Вибрирование бетона — одна из составляющих качества бетонных конструкций

Уплотнение бетона – наиболее важный из этапов технологического процесса заливки бетонных конструкций. Он необходим для обеспечения заданных физико-механических характеристик бетонной смеси. Ведь образовавшиеся в процессе заливки раствора пустоты из-за содержащего в нем воздуха, а также неравномерного заполнения формы либо опалубки неминуемо с течением времени приведут к разрушению конструкций.

Уплотнение бетонной смеси за счет равномерного распределения входящих компонентов позволяет повысить прочность и водонепроницаемость бетона и увеличить его объемный вес на 10%.

Методы уплотнения

Строители используют следующие виды устройств при уплотнении смеси:

• поверхностные (для верхнего слоя цемента);
• глубинные (крупные бетонные конструкции);
• наружные (устанавливаются перед уплотнением с краю деревянной опалубки или емкости с цементным раствором);
• виброплощадки (применяются на специализированных предприятиях).

Существует разные методы уплотнить цементный раствор:

1). Вручную. Практикуется в основном при частных строительных работах, так как этот метод помогает сэкономить средства на приобретение оборудования. К уплотнению вручную прибегают в тех случаях, когда необходимо обработать смесь в небольшом количестве. Как правило, в таких случаях раствор также изготавливают своими руками. Бетонная поверхность обрабатывается ломом, трамбовкой, лопатой и пр.

Штыкование фундамента после заливки бетона.

2). Штыкование. Для выполнения этой процедуры используется стержень из металла (к примеру, армированный прут) весом до четырех килограммов. При этом желательно, чтобы кончик стержня был закругленным. Он применяется для того, чтобы «проткнуть» бетон. Специалисты рекомендуют проштыковывать всю поверхность емкости со смесью. Этот способ позволяет уплотнить щебень, вытеснить воздух и лишнюю жидкость.

3). Ручная трамбовка. Такой метод принято применять для утрамбовки тяжелых бетонных растворов. Для неармированных конструкций строители используют ручные либо механические трамбовки. Трамбование следует выполнять тщательно и послойно. Вместе с тем толщина уплотненного слоя должна составлять не более пятнадцати сантиметров.

Виды виброплощадок

Любая виброплощадка включает две рамы. На верхнюю подвижную монтируют емкость с бетонным раствором. Нижняя неподвижная и крепится на основании. Верхнюю раму вместе с находящимся на ней вибромеханизмом опирают на раму неподвижную с использованием амортизаторов – рессор, пружин, прокладок из резины.

Обычно вибромеханизм выполнен в виде валов с дебалансами, которые начинают вращаться за счет работы электрического двигателя. Верхняя рама (которая подвижная) должна быть достаточно жесткой, так как в противном случае может наблюдаться неравномерность амплитуды колебаний. Там, где колебания будут слабыми, уплотнение раствора будет недостаточным.

Другие методы

К другим методам уплотнения относятся:

1). Механический. К этому методу строители прибегают при обработке значительных объемов цемента. Процесс выполняется с помощью специальных приборов, к которым относятся поверхностные и внутренние виброустройства. Также специалисты пользуются механизмами, которые крепятся на деревянную опалубку или емкость со смесью.

В частности, поверхностные виброрейкипозволяют уплотниться только верхнему бетонному слою. Поэтому строители применяют его для изделий из тонкого слоя бетона: оснований для плитки, полов, дорог и др. Внутренняя виброрейка, в свою очередь, считается самой эффективной в сравнении с другими механизмами. Помимо этого, такие устройства просты в эксплуатации, ими пользуются для обработки бетона в труднодоступных участках.

Вибраторы, которые устанавливаются на деревянной опалубке либо форме, надежно крепятся, уплотняя смесь за счет колебаний опалубки, передаваемых цементному раствору. Устройства для опалубок незаменимы для бетонирования изделий необычной формы.

2). Виброуплотнение. Производится при помощи переносных и стационарных устройств. Применение переносных механизмов для сборных конструкций из железобетона ограничено. Ими пользуются при создании больших и тяжелых изделий.

Виброплощадки необходимы в производстве железобетона на заводах, работающих по специальным схемам. Современный рынок предлагает большой выбор виброплощадок, среди которых электромагнитные, пневматические, комбинированные и др.

3). Прессование. Специалисты реже прибегают к данному методу уплотнения смеси, хотя он считается эффективным, поскольку позволяет повысить прочность раствора при небольших расходах цемента. Этот способ не получил широкого распространения из-за своей дороговизны.

Давление, необходимое для прессования бетона, должно составлять от 10 Мпа. Прессы, которые обладают подобной мощностью, используются в судостроительной сфере для создания новых кораблей. Однако следует отметить, что стоимость таких устройств для прессования не позволяет ими пользоваться для проведения частных строительных работ.

Во время приготовления цементных растворов прессование необходимо применять только в качестве дополнительной нагрузки при виброуплотнении. Необходимая степень давления может составлять не выше 1 кПа. На современном рынке представлены плоские и профильные штампы. В частности, профильные штампы нужны для придания нужной фактуры тому или иному изделию.

