Способы уплотнения бетонной смеси – Перечислите способы уплотнения бетонной смеси при бетонировании конструкций. Укажите различные типы вибраторов. Предложите способ укладки и уплотнения бетонной смеси при возведении монолитных колонн.

Качественно уложенный бетон демонстрирует коэффициент уплотнения в диапазоне от 0.98 до 1.0. Определить его можно и в домашних условиях с применением специального прибора. Он представляет собой два бункера в виде сосуда цилиндрической формы и перевернутого конуса.

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.

Уплотнение бетонной смеси: методы, оборудование и его характеристики

Уплотнение бетонной смеси является одной из самых важных операций при бетонировании. Во время изготовления бетонной смеси в нее проникает воздух. Если вовремя не позаботиться о его удалении, то готовый строительный материал будет обладать пористостью и низкими прочностью и долговечностью. Для устранения воздушных пузырьков и равномерного расположения составляющих бетон уплотняют с помощью различных приспособлений, называемых вибраторами.

Выбор режима уплотнения

Для каждой смеси в зависимости от размера фракций и ее подвижности необходимо выбирать индивидуальный вибрационный режим, основными характеристиками которого являются:

• амплитуда колебаний — максимальное удаление вибрирующей точки от центра колебания;
• частота колебания — число колебательных циклов, совершенных в единицу времени;
• время протекания процесса уплотнения.

Как же правильно определить режим вибрирования бетонной смеси?

• Для смесей с крупными размерами заполнителей оптимальными являются низкочастотные колебания с значительной амплитудой.
• Если для изготовления бетона использовались мелкие заполнители — вибрирование должно осуществляться с значительной частотой и низкой амплитудой.
• Для смесей с различными размерами фракций заполнителя используют поличастотные механизмы для уплотнения. Способ вибрирования с изменяющейся частотой колебаний является самым эффективным и перспективным.

Частота колебаний вибраторов находится в пределах — 2800-20000 циклов в минуту, амплитуда 0,1-3,0 мм.

Методы уплотнения бетонной смеси

Вибраторы различных конструкций имеют различные способы воздействия на бетонные смеси, по этому признаку механизмы этой группы разделяют следующим образом:

• У глубинных (внутренних) вибраторов рабочая часть погружена в смесь, колебания передаются посредством корпуса.
• Поверхностные механизмы для уплотнения устанавливаются на поверхность смеси, колебания передаются через рабочую площадку.
• Вибраторы наружного типа крепятся к опалубке.
• Виброплощадки относятся к стационарному формующему оборудованию, используемому на заводах ЖБИ.

По виду питающей энергии различают механизмы: электромеханические, электромагнитные, гидравлические, пневматические, от двигателя внутреннего сгорания. При отсутствии механизированного инструмента возможно проведение ручного уплотнения бетона.

Наиболее эффективный способ получения качественно уплотненного бетона — послойная укладка смеси с ее глубинным вибрированием. Толщина каждого укладываемого слоя должна быть более 100 мм, оптимально — 300-500 мм, подвижность смеси — 6-8 см. Для обеспечения однородной структуры необходима равномерная подача бетона в сочетании с тщательно проведенным процессом вибрирования.

Ручное уплотнение бетонной смеси

При самодеятельном строительстве ручной труд занимает значительное место. Без применения механизмов можно уплотнять небольшие массивы бетонных смесей.

Уплотнение пластичных бетонов осуществляют способом штыкования. Для этой операции берут длинный штырь, кусок арматуры, тонкую трубу. Сначала этот инструмент погружают в раствор толчковыми движениями небольшой амплитуды. Дойдя до дна бетонной смеси, начинают качать штырь из стороны в сторону. Потом инструмент медленно вынимается с совершением вертикальных и горизонтальных колебательных движений.

Смесь должна быть проштыкована до самого дна.

Для жестких бетонов применяется трамбовка, изготовленная из отрезка бревна или бруса массой 15-30 кг. Для удобной работы с этим инструментом к нему прибиваются ручки. Нижний конец трамбовки обивается металлом для предохранения древесины от размокания и крошения.

Для трамбовки мелких бетонных деталей применяют более легкие трамбовки, напоминающие по форме швабру с прикрепленной внизу металлической площадкой или тяжелым бруском.

Глубинные вибраторы: характеристики и область применения

Глубинные вибраторы используют для армированных и неармированных блоков массивных сооружений, при изготовлении фундаментов, полов, балок.

Принцип работы электромеханического глубинного вибратора заключается в передаче колебаний высокой частоты наконечника к смеси через гибкий вал при помощи электродвигателя. Наконечник называется булавой. Булава погружается в смесь и создает высокочастотные волны, которые снижают трение частиц материала и делают его более пластичным. При этом вязкость смеси снижается и бетон растекается во всем требуемом объеме, заполняя самые труднодоступные места. Пузырьки воздуха при этом процессе выдавливаются на поверхность бетона.

Для уплотнения бетона в крупных массивах используют особо мощные вибраторы, которые перемещаются с помощью кранов. Глубинные вибраторы при необходимости объединяют в пакеты.

На не электрифицированных строительных участках используют вибраторы на приводах от двигателей внутреннего сгорания.

Поверхностные вибраторы: особенности конструкции

Поверхностные вибраторы используют для бетонирования армированных одиночной арматурой или неармированных полов, сводов, перекрытий, покрытий автомобильных трасс и аэродромов, имеющих толщину не более 250 мм. Если бетонируются конструкции с двойной арматурой — их толщина не должна превышать 120 мм.

