Несмотря на всю простоту процесса, виброутрамбовывание является очень эффективным методом уплотнения бетонного раствора. Происходит это за счет придания рабочей смеси большей однородности и вытеснения имеющегося воздуха, из-за чего в застывшей массе не образуются раковины. Использование строительного вибратора по сравнению с ручным штыкованием позволяет увеличить производительность работ, но оборудование заводского производства стоит дорого. Для редкого домашнего использования его приобретать во многих случаях нецелесообразно. Выходом будет изготовить вибратор для бетона своими руками. При небольших объемах работ такой инструмент с успехом заменит фирменный аналог и позволит сэкономить денежные средства.
Назначение
Приготовленный бетонный раствор, несмотря на тщательное перемешивание, остается неоднородным, что снижает характеристики монолита. Кроме цементного молочка, щебня и песка, в нем содержится вода и пузырьки воздуха.
Если бетон просто залить в опалубку, получится неоднородная по структуре конструкция. Применение виброуплотнителя для бетона увеличивает текучесть смеси без дополнительных присадок, за счет движения ее компонентов. Воздушные включения выталкиваются на поверхность монолита, а наполнители равномерно распределяются по объему.
После виброуплотнения объем залитого в опалубку бетона уменьшается на 30%. Этот эффект возникает из-за избавления от пустот, заполненных воздухом и более плотной укладки песка и щебня. В результате прочность массивной конструкции достигает максимального значения и высокой плотности для заданной марки бетона.
Известные марки, ориентировочные цены
Среди отечественных производителей глубинных вибраторов для бетона на 220 В следует назвать торговые марки Красный Маяк, Энергомаш и Калибр. Их продукция при оптимальном соотношении качества и цены по рабочим параметрам не уступает зарубежным аналогам. Электромеханические вибраторы этих производителей (мощность от 750 Вт, диаметр наконечника 30-51 мм) можно приобрести по цене от 4-5 тыс. рублей.
Более мощный инструмент фирм Энергомаш и Красный маяк (мощность 1,3-2,0 кВт, длина вала 4 метра, диаметр булавы 38-51 мм) продается по ценам от 13 до 16 тысяч рублей.
Зарубежные бренды, заслужившие доверие покупателей, — Wacker Neuson (Германия) и Makita (Япония).
Немецкий производитель на российском рынке представлен профессиональными высокочастотными вибраторами. Цены на них стартуют с отметки в 50 000 рублей. Японцы предлагают переносные аккумуляторные модели, средняя цена которых находится в диапазоне от 14 до 32 тысяч рублей.
В нише недорогих бюджетных вариантов находятся китайские вибраторы DDE и Sturm. За устройство мощностью 0,85-1 кВт (в комплекте с гибким валом и наконечником) продавцы просят от 4 000 рублей. Средняя стоимость 2-х киловаттных вибраторов составляет 9-15 тысяч рублей.
Принцип работы
В частном и промышленном строительстве чаще применяют погружной вибратор, другие модели имеют схожие принципы работы. В основе конструкции лежит узел, создающий вибрационные колебания частоты, достаточной, чтобы выдавить пузырьки воздуха и посторонние включения, уплотнить наполнители.
В устройстве вибраторов главным узлом является вал с эксцентриком, который погружается в бетон. Вращается от привода, подключенного к бензиновому, дизельному, электрическому двигателю или пневматике. Вращение передается через прочный, но гибкий стальной трос. Сам вал расположен в вибронаконечнике или булаве — стальном цилиндре и крепится на конце вращающегося троса, закрытого оболочкой.
В качестве источника используется одно- или трехфазный электродвигатель 220 В или 42 В. Существуют портативные модели с аккумуляторными батареями. Для больших объемов бетона лучше работать инструментом с бензиновыми ДВС. Самые производительные устройства подключаются к дизелям, они предназначены для уплотнения большой массы бетона.
