Технология бетонных работ в частном строительстве. Часть 2. Вибрирование бетона в опалубке
67. Вибрирование бетонной смеси.
Уплотнение бетонной смеси, необходимое для улучшения качества
и прочности бетонных конструкций, осуществляют вибрированием.
При вибрировании смеси передают колебания, разрушающие
силы внутреннего трения и сцепления между ее частицами. В
результате смесь приобретает свойства структурной жидкости, обладающей
текучестью, которая хорошо заполняет опалубочную форму. При
этом из смеси удаляется воздух, что также способствует улучшению
структуры и повышению прочности бетона.
При уплотнении грунта вибрированием применяются вибрационные катки (виброкатки), виброплиты, вибротрамбовки и глубинные виброуплотнители.
Этот метод рационален в основном для несвязных и малосвязных грунтов.
68. Уход за бетоном. Выдерживание бетона производится в целях его твердения, т. е. набора им необходимой прочности. Для нормального твердения бетона нужна положительная температура 20±2°С с относительной влажностью воздуха не менее 90%. При нормальных условиях твердения прочность бетона нарастает довольно быстро, и бетон (на портландцементе) через 7... 14 дн набирает 60...70% своей 28-дневной прочности. Затем нарастание прочности замедляется. Чтобы свежеуложенный бетон приобрел требуемую прочность в назначенный срок, необходимо: создание влажной среды при его твердении, предохранение от сотрясений, повреждений и ударов, резких изменений температуры. Особенно важен уход за бетоном в первые дни после его укладки, так как в этот период качество бетона может ухудшиться, после чего его улучшить практически невозможно. Необходимые для твердения бетона температурно-влажностные условия создают укрытием его различными покрытиями, а также систематической поливкой. Снимать опалубку разрешается только после приобретения бетоном прочности, установленной проектом или техническими условиями. Преждевременная распалубка может привести к повреждению забетонированных конструкций. Особенно тщательный уход организуют за бетоном таких конструкций, как стволы водонапорных башен или оболочки градирен, которые защищают от быстрого высыхания в течение не менее 14 сут. В теплое время года (не позже чем через 5...6 ч после снятия опалубки) открытые поверхности бетона поливают водой через каждые 3 ч днем и не реже одного раза ночью в течение первых 7 сут, а затем не реже трех раз в сутки.
69. Распалубка конструкций.
Распалубку конструкции допускается производить при прочности бетона не менее 100 кгс/см2. Опалубку следует отделять от бетона поворотом с постепенным отрывом щитов, исключая возможность повреждения бетона, облома кромок, углов и появления других дефектов в изготовленной конструкции и в элементах самой опалубки. Во избежание возникновения - температурных трещин при охлаждении распалубку и обжатие (передачу усилия натяжения арматуры на бетон) конструкций, изготавливаемых на стационарных стендах, необходимо производить сразу после достижения бетоном необходимой прочности, не допуская охлаждения бетона в конструкции ниже 35 °С. Последующее охлаждение должно происходить в естественных условиях при свободных температурных деформациях конструкции.
При изготовлении конструкций на передвижных (катучих) стендах передачу усилия натяжения арматуры на бетон производят после охлаждения конструкции до температуры цеха; в этом случае требуемая прочность бетона должна быть гарантирована не в конце изотермического прогрева, а на момент обжатия.
Для лучшего распалубки применяют смазку палубных-щитов. Гидрофобные смазки на основе минеральных масел или солей жирных кислот, а также комбинированной смазки. Смазки уменьшают сцепление опалубки с бетоном, обеспечивая распалубку, повышают долговечность щитов.
После распалубки производят тщательный осмотр изготовленной конструкции с участием представителя заказчика (мостовой инспекции).
При обнаружении дефектов - трещин, раковин, сколов и др. анализируют возможные причины их возникновения и принимают немедленные меры по устранению возникших неисправностей, корректированию технологического процесса или недостатков технологической оснастки.
70. Торкретирование заключается в последовательном нанесении на обрабатываемую бетонную поверхность слоев цементно-песчаного раствора (торкрета) с помощью цемент-пушки или бетонной смеси (набрызг-бетон) с помощью бетон-шприц-машины. Торкретирование применяют для повышения водонепроницаемости железобетонных емкостных сооружений, а также бетонирования тонкостенных конструкций в тех случаях, когда обычные способы бетонирования сложны или не обеспечивают нужной плотности бетона. Методом торкретирования исправляют дефекты в бетонных и железобетонных конструкциях. Торкретирование с помощью цемент-пушки или набрызг-бетонирование бетон-шприц-машиной ведут следующим образом. Сухую цементно-песчаную или бетонную смесь из резервуара под давлением сжатого воздуха подают по шлангу к наконечнику, где, смешивая ее с водой, наносят на поверхность бетона или арматурную сетку.