Вибраторы этой группы состоят из рабочей площадки с установленным на ней электродвигателем. На валу электродвигателя находятся два дебаланса, вращение которых инициирует колебания. Вибрации посредством рабочей площадки передаются бетонной смеси.

Вибратор запитывается через понижающий трансформатор во избежание поражения рабочих электрическим током.

К поверхностным вибраторам относятся и виброрейки, которые представляют собой устройство для выравнивания и уплотнения смесей, заливаемых для устройства полов и оснований. Вибратор состоит из двух параллельных профильных деталей, которые жестко связаны с помощью поперечных связей. (Рис.1)

Как повысить прочность бетона? Здесь описаны самые современные методы.

Если ищете бетон В20, ознакомьтесь с нашими ценами. Бетон В20 обладает высокой прочностью и применяется для фундаментов, строительства отмосток, площадок, лестниц, дорожек и других целей.

Для предотвращения возможности деформирования рейки внутри профилей расположены натяжные устройства с бессрочной гарантией. Натяжение профилей регулируется винтами, расположенными на концах рейки. Виброрейки оснащаются съемными электрическими или бензиновыми вибро узлами.

Наружные вибраторы: разновидности и их характеристики

Для уплотнения бетона, укладываемого в тонкие элементы монолитных сооружений, при изготовлении деталей сборного железобетона, а также для побуждения и ускорения выгрузки вязких материалов из бункеров, автосамосвалов, бадей используют вибраторы, которые устанавливаются на опалубке, бункерах и других конструкциях снаружи.

Наиболее широко востребованы электромеханические вибраторы данной группы с круговыми и направленными вибрациями, а также пневматические вибраторы.

• Механизм с круговыми вибрациями состоит из мотора-вибратора, на валу которого расположены дебалансы. Величина вращательного момента регулируется перемещением дебалансов по валу.
• Вибраторы с направленными колебаниями, иначе маятниковые, представляют собой устройства с маятниковой подставкой и выдвижными дебалансами. С вибратором соединяются опорная плита и ось качания. Размах качания корпуса устройства вокруг оси ограничивается амортизатором.
• Пневматические вибраторы оснащены пневмодвигателем, находящимся в корпусе с кронштейнами для крепления к конструкциям, рукавом для подачи воздуха и пусковым устройством. Выпускаются модели пневмовибраторов, предназначенные для изготовления трубной продукции.

Пневмовибраторы благодаря своей электробезопасности могут использоваться во взрывоопасных условиях.

Виды виброплощадок

Виброплощадка состоит из двух рам. На подвижную верхнюю устанавливают емкость с бетонной смесью. Нижняя, неподвижная, закрепляется на фундаменте. Верхняя рама с расположенным на ней вибромеханизмом опирается на неподвижную раму посредством амортизаторов — пружин, рессор, резиновых прокладок.

Вибромеханизм, как правило, представляет собой валы с дебалансами, которые приводятся во вращение с помощью электродвигателя.

Верхняя подвижная рама должна обладать достаточной жесткостью. Иначе будет наблюдаться неравномерная амплитуда колебаний. На участках со слабыми колебаниями уплотнение смеси получится недостаточным.

Показатель качества укладки бетонной смеси

Качество укладки бетона характеризуется основным показателем: коэффициентом уплотнения. Эта величина равна отношению фактического объемного веса бетонной смеси к теоретическому, вычисленному с учетом полного отсутствия воздуха в уплотненной смеси. Коэффициент уплотнения зависит от: процента содержания воды в смеси, характера и формы поверхности заполнителей.

Хорошо уложенным считается бетон, коэффициент уплотнения которого колеблется в пределах 0,98-1,0.

Определить коэффициент уплотнения возможно в полевых условиях, используя специальное устройство. Этот прибор состоит из двух бункеров, которые имеют форму перевернутого конуса и сосуда цилиндрической формы.

Качественное уплотнение смеси является одной из приоритетных задач при сооружении объекта любых габаритов и целевого назначения, поскольку именно от эффективности укладки бетона во многом зависит прочность и долговечность сооружения.

38 Укладка и уплотнение бетонной смеси

38 Укладка и уплотнение бетонной смеси.

Приготовленная бетонная смесь должна по возможности быстро доставляться к месту укладки и уложена в форму или опалубку. Допустимый промежуток времени с момента приготовления до укладки не должен превышать времени начала схватывания, и за этот срок бетонная смесь не должна существенно терять свои свойства (подвижность, жесткость). Транспортные средства (автосамосвал, автобетоновоз, ленточный конвейер и  т.д.)   должны  обеспечить доставку  бетонной  смеси  однородной, нерасслоившейся.

Бетонная смесь должна быть уложена и уплотнена так, чтобы бетон в изделии был однородным и хорошо уплотненным. От качества уплотнения так же,  как и от других  технологических процессов

(перемешивания, твердения), зависит качество бетона. При укладке бетонную смесь необходимо распределять по форме или опалубке равномерными слоями или дозами.  Уплотнение же осуществляют различного рода виброприспособлениями: в построечных условиях —4 поверхностными и глубинными вибраторами (иногда навесными), в| заводских — на   вибростолах,    виброплощадках   или   в   кассетных формах.  При вибрировании  частицам бетонной смеси сообщаются механические колебания, в результате чего связи между частицами нарушаются, силы трения и сцепления уменьшаются, бетонная смесь приобретает свойства тяжелой жидкости и под действием сил тяжести растекается, заполняя форму. Длительность вибрирования зависит от свойств  смеси  и  характера  формуемого  изделия.   Ее  определяют экспериментально  по   получаемой  плотности  бетона.   В   заводских условиях нередко используют вибрирование с пригрузом сверху, что обеспечивает получение более плотного бетона. Уплотнение бетона при изготовлении в заводских условиях труб нередко осуществляется за счет  центрифугирования или центрифугирования с  вибрацией. Существуют и другие приемы уплотнения.

