожелания пишите

Читайте также на моем сайте другие полезные материалы.

Желаю вам успехов, Николай Пастухов.

Рекомендую прочесть похожие посты!

www.helpbeton.ru

Физическая сущность виброуплотнения бетонных смесей

Физическая сущность виброуплотнения бетонных смесей

Рассматривая физическую сущность вибрационного процесса уплотнения, многие исследователи считают, что при вибрировании устраняется вредное влияние сил трения и сцепления, действующих на смежные частицы бетонной смеси. Из всех сил только сила тяжести стремится уплотнить бетонную смесь, а силы трения и сцепления препятствуют этому процессу. Известно, что эффект вибрирования зависит как от вязкости среды, так и от формы, размеров и характера поверхности частиц, количества твердой фазы, а главное — от значения и частоты импульсов, сообщаемых частицами бетонной смеси. Вибрация передает бетонной смеси импульсы, вследствие чего частицы колеблются около осредненного направления движения. Бетонная смесь переходит из состояния аморфного рыхлого тела в состояние тяжелой жидкости». В этой разжиженной бетонной смеси частицы перемещаются под действием силы тяжести и на поверхности выделяется воздух в виде пузырьков. Таким образом, процесс вибрационного уплотнения рассматривался как тиксотропное разжижение цементных систем и сближение частиц под действием сил тяжести.

В этих условиях процесс уплотнения условно делят на определенное количество стадий. Он делится на три стадии:

  • на первой происходит перекомпоновка составляющих,
  • на второй появляются оболочки и жидкая фаза на поверхности крупного заполнителя,
  • на третьей - компрессионное сжатие смеси.

Разделяя эту точку зрения на процесс вибрационного уплотнения, авторы книги считают его более сложным. В связи с представлением о бетоне как композиционном материале, имеющем макро- и микроособенности, целесообразно условно поделить процесс на две стадии: первая - перекомпоновки крупных составляющих (щебня) и образование макроструктуры; вторая - более глубоких тиксотропных изменений в мелкодисперсной (цементной) системе и формирование микроструктуры.

На первой стадии рекомендуются колебания низкой частоты с большой амплитудой перемещения, когда преодолеваются силы сцепления и сухого трения неуплотненных частиц бетонной смеси, что соответствует представлениям о бетонной смеси как модели с пластическими свойствами (модели Бингама). Для этого требуются достаточно большие амплитуды (1...5 мм) и необходимая интенсивность по ускорению l,5...3,5g для преодоления предельного напряжения сдвигу в зависимости от свойств среды и размеров крупного заполнителя.

На второй стадии происходит дополнительное уплотнение, которое будет протекать интенсивно при значительных тиксотропных изменениях. Для разжижения растворной составляющей целесообразны повышенные частоты или введение пластифицирующих добавок. Снижение вязкости описывается с использованием модели Кельвина - Фойгта.

Естественно, оба процесса происходят одновременно, но для низких частот и больших амплитуд быстрее протекает первая стадия. Для средних (50 Гц) и повышенных частот на процессе уплотнения большее влияние оказывает тиксотропное разжижение.

В условиях асимметричных ударно-вибрационных режимов, которые реализуются с частотой 25 Гц и ниже в бетонной смеси наряду с низкочастотными колебаниями будет возникать спектр высокочастотных составляющих и при этом можно ожидать ускорения процесса первой стадии. Однако представляется, что для этого необходимы не только большие перемещения, но и возможность создавать условия для перекомпоновки частиц, применять ускорение в верхнем положении площадки 2,0g и выше, которые обеспечивали бы возможность перемещений частиц крупного заполнителя и их ускоренную перекомпоновку.

Действительно, ударные режимы осуществляются при частоте 200...300 ударов в 1 мин с амплитудой 5...7 мм. Но ускорение в верхнем положении ударного столба близко к 1g и, несмотря на большую эффективность ударных режимов (нижнее ускорение в момент соударения около 10g), скорость процесса уплотнения при этом низка. В табл. 1 представлены данные по скорости процесса уплотнения бетонных смесей различной жесткости.