Схема расположения оборудования при торкретировании[рисунок]
studfiles.net
Укладка бетона в опалубку: особенности работы
Прежде чем приступить к укладке бетонной смеси в опалубку, важно проверить исправность конструкции, крепление опалубки, осмотреть леса, подкладки, расшивки.
Прежде, чем уложить бетон в опалубку, нужно проверить, нет ли в конструкции никаких трещин.
При укладке бетона в опалубку имеется ряд требований, которые необходимо выполнить.
Нередко в опалубке обнаруживаются щели, которые в обязательном порядке требуется заделать. После осмотра и ремонта опалубка для бетонирования должна быть очищена от грязи, щепы и прочего мусора. Важно хорошенько смочить опалубку водой. Если этого не сделать, то уложенный бетон будет отдавать влагу сухим доскам конструкции.
Схема обычной опалубки фундамента.
Используемая арматура тоже должна быть освобождена от налипшей почвы, если она хранилась на улице. Проверяется, правильно ли установлены пробки, анкерные болты. Следует убедиться в качестве вязки. Укладка бетона производится быстро, без остановок, любые задержки в данном процессе крайне не желательны. Каждый последующий бетонный слой укладывают и уплотняют до того, как начинает схватываться слой, уложенный ранее. В то же время известно, что в ходе выполнения бетонирования перерывов в работе избежать затруднительно.
В таком случае рабочие швы оставляются в местах, конструкция опалубки имеет наименьшее напряжение. К примеру, когда производится бетонирование колонн, можно оставить рабочий шов лишь в начале колонны. Иногда он располагается под верхним перекрытием, под прогоном. Когда ведется бетонирование ребристых перекрытий, швы в направлении прогонов можно оставить в средней части пролета прогона, возле середины пролета плиты, так как там отсутствуют отогнутые стержни. Опалубке для бетонирования всегда уделяется максимум внимания, от нее зависит итог работы.
Особенности подготовительных работ
Если перекрытия безбалочные, швы должны быть устроены у середины пролета. Что касается стенных швов, то их можно делать непосредственно у перекрытия. Наклонных швов устраивать нельзя.
Любая опалубка для ленточного фундамента должна легко демонтироваться после застывания бетона.
Порой происходит так, что бетонную смесь все-таки приходится укладывать на слой, который давно уже схватился либо является старым. В этом случае перед тем, как начать работу, поверхность старого бетона тщательно очищают. Для этого используются специальные проволочные стальные щетки.
Нередко проведение подобных работ является крупномасштабным, требуется очистить значительную поверхность. Подручными средствами тут не обойтись, поэтому целесообразно применение шлифовальных машин либо специальных пескоструйных аппаратов.
При подготовительных работах такого типа в старом бетонном слое нередко обнаруживаются раковины либо другие пороки. При этом необходимо срубить поверхностный слой старого бетонного покрытия, не затрагивая арматуры. Если имеются участки оголенной арматуры, нужно как следует ее очистить, устранить ржавчину и частицы прежнего бетона. Следующим этапом является смачивание старой поверхности цементным молоком. Лишь после данных действий можно приступить к укладке бетона, нового слоя. Его марка должна быть не ниже, чем использовалась ранее для старого слоя.
Вернуться к оглавлению
Подача бетона с высоты
При строительных работах бетон нередко приходится подавать сверху, причем такие методы предполагают, что высота бывает значительной. В том случае, если высота более 2 м, то бетон следует опускать в опалубку с применением специальных лотков, имеющих наклонное положение. Можно использовать желоба с козырьками. Если же бетон подается с высоты 3 м, устраиваются трубы-хоботы, имеющие наклонное положение. Угол наклона здесь делают 30°. Если же бетонная смесь поступает в опалубки, находящиеся в радиусе до 15 м, то подачу производят посредством металлических виброхоботов.
Вернуться к оглавлению
Проведение вибрирования
Схема заполнения опалубки.
Уплотнение бетонной смеси производят с использованием вибраторов. В ходе этого действия происходит вытеснение воздуха, пузырьки выталкиваются, и объем бетона становится меньше. Вибратор должен быть погружен в бетон плавно, с незначительным наклоном. После того как завершено вибрирование одного участка, вибратор перемещают в другое место. Важно, что вибратором производится уплотнение всей площади, занятой бетоном, чтобы в бетоне не появлялись пустоты, называемые раковинами.
Если требуется вибрирование вновь уложенного слоя, вибратор должен погружаться в бетонную смесь таким образом, чтобы не достигать нижележащего слоя. В противном случае может быть нарушена структура смеси. Вибрирование должно проводиться на определенном расстоянии от стенок опалубки. Обычно достаточно оставить 10 см. Если бетонная смесь нормально уплотнена, на ее поверхности и вокруг площадки вибратора образуется цементное молоко.
Вернуться к оглавлению
Бетонирование конструкций и элементов
Конструкция монолитного фундамента с использованием элементов стеновой опалубки.