Так изготавливаются бетонные панели, пролеты лестниц и другие элементы и конструкции из этого материала. Такой вид прессования называют штампованием. Еще одним видом прессования считается прокат. При этом давление на цементный раствор осуществляется за счет катка. Это позволяет сократить расход электроэнергии из-за снижения давления во время прессования.

Но способ имеет один недостаток, связанный со свойствами раствора. В некоторых случаях может произойти смещение или разрыв материала валиком.

4). Центрифугирование. При вращении состав уплотняется за счет прилегания к стенкам формы. После центрифугирования увеличивается плотность ингредиентов, входящих в цементный раствор. Помимо этого, из него выводится примерно 30 процентов воды. Это помогает повысить прочность бетона. Метод позволяет сделать долговечные изделия.

Для центрифугирования потребуется больше цемента, чем для других видов уплотнения. Бетонный раствор будет обладать нужной вязкостью. Иначе под воздействием центрифуги состав расслоится. Технология помогает делать опоры ЛЭП, стойки и трубы.

5). Вакуумирование. Метод позволяет разрежать воздух, благодаря чему все лишнее удаляется из смеси под сильным давлением. Соответственно, и плотность смеси повышается.

Рекомендации

Чтобы цементный состав был равномерно уплотнен, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Во время установки деревянной опалубки следует обратить внимание на надежную фиксацию деталей. На элементах конструкции не должно быть щелей (раствор бетона может выдавливаться через трещины). Необходимо, что опалубка быта отшлифованной и гладкой, в противном случае она будет оставлять вмятины на изделии. К тому же впоследствии в теле конструкции могут образоваться пустоты.
2. Детали деревянной или фанерной опалубки, в том числе клинья, должны надежно фиксироваться, чтобы не произошло смещение досок.
3. При виброуплотнении состава следует периодически менять положение виброрейки, иначе раствор будет неоднородным, образуются полости.
4. Специалисты советуют не тратить много времени на работы, поскольку это способно вызвать расслоение, которое появляется по причине того, что крупный щебень сбивается внизу, а наверху скапливается только раствор цемента.

Дефекты бетонных и железобетонных конструкций из-за недостаточного уплотнения бетонной смеси.
Поскольку использование поверхностных вибрирующих устройств не позволяет визуально определить степень плотности, при выполнении строительных работ часто применяют дополнительное средство, которое поможет гарантировать прочность состава. Для этого строители добавляют к имеющемуся составу раствор с высокой пластичностью. По этой причине возрастает риск расслаивания изделия. Чтобы избежать такого недостатка, советуют увеличить количество цемента.

Коэффициент уплотнения

Оценить качество бетонного состава можно при помощи одного важного критерия. Речь идет о коэффициенте уплотнения. Коэффициент определяется следующим образом: высчитывается соотношение удельной массы готовой смеси к значению, которое было получено при отсутствии пузырей воздуха внутри. Так, допустимым значением коэффициента считается 1.

Достичь показателя можно разными способами уплотнения бетона, выбор методов будет зависеть непосредственно от состава, назначения и фракций. Автоматизированные виброрейки значительно увеличивают качество раствора.

Каков коэффициент усадки бетона и как его увеличить

• Дата: 11-04-2018
• Комментариев:
• Рейтинг: 49

В настоящее время не существует идеального строительного материала. Любой, даже самый современный строительный материал имеет свои преимущества и недостатки. В строительстве очень широко применяется бетон. Он обладает высокой прочностью, устойчивостью к механическим и химическим воздействиям, большим сроком эксплуатации. Существует такое понятие, как коэффициент усадки бетона. Несмотря на высокую прочность, бетон непосредственно после застывания способен изменять свои размеры. Все это может негативно сказаться на внешнем виде конструкции. Интересен тот факт, что со временем данный показатель увеличивается.

Усадка бетона представляет собой явление, в котором залитая масса изменяет свои размеры и конфигурацию в процессе схватывания.

Некоторые полагают, что усадка бетона зависит только от внешних факторов. Это не совсем верно. Необходимо помнить, что осаждение – это естественный процесс. При этом основная задача строителей при заливке бетона – сделать его более качественным путем внесения различных добавок и снизить тем самым коэффициент усадки. Рассмотрим более подробно значение данного показателя в строительстве, величину усадки бетона при нормальных условиях.

Что представляет собой осаждение

Даже самый качественный бетон склонен осаждаться. Полностью избежать этого явления невозможно. Усадка бетона – это явление, при котором залитая масса изменяет в процессе схватывания свои размеры и конфигурацию. В процессе ее происходит уплотнение и затвердевание бетона. Большое значение имеет то, что на интенсивность и величину ее могут влиять факторы физической и химической природы.

Схватывание бетона.

Схватывание бетона в зависимости от его марки и наличия специальных добавок происходит в течение нескольких десятков минут или часов. Зачем же требуется определять возможную величину усадки бетона в ходе строительных работ?