Таблица 1

Время уплотнения при различных режимах

 

Ky

 

Ж, c

Режим уплотнения

симметричный (f = 50 Гц,Ag = 3,5g)

ударно-вибрационный (f = 15 Гц, Agb = 2,5g, Agн = 5...7g) ударный (f = 5 Гц, Ag= 10g)
0,98 20 30 16 90
0,98 50 150 50 170
0,98 75 300 120 220

Как видно из табл. 1, ударный режим по времени значительно более продолжителен по сравнению со стандартным и особенно ударно-вибрационным, что связано с физическими особенностями процессов уплотнения. Крупные частицы из-за низкого значения «верхнего» ускорения (в верхнем положении площадки) не могут изменять своего положения, не имеют возможности как бы разрыхлиться и обеспечить перекомпоновку, что снижает скорость процесса.

В настоящее время в технологии изготовления сборного и монолитного железобетона широкое распространение получили поверхностно-активные ПАВ — пластифицирующие добавки. Такие добавки суперпластифицирующего действия типа С-3 позволяют существенно повысить удобоукладываемость с 2...3 см осадки конуса до 18...20 см. В технологии это обстоятельство используется для обеспечения повышенной удобоукладываемости смеси, снижения интенсивности вибрации или уменьшения расхода цемента при той же удобоукладываемости. Очевидно, следует ожидать изменение удобоукладываемости в технологии сборного железобетона с 1...3 см осадки конуса до 8... 12 см. При использовании низкочастотных режимов расслаиваемость может снижаться как минимум в 1,5 раза.

Сложный процесс вибрационного уплотнения характеризуется необходимостью преодоления сил трения, сцепления и вязкого сопротивления. В этом случае конечное состояние бетонной смеси зависит, во-первых, от сближения крупных и мелких частиц заполнителей, для которого характерно преодоление взаимных сил трения и сцепления между частицами. Во-вторых, уплотнение — это перераспределение цементного теста, связанное с его тиксотропным разжижением. Безусловно, эти стороны одного и того же процесса следует рассматривать в комплексе. Силы пластического и вязкого сопротивления совместно препятствуют процессу уплотнения, но физическая их суть различна. Силы вязкого сопротивления уменьшают влияние сил сухого трения — цементное тесто выполняет роль смазки в процессах уплотнения. Это обстоятельство и предопределило изучение целым рядом исследователей сил вязкого сопротивления и снижения их значения при вибрационном воздействии.

Характер вибрационного процесса уплотнения при одних и тех же свойствах смеси будет протекать по-разному: при больших амплитудах вибрации возникают большие относительные перемещения частиц и интенсивнее преодолеваются силы трения — пластического сопротивления при значительных частотах, благодаря большему тиксотропному разжижению цементного теста,— силы вязкого сопротивления. При воздействии низкочастотных режимов происходит менее интенсивное разжижение растворной составляющей. С другой стороны, большие амплитуды способствуют быстрейшему взаимному перемещению частиц и общий процесс уплотнения будет менее продолжительным.

Уплотнение функционально зависит от ускорения, которое и принято в качестве одного из основных факторов, определяющих этот процесс, что важно для машиностроительной отрасли. Чем меньшее значение ускорения в области рациональных частот и амплитуд позволит получить наиболее высокий эффект уплотнения, тем оптимальнее вибрационная система.

В связи с изложенными физическими особенностями процесса уплотнения представляется развитие следующих основных направлений вибрационной технологии:

  • использование симметричных и асимметричных низкочастотных режимов (частота ниже 30 Гц) как наиболее универсальных, позволяющих обеспечить уплотнение как жестких, так и весьма подвижных бетонных смесей;
  • внедрение управляемых режимов колебаний при различных частотах колебаний, направленности результирующих пространственных колебаний, пригруза и других режимов.

 

www.komplektacya.ru


Смотрите также