Процесс бетонирования любых конструкций всегда учитывает конструктивные особенности и ряд требований. При высоте сооружаемой колонны более 3 м бетонную смесь уплотняют слоями, ярусами через окна, расположенные по высоте колонны с промежутками в 1,5 м. При этом слой бетонирования не должен быть более 0,5 м. Уплотнение слоя вибратором производится примерно 20 секунд. Как правило, бетонирование колонн производится в одно время с балками, которые к ним примыкают, и с плитами перекрытий.
После того как бетонирование завершено, на осадку бетона в колонне отводится 2 часа. Далее начинают бетонировать примыкающие элементы. Перегородки и стены толщиной до 20 см бетонируются ярусами, высота которых может достигать 1,5 м, затем уплотняются. Для бетонирования балок и прогонов берется слой до 50 см. После достаточного уплотнения бетонной смеси маячные рейки убирают. Оставшиеся после них углубления требуют тщательного уплотнения бетонной смесью и аккуратного заглаживания.
Вернуться к оглавлению
Уплотнение плит с редкой арматурой
Съема съемной опалубки.
Если поверхность плит более 25 см или они имеют редкую арматуру, то уплотнение производится так же, как для густоармированных фундаментов. То же самое касается плит толщиной более 25 см с двойной арматурой. После завершения вибрирования верхняя поверхность фундамента должна быть выровнена виброрейкой, затем производится заглаживание деревянной рейкой. Пол бетонируется по выставленным маякам, которые определяют его уровень. С учетом маяков, накладывается слой бетона, на 20 мм превышающий высоту маяка. Уплотнение бетонной смеси нужно проводить до того момента, когда начнет появляться цементное молоко, а бетон опустится до отмеченного маяками уровня.
Наиболее оптимальным вариантом является укладка бетона полосами (при ширине в 1 м). Если необходимо бетонировать тонкостенные железобетонные конструкции, насыщенные арматурой, такие как резервуары, своды, бункеры, то процесс укладки бетона обеспечивается непрерывно. Начинают с нижней части и далее по периметру, полосами либо слоями, не превышающими 0,5 м. Для вибрирования применяются высокочастотные опалубочные вибраторы.
Вернуться к оглавлению
Ускорение процесса твердения бетонной смеси
Чтобы ускорить процесс твердения бетонной смеси, проводят вакуумирование бетона. Из свежеуложенной смеси производится отсасывание лишней воды и воздуха. Для этого применяются специальные вакуум-камеры. Благодаря такому приему процесс твердения бетона может быть ускорен почти на 50%. Когда бетон приобретет необходимую прочность, его требуется освободить от опалубки. Одной из самых распространенных ошибок является преждевременная распалубка. В таком случае имеется высокий риск повреждения бетонной конструкции.
Вернуться к оглавлению
Как подготовить опалубку?
Схема опалубки ступеней с дополнительным бруском.
Прежде чем укладывать бетон, поверхность опалубки следует покрыть смазкой. Если опалубка выполнена из дерева, то используется смазка, приготовленная из керосина и петролатума, пропорция по весу может быть 3:1 или 2:1. Приготавливая такую смазку, петролатум подогревают до капельножидкой консистенции. После этого в него добавляют керосин, соляровые масла. Если поверхность конструкции не требует отделки, как бывает в случае с фундаментами зданий или гидротехническими сооружениями, допустимо воспользоваться отработанным машинным маслом. Повысить оборачиваемость деревянной опалубки может пропитка фенольно-эпоксидными лаками, фенольными смолами, жидкими бакелитовыми смолами.
При укладке подвижность и жесткость бетонной смеси должны подбираться в соответствии с особенностями изготовляемой конструкции. В том числе принимаются во внимание условия работы, исходные данные, заложенные в расчет опалубки. После того как смесь уложена в опалубку, влага в основном испаряется с поверхности бетона, поэтому верхний слой конструкции может оказаться обезвоженным. В связи с этим водоцементное соотношение оказывается необеспеченным, и проектная прочность отсутствует.
Чтобы подобного дефекта не произошло, поверхность свежеуложенной смеси бетона требуется защитить от интенсивного испарения. Самый простой способ — это полив, укрытие полиэтиленовой пленкой, матами и прочими средствами. Состояние постоянной влажности бетона должно поддерживаться до 7 дней после его укладки.
Вернуться к оглавлению
Когда снимать опалубку?
Боковую опалубку стен, балок, колон, фундаментов удаляют в том случае, когда кромки углов и поверхность бетонной конструкции при распалубке остаются не нарушенными. Такие признаки означают, что бетонная смесь приобрела необходимую прочность, можно продолжать распалубку. В летний сезон, когда температура воздуха в пределах 20°С, можно приступить к распалубке уже через 2 дня. Если погода более прохладная, то потребуется не менее 5 дней. Распалубку сводов и плит, пролет которых до 2 м, начинают при приобретении бетоном как минимум 50 % его проектной прочности. Распалубка балок и днищ, пролет которых в пределах 8 м, начинают при достижении бетоном 70 % его проектной прочности.