Ответ довольно прост. Это необходимо для того, чтобы правильно рассчитать толщину бетона. Последний используется главным образом при заливке фундаментов, строительстве дорог, бетонных дорожек. Во всех случаях залитая поверхность должна иметь определенную толщину и форму. От этого зависит прочность и долговечность конструкции. В силу всего этого расчет коэффициента осаждения нужен для того, чтобы правильно залить бетон. В этом случае он должен быть с запасом. Расчетный и фактический показатель толщины и формы бетона должны совпадать. В противном случае избыток бетона будет непросто убрать, а недостаток сложно восполнить.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент осаждения – это величина, которая указывается в нормативных документах по строительству. Рассматриваемый коэффициент во многом зависит от качества приготовления бетонной смеси. Усадка бетона в зависимости от временных параметров бывает следующих типов:

• пластическая;
• молодого бетона;
• зрелого бетона.

Пластическая усадка бетона.

В первом случае усадка наблюдается еще до момента полного затвердения. В строительной сфере имеется такое понятие, как проектный возраст бетона. Эта величина составляет 28 дней и свидетельствует о полном его затвердении и пригодности для дальнейших строительных работ. Усадка молодого (твердеющего) бетона появляется до этого срока. Кроме того, изменение размеров материала может проявляться и в более поздние сроки (позднее 28 дня).

Немаловажное значение имеет классификация в зависимости от этиологического фактора. В данной ситуации выделяют контракционную и влажностную. Что же касается пластической усадки, то она входит в понятие влажностной. Контракционный тип еще называют стяжением бетона. Основная причина этого явления – химическое взаимодействие компонентов (воды и минеральных веществ). Важно то, что подобная усадка приводит к повышению количества пор в материале, что снижает его эксплуатационные характеристики.

Влажностный тип имеет свои отличительные черты. Она развивается в процессе высушивания бетонной смеси. В результате всего этого количество воды в бетоне резко уменьшается и он дает усадку. Она имеет наибольшее значение, нежели предыдущая. На самом раннем этапе уменьшения количества влаги можно наблюдать пластическую усадку. Она в большинстве случаев наблюдается в первые полчаса с момента заливки бетона. Важно, что на величину коэффициента усадки влияет наличие или отсутствие арматуры, количество в жидком бетоне воды.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент – это показатель, отражающий изменение объема относительно первоначального в процессе заливки.

Усадка молодого бетона.

Измеряется он в процентах. Оптимальным считается коэффициент менее 1,5%. Во всех остальных случаях подобный коэффициент указывает на значительные изменения в структуре бетона. В ряде случаев высокий коэффициент усадки является фактором риска появления трещин и других дефектов в залитом строительном материале. Нужно помнить, что коэффициент зависит и от марки бетонной смеси. Чем выше последняя, тем меньше будет коэффициент.

Среднее значение коэффициента на сегодняшний день находится в пределах от 0,97 до 1. Подобных цифр довольно сложно добиться непрофессионалу, который не имеет большого опыта в приготовлении бетонного раствора. Высокий коэффициент может быть следствием неправильного вибрирования смеси. Нередко коэффициент увеличивается настолько, что в последующем приходится наращивать бетон в месте усадки. Все это чревато снижением его несущей способности и порчей. Кроме того, процесс наращивания занимает значительное количество времени, что очень важно при возведении зданий и сооружений.

Вернуться к оглавлению

Абсолютная величина усадки бетона.

Коэффициент усадки позволяет оценить возможные потери. Наряду с ним строителям необходимо знать точные цифры в перерасчете на толщину залитого бетона. В нормальных условиях величина усадки бетонной смеси составляет около 0,2-0,4 мм/м. На первый взгляд, показатели очень незначительны. Но если учесть площадь залитой смеси и ее полную толщину (нередко она достигает нескольких метров), то величина будет ощутимой. В отношении жидкого цемента цифры будут совсем другие. В обычных условиях при твердении цемента усадка составляет 3-5 мм/м.

В процессе возведения того или иного здания работниками должна составляться смета. Она включает в себя различные расчеты, в том числе расчет коэффициента усадки. Не нужно забывать про то, что даже при полном твердении смеси усадка имеет место. В процессе эксплуатации сооружений на материал оказывает влияние атмосферный воздух (углекислота) и атмосферные осадки. Большое значение имеет резкое изменение температуры. Коэффициент повышается чаше при отрицательных температурах. При этом может изменяться длина залитого бетона. Абсолютные величины усадки могут достигать нескольких сантиметров.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент изменения объема бетона.

Коэффициент изменения объема залитого материала может увеличиваться вследствие нескольких причин. Во-первых, основным предрасполагающим фактором является некачественное приготовление бетонной смеси. Здесь учитывается показатель пропорции цементного порошка, щебня (гравия), песка и воды. Во-вторых, большое значение имеет марка приготовленного бетона. В-третьих, еще одним фактором, влияющим на покрытие при его затвердении, является влажность поверхности. Установлено, что оптимальная величина влажности составляет 55-70%. Если влажность низкая, то коэффициент будет более высоким, а материал начнет постепенно прессоваться.

В-четвертых, имеется определенная зависимость между плотностью (тяжестью) смеси и коэффициентом усадки. Коэффициент тем выше, чем меньше масса бетонного раствора. В-пятых, усадка в большей степени выражена у тех конструкций, где отсутствует армирование, то есть нет жесткого каркаса внутри бетонного раствора. Опытные застройщики знают, что одним из этапов приготовление бетонной смеси является обработка его специальной вибрирующей установкой. Она необходима для того, чтобы убрать излишки воздуха из раствора. При ее отсутствии повышается пористость материала и снижается его прочность, что в результате и дает усадку.