Для хорошо уплотненной бетонной смеси коэффициент уплотнения, т.е. отношение плотности полученного уплотненного бетона к расчетной, должен быть не менее 0,98 и приближаться к 1,0. Одним из предварительных приемов оценки достаточности вибрирования является прекращение оседания бетонной смеси и появление на поверхности изделия цементного молока. Существуют и более сложные, но также далеко не достаточные методы определения оптимальной длительности вибрирования. Следует помнить, что недоуплотнение приводит к резкому снижению качества бетона и в первую очередь прочности.

Способы уплотнения бетонной смеси:

Вибрирование — уплотнение бетонной смеси в результате пере­дачи ей часто повторяющихся вынужденных колебаний, в совокуп­ности выражающихся встряхиванием.

Центрифугирование — уп­лотнение бетонной смеси в результате действия центро­бежных сил, возникающих в ней при вращении.

При вакуумироваиии 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 действием этого разрежения: освободившиеся при этом места занимают твердые частицы и бетонная смесь приобре­тает повышенную плотность.

Прессование — редко применяемый способ уплотнения бетон­ки 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).

Способы уплотнения бетона

Способы уплотнения бетона.
Производство бетона высокого качества требует правильной разработки технологии бетонирования и четкого её соблюдения. В состав бетонной смеси должны входить чистые и качественные материалы. Чтобы полноценно использовать их свойства, после бетонирования формы для производства ЖБИ смесь необходимо уплотнить. Целью уплотнения является более плотная укладка щебня,  удаление воздушных пузырьков и избыточной воды. Уплотненная смесь лучше заполняет опалубку и образует более прочную связь с армирующей конструкцией. У обработанного бетона более высокие эксплуатационные характеристики, чем у обычного, и это положительно сказывается на сроке службы готовых ЖБИ.
Уплотнение бетона на производстве ЖБИ может быть выполнено следующими способами:
• Штыкованием;
• Трамбованием;
• Вакумированием;
• Вибрированием.
Первые три способа уплотнения бетона применяются значительно реже, чем последний.
Штыкование
Этот способ уплотнения бетона наиболее прост и не требует особых инструментов. Штыкование выполняют при помощи длинного и тонкого штыря, реже трубы. Хорошо подходит отрезок арматуры, найти который на производстве не составляет проблем. Инструмент медленно погружается в бетон, раскачиваясь из стороны в сторону, и вытаскивается аналогичным способом. Рекомендуется пробивать штыком смесь на всю толщину. При извлечении инструмента воздух и вода поднимаются наверх.
В основном штыкование используется для уплотнения небольших объемов смеси, поскольку процесс достаточно трудоемок и отличается низкой производительностью. Крупные объемы смеси обрабатывают данным способ только при уплотнении тонкостенных конструкций. Наиболее эффективно штыкование при уплотнении смесей с высокой подвижностью.
Трамбование
Инструментом для трамбования служат ручные или пневматические трамбовки. Ручные трамбовки имеют вид бревна или стальной плиты с рукоятками. Трамбовка поднимается за рукоятки и с силой опускается на бетонную поверхность. Пневматические трамбовки более технологичны. Они выполняют много ударов за минуту.
Трамбование применяется только при обработке жестких смесей, которыми заливаются малоармированные конструкции. Ручное трамбование, как и штыкование, очень трудоемкая операция.
Вакуумирование
Уплотнение бетона при помощи вакуума предполагает удаление из смеси избыточной воды и пузырьков воздуха. Установка уменьшает давление до 0,07…0,08 МПа. В результате воздействия частицы бетона сближаются, снижается его пористость и улучшается качество в целом. Прочность возрастает на 15-20%.
Вакуумированию подвергают тонкие слои бетона, имеющие значительную поверхность. Этим способом можно обрабатывать весьма сложные поверхности, в том числе своды и купола. Уплотнить бетон при помощи вакуумирования можно на глубину до 30 см.
Оборудование для уплотнения бетона, которым выполняется вакуумирование, состоит из: насоса, ресивера, шлангов и щитов разной формы. Различается устройства для обработки горизонтальных и вертикальных поверхностей. Непосредственно с бетоном контактирует вакуум-щит, который имеет квадратную или близкую к ней прямоугольную форму со стороной около 1 м.
Основным недостатком вакуумирования является низкая скорость процесса. Для качественной обработки устройству требуется 1-2 минут на 10 мм толщины. Также наблюдается неравномерность уплотнения – после 120-150 мм толщины бетона эффективность обработки быстро понижается. У массивных железобетонных конструкций при помощи вакуумирования можно уплотнить только поверхностный слой.
Вибрирование
Уплотнение бетона при помощи вибрации является самым распространенным. Он позволяет просто получить качественный результат и не обладает серьезными недостатками.
При вибрации бетонной смеси слои материала преодолевают внутренне трение, в результате чего текучесть резко повышается. Смесь лучше заполняет опалубку. Особенно эффективно виброуплотнение при густом армировании. Вибрирующие частицы пытаются занять устойчивое положение, благодаря чему плотность материала возрастает. Этот процесс приводит к повышению давления, которое, в свою очередь, способствует вытеснению воздуха и лишней воды. Таким образом, получается плотный бетон с минимальным количеством воздушных пор.
У процесса вибрирования можно выделить две характеристики – частота и амплитуда. Мощность установки является второстепенным параметром и оказывает влияние только на производительность. Частота и амплитуда взаимосвязаны, при понижении одной характеристики возрастает другая. К низкочастотным вибраторам относятся механизмы, совершающие до 3500 колебаний в минуту, среднечастотным – от 3500 до 9000, остальные являются высокочастотными. Вибраторы с низкой частотой используются в уплотнении бетонных смесей с крупным уплотнителем, высокочастотные устройства – наоборот.
Вибраторы можно разделить на глубинные, поверхностные и площадочные.
У глубинных рабочий орган погружается в раствор и воздействует на него изнутри. Устройства с жестким валом называют вибробулавы. Длина такого вала весьма ограничена. Гибкие валы могут иметь длину до 6 м. При помощи глубинного вибратора мощностью в несколько кВт можно быстро обработать большой объем бетона на всю глубину.
Поверхностные вибраторы устанавливаются на залитый слой бетона. Они передают колебания при помощи рабочей площадки или вибробруса. К устройствам такого типа относятся виброрейки, длина которых может доходить до 8 м. Виброрейки применяются при уплотнении огромных площадей уложенного бетона. В основном они имеют бензиновый двигатель, что позволяет использовать их вдали от источников энергии. Максимальная глубина слоя бетона 30 см.
Площадочные вибраторы промышленного назначения крепят при помощи болтового соединения на специальные площадки, которые имеют особую жесткость и приварены непосредственно к металлоформам ЖБИ, виброрамы которых через резиновые опоры или пружины соединены с несущим поддоном и формовочными элементами. Источником колебаний являются эксцентрики при помощи регулировки их положения можно изменять амплитуду колебаний и настроить вибратор для любого объема бетона. Применение площадочных вибраторов – самый распространенный способ проведения процесса виброуплотнения при производстве ЖБИ разными технологиями.
Продолжительность обработки бетона вибрацией в одном месте зависит от мощности установки и характеристик смеси, особенно подвижности. Чем меньше этот показатель, тем длительнее требуется воздействие. Если бетон обработать недостаточно, то он останется рыхлым и с низкими прочностными показателями. Слишком длительное вибрирование также ухудшает качество бетона – смесь расслаивается. Слишком сильное вибрирование приводит к закипанию смеси и противоположному эффекту – вовлечению воздуха в тело бетона.