Вернуться к оглавлению
Замешивание бетона
Схема установки арматуры из плоских арматурных каркасов и сеток и опалубки ленточных фундаментов.
При укладывании бетона важно, чтобы не оставалось пустот, поэтому особое внимание уделяется разравниванию. Этот процесс можно значительно облегчить, если обеспечить подачу бетонной смеси на любой участок бетонируемой конструкции. Когда смесь укладывается, очень нежелательно ее перекидывать. Подобные действия допустимы лишь в крайних случаях. Тем более нельзя допускать двойной перекидки смеси. Форма конуса, образуемая при выгрузке смеси, обусловлена жесткостью и подвижностью бетонной смеси. При повышенной жесткости откос конуса получается крутым, при высокой подвижности — конус более пологий. Разравнивать можно ручным способом либо задействовать малогабаритный бульдозер.
Вне зависимости от того, каким образом смесь доставляется к месту укладки, не рекомендуется допускать, чтобы она расслаивалась. С момента выгрузки из бетономешалки и до укладки смеси в опалубку должно проходить максимум 40 минут. Важно следить за чистотой всего используемого оборудования. Смесь должна иметь высокую пластичность, легко укладываться между арматурой и опалубкой. Если бетон приобрел полузатвердевшее состояние, то он не годен для укладки.
Вернуться к оглавлению
Материалы и инструменты
Для укладки бетона в опалубку вам потребуется:
Этапы снятия опалубки со столбчатого фундамента.
- Опалубка необходимого размера и формы.
- Бетонная смесь.
- Лопаты совковые.
- Арматура.
- Источник воды.
- Приспособления для выравнивания уложенной в опалубку бетонной смеси.
- Специальные лотки для подачи бетона с высоты.
- Смазка для опалубки.
- Полиэтиленовая пленка (для защиты поверхности смеси от испарения).
- Вибраторы для уплотнения бетонной смеси.
- Защитные рукавицы, спецодежда.
Лучше всего замешивать бетонную смесь максимально близко к опалубку. Работая с бетоном, нужно обязательно надевать защитные рукавицы, так как контакт бетона с кожей может стать причиной ожога и раздражения.
moifundament.ru
Уплотнение бетона вибрированием. Способы вибрирования.
Уплотнение бетона вибрированием
После заливки железобетонных конструкций, таких как фундамент, бетонную смесь нужно уплотнять, потому что её частицы располагаются не самым оптимальным образом и между ними есть пузырьки воздуха. Пустоты в толще бетона не делают его прочнее, и сама структура не уплотнённого бетона более пористая и "рыхлая", а потом больше подвержена влиянию влаги и более хрупкая. Чтобы повысить прочность бетона, все воздушные пузырьки из него нужно удалить, и максимально уплотнить бетонную смесь. Для этого используют вибрирование.
Если в обычную трёхлитровую банку насыпать сахар, так чтобы он занял весь объём, а потом потрясти её (то есть создать вибрирование), то сахар займёт немного меньший объём чем раньше - уплотнится. Отдельные песчинки сахара под действием вибрации приходят в движение то тех пор, пока не занимают все возможные пустоты. Точно такой же процесс происходит и в бетоне при вибрировании.
Способы вибрирования бетона
Для уплотнения бетона с помощью вибрирования используются специальные строительные вибраторы, которые различаются по устройству и способу работы. Есть три способа передать вибрацию бетону:
- поверхностное вибрирование, когда вибратор действует на верхнюю поверхность бетона и распространяет вибрации вглубь; такой способ целесообразен при заливке бетона слоями не больше 20-30 см (например, при заливе монолитных плит), так как глубже вибрация не проникнет
Уплотнение бетона поверхностным вибрированием.
Уплотнение бетона наружным вибрированием.
Уплотнение бетона глубинным вибрированием.
Технология уплотнения бетона вибрированием
Вне зависимости от способа создания вибрации порядок работ по уплотнению бетона одинаковый. Уплотнением бетона занимаются только после его полной заливки, нельзя использовать вибраторы для укладки бетона в опалубку, его распределения. Вибратор не должен касаться арматурного каркаса фундамента: вибрация нарушит контакт арматуры с бетоном, в итоге арматура будет работать плохо.
Время вибрирования бетона зависит от консистенции бетонной смеси: чем более вязкая, тем дольше её нужно вибрировать для полного уплотнения. На уплотнение одного участка (одного объёма бетона в радиусе действия вибратора) требуется 20-50 секунд. Признаки, по которым можно определить, что вибрирование пора заканчивать:
- бетон перестал усаживаться;
- на его поверхности перестали выделяться пузырьки воздуха;
- на поверхности начинает выступать цементное молочко.
При недостаточном уплотнении в бетоне останутся пузырьки воздуха, что снизит прочность; но при излишне долгом вибрировании происходит расслоение бетонной смеси: тяжёлые частицы оседают внизу, а сверху оказывается всё цементное молочко. Так что переборщить с вибрированием ещё хуже.