Устройство: 1 — булава (вибронаконечник), 2 — гибкий вал, 3 — привод
Площадные вибраторы
К площадочным аппаратам относятся устройства центробежного типа. Они используют для того, чтобы улучшить технические показатели сыпучих материалов. Такое изделие способно обеспечить материалу уменьшение спекания и удалять частицы воздуха для максимальной сыпучести материалов. Их можно различать по типу колебаний
- направленные;
- круговые.
Направленные вибраторы призваны возбуждать колебания в направлении нужном для процесса и тем самым хорошо уплотняют материал и обеспечивают лучшее просеивание.
Площадный прибор круговой хорошо вибрирует в созданных формах.
Важно! Оба этих изделия имеют отличия по масштабности работ, а не по назначению.
Виды и характеристики
Существует 3 вида бетонных вибраторов, отличающихся по конструкции:
- Глубинный вибратор, погружаемый в свежезалитый раствор. Применяется в строительстве, при бетонировании крупных монолитов и фундаментов зданий и сооружений.
- Площадочный виброуплотнитель используются при заливке полов, дорог. Поверхностный вибратор представляет собой колеблющуюся плиту или полосу. Воздействуя на верхний слой, плита уплотняет весь монолит.
- Вибраторы наружного типа закрепляются на опалубке. Они часто применяются при возведении колонн с густым армированием.
По типу привода вибраторы различаются:
- Электрические – обладают сравнительно небольшой массой, работают в любых условиях. У вибраторов 220 вольт самая маленькая мощность, трехфазные варианты массивные, требуют специальных условий для обеспечения питания.
- С двигателями внутреннего сгорания — бензиновые и дизельные модели высокой мощности. Они достаточно громоздки и требуют профессионального обслуживания, но могут работать на объектах, без электричества. Их высокая мощность позволяет уплотнять крупные монолиты.
- Пневматические модели работают от компрессора, усилие передается по шлангу высокого давления, и применяются на заводах железобетонных изделий, в строительстве большого распространения они не получили.
По мощности различают портативные вибраторы с двигателями до 2 кВт. Они недороги, для работы не требуют профессиональной подготовки, подходят для частного строительства. Профессиональные вибраторы имеют мощность до 4 кВт, могут работать длительное время, применяются в промышленном строительстве, при возведении монолитов и производстве железобетонных конструкций.
Кроме того, вибраторы классифицируют по частоте вращения вала:
- Низкочастотные модели с оборотами вала до 3500 об/мин, обеспечивают большую амплитуду вибрирующего вала. Применяются для бетонов с крупнозернистыми наполнителями, имеющими малую подвижность.
- Среднечастотные устройства до 10000 об/мин, самый популярный вариант с универсальными характеристиками, используется для работы со смесями разной степени подвижности.
- Высокочастотный виброинструмент, частота более 10 тысяч оборотов в минуту, при малой амплитуде, подходят для подвижных смесях с мелким зерном наполнителей. Схожую область применения имеют и ультразвуковые модели.
Эти устройства различаются по длине вала, которая может изменяться от 0,5 до 20 метров. Что позволяет обрабатывать объемные монолиты, фундаменты колонн, ж/б конструкции. Погружные модели бывают с диаметром булавы от 25 до 110 мм.
Чем гуще армирование, тем меньший диаметр булавы применяется.
Глубинные и поверхностные — в чём разница?
Уже из названия очевидно, что основная задача этих устройств состоит в передаче вибрации бетонной массе с целью выравнивания ее плотности по всему рабочему объему опалубки. Прежде чем говорить об устройстве и принципе работы, стоит упомянуть о двух разновидностях вибраторов для бетона: глубинном (погружном) и поверхностном (внешнем, площадочном). Несмотря на одинаковые преследуемые цели, сконструированы и работают они немного по-разному.
Глубинные вибраторы погружаются в бетонную смесь. Они состоят из привода, гибкого вала, защищенного силовой броней, и вибронаконечника (булавы). С помощью привода создается крутящий момент, передающийся наконечнику через гибкий вал. Наконечник представляет собой герметичную конструкцию продолговатой формы, внутри которой находится сердечник и бегунок. Движение бегунка по сердечнику и обеспечивает создание вибрации высокой частоты.