Методы уплотнения бетона: штыкование, вибрирование, трамбование

После заливки бетона (бетонная смесь из песка, цемента и щебенки) необходимо произвести его уплотнение. Делается это для того, чтобы щебенка улеглась  максимально плотно, а воздух и излишняя вода (не связанная с цементом) были  удалены из бетонной смеси. При уплотнении  цементно — песчаный раствор поднимается вверх. Если верхний слой раствора без щебенки толще, чем  2-3 размера применяемой щебенки, это означает, что при подготовке смеси количество щебня положено меньше, чем необходимо.

Излишний раствор необходимо снять и использовать при следующем замесе.

В качественно подготовленном и качественно уложенном бетоне после его уплотнения щебень слегка проглядывает из бетонной смеси.

 Методы (способы) уплотнения бетона 

Уплотнение бетона можно производить тремя методами: вибрирование, штыкование и трамбование.

Уплотнение бетона методом вибрирования производится для пластичных бетонов с использованием  электрического вибратора.  При этом качество бетона получается гораздо выше, чем не уплотненного или уплотненного вручную.

Уплотнение бетона методом трамбования производится для тяжелых бетонов с применением машинных или ручных трамбовок в неармированных или слабоармированных конструкциях. Трамбование выполняется послойно, толщина полностью уплотненного бетона не должна превышать 15 см.

Мы применяли ручное уплотнение бетона методом штыкования (ГОСТ 10180-90 Бетоны). Для этого можно использовать металлический стержень (например, отрезок арматуры или трубы) весом 2-4 кг, желательно с закругленным концом. Арматуру  нужно погрузить в бетон частыми толчковыми движениями с небольшой амплитудой (как бы «проколоть» бетон) и затем начать раскачивать часто-часто из стороны в сторону. Затем отрезок арматуры нужно медленно вытаскивать из бетона, так же придавая ему вертикальную и горизонтальную вибрацию. Необходимо проштыковать весь объем бетона. Количество «проколов» стержнем  рассчитывают таким образом, чтобы 1 «прокол» приходился на 10 кв.см поверхности бетона; штыкование необходимо производить равномерно по спирали от краев опалубки к ее середине. При этом  щебень уплотняется, воздух выходит из смеси, а вода поднимается на поверхность бетонной смеси.

После тщательно проведенного уплотнения бетона щебенка «улеглась» плотно, излишки воды и воздуха удалены. Получилась качественная отливка.

Дальнейших успехов вам, уважаемые читатели блога «Как построить дом»  в строительстве своего дома!

Это точно Вас заинтересует:

Уплотнение бетонной смеси: способы, рекомендации

Технология строительства сооружений из искусственного камня — бетона предполагает замешивание и обязательное уплотнение бетонной смеси. На этапе замешивания в растворе образуются пустоты, которые негативно сказываются на прочности материала, снижая его плотность. Утрамбованный бетон становится более плотным, прочным и долговечным, поэтому так важно не пропускать этот этап. Ведь от качества приготовленной склеивающей смеси зависит устойчивость и срок службы возводимой конструкции.