Вернуться к оглавлению

Во избежание получения некачественного бетона и высокого коэффициента усадки требуется соблюдать несколько важных правил:

Изменение коэффициента поперечных деформаций бетона при испытании на внецентренное сжатие.

• не использовать для строительства жилых зданий бетон низкой марки;
• использовать металлический каркас с целью укрепления бетона;
• производить замес в оптимальных условиях;
• соблюдать пропорции в процессе приготовления рабочего раствора;
• осуществлять обработку смеси вибратором;
• обеспечивать необходимую влажность поверхности материала.

Особое внимание необходимо уделить специально вносимым добавкам. Если оценивать важность всех компонентов бетона, то наибольшую роль для получения нужного коэффициента усадки играет вода и наполнители. Нередко при проведении сложных и объемных строительных работ используется бетон на основе специальных добавок. Иначе такие смеси называются с компенсированной усадкой. Добавки, которые вносят в раствор, способствуют его расширению, в результате чего снижается рассматриваемый коэффициент и уменьшается риск образования трещин.

https://youtu.be/Hpj_7mrrwEU

Вернуться к оглавлению

Таким образом, усадка бетона наблюдается практически всегда. Разница лишь в степени ее выраженности. В одних случаях (при нормальных условиях) она составляет несколько миллиметров, а в других – сантиметры. Все это не только ухудшает внешний вид покрытия, но и требует проведения ремонтных работ (заливки нового слоя раствора). В последнем случае не удается получить однородную смесь, так как нижний слой бывает значительно плотнее и прочнее, нежели вновь залитый.

https://youtu.be/Ln–yopJzuY

Задача строителя – предупредить резкое увеличение коэффициента оседания смеси. Важно, что данная величина не всегда указывается и рассчитывается при стройке. Делается это в большей степени тогда, когда приходится заливать большие объемы бетона или требуется высокое качество покрытия. Во многом получение высококачественной смеси зависит от самого работника. Если соблюдать все вышеперечисленные правила, то усадка раствора будет незначительной, не будут формироваться трещины, а покрытие прослужит долгие годы.

ostroymaterialah.ru

От чего зависит коэффициент?

Этот показатель определяется зернистостью состава, а также объектом, который будет бетонироваться, будь то отмостки, трассы, дорожки.

Выводы

Опытные строители утверждают, что от плотности бетонного раствора будет зависеть устойчивость и долговечность конструкции. Это необходимо учитывать, если вы хотите, чтобы изделие прослужило вам не один год. Вовремя принятые меры помогут дополнительно повысить защиту конструкции от повреждений, сэкономить средства на реставрационных работах.

Универсальные вибрационные устройства позволят получить высококачественный бетон. Перед выполнением строительных работ нужно заблаговременно проконсультироваться со специалистами и подобрать необходимое оборудование. Эргономичные виброустройства позволяют строителям уплотнять цемент в самых разных условиях.

Для выполнения небольшого объема строительных работ профессионалы рекомендуют пользоваться портативным вибратором, весом до пяти килограммов. Для более масштабных работ строители применяют большие инструменты, позволяющие эффективно уплотнять бетон на производстве при большом фронте бетонных работ.

Обзор оборудования для уплотнения бетонной смеси

В процессе укладки бетонной смеси необходимо не только соблюдать правильную пропорцию песка цемента и воды, но и следить, чтобы в цементной массе не появилось пустот. Если после заливки раствора в нем будут образовываться воздушные карманы, это приведет к снижению плотности состава. В свою очередь, это станет причиной трещинообразования и разрушения всей конструкции. Чтобы такого не происходило, необходимо использовать уплотнитель бетона.

Как правило, уплотнение выполняется при помощи специализированного оборудования или же благодаря несложным манипуляциям.

Способы уплотнения бетона

Укладка и уплотнение бетонной смеси может быть выполнена несколькими способами:

Прессование

Этот способ считается одним из самых эффективных, однако строители редко прибегают к нему ввиду дороговизны оборудования. Дело в том, что прессы, используемые для уплотнения, должны обладать давлением не менее 10 МПа. Оборудование такой мощности используется в судостроении, поэтому несложно предположить, во сколько оно обойдется.

Центрифугирование

В этом случае уплотнение бетонной смеси происходит в центрифуге. В процессе ее вращения, раствор с силой прижимается к стенкам оборудования, а вода (более 30%) и лишний воздух эффективно «выдавливаются» из состава.

Полезно! Если вы применяете технологию центрифугирования, то расход цемента необходимо значительно увеличить.

Вакуумирование

Уплотнение массы происходит за счет разрежения воздуха. Под сильнейшим давлением из уложенного раствора удаляются все излишки, а плотность состава значительно увеличивается. Однако, такое оборудование может себе позволить далеко не каждый.

