Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей в форме

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Способы уплотнения бетонной смеси

Одно из важнейших свойств бетонной смеси — способность пластически растекаться под действием собственной массы или приложенной к ней нагрузки. Это и определяет сравнительную легкость изготовления из бетонной смеси изделий самого разнообразного профиля и возможность применения для ее уплотнения различных способов. При этом способ уплотнения и свойства смеси (ее подвижность или текучесть) находятся в тесной связи. Так, жесткие нетекучие смеси требуют энергичного уплотнения, и при формовании из них изделий следует применять интенсивную вибрацию или вибрацию с дополнительным прессованием (пригрузом). Возможны также и другие способы уплотнения жестких смесей — трамбование, прессование, прокат.

Подвижные смеси легко и эффективно уплотняются вибрацией. Применение же сжимающих (прессующих) видов уплотнения — прессования, проката, а также и трамбования — для таких смесей непригодно. Под действием значительных прессующих усилий или часто повторяющихся ударов трамбовки смесь будет легко вытекать из-под штампа или разбрызгиваться трамбовкой.

Литые смеси способны уплотняться под действием собственной массы. Для повышения эффекта уплотнения их иногда подвергают кратковременной вибрации.

Таким образом, могут быть выделены следующие способы уплотнения бетонных смесей: вибрирование, прессование, прокат, трамбование и литье. Наиболее эффективным как в техническом, так и в экономическом отношениях является способ вибрирования. Его успешно применяют также в сочетании с другими способами механического уплотнения — трамбованием (вибротрамбование) прессованием (вибропрессование), прокатом (вибропрокат). разновидностью механических способов уплотнения подвижных бетонных смесей является центрифугирование, используемое при формовании полых изделий трубчатого сечения. Хорошие результаты в отношении получения бетона высокого качества дает вакуумирование смеси в процессе ее механического уплотнения (преимущественно вибрированием), однако значительная продолжительность операции вакуумирования существенно снижает ее технико-экономический эффект, и поэтому этот способ мало распространен в технологии сборного железобетона.

Рассмотрим кратко сущность приведенных выше способов уплотнения бетонных смесей.

Вибрирование — уплотнение бетонной смеси в результате передачи ей часто повторяющихся вынужденных колебаний, в совокупности выражающихся встряхиванием. В каждый момент встряхивания частицы бетонной смеси находятся как бы в подвешенном состоянии и нарушается связь их с другими частицами. При последующем действии силы толчка частицы под собственной массой падают и занимают при этом более выгодное положение, при котором на них в меньшей степени могут воздействовать толчки. Это отвечает условию наиболее плотной их упаковки среди других, что в конечном итоге приводит к получению плотной бетонной смеси. Второй причиной уплотнения бетонной смеси при вибрировании является свойство переходить во временно текучее состояние под действием приложенных к ней внешних сил, которое называется тиксотропностью. Будучи в жидком состоянии, бетонная смесь при вибрировании начинает растекаться, приобретая конфигурацию формы, и под действием собственной массы уплотняться. Третья причина уплотнения определяет высокие технические свойства бетона.

Высокая степень уплотнения бетонной смеси вибрированием достигается применением оборудования незначительной мощности. Например, бетонные массивы емкостью несколько кубометров уплотняют вибраторами с мощностью привода всего 1. 1,5 кВт.

Способность бетонных смесей переходить во временно текучее состояние под действием вибрации зависит от подвижности смеси и скорости перемещения при этом частиц ее относительно друг друга.Подвижные смеси легко переходят в текучее состояние и требуют небольшой скорости перемещения. Но с увеличением жесткости (уменьшением подвижности) бетонная смесь все более утрачивает это свойство или требует соответствующего увеличения скорости колебаний, т. е. необходимы более высокие затраты энергии на уплотнение.

На качество виброуплотнения оказывают влияние не только параметры работы вибромеханизма (частота и амплитуда), но также продолжительность вибрирования. Для каждой бетонной смеси в зависимости от ее подвижности существует своя оптимальная продолжительность виброуплотнения, до которой смесь уплотняется эффективно, а сверх которой затраты энергии возрастают в значительно большей степени, чем происходит уплотнение смеси. Дальнейшее уплотнение вообще не дает прироста плотности. Более того, чрезмерно продолжительное вибрирование может привести к расслаиванию смеси, разделению ее на отдельные компоненты — цементный раствор и крупные зерна заполнителя, что в конечном счете приведет к неравномерной плотности изделия по сечению и снижению прочности в отдельных частях его. Естественно, что продолжительное вибрирование невыгодно и в экономическом отношении: возрастают затраты электроэнергии и трудоемкость, снижается производительность формовочной линии.

Интенсивность виброуплотнения также возрастает, если частота вынужденных колебаний оказывается равной частоте собственных колебаний. В связи с тем что бетонная смесь имеет большой диапазон размеров частиц (от нескольких микрометров для цемента до нескольких сантиметров для крупного заполнителя) и соответственно различия в частоте их собственных колебаний, наиболее интенсивное уплотнение смеси будет в том случае, когда режим вибрирования характеризуется различными частотами. Так возникло предложение применять поличастотное вибрирование.