Суть метода

Каждый строитель должен знать, что одна из важнейших свойств бетонного раствора — способность плавно растекаться под воздействием собственной массы либо приложенной нагрузки. Чтобы добиться такого эффекта, смесь нужно утрамбовывать. Существуют различные способы уплотнения цементно-песчаной массы, зависящие от размеров рабочей площадки и свойств бетона. Но суть каждого из них в том, что под влиянием колебательных движений, развиваемых вибрирующим устройством, происходит внутреннее трение между частицами составляющих. В результате рыхлая и жесткая масса становится подвижной и уплотненной.

Трамбовка бетонного состава подразумевает удаление излишка воздуха, который делает структуру пористой и снижает его прочность.

Почему нужно уплотнение?

От того, насколько добросовестно проведено трамбование цементного раствора, зависят главные физико-технические характеристики готового сооружения. Уплотнение бетона освобождает его от пузырьков воздуха, в результате чего, строительная масса становится плотной и однородной при укладке, что позволяет равномерно заполнить опалубку. Такие манипуляции улучшают сцепку раствора с конструкцией армопояса и закладными элементами.

Общие рекомендации

Существуют различные способы уплотнения бетонной смеси, но выполняя любой из них, обязательно нужно придерживаться следующих советов:

• При использовании деревянной опалубки, перед тем как трамбовать раствор, нужно удостовериться в надежной фиксации конструкции, проверить отсутствие щелей и трещин.
• Виброуплотнитель с виброрейкой нельзя держать в одном месте, поэтому в ходе уплотнения следует менять ее положение, чтобы предотвратить образование полостей в растворе.
• Трамбовка бетонной смеси не должна занимать много времени, иначе произойдет ее расслоение.

Существующие способы

Чтобы утрамбовать цементно-песчаную смесь, застройщики используют всевозможные виды приспособлений:

• глубинные;
• поверхностные;
• наружные;
• виброплощадки.

Уплотнение бетонной смеси подразумевает и различные вариации:

• Ручной. Чаще всего прибегают к такому варианту частные строители, которым нужно обработать небольшой объем раствора. Такой метод существенно экономит средства на покупку вибротехники, ведь в качестве уплотнителя используются лопаты, лом и прочий подручный инвентарь. Процесс утрамбовки заключается в периодическом поднимании приспособления вверх с последующим интенсивным погружением вниз.
• Штыкование. Этот способ основан на применении металлического стержня с закругленным краем и весом до 4 кг, которым «протыкают» всю поверхность емкости с бетонной массой. В результате воздух вытесняется, щебень уплотняется и выходит излишняя жидкость.

Чем еще уплотняют?

Опытные застройщики знают и другие варианты уплотнения, которые подходят для бетона. Один из них — механический, применяемый при работе с большими объемами цемента. Используют специальные вибраторы (поверхностные, внутренние) либо механизмы, применяемые для крепежа на опалубку или резервуар с рабочей мешаниной. Поверхностные позволяют уплотнить только верхний слой бетона, поэтому такими агрегатами целесообразно пользоваться, когда слой раствора тонкий.

Внутренний уплотнитель по праву считается самым эффективным, поскольку обрабатывает все слои цементной смеси, доставая даже самые труднодоступные участки. Среди строителей большой популярностью пользуется электрический ручной вибратор «Калибр ВЭР-1500». Его актуально использовать для сжатия бетонного раствора в фундаментах, колоннах и цоколях. Аппарат работает от электросети напряжением 220 В и имеет следующие преимущества:

• малый вес;
• легкость управления;
• защиту от повреждений;
• быстрое подключение гибкого вала.

Еще один вид — прессование. Придание бетону прочности посредством прессования используется нечасто и только в качестве дополнительной нагрузки, поскольку стоимость такого метода довольно высока. Подвид прессовки — прокат, принцип работы которого заключается в оказании специальным катком давления на цементно-песчаную мешанину. Многие застройщики предпочитают уплотнять цемент методом вакуумирования, в следствие которого, воздух изгоняется из смеси под мощным давлением.

Показатель трамбовки

При оценке качества строительного материала учитывается значимый критерий — коэффициент уплотнения бетона при вибрировании. Чтобы определить этот показатель, нужно высчитать объемный вес свежеизготовленной смеси и соотнести его к значению, полученному при удалении из раствора воздушных пузырьков. Достичь оптимальной цифры можно путем сжатия бетона различными вариантами, зависящими функционального назначения и размера фракций сухих ингредиентов. Прекрасно увеличивают качество бетона автоматизированные виброрейки. Создавая ритмичные колебательные движения, они трамбуют и уплотняют цементный слой, выгоняя из массы излишки влаги и воздух. Обработка виброрейками повышает качество бетонной кладки и существенно продлевает эксплуатационный срок. При этом агрегат прост в работе, имеет привлекательную цену и многообразие видов.

8.3. Приготовление, транспортирование, укладка и уплотнение бетонной смеси

Большинство современных зданий и сооружений возводится с применением бетона или железобетона (армированного бетона). Бетон получают в результате затвердевания правильно подобранной, смешанной до однородного состояния и уплотненной бетонной смеси, состоящий из цемента, воды, заполнителей, в необходимых случаях специальных добавок. Состав смеси должен обеспечить в заданные сроки проектный класс бетона, а в необходимых случаях отвечать специальным требованиям, предъявляемым в отношении морозостойкости, водонепроницаемости и ряда других свойств.