Вручную

Этот метод уплотнения бетона подойдет для обработки небольшого количества смеси для строительства собственного загородного дома, бытовки или бани. При ручной обработке бетонной массы абсолютно все делается своими руками. Сначала готовится раствор, который замешивается не в бетономешалке, а в обычном корыте. После этого с помощью ручной трамбовки, штыковки и прочих приспособлений залитый в опалубку бетонный раствор «прокалывается» по всей площади с шагом в 5-10 см. Благодаря этому из массы удаляется весь излишек воздуха и влаги.

Также сюда можно отнести ручную трамбовку, которая подразумевает использование самодельных или готовых, простых механических устройств для уплотнения тяжелого бетонного раствора.

Это наиболее простые и дешевые способы самостоятельного уплотнения бетона.

Если вручную работать нет возможности или площадь объекта слишком большая, стоит рассмотреть другие способы уплотнения бетонной смеси. Самым простым и недорогим из них является механический метод уплотнения, который подразумевает использование оборудования вибрационного типа.

Механическое уплотнение

При больших объемах бетонной смеси, рекомендуется использовать специализированные приборы.

Поверхностный вибратор

Уплотнение бетонной смеси вибраторами поверхностного типа, чаще всего применяется для больших площадей и небольшого слоя строительной смеси. Благодаря этому оборудованию выполняется уплотнение:

• плитных оснований;
• полов;
• подпорных стен;
• плотин;
• дорожных полотен.

Устройство этого типа состоит и плиты, которая соединяется с вибромеханизмом. Поверхностное оборудование создает вибрации, которые проходят на 20-30 см вглубь раствора. Этого более чем достаточно для того, чтобы обработать поверхность небольшой толщины.

Если же высота бетонного основания намного больше, то виброплиту рекомендуется использовать после обработки внутренним вибратором.

Внутренний вибратор

Глубинный вибратор позволяет уплотнить бетонную смесь более эффективным способом, благодаря тому, что в этом случае энергия вибрации передается непосредственно в бетонный состав.

Такие виброуплотнители для бетона отличаются простотой управления, они без проблем используются в труднодоступных областях.

Для того чтобы применить это устройство:

• Установите его в вертикальное положение.
• Переставляйте вибратор на другую часть поверхности с шагом 45-75 см.
• Погружайте устройство со скоростью не более 2-3 см/с.

Важно! Глубинный вибратор нельзя использовать для распределения раствора по опалубке, иначе произойдет расслоение бетона.

Еще одно преимущество внутреннего вибратора – его можно применять не только для уплотнения, но и при выравнивании поверхности.

Стоит обратить внимание на одну особенность использования такого оборудования – в процессе уплотнения в верхнем слое раствора образуются воздушные пузырьки. Для того, чтобы избавиться от них, необходимо доработать верхний слой поверхности вручную или с помощью глубинного вибратора.

Полезно! Все вибраторы бывают пневматическими или с электроприводом. Первый тип считается более простым в управлении и безопасным. Однако пневмооборудование может не выдержать низких температур зимой.

Чтобы подобрать наиболее качественное и недорогое оборудование для виброуплотнения бетона, стоит обратить внимание на марку и производителя устройства.

Виброуплотнение Бетона

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

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

Оценим процесс виброуплотнения бетона, применяя методы теории подобия.

На процесс укладки оказывают влияние следующие параметры вибрационного режима и свойства бетонной смеси: NВ — мощность передаваемого вибрационного воздействия FL/t; A — амплитуда колебаний L; ω — угловая частота колебаний 1/t; t — время вибрирования t; ρ — плотность укладки бетонной смеси при виброуплотнении Ft2/L4; τ0 — сопротивление сдвигу бетонной смеси F/l2; v — вязкость бетонной смеси Ft/L2; β — линейный коэффициент затухания колебаний 1/l; 1 — приведенный размер зоны уплотнения L; g — ускорение силы тяжести L/t2.

Определяющими параметрами для механического процесса укладки приняты: сила F, время t, длина l. Число безразмерных колебаний, согласно π-теореме (в этой задаче 10-3=7). При составлении безразмерных комбинаций учтены известные физические и эмпирические зависимости Например, на виброуплотнение оказывают влияние различные комбинации амплитуды и частоты: Аω, Аω2, А2ω2, А2ω3, что облегчает получение безразмерных комбинаций в следующем виде:

(ρl3А2ω2)/Nb; (ρА2ω2)/τ0; (ρАω)/βv;

NВt/τ0l3; NВt2/vl3; Аω2/g; Aβ.

В самом общем виде плотность бетона выражена

ρ((А2ω3l3)/Nb; А2ω2/τ0; Аω/βv)=f(NВt/τ0l3; NВt2/vl3; Аω2/g; Aβ).

Из вышеприведенной зависимости можно сделать несколько качественных выводов:

• процесс виброуплотнения функционально зависит от ускорения колебаний Аω2, его продолжительность связана с удельной мощностью и свойствами бетонной смеси;
• использование вибрационных воздействий с большими амплитудами оказывает положительное влияние на уплотнение;
• при повышенной жесткости бетонной смеси (больших значениях τ0 и v) следует увеличивать Аω, А2ω2.