Радиус действия вибратора зависит от его мощности, и его можно отследить во время вибрирования: там где действует вибратор будет происходить выделение пузырьков воздуха. Уплотнение бетона происходит последовательно от одного участка к другому, так чтобы они перекрывались на 10-15 см.
К этой статье есть подборка видео (количество видеороликов: 2)
При заливке монолитный бетонных изделий для достижения лучшей прочности необходимо уплотнять бетонную смесь. Наиболее доступным и распространённым способом уплотнения является вибрирование с поморью глубинного вибратора.
По материалам сайта: http://stroy-svoimi-rukami.ru
fix-builder.ru
Вибрирование бетона | Строим вместе дом.com
Вибрирование бетона при строительстве вообще не выполняется!!!
Это Вас удивило?
Это нормально, так как в богатом русском языке довольно много слов и понятий, переплетающихся по смыслу, а тем более профессиональных терминов. Так вот, почему строители не занимаются вибрированием бетона? А потому, что нет смысла его вибрировать, ведь бетон – это искусственный камень, который получился в результате затвердевания смеси, состоящей из цемента, воды, песка, щебня или гравия. А вот что касается этой смеси, которая называется бетонной, то ее уплотнение путем вибрирования – это необходимая операция.
Почему же необходимо производить уплотнение бетонной смеси?
При приготовлении бетонной смеси используют воду, количество которой сказывается как на подвижности бетонной смеси, так и на прочности получаемого бетона. И зависимость следующая: больше воды – более подвижная бетонная смесь, но при этом снижается прочность бетона. И наоборот меньше воды в бетонной смеси – получается более прочный бетон, но жесткая бетонная смесь, с которой невозможно работать. Имеется производить укладку бетонной смеси в опалубку. По этой причине найдена так, сказать золотая середина между жесткой и подвижной бетонной смесью, которую необходимо уплотнить путем вибрирования.
Процесс примерно выглядит так: при укладке бетонной смеси в опалубку, к примеру, ленточного фундамента производят ее вибрирование на всю глубину уложенного слоя бетонной смеси до тех пор, пока не прекратится появление пузырьков воздуха. Вибраторы используют чаще всего с вибрирующими булавами, приводимые в действие электродвигателем через гибкий трансмиссионный вал, на подобие, таких как на картинке. Их выпускают как для электросети на 380В, так и на 220В для использования при частном строительстве. Смысл в том, что бетонная смесь уплотняется за счет энергии колебания частиц бетона, что при затвердении повышает прочность бетона на 10-20%. И главное практически бесплатно Вы получаете упрочнение бетона и на выходе качественный бетон.
Плюс к выше написанной статье выражение: «Вибрирование бетона» больше произносить не сможете.
А вот, пример не уплотненной бетонной смеси. Эти поры прекрасно будут заполняться водой и при первых же заморозках начнется разрушение бетона.
stroimvmestedom.com
Технология бетонных работ в частном строительстве. Часть 2.
Завершение. Начало.
Стойки и раскосы опалубки
Щитовую часть делают из доски толщиной не менее 2-2.5 см, ширина доски 150-200 мм, из нее набирают требуемую поверхность и скрепляют поперечными брусковыми балками (сшивная планка), с шагом 0,5-1 метр, в зависимости от геометрических характеристик конструкции. Гвозди вбивают со стороны щита, обращенной к бетону. Гвозди необходимо подбирать на 10-20 мм больше суммарной толщины доски и бруска. Если концы гвоздя выступают из внутренней поверхности опалубки их надо загнуть перепендикулярно. Доску обычно подбирают исходя из размеров конструкции, но при этом необходимо учитывать вес такой доски, ее должен быть в состоянии поднять и перенести рабочий. Опалубку монтируют согласно опалубочным чертежам, по осям и отметкам, указанным в проекте.
Бетон при твердении давит на поверхность опалубки своим весом, чтобы сохранить устойчивость щитов используют специальные элементы. В виде распорных и стяжечных элементов используют болты, арматуру, деревянные балочки, стяжки с шагом от 1,5 до 3 м, в зависимости от вида и размеров конструкции.
1 — щитовая часть; 2, 3 — поперечная сшивная планка; 4 — ригель для удерживания щитов; 5 — деревянная накладка удерживания щитов; 6 — накладная стальная стяжка для удерживания щитов; 7 — болт с гайкой или арматура
Стойки выполняют из бруса сечением, определяемым расчетом, с уширением сверху. При расстановке стоек для перекрытий можно использовать шахматный порядок с шагом 1-2 м. Понятное дело, что чем больше стоек тем лучше и уменьшится вероятность неровности плоскостей перекрытия или балки.
Стойка
Важные моменты монтажа опалубки:
- Перед бетонированием необходимо проверить жесткость и прочность опалубки, сверить все размеры опалубки с проектной документацией вертикальные и горизонтальные уровни.