Состав бетонной смеси устанавливает лаборатория путем экспериментальных предварительных подборов. В процессе работ подобранный состав систематически корректируется с учетом изменения влажности заполнителей для обеспечения заданного водоцементного отношения.

Бетонные смеси в зависимости от технологических свойств разделяют на обладающие подвижностью и жесткие. Бетонная смесь, обладающая подвижностью, способна растекаться без расслоения и заполнять форму под влиянием собственной массы или небольшого механического воздействия. Жесткая бетонная смесь требует интенсивного вибрирования для заполнения ею формы и уплотнения.

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой в сантиметрах величиной осадки стандартного конуса свежеотформованного из контролируемой бетонной смеси (до 2 см – жесткие, 2…4 см – малоподвижные, 4…15 см – подвижные, более 15 см – литые). Жесткость бетонной смеси определяется по времени вибрации (в секундах) превращающем конус в равновеликий цилиндр. Для особо жестких смесей оно превышает 200 с, для жестких 30…200 с, для малоподвижных 15…30 с.

Для производства бетонной смеси промышленность выпускает бетоносмесительные установки цикличного и непрерывного действия различной производительности, переназначенные для комплектования бетонных заводов круглогодичного действия, либо для применения в качестве приобъектных предприятий.

На бетоносмесительных установках цикличного действия используются бетоносмесители с периодически повторяющейся загрузкой компонентов, смешиванием и выгрузкой готовой бетонной смеси.

На бетоносмесительных установках непрерывного действия загрузка компонентов бетона, смешивание и выгрузка готовой бетонной смеси производятся непрерывно.

Бетоносмесительная установка представляет собой комплект технологического оборудования для дозирования компонентов и приготовления бетонной смеси с устройствами для приема компонентов и выдачи готовой бетонной смеси. Оборудование смонтировано на сборно-разборном металлическом каркасе либо отдельными блоками. При блочном решении конструкции сокращаются сроки монтажа и демонтажа, упрощается перевозка установки по железной дороге или автотранспортом.

В состав предприятия по производству бетонной смеси – бетонного завода, помимо бетоносмесительной установки, входят склады заполнителей, энергетическое хозяйство, лаборатория и отдел контроля, заводоуправление с функциональными отделами. Завод может быть оборудован устройством для подогрева или охлаждения компонентов бетонной смеси, а также приготовления водных растворов различных добавок, оборудованием для обогащения (промывки, сортировки) заполнителей, ремонтно-механической мастерской.

По назначению бетонные заводы разделяются на:

Районные обслуживают строительство в радиусе до 30…50 км. Центральный завод обслуживает крупное строительство, а приобъектный – мелкое сосредоточенное строительство.

По возможности перебазирования различают заводы:

• неперебазируемые, стационарные;

• инвентарные, собираемые из отдельных перевозимых блоков;

• передвижные, монтируемые на автомобилях.

Бетонные заводы разделяют по схемам компоновки смесительного цеха на:

• башенные;

• партерные.

Рис. 8.7. Автоматизированная бетоносмесительная установка непрерывного действия СБ – 109: 1 – приемная воронка; 2 – наклонный ленточный конвейер; 3 – погрузчик; 4 – расходные бункеры заполнителей; 5 – силос для цемента; 6 – наклонный ленточный конвейер в кожухе; 7 – смеситель; 8 – передвижной вагон

В процессе приготовления бетонной смеси основными операциями, подлежащими автоматизации, являются:

• прием исходных материалов;

• подогрев и регулирование температуры материалов;

• регулирование уровня наполненности материалами складов;

• контроль за влажностью и гранулометрическим составом заполнителей;

• точность дозирования материалов;

• контроль продолжительности их перемешивания и своевременности выдачи смеси.

Приборы (датчики, реле, компьютеры) выполняют:

• автоматическое слежение за объектом и выработку сигналов о его состоянии;

• прием сигналов и выработку компьютером на их основе решения о том или ином действии;

• подачу компьютером электрического сигнала;

• прием сигнала исполнительным устройством;

• исполнение команды.

Автоматизация бетонных заводов может быть частичной или полной. Созданы и действуют полностью автоматизированные бетонные заводы.

Под транспортированием бетонной смеси обычно понимают доставку (горизонтальный транспорт) ее от бетонного завода или бетоносмесительной установки к строящемуся объекту и подачу (вертикальный транспорт) на место укладки.

Транспортируют бетонную смесь с помощью средств, обеспечивающих необходимые темпы укладки бетона.

Во избежание нарушения однородности смеси и излишних затрат труда наиболее целесообразно доставлять бетонную смесь на объект и подавать на место укладки одним и тем же оборудованием (например, автобетоновозами). Однако в большинстве случаев смесь доставляют на объект одним оборудованием (например, бетоновозами), а затем перегружают (например, в бадьи) и подают на место укладки другим оборудованием (кранами в бадьях, хоботами, виброхоботами).

Независимо от принятых способов транспортирования подвижность или жесткость бетонной смеси на месте укладки должна соответствовать проектной.

В ряде случаев может быть допущено снижение исходной подвижности смеси не более чем на 30% и ее температуры на 3…5 ºС в час. Изменение остальных заданных показателей свойств смеси не допустимо. С этой целью необходимо принимать меры к сокращению времени доставки и подачи бетонной смеси от места приготовления к месту укладки, обеспечивать защиту от воздействий атмосферных осадков, ветра, солнечных лучей, мороза.