Внешние вибраторы не контактируют с бетоном, а воздействуют на смесь через элементы опалубки, на которые они монтируются. Конструкция таких агрегатов также предполагает наличие привода, у которого на роторе смонтированы так называемые дебалансы. Ассиметричные усилия, создаваемые при их вращении, приводят к появлению вибрации, передающейся основанию, на котором установлен поверхностный вибратор. Как правило, к его применению прибегают только в тех случаях, когда погружные устройства не подходят в силу высокой плотности укладки арматуры или небольших размеров заливаемой конструкции.
Как выбрать?
На первом этапе подбирается тип виброинструмента – для стяжек и других протяженных конструкций малой толщины выбирают устройство поверхностного типа. Глубинный вибратор широко применяется в строительных работах, при заливке фундаментов и других конструкций. Вибраторы наружного типа используют в производстве тротуарной плитки, также они необходимы для уплотнения стяжек, полов сравнительно малой толщины и большой площади.
Еще один критерий выбора – мощность оборудования, от которой зависит время его непрерывной работы. В частном строительстве наибольшая популярность у глубинных портативных вибраторов, мощностью от 0,8 до 1,5 кВт. На дачах и других объектах, где нет централизованного электроснабжения, можно использовать аккумуляторные модели. В промышленном строительстве, при производстве конструкций чаще применяют устройства для уплотнения железобетона от 3 до 4 кВт.
Для получения оптимального качества смеси, необходимо учитывать частоту вращения. Для бетонов с наполнителями крупных фракций применяются низкочастотный инструмент с большой амплитудой колебаний. Если применять другие модели, то состав расслоиться, качество снизится. Для частного строительства лучше выбрать среднечастотный виброуплотнитель с широким диапазоном настроек, подходящий для растворов с различными фракциями наполнителей. Высокочастотный инструмент имеет узкую специализацию, и применяется для мелкозернистых бетонов.
Важный параметр – масса оборудования. Для строительных работ на приусадебном участке чаще приобретают электроинструмент массой до 6 кг. Установки большей мощностью весят до 18-20 кг, это полупрофессиональное оборудование, применяемое частными бригадами. Мощный профессиональный инструмент весит 90-100 кг, для работы с ним требуется несколько человек со специальной подготовкой.
При подборе погружного вибратора обращают внимание на диаметр наконечника (булавы), приводящаяся в движение гибким валом. Густоармированные конструкции требуют вибронаконечников диаметром 15 мм, допускаются варианты до 50 мм. Для уплотнения обычного неармированного монолита применяются большие диаметры до 110 миллиметров.
Выбор зависит и от глубины опалубки. Чтобы эффективно использовать виброуплотнитель, длина трубки привода должна на 1 метр превышать эту глубину. Это оставит свободу маневра, что учитывается при изготовлении вибрационного оборудования.
По частоте вращения вала
Частота вращения вала совпадает с частотой вибраций насадки – числом колебаний в минуту.
Частота колебаний может указываться в вибрациях/мин (vpm) либо в Герцах (Гц). Величины связаны таким соотношением: 1 Гц = 1 vpm/60.
Исходя из этого параметра вибраторы можно разделить на:
- низкочастотные. Вал вращается со скоростью до 3500 об/мин. Низкие частоты способны приводить в движение более крупные частицы заполнителя. Такие вибраторы подходят для тяжелых, непластичных бетонов со «скелетом» из щебня или гравия крупных фракций;
- среднечастотные. Частота вращения попадает в диапазон от 3500 до 9000 об/мин. Это универсальные модели – при условии правильной настройки их применяют для уплотнения растворов с наполнителями разных размеров, включая «ходовые» марки М200–М300;
- высокочастотные. Частота – от 10000 до 20000 об/мин. Такой виброинструмент имеет узкую специализацию – бетоны с мелким зерном. Для тяжелых бетонов высокочастотное уплотнение может оказаться неэффективным.
Колебания характеризуются двумя величинами – частотой и амплитудой. Амплитуда колебаний прямо пропорциональна весу инструмента. С увеличением частоты вес, как правило, уменьшается – большую амплитуду выдают низкочастотные модели.