В связи с разработкой нового направления по использованию для уплотнения бетонной смеси вибрации низких частот, авторами учтена существующая и сформулирована более общая гипотеза вибрационного уплотнения. В вышеприведенной формуле показано, что процесс во времени определяется удельной мощностью вибрационного воздействия (N/l3) и свойствами бетонной смеси τ0 и v в следующем виде:

Nt/τ0l3=const=C1; Nt2/vl3=const=C2

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

В вышеприведенном выражении показано, что характер вибрационного процесса уплотнения определяется константами С1 и С2. В этом случае при одних и тех же свойствах смеси уплотнение будет протекать по-разному: при больших амплитудах вибрации возникают большие относительные перемещения частиц и интенсивнее преодолеваются силы трения — пластического сопротивления при значительных частотах, благодаря большему тиксотропному разжижению цементного теста, — силы вязкого сопротивления. При воздействии низкочастотных режимов происходит менее интенсивное разжижение растворной составляющей. С другой стороны, большие амплитуды способствуют быстрейшему взаимному перемещению частиц и общий процесс уплотнения будет менее продолжительным.

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

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

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

Обзор виброуплотнителей

Строители чаще всего отдают предпочтение следующим моделям:

Sturm CV7120

Этот вибратор отличается долговечностью и высокой надежностью. Хоть портативная установка и производится в Китае, она поступает в продажу под брендом немецкой компании, которая хорошо зарекомендовала себя на нашем рынке.

Глубинный вибратор Sturm CV7120 оснащен гибким валом, поэтому его удобно использовать при уплотнении бетона для ЖБ стен, подвалов и колонн.

Мощность агрегата 2000 Вт, частота вибраций 18 000 виб/мин. При этом весит оборудование чуть больше 5 кг.

Совет! Если ваш выбор пал именно на эту модель, то лучше сразу купить запасной вал с булавой, так как найти их у других поставщиков будет сложно.

Стоимость Sturm CV7120 составляет от 14 000 рублей.

Hervisa Runner Plus 52

Еще один компактный уплотнитель для бетона относится к категории профессионального глубинного оборудования. Производятся эти агрегаты испанским производителем с одноименным названием, который занимается изготовлением вибрационного оборудования уже более 30 лет.

Главный плюс Hervisa – это наличие преобразователя напряжения и надежная защита от скачков напряжения и перегрева. При этом вибратор весом порядка 17 кг способен обработать до 40 м 3 всего за 1 час. Кроме этого агрегат оборудован надежным приводом и гибким валом.

Мощность оборудования составляет 1500 Вт при частоте вибраций 12 000 виб/мин. Стоит агрегат порядка 109 000 рублей.

Красный Маяк ИВ-98Е

Тем, кто предпочитает оборудование от российских производителей, стоит приобрести площадочную модель Красный Маяк ИВ-98Е. Данный агрегат можно закрепить как на опалубке, так и на плите, чтобы получить поверхностный вибратор.

Весит Красный Маяк 22,5 кг, однако при этом он отличается компактными размерами. Двигатель, вал и дебалансы агрегата защищены прочным металлическим корпусом.

Красный Маяк можно использовать не только для уплотнения растворов, но и для изготовления вибростолов и прочего оборудования.

Вибратор отличается довольно маленькой мощностью 900 Вт при частоте вибраций 3000 виб/мин. Стоит агрегат порядка 10 500 рублей.

Также положительными отзывами могут похвастаться такие модели, как Wacker Neuson AR 36/3/230 стоимостью около 20 000 рублей, Калибр ВЭР 1500 (от 3000 рублей), Makita BVR450Z (13 500 рублей) и Grost VGB 4000 W (от 17 000 рублей).

Перед началом использования оборудования необходимо учесть разницу объема смеси до уплотнения и после.

Коэффициент уплотнения

Прежде чем начать использовать вибрационное оборудование, необходимо учесть очень важный параметр – коэффициент уплотнения бетонной смеси. Дело в том, что после удаления воздуха и излишков влаги из бетонного раствора, его толщина уменьшается.

Готовые смеси, производящиеся на заводах, обладают КУ 1,02, то есть объем бетонной массы уменьшается на 2%. Эти требования полностью отвечают СНиП.

Если говорить об уплотнении асфальтобетона, то его коэффициент будет чуть выше. Стоит учитывать, что все зависит от консистенции смеси, ее зернистости и самого строительного объекта. Как правило, повышенный КУ бывает при асфальтировании:

• тротураных дорожек;
• отмосток для зданий;
• автострад.

Также в СНиП существует понятие усредненного КУ, который составляет 1,05 (порядка 5%). Исходя из этих данных, будет не сложно рассчитать объем бетона, который вам понадобится для работы.

Использование уплотнительного оборудования позволит улучшить характеристики бетонной смеси. Если у вас нет возможности приобрести виброустановку, воспользуйтесь ручным способом уплотнения.

Усадочные швы в монолите

Заливая монолитную плиту или ленту, необходимо выполнить усадочные швы. Небольшие зазоры, нарезанные в теле плиты, позволяют создать условия для равномерной усадки, без разрыва монолита. Линии разрыва наносят по правилам, подтвержденным расчетом усадки бетона.