Нельзя допускать, чтобы при перевозке нарушалась однородность бетонной смеси, то есть происходило ее расслоение (щебень или гравий оседают вниз, а отделившиеся цементное молоко и вода выступают на поверхности).

Расслоившуюся бетонную смесь запрещается укладывать в бетонируемые конструкции, ее необходимо вновь перемешать до полного восстановления однородности. Одновременно следует выяснить причины расслоения бетонной смеси и принять меры к их устранению.

Особенно легко расслаиваются неправильно подобранные бетонные смеси с избыточным количеством воды. Смесь обычно расслаивается от толчков и сотрясений при погрузке, перевозке или выгрузке с большой высоты.

Допускаемая продолжительность и дальность транспортирования должна устанавливаться в каждом отдельном случае лабораторией с учетом обеспечения сохранности в пути требуемого качества бетонной смеси.

Предельно допустимый срок доставки бетонных смесей в зависимости от их температуры составляет:

• при 20 ºС – 45 мин;

• при 10…19 ºС – 60 мин;

• при 5…9 ºС – 90 мин.

Для бетонных смесей на пористых заполнителях продолжительность транспортирования не должна быть более 45 мин, причем, при длительности более 30 мин рекомендуется для перевозки использовать автобетоносмесители.

Высота выгрузки бетонной смеси устанавливается в зависимости от вида конструкций с учетом обеспечения однородности и прочности бетона, а также сохранности опалубки и основания.

В настоящее время для доставки бетонной смеси от бетонного завода или бетоносмесительной установки к объекту применяют различные по своему назначению специальные автомобили: автобетоносмесители; автобетоновозы; автобадьевозы; перегружатели; усовершенствованные автомобили – самосвалы.

Для совмещения функций доставки и укладки бетонных смесей автобетоносмесители снабжают навесными распределительными конвейерами длиной 6, 9 и 12 м, а автобетоновозы – лотками. Отдельные виды автобетоносмесители оборудованы бетононасосами с бетоноподающей стрелой.

Для доставки смеси в условиях низких температур применяют автобетоновозы со специальными термоактивными кузовами, позволяющими осуществлять подогрев смеси без ее перегрева и пригорания к кузову, как это имеет место в обогреваемых выхлопными газами автомобилях-самосвалах. С этой целью применяют автобетоносмесители с подогреваемым водяным баком.

Для разогрева бетонных смесей, доставлявшихся в неутепленных автомобилях-самосвалах, используют специальные электроустановки, снабженные опускаемыми в кузов автомобиля электродами, а также приемные бункеры со специальными разогревающими устройствами.

В условиях жаркого климата смеси перевозят бетоновозами с термоизолированными кузовами и автобетоносмесителями с термоизолированными водяным баком и смесительным барабаном.

В ряде случаев при доставке бетонных смесей используют перегрузочные подъемные бункеры и специальные перегружатели-смесители. Бункеры служат для приема смеси из автомобилей-самосвалов, а также для хранения ее при необходимости создания запаса бетонной смеси; перегружатели-смесители используют для приема смеси из автомобилей-самосвалов и автобетоновозов, восстановления ее однородности и подвижности и постепенной выгрузки в приемные бункеры бетононасосов и другого оборудования.

Рис. 8.8. Средства доставки бетонной смеси:

а) автобетоносмеситель; б) автобетоновоз; в) автобадьевоз

1 – смесительный барабан; 2 – бак для воды; 3 – загрузочно-разгрузочное устройство; 4 – кузов; 5 – крышка выгрузочного отверстия; 6 – бадья

Укладка бетонной смеси. Бетонную смесь подают в бетонируемую конструкцию с помощью различных грузоподъемных кранов в бадьях либо ленточными конвейерами, бетоноукладчиками, бетононасосами, пневмонагнетательными, звеньевыми хоботами и виброхоботами.

Уплотнение бетонной смеси. Во время приготовления в бетонную смесь попадает значительное количество воздуха. Если попавший воздух не удалить, то бетон может оказаться пористым, пониженной прочности.

Удаление попавшего воздуха и компактное расположение составляющих достигается уплотнением бетонной смеси. От качества уплотнения зависят прочность и долговечность бетонной конструкции. Наиболее часто бетонную смесь уплотняют вибрированием, сообщая ее частицам часто повторяющиеся колебания небольшой величины. Механизмы, создающие вибрационные колебания, называются вибраторами.

В результате вибрирования бетонная смесь становится текучей, т.е. приобретает повышенную подвижность, а частицы, перемещаясь, стремятся под воздействием силы тяжести занять более устойчивое положение. Бетонная смесь заполняет все промежутки между стержнями арматуры и между арматурой и опалубкой, воздух, содержащийся в ней, вытесняется, и смесь значительно уплотняется.

Режим вибрационного уплотнения бетонной смеси характеризуется амплитудой колебаний (наибольшим удалением колеблющейся точки от центра колебаний) бетонной смеси, частотой колебаний (числом колебаний в минуту) и продолжительностью вибрирования. Оптимальная частота колебаний бетонной смеси зависит от размера ее частиц и подвижности. Для смесей с крупными фракциями заполнителей необходима более низкая частота колебаний с наибольшей амплитудой, а для смесей с мелкими фракциями – наиболее высокая частота с меньшей амплитудой.

Так как в бетонной смеси содержатся частицы разной крупности, то наилучшего уплотнения можно добиться, применяя поличастотные вибраторы (вибраторы с разным числом колебаний). Это наиболее перспективный способ вибрирования.