В теории высокая частота колебаний предполагает большую эффективность, независимо от фракционного состава смеси. На практике результат зависит и от амплитуды колебаний. Высокочастотное вибрирование тяжелого бетона при малой амплитуде только усилит расслоение.
Вибраторы отличаются размерами рабочих органов:
- погружные – длиной гибкого вала (от 50 см до 30 м) и диаметром булавы (25–140 мм);
- виброрейки – длиной рейки – от 150 до 500 см (для телескопических реек);
- площадочные – длиной (450–620 мм) и ширина (320–480 мм) рабочей поверхности.
Вибратор для бетона своими руками
Сделать своими руками надежный и функциональный вибратор просто, достаточно иметь подходящий электроинструмент с регулировкой частоты оборотов. Его привод должен быть надежен, чтобы подшипник выдерживал биение эксцентрика.
Из дрели
Для изготовления глубинного вибратора своими руками можно использовать обычную дрель. Наиболее простой способ – приобрести готовую насадку с булавой. Такие приводы, передающие усилие на вал можно найти в магазинах, где продается готовое оборудование.
В большинстве моделей на вале предусмотрен шестигранник. Если нет, делается переходник, который зажимается в патроне. Защитный кожух представляет собой трубку с несколькими отверстиями, куда вкручиваются болты. Они затягиваются, упираясь в корпус, чего вполне достаточно.
Булаву можно изготовить и самостоятельно. Для этого берется металлический цилиндр, на котором закрепляются подшипники. Через них пропускается стальной прут, на который в части, находящейся внутри цилиндра наварен груз, обеспечивающий эксцентрик. При работе с монолитами малой глубины гибкий привод, передающий усилие на вибронаконечник, можно заменить стальным стержнем.
Важно обеспечить герметичность конструкции.
Из перфоратора
Это самый простой способ сделать глубинный вибратор для бетона. К обычной пике доваривается несколько прутьев, чтобы увеличить площадь обработки, при этом он должен работать на удар, чтобы создать колебательные движения. Такой вибратор удобен в частном строительстве, но его сложно применять в армированных массивах.
Используя совок или кельму, можно сделать поверхностный вибратор для уплотнения бетона из обычного перфоратора. Достаточно поставить стержень на совок или кельму в режиме удара и поместить их на раствор. После включения верхний слой начнет утрамбовываться.
Поверхностный вибратор
Для самодельного вибратора для бетонных стяжек и других больших поверхностей, можно взять любой двигатель и прикрепить к выходной оси груз для эксцентрика. Эта конструкция монтируется на ровную планку, можно даже деревянную, куда прикрепляется ручка. Планка устанавливается на раствор, и вибратор включается, колебания передаются от верхних слоев ко дну конструкции.
Разновидности глубинных виброуплотнителей бетона
Существует четыре вида силовых установок, активирующих колебания вибронаконечника: электрический двигатель, бензиновый и дизельный мотор, воздушный компрессор.
Электрические глубинные вибраторы используются чаще других, поскольку большинство строек имеет центральное электроснабжение.
Бензиновые и дизельные погружные вибраторы полностью автономны и незаменимы на объектах, расположенных вдали от ЛЭП.
Пневматические установки большого распространения в частном строительстве не получили.
В последние годы на рынке появились аккумуляторные погружные вибраторы. Они не уступают бензиновым по уровню автономности, но намного легче и компактнее.
В советский период на стройках применялись вибраторы, работающие в одном частотном диапазоне. Сегодня в продаже можно встретить устройства, создающие виброколебания низкой, средней и высокой частоты, а также поличастотные установки. Такая градация обусловлена тем, что бетонная смесь содержит разные по весу и крупности частицы. Для их оптимального уплотнения требуется разная частота вибрирования.
Читать также: Копиры для ручного фрезера
По виду используемого переменного напряжения электрические глубинные уплотнители бетона делятся на два типа: трехфазные и однофазные. Первые более мощные и относятся к категории профессионального инструмента. Вторые незаменимы в индивидуальном строительстве, где нет трехфазной электролинии.
