Технология создания бетонных конструкций подразумевает не только правильное приготовление раствора, но и его последующее уплотнение. В процессе создания смеси внутри нее образуются полости, нарушающие монолитность структуры и снижающие прочность и долговечность сооружений. Метод применяется для удаления воздуха и лишней воды, понижения вязкости и улучшения ее текучести.
Для оценки качества бетона выведен специальный критерий — коэффициент уплотнения. Он определяется как отношение удельного веса готового раствора к расчетному значению, полученному при условии полного отсутствии внутри него воздуха. Допустимым считается коэффициент в переделах 0,98–1,0. Для достижения таких показателей используют различные способы уплотнения бетонной смеси, выбор которых зависит от ее состава, предназначения и размера фракций. Улучшают качество автоматизированными вибраторами.
Метод выбора
В зависимости от исходных данных, применяют такие типы устройств:
- Глубинные — для уплотнения крупных массивов бетона.
- Поверхностные — для воздействия на внешние слои раствора.
- Наружные — закрепляемые непосредственно на краю емкости со смесью или в опалубке, расположенной на эластичной основе.
- Виброплощадки — для использования в промышленных масштабах на предприятиях, выпускающих ЖБИ.
Изменение режима их работы заключается в корректировке основных параметров системы:
- Амплитуды колебаний — величины наибольшего отклонения точки от положения равновесия.
- Частоты — количества движений в единицу времени.
- Сроков проведения уплотнения.
Для растворов с крупными фракциями наполнителя выбирают особые способы воздействия на бетонные смеси устройствами с низкой частотой колебаний при максимальном размахе подвижной части. Если применяется мелкодисперсный состав, то оптимально создавать движения высокой частоты с небольшими уровнями отклонений. Смеси с различным типом наполнителя уплотняют в поличастотном режиме с изменяемой амплитудой. Последний вариант — наиболее эффективный и чаще всего используемый в строительстве. Существующие типы вибраторов для уплотнения бетона по источнику энергии делятся на электромеханические, электромагнитные, гидравлические и пневматические. В полевых условиях и при отсутствии электрической сети применяют двигатели внутреннего сгорания или работают ручным методом.
Глубинные вибраторы
Используются для воздействия на растворы большого объема, необходимые для создания армированных и неармированных бетонных конструкций: балок, перекрытий, фундаментов и полов. Их рабочей частью является наконечник (булава), внутри которого находятся эксцентрики, создающие колебания высокой частоты. Энергия вращения передается от двигателя посредством гибкого привода. В результате вибрации бетонный раствор становится пластичным, подвижным и плотно заполняет весь рабочий объем механизма. При таком способе уплотнения лишняя вода и воздух выталкиваются на поверхность.
Системы поверхностного типа
Применяются при монтаже простых и армированных бетонных конструкций и покрытий: автомобильных дорог и аэродромных полос, сводов, перекрытий и полов зданий, с толщиной слоя смеси не более 250 мм (при использовании двойной арматуры – до 120 мм). Они представляют собой рабочую площадку с двигателем (электрическим или внутреннего сгорания), на оси которого установлено несколько элементов с нарушенной балансировкой. При таком способе вращения деталей возникают колебания, которые передаются бетонной смеси и уплотняют ее структуру. К поверхностным типам устройств принадлежат виброрейки, функционирующие по методу обработки невысоких слоев раствора (для полов и перекрытий). Конструктивно они выполнены в виде двух жестко связанных поперечинами металлических профилей, на которых установлен электрический или бензиновый двигатель.
Наружные системы уплотнения
Незаменимы в случаях, когда использование глубинных механизмов нецелесообразно или невозможно. При создании неглубоких конструкций они крепятся прямо к опалубке, которая вибрирует вместе с раствором. Кроме того, устройства наружного типа применяются для облегчения процесса выгрузки смеси бетона из объемных емкостей, в которых она замешивалась.
Более популярны электромеханические варианты с круговым и направленным распространением волн, а также с пневматическим приводом. В вибраторах первого типа колебания создаются при вращении специальных дебалансов, находящихся на валу ротора. Перемещая их по оси, можно плавно подбирать нужный крутящий момент. Второй вид уплотнителей представляет собой двигатель, жестким способом связанный с маятниковой подставкой, частота и размах движений которой также регулируется положением дебалансов. Для ограничения предельной амплитуды используются амортизаторы. В пневматических системах источником энергии является сжатый воздух.
Виброплощадки
Представляют собой две рамы, одна из которых (нижняя) прочно закреплена на основании (фундаменте), а вторая — подвижна и покоится на амортизаторах (пружинах, резиновых прокладках или рессорах). Колебания создаются электрическим двигателем, вращающим вал с дебалансами. Крепление верхней части, на которой устанавливается емкость с бетонным раствором, должно быть достаточно жестким, чтобы амплитуда движений была равномерной. В противном случае качество смеси в разных частях емкости будет отличаться.
Если автоматизированные способы уплотнения и укладки бетонной смеси для железобетонных конструкций невозможны, то применяют ручные (метод штыкования). Они предпочтительны для укрепления пластичных составов. Подходящий по размеру инструмент (тонкая труба, прямая палка или кусок арматуры) поступательными толчками с короткой амплитудой погружается в смесь до самого дна, а затем раскачивается из стороны в сторону. При его извлечении надо совершать движения таким же способом. Чтобы получить качественный бетон, следует аккуратно проштыковать смесь на всю глубину, не допуская пропусков. Для уплотнения жестких растворов используют метод их трамбовки обрезком деревянного бруса или бревна, весом 25–30 кг с оббитым железным листом днищем. Для удобства в верхней части инструмента закрепляют Т-образную ручку.