Рис. 8.9. Поверхностные вибраторы:

а) площадочный; б) виброрейка

1 – выключатель; 2 – площадка; 3 – питающий кабель; 4 – рукоятка; 5 – электродвигатель; 6 – уплотняющий брус

Рис. 8.10. Наружный вибратор: 1 – опалубка; 2 – дебаланс

Особенно тщательно следует прорабатывать вибратором бетонную смесь в местах с густой арматурой, у стенок опалубки и в углах.

Перестановки вибратора выполняют так, чтобы не оставалось непровибрированных мест. Расстояние, на которое можно переставлять внутренние вибраторы, не должно превышать 1.5 радиуса их действия (8.11, а). Расстояние перестановки определяется опытным путем. В зависимости от подвижности бетонной смеси оно составляет для вибраторов с гибким валом с большим стержнем – 300…350 мм, с малым – 250 мм.

При уплотнении бетонной смеси тяжелыми подвесными вертикально расположенными глубинными вибраторами толщину укладываемых слоев принимают на 5…10 см меньше длины рабочей части вибратора, так как для лучшей связи бетонных слоев вибратор частично заглубляют в еще не затвердевший слой бетона.

Если вибраторы расположены под уклоном к вертикали (до 35º), толщину слоя принимают равной проекции длины рабочей части вибратора на вертикаль.

Если в конструкциях расположение арматуры не позволяет надлежаще уплотнить бетонную смесь вибраторами, ее дополнительно уплотняют штыкованием.

Работающий вибратор не должен касаться стержней арматуры, так как вибрация может нарушить сцепление арматуры с бетоном. Уплотнение бетонной смеси надо вести по строгой системе, чтобы не допустить пропусков. Обычно каждому бетонщику отводят для проработки определенный участок, в границах которого он ведет уплотнение полосами, располагая их вдоль опалубки или вдоль рядов арматуры. Переставляя вибратор вдоль полосы, бетонщик должен выдерживать требуемое расстояние.

Поверхностными вибраторами бетонную смесь уплотняют правильными непрерывными полосами, перекрывая границы уже провибрированного участка на 10…20 см (рис. 8.11, б).

Переставляют поверхностный вибратор следующим образом: проволочным крючком подцепляют ручку и рывком отрывают вибратор от бетона. Затем посредством того же крючка переставляют вибратор на соседнее место.

Заменять перестановку вибратора медленным протаскиванием по бетонной смеси не следует, так как в этом случае труднее следить за уплотнением бетонной смеси на каждом участке, особенно если смесь подвижная, и во многих местах она может быть плохо проработана.

Наружный вибратор должен быть прочно укреплен на опалубке, так как в противном случае эффективность его работы резко снижается.

Вибрирование на данной позиции прекращают при появлении признаков достаточного уплотнения смеси: прекращение оседания смеси, горизонтальность поверхности слоя, хорошее заполнение опалубки, появления цементного молока на поверхности, прекращение выделения воздушных пузырьков.

Продолжительность вибрирования с одной позиции внутренними вибраторами в зависимости от подвижности смеси составляет 20…40 с, поверхностными – 20…50 с, наружными – 50…90 с. Если вибрировать меньше указанного времени, смесь недостаточно уплотняется, если больше – она может расслоиться.

Через каждые 30-40 мин непрерывной работы вибраторы выключают на 5 мин для остывания мотора.

а)

б)

Рис. 8.11. Правила уплотнения бетонной смеси вибраторами:

а – внутренними; б – поверхностными

1 – зона перекрытия; 2 – площадочный вибратор; 3 – точки погружения внутреннего вибратора

Вакуумированием бетона называется механическое удаление свободной воды затворения и пузырьков воздуха из свежеуложенной бетонной смеси при помощи вакуума, способствующее уплотнению бетона и улучшению его физико-механических качеств. Вакуумирование эффективно для тонкостенных конструкций (перекрытий, полов, дорожных покрытий). Вакуумирование производят с поверхности бетонной смеси (при помощи вакуум-щитов) или изнутри (при помощи вакуум – трубок).

Вакуумирование бетона монолитных конструкций осуществляется вакуум–установками (рис. 8.12). При вакуумировании на поверхность свежеуложенной и провибрированной бетонной смеси устанавливают вакуум-щиты (7), оклеенные по контуру резиной. Вакуум – полость (8) заполняется двумя слоями металлической сетки – редкой (плетеной) (11) и густой (тканой) (10). Снизу сетки (10) натягивается фильтровальная ткань (9), примыкающая непосредственно к поверхности бетона. Удаленные из бетонной смеси вода и воздух поступают через отверстие в центре щита в трехходовой кран (6), далее – в гибкий всасывающий рукав (4), соединенный с коллектором (5), и затем в водосборники – переносный (3) и стационарный (2). Трехходовой кран (6) имеет в своем корпусе отверстие, позволяющее впускать в вакуум-полость (8) воздух под атмосферным давлением для отключения вакуум-щита. Разряжение в вакуум – системе создается вакуум – насосом (1).

Рис. 8.12. Схема установки для вакуумирования бетонной смеси:

1 – вакуум-насос; 2 – стационарный водосборник; 3 – переносный водосборник; 4 – всасывающие рукава; 5 – коллектор; 6 – трехходовой кран; 7 – вакуум-щит; 8 – вакуум-полость; 9 – фильтровальная ткань; 10 – тканая сетка; 11 – плетеная сетка

Вакуумированый бетон по своим прочностным характеристикам превосходит бетон, уплотненный путем вибрирования.