Карта стяжки составляется из квадратов или прямоугольников с соотношением сторон 1:1,5. Линии должны быть без изгибов. Расстояние для нарезки выбирают, исходя из допустимых температурных изменений.

В помещении создают швы через 6 метров, на открытой площадке не более чем 3*3 м. Для дорожек достаточно расстояния 3,6 м. Шов не прорезает всю толщу монолита, он составляет 1/3 или 1/4 от толщины стяжки.

Если монолит представляет мощный фундамент, то используется бурение сверлом с алмазной насадкой, не разрушающее стенки, прорезающее бетон, как нож масло.

Уплотнение бетона

Технология возведения конструкций из бетона подразумевает приготовление бетонной смеси и ее уплотнение. Есть случаи, когда при замешивании раствора внутри появляются полости, которые могут нарушить структуру, снизить ее плотность. Из-за этого в изделии появляются трещины, что в конечном итоге способно привести к разрушению бетонных конструкций. В процессе уплотнения специалисты удаляют из раствора воздух, лишнюю жидкость, за счет чего он становится более плотным. Таким образом, изделие получается более прочным и долговечным.

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.

голоса

Рейтинг статьи

Способы

Строители используют следующие виды устройств при уплотнении смеси:

• поверхностные (для верхнего слоя цемента);
• глубинные (крупные бетонные конструкции);
• наружные (устанавливаются перед уплотнением с краю деревянной опалубки или емкости с цементным раствором);
• виброплощадки (применяются на специализированных предприятиях).

Существует разные способы уплотнить цементный раствор:

1. Вручную. Практикуется в основном при частных строительных работах, так как этот метод помогает сэкономить средства на приобретение оборудования. К уплотнению вручную прибегают в тех случаях, когда необходимо обработать смесь в небольшом количестве. Как правило, в таких случаях раствор также изготавливают своими руками. Бетонная поверхность обрабатывается ломом, трамбовкой, лопатой и пр.
2. Штыкование фундамента после заливки бетона.

Штыкование. Для выполнения этой процедуры используется стержень из металла (к примеру, армированный прут) весом до четырех килограммов. При этом желательно, чтобы кончик стержня был закругленным. Он применяется для того, чтобы «проткнуть» бетон. Специалисты рекомендуют проштыковывать всю поверхность емкости со смесью. Этот способ позволяет уплотнить щебень, вытеснить воздух и лишнюю жидкость.

• Ручная трамбовка. Такой метод принято применять для утрамбовки тяжелых бетонных растворов. Для неармированных конструкций строители используют ручные либо механические трамбовки. Трамбование следует выполнять тщательно и послойно. Вместе с тем толщина уплотненного слоя должна составлять не более пятнадцати сантиметров.

Вернуться к оглавлению

Способы снижения усадки

Предупредить быстрое высыхание верхнего слоя бетона можно периодическим смачиванием поверхности. При температуре 20-30 градусов и влажности воздуха 90 % поверхность застывает без образования трещин. Для этого требуется увлажнение поверхности или подогрев плиты в паровой среде.

Нормы усадки бетона уменьшаются, если использовать в замесе:

• расширяющиеся цементы;
• добавки в бетон, компенсирующие усадку;
• снизить содержание цемента;
• снизить содержание песка.

Замес должен быть пластичным, но содержать минимальное количество воды. Для этого используют специальные добавки и расширяющиеся портландцементы марок ОБТЦ, БТЦ.

Усадку бетона при твердении можно уменьшить введением пластификаторов, добавкой извести, солей алюминия, арматурой, но полностью исключить невозможно. Введение пористых наполнителей уменьшает показатель в 2,5 раза. Формовка с использованием уплотнения вибрацией снижает величину усадки бетона на 0,6-0 8 %.

Другие способы

К другим методам уплотнения относятся:

1. Механический. К этому способу строители прибегают при обработке значительных объемов цемента. Процесс выполняется с помощью специальных приборов, к которым относятся поверхностные и внутренние виброустройства. Также специалисты пользуются механизмами, которые крепятся на деревянную опалубку или емкость со смесью. В частности, поверхностные виброрейки позволяют уплотниться только верхнему бетонному слою. Поэтому строители применяют его для изделий из тонкого слоя бетона: оснований для плитки, полов, дорог и др. Внутренняя виброрейка, в свою очередь, считается самой эффективной в сравнении с другими механизмами. Помимо этого, такие устройства просты в эксплуатации, ими пользуются для обработки бетона в труднодоступных участках. Вибраторы, которые устанавливаются на деревянной опалубке либо форме, надежно крепятся, уплотняя смесь за счет колебаний опалубки, передаваемых цементному раствору. Устройства для опалубок незаменимы для бетонирования изделий необычной формы.
2. Виброуплотнение. Производится при помощи переносных и стационарных устройств. Применение переносных механизмов для сборных конструкций из железобетона ограничено. Ими пользуются при создании больших и тяжелых изделий. Виброплощадки необходимы в производстве железобетона на заводах, работающих по специальным схемам. Современный рынок предлагает большой выбор виброплощадок, среди которых электромагнитные, пневматические, комбинированные и др.
3. Прессование. Специалисты реже прибегают к данному методу уплотнения смеси, хотя он считается эффективным, поскольку позволяет повысить прочность раствора при небольших расходах цемента. Этот способ не получил широкого распространения из-за своей дороговизны. Давление, необходимое для прессования бетона, должно составлять от 10 Мпа. Прессы, которые обладают подобной мощностью, используются в судостроительной сфере для создания новых кораблей. Однако следует отметить, что стоимость таких устройств для прессования не позволяет ими пользоваться для проведения частных строительных работ. Во время приготовления цементных растворов прессование необходимо применять только в качестве дополнительной нагрузки при виброуплотнении. Необходимая степень давления может составлять не выше 1 кПа. На современном рынке представлены плоские и профильные штампы. В частности, профильные штампы нужны для придания нужной фактуры тому или иному изделию. Так изготавливаются бетонные панели, пролеты лестниц и другие элементы и конструкции из этого материала. Такой вид прессования называют штампованием. Еще одним видом прессования считается прокат. При этом давление на цементный раствор осуществляется за счет катка. Это позволяет сократить расход электроэнергии из-за снижения давления во время прессования. Но способ имеет один недостаток, связанный со свойствами раствора. В некоторых случаях может произойти смещение или разрыв материала валиком.
4. Бетонные полы, устраиваемые методом вакуумирования.