- Проверить наличие щелей и дыр в деревянной опалубке, в случае обнаружения щелей шириной более 3 мм и отверстия в деревянной опалубке заделывают, от 3 до 10 мм конопатят (скрученной в косичку) паклей, а более 10 мм - заделывают деревянными рейками. Забивают глиняным тестом, но это в прошлом, а сегодня пришла эра монтажной пены.
- Внутренняя поверхность должна быть гладкой, если она не гладкая уложить по всему периметру полиэтиленовую пленку или картон, в итоге бетон будет гладким и цементное молоко останется в бетоне. Оно необходимо в цементе в виде связующего и его потеря может привести к уменьшению прочности бетона.
- Непосредственно перед бетонированием необходимо отчистить опалубку от грязи, тряпок, кусков ненужной арматуры, деревяшек и т. д. Если бетонирование ведется зимой отчистить опалубку от снега.
- Перед бетонированием внутреннюю часть опалубки необходимо смазать смазкой (состав вода-мыло-керосин, вода-мыло-масло) или увлажнить, для того чтобы после распалубливания опалубка снималась легче и ее можно было использовать повторно. Также используют отработанное масло, дизтопливо, эмульсол.
Подача, прием бетонной смеси и уход за бетоном.
После монтажа опалубки необходимой операцией является установка арматурных каркасов. В среднем для армирования железобетонных конструкций необходимо от 70 кг до 120 кг на 1 кубический метр бетона, подробнее читайте в статье о технологии арматурных работ. После чего можно приступать к бетонированию.
Важно помнить, что переохлаждение бетонной смеси приведет к ее расслоению и потере свойств, перегрев - к быстрому твердению и невозможности укладки. Это процесс относится к зимним бетонным работам и это отдельная тема для статьи. Поэтому бетонную смесь стоит заказывать непосредственно на то время, когда по прикидочным расчетам будет готова опалубка и все подготовлено для бетонирования. Предельный допустимы срок доставки смеси от завода до площадки:
- при 20 градусах Цельсия — 45 минут;
- 10-19 градусах Цельсия — 60 минут;
- 5-9 градусов Цельсия — 90 минут.
В случае если время для доставки бетонной смеси больше чем 1,5 часа, в бетон добавляют замедлители схватывания и твердения, а также пластификаторы. Когда бетонную смесь привезли на стройплощадку нужно потребовать паспорт бетона, в нем уточнить марку (класс), время изготовления и дату, водонепроницаемость, морозостойкость и сравнить с теми данными которые Вы заказали. Также нужно посмотреть не расслоился ли бетон? Как об этом можно узнать? Расслоение происходит когда смесь перевозили неправильно (не перемешивая в бетоновозе). Тогда гравий и песок опускаются на дно, а цементное молоко и вода всплывают на поверхность. Этот процесс приводит к усложнению укладки бетонной смеси и в будущем к уменьшению класса. В случае расслоения бетонную смесь нужно тщательно перемешать перед бетонированием. Раньше перевозку осуществляли самосвалами, но в данный момент они почти не применяются.
В частном строительстве прием бетонной смеси в опалубку осуществляется в основном по специальным желобам из бетоновоза («миксера»), бетономешалки или непосредственно с бетоновоза, если есть возможность удобного подъезда.
Заливка бетонной смеси
Желоб выполняют из сбитых деревянных досок толщиной 50 мм и шириной от 150 мм, их укрепляют поперечными брусками с шагом 0,5-1 м.
Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями одинаковой толщины (10-20 см) без разрывов, с последовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях. Следующий слой необходимо укладывать до начала схватывания предыдущего слоя. Желательно, чтобы бетон падал на поверхность опалубки с высоты не более 2 метра (для того чтобы не было расслоения бетона). При устройстве высоких монолитных конструкций можно использовать желоба или бетононасос. Во время укладки смеси его вибрируют глубинными вибраторами, это делается для того, чтобы из смеси вышли все поры воздуха (пузырьки) и бетон получился однороднопрочный. Под воздействием вибратора бетонная смесь становится более пластичной и попадает во все поры и незаполненые участки. При уплотнении бетонной смеси конец рабочей части вибратора должен погружаться в ранее уложенный слой. Переставлять вибратор надо на расстояние 25-50 см (зоны вибрирования должны немного перекрывать друг друга), вибрировать 0.5-2 минуты, в зависимости от вида бетонной смеси. При вибрировании нельзя дотрагиваться вибратором арматурных стержней, опалубки, подставок под арматуру. Вибрирование прекращают после того как не останется не провибрированных участков и когда обеспечено полное уплотнение бетонной смеси. На возможность окончания вибрирования указывает выделение раствора вдоль опалубки и погружение частиц крупного заполнителя в раствор.
Вибрирование бетонной смеси
После подачи бетонной смеси нужно начинать вести уход за ней, для того чтобы бетон приобрел требуемую прочность в назначенный срок. Нарастание прочности бетона происходит быстро и бетон (на портландцементе) через 7-10 дней после укладки набирает 60-70% своей 28-дневной прочности. Затем рост прочности замедляется. Нормальные условия твердения описанные выше (t=20 C и влажность не менее 80%) особо важно поддерживать первые несколько дней. Уход за бетоном ведут обычно 3-5 дня. Необходимый уход за бетоном:
· поддерживать влажное состояние бетона — поливать водой до насыщения каждые 2-4 часа. Чем выше температура воздуха, тем больше испаряется воды, тем обильнее нужно поливать. При температуре ниже +5 градусов Цельсия поливку не производят.
Увлажнение бетонной смеси
· не давать солнечным лучам напрямую воздействовать на бетон (укрытие бетона). Укрывают бетон влагоемким материалом (тканью, опилками, песком) и периодически смачивают его.
Уход за бетонной смесью
· беречь бетон от ударов, сотрясений
· беречь от резкой перемены температуры (день-ночь)
· движение людей по забетонированным конструкциям разрешается только после 2-3 дней
Распалубливание бетона.
Распалубочные работы начинают при достижении бетоном 70-80% проектной прочности, в нормальных условиях это наступает после 7-10 суток набора прочности бетоном. Прочность бетона незагруженных монолитных конструкций при распалубке должна быть не меньше 0,2-0,3 мПа. Как понять, что бетон набрал прочность? Необходимо провести испытание бетона на прочность, обычно это выполняется лабораторными методами с применением ударно-импульсных и ультразвуковых приборов.
Но в условиях частного строительства, при правильной технологии бетонирования и ухода за бетоном, показателем набора прочности бетона будут: бетонная поверхность станет светлее (не затвердевший бетон имеет темно-серый цвет) и на ощупь твердой. Важные момент при снятии опалубки:
- Распалубочные работы необходимо проводить осторожно, с применением ломов, молотков, гвоздодеров для того чтобы можно было использовать опалубку повторно.
- Желательно как можно меньше дотрагиваться к поверхности бетона инструментами для того чтобы не повредить структуру конструкции.
- При загрязнении опалубочной поверхности бетонной смесью необходимо очистить поверхность металлическими щетками и скребками и смазать эмульсионным составом.
- При образовании крупных раковин и сколов на поверхности бетона ее зачищают и затирают цементно-песчаным раствором.
- Наплывы бетона на поверхности нужно удалить кельмой.
Дефекты бетона
Контроль качества бетона.
Контроль качества бетона в частном строительстве осуществляют специалисты при помощи лабораторного анализа и специальных инструментов. К основным методам неразрушающих испытаний бетона относят:
- Молоток Шмидта;
- Молоток Кашкарова;
- Пресс для определения прочности бетона в образцах при сжатии и на изгиб;
- Ультразвуковые испытания бетона.
На основании полученных данных, инженер делает выводе о фактической прочности бетона и сравнивает с заявленной.
vibromotors.ru
Технология вибрационного уплотнения бетона при устройстве монолитных конструкций
ТЕХНОЛОГИЯ ВИБРАЦИОННОГО УПЛОТНЕНИЯ БЕТОНА ПРИ УСТРОЙСТВЕ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Ю.Л.Тимофеев
В учебном пособии освещены основы технологии вибрационного уплотнения бетона с применением различных типов механических вибрационных машин; проанализирован отечественный и зарубежный опыт производства и применения вибраторов; приведены основные положения теории взаимодействия вибратора и бетонной смеси; изложена методика выбора вибраторов и проектирования технологии вибрационной укладки смеси при устройстве различных монолитных конструкций.
Учебное пособие рассчитано на студентов инженерно-строительных вузов и факультетов, а также может быть полезно инженерам-строителям, связанным с проектированием и строительством монолитных зданий и сооружений.
Рецензент: А.Л.Жолобов, канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник строит. лаб. РНИИ АКХ.
ВВЕДЕНИЕ
При возведении монолитных бетонных сооружений уплотнение бетонной смеси производится вибрированием. Бетонная смесь в рыхлом, неуплотненном состоянии содержит большое количество воздуха. В жестких бетонных смесях объем воздуха достигает 40-45%, а в пластичных до 10-15%. Задачей уплотнения является удаление этого воздуха для получения материала с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной структурой. Можно ориентировочно считать, что каждый процент воздуха в бетоне уменьшает его прочность на 3-5% [1].
Для уплотнения бетонной смеси в монолитных сооружениях первым применил вибрирование французский инженер Е.Фрейсине [2]. Им в 1917 г. на строительстве мостов и ангаров было использовано наружное вибрирование с помощью пневматических молотков, которые крепились к опалубке. Для восприятия вибрационных нагрузок опалубку приходилось дополнительно усиливать.