Центрифугирование. При вращении состав уплотняется за счет прилегания к стенкам формы. После центрифугирования увеличивается плотность ингредиентов, входящих в цементный раствор. Помимо этого, из него выводится примерно 30 процентов воды. Это помогает повысить прочность бетона. Метод позволяет сделать долговечные изделия. Для центрифугирования потребуется больше цемента, чем для других видов уплотнения. Бетонный раствор будет обладать нужной вязкостью. Иначе под воздействием центрифуги состав расслоится. Технология помогает делать опоры ЛЭП, стойки и трубы.

Вернуться к оглавлению

Рекомендации

Чтобы цементный состав был равномерно уплотнен, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Во время установки деревянной опалубки следует обратить внимание на надежную фиксацию деталей. На элементах конструкции не должно быть щелей (раствор бетона может выдавливаться через трещины). Необходимо, что опалубка быта отшлифованной и гладкой, в противном случае она будет оставлять вмятины на изделии. К тому же впоследствии в теле конструкции могут образоваться пустоты.
2. Детали деревянной или фанерной опалубки, в том числе клинья, должны надежно фиксироваться, чтобы не произошло смещение досок.
3. При виброуплотнении состава следует периодически менять положение виброрейки, иначе раствор будет неоднородным, образуются полости.
4. Специалисты советуют не тратить много времени на работы, поскольку это способно вызвать расслоение, которое появляется по причине того, что крупный щебень сбивается внизу, а наверху скапливается только раствор цемента.

Дефекты бетонных и железобетонных конструкций из-за недостаточного уплотнения бетонной смеси.
Поскольку использование поверхностных вибрирующих устройств не позволяет визуально определить степень плотности, при выполнении строительных работ часто применяют дополнительное средство, которое поможет гарантировать прочность состава. Для этого строители добавляют к имеющемуся составу раствор с высокой пластичностью. По этой причине возрастает риск расслаивания изделия. Чтобы избежать такого недостатка, советуют увеличить количество цемента.

Коэффициент уплотнения

Оценить качество бетонного состава можно при помощи одного важного критерия. Речь идет о коэффициенте уплотнения. Коэффициент определяется следующим образом: высчитывается соотношение удельной массы готовой смеси к значению, которое было получено при отсутствии пузырей воздуха внутри. Так, допустимым значением коэффициента считается 1. Достичь показателя можно разными способами уплотнения бетона, выбор методов будет зависеть непосредственно от состава, назначения и фракций. Автоматизированные виброрейки значительно увеличивают качество раствора.

Для чего применяется?

Уплотнение бетона считается самым ответственным этапом укладки цементных смесей. От того, насколько тщательно будет выполнено это действие, будут зависеть коэффициент бетона и основные характеристики изделия. В ходе процедуры специалисты обрабатывают бетонную поверхность вручную или при помощи механических устройств, удаляя полости. Это позволяет добиться однородности бетонного раствора, увеличить сцепление состава с другими элементами конструкции.

Вернуться к оглавлению

Выводы

Опытные строители утверждают, что от плотности бетонного раствора будет зависеть устойчивость и долговечность конструкции. Это необходимо учитывать, если вы хотите, чтобы изделие прослужило вам не один год. Вовремя принятые меры помогут дополнительно повысить защиту конструкции от повреждений, сэкономить средства на реставрационных работах. Универсальные вибрационные устройства позволят получить высококачественный бетон. Перед выполнением строительных работ нужно заблаговременно проконсультироваться со специалистами и подобрать необходимое оборудование. Эргономичные виброустройства позволяют строителям уплотнять цемент в самых разных условиях.

Для выполнения небольшого объема строительных работ профессионалы рекомендуют пользоваться портативным вибратором, весом до пяти килограммов. Для более масштабных работ строители применяют большие инструменты, позволяющие эффективно уплотнять бетон на производстве при большом фронте бетонных работ.