Следующим этапом развития способа уплотнения было поверхностное вибрирование, впервые примененное на строительстве плотин в США. Поверхностные вибраторы имеют небольшую дальность действия, обычно не превышающую 20 см. В массивные конструкции бетонную смесь приходится укладывать тонким слоем, что приводит к повышению трудоемкости и стоимости бетонных работ.
В конце XIX - начале XX века для массивных сооружений применяли в основном жесткие бетонные смеси, для уплотнения которых использовались ручные или механические трамбовки.
Глубинное, или внутреннее вибрирование, которое начало широко применяться в 30-е годы нашего столетия, во многих случаях заменило наружное и поверхностное уплотнение бетона. Глубинный вибратор передает колебания непосредственно бетонной смеси, и поэтому энергия его используется эффективно, а толщина укладываемых слоев значительно больше, чем при поверхностном вибрировании. Работа с ручными глубинными вибраторами является трудоемким процессом. Возникает опасность вредного воздействия вибрации на рабочего.
Поэтому в производство были внедрены глубинные вибраторы повышенной мощности, которые поддерживаются какими-либо подъемно-транспортными средствами. Такие вибрационные машины позволяют снизить трудоемкость работ и значительно повысить качество уплотнения.
Несмотря на успешное развитие ряда безвибрационных методов бетонирования монолитных и сборных конструкций (набрызг, прессование, центрифугирование, раздельное бетонирование), они продолжают оставаться специальными, дополняющими основную технологию бетонирования.
1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ ВИБРАЦИОННОГО УПЛОТНЕНИЯ БЕТОНА
Ведущая роль в развитии методов вибрационного уплотнения бетона принадлежит гидротехническому строительству. В нашей стране впервые довольно широкий набор их был использован при строительстве гидроузла Свирьстрой - III (1928-1933 гг.). Там применялись тяжелые поверхностные вибраторы. Автором большинства конструкций является Л.П.Петрунькин.
На строительстве канала им.Москвы (1932-1937 гг.) вибрирование стало уже основным способом уплотнения бетонной смеси. Было задействовано до 870 вибраторов, из них поверхностных - 540, наружных - 200 и глубинных - 130 [2]. Глубинные вибраторы применялись преимущественно для уплотнения бетонной смеси в местах с часто расположенной арматурой. На строительстве гидротехнических узлов на Волге вибрационная технология уплотнения бетона получила дальнейшее усовершенствование. Увеличилась доля глубинных вибраторов, что позволило снизить трудоемкость бетонных работ. Развитию способа глубинного уплотнения способствовала научная и производственная деятельность А.Е.Десова, Е.П.Миклашевского.
Распространение глубинного вибрирования в послевоенные годы связано с увеличением объемов гидротехнического и промышленного строительства. В этот период Б.Н.Вознесенским и В.Ф.Скориковым разработан глубинный вибратор И-50, выпуск которого был освоен Ярославским заводом "Красный маяк". Внедрение в производство этого вибратора явилось значительным достижением в области вибрационной техники. Оригинальная и простая конструкция дала возможность уменьшить наружный диаметр корпуса, снизить массу вибратора, повысить частоту колебаний до 5800 мин. На его основе в 1950 г. был создан более мощный вибратор И-86, который неоднократно модернизировался и ему последовательно были присвоены марки И-86А, С-826, ИВ-60.
vunivere.ru
Уплотнение бетона
Во время вибрации воздух, находящийся в бетонной смеси, выходит на поверхность в виде пузырьков. Вибрация позволяет избежать скопления в одном месте щебня или образования пустот в бетоне.
Излишнее содержание воздуха и воды в бетоне ухудшает его прочность, а с помощью вибрации мы получаем однородную смесь с наилучшим соотношением воды, воздуха и цемента, достигая необходимого качества бетона.
Если посмотреть на бетон после уплотнения в раз резе, то можно увидеть как равномерно распределены в его массе щебень и песок, благодаря чему до стигается наибольшая прочность.
Но виброобработка не должна быть чрезмерной, так как излишняя вибрация может привести к скоплению щебенки в нижней части, а более легких компонентов ближе к поверхности. Подоб ное разделение составляющих происходит главным образом, в более жидких бетонах. В результате может произойти усадка бетона, что приводит к появлению трещин.
С помощью вибратора также достигается наилучшее сцепление между свежим бетоном и его ранее уложенными слоями.
Типы виброобработки бетона
ГЛУБИННАЯ ВИБРАЦИЯ — вибратор, выполненный в продолговатой форме и называемый «булава», вводится непосредственно в бетонный раствор. Вибра тор входит в контакт с массой бетона.
НАРУЖНАЯ ВИБРАЦИЯ — форма или опалубка, в которой находится бетонный раствор, подвергается вибрации с помощью укрепленных снаружи вибраторов.
ПОВЕРХНОСТНАЯ ВИБРАЦИЯ — специальная вибрирующая рейка устанавливается на поверхность, которую хотят подвергнуть вибрации. Используется для обработки бетонных плит и полов.
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.
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.
tsrbeton.ru