Эти факторы следует учитывать для технико-экономической оценки операций формования изделий. Из сказанного следует, что эффективность уплотнения возрастает с увеличением энергии уплотнения, продолжительность уплотнения при этом снижается и производительность формовочной линии повышается. Таким образом, на основании технико-экономического анализа свойств бетонной смеси, производительности формовочной линии можно выбрать мощность виброуплотняющих механизмов.

Виброуплотнение бетонной смеси производят переносными и стационарными вибромеханизмами. Применение переносных вибромеханизмов в технологии сборного железобетона ограничено. Их используют в основном при формовании крупноразмерных массивных изделий на стендах.

В технологии сборного железобетона на заводах, работающих по поточно-агрегатной и конвейерной схемам, применяют виброплощадки. Виброплощадки отличаются большим разнообразием типов и конструкций вибраторов — электромеханические, электромагнитные, пневматические; характером колебаний — гармонические, ударные, комбинированные; формой колебаний — круговые направленные — вертикальные, горизонтальные; конструктивными схемами стола — со сплошной верхней рамой, образующей стол с одним или двумя вибрационными валами, и собранные из отдельных виброблоков, в целом представляющих общую вибрационную плоскость, на которой располагается форма с бетонной смесью. Для прочности крепления формы к столу площадки предусматриваются специальные механизмы — электромагниты пневматические или механические прижимы.

Виброплощадка представляет собой плоский стол, опирающийся через пружинные опоры на неподвижные опоры или раму (станину). Пружины предназначены гасить колебания стола и предупреждать этим их воздействие на опоры, иначе произойдет их разрушение. В нижней части к столу жестко прикреплен вибровал с расположенными на нем эксцентриками. При вращении вала от электромотора эксцентрики возбуждают колебания стола, передающиеся затем форме с бетонной смесью, в результате происходит ее уплотнение. Мощность виброплощадки оценивается ее грузоподъемностью (масса изделия вместе с формой), которая составляет 2. 30 т.

Заводы сборного железобетона оборудованы унифицированными виброплощадками, с частотой вращения 3000 кол/мин и амплитудой 0,3. 0,6 мм. Эти виброплощадки хорошо уплотняют жесткие бетонные смеси конструкций длиной до 18 м и шириной до 3,6 м.

При формовании изделий на виброплощадках, особенно из жестких бетонных смесей на пористых заполнителях, в целях улучшения структуры бетона используют пригрузы — статический.

При формовании изделий в неподвижных формах уплотнение бетонной смеси производят с помощью поверхностных, глубинных и навесных вибраторов, которые крепят к форме. При изготовлении изделий в горизонтальных формах применяют жесткие или малоподвижные бетонные смеси, а при формовании в вертикальных формах (в кассетах) применяют подвижные смеси с осадкой конуса 8. 10 см.

Прессование — редко применяемый способ уплотнения бетонки смеси в технологии сборного железобетона, хотя по техническим показателям отличается большой эффективностью, позволяя получать бетон высокой плотности и прочности при минимальном расходе цемента (100. 150 кг/м 3 бетона). Распространению способа прессования препятствуют исключительно экономические причины. Прессующее давление, при котором бетон начинает эффективно уплотняться, — 10. 15МПа и выше. Таким образом, для уплотнения изделия на каждый 1 м 2 его следует приложить нагрузку, равную 10. 15 МН. Прессы такой мощности в технике применяют, например, для прессования корпусов судов, но стоимость их оказывается столь высокой, что полностью исключает экономическую целесообразность использования таких прессов.

В технологии сборного железобетона прессование используют как дополнительное приложение к бетонной смеси механической нагрузки при ее вибрировании. В этом случае потребная величина прессующего давления не выходит за пределы 500. 1000 Па. Технически такого давления достигают под действием статически приложенной нагрузки в результате принудительного перемещения отдельных частиц бетонной смеси.

Различают прессование штампами плоскими и профильными. Последние передают свой профиль бетонной смеси. Так формуют лестничные марши, некоторые виды ребристых панелей. В последнем случае способ прессования называют еще штампованием. Прокат является разновидностью прессования. В этом случае прессующее давление передается бетонной смеси только через небольшую площадь катка, что соответственно сокращает потребность в давлении прессования. Но здесь особую значимость приобретают пластические свойства бетонной смеси, связность ее массы. При недостаточной связности будет происходить сдвиг смеси прессующим валком и разрыв ее.

Центрифугирование вающихся при вращении, прижимается к внутренней поверх ности формы и уплотняется при этом. В результате различной плотности твердых компонентов бетонной смеси и воды из бетон ной смеси удаляется до 20. 30% воды, что способствует получению бетона высокой плотности.

Читать еще:  Как рассчитать сколько бетона надо на фундамент

Способ центрифугирования сравнительно легко позволяет получать изделия из бетона высокой плотности, прочности (40. 60 МПа) и долговечности. При этом для получения бетонной смеси высокой связности требуется большое количество цемента (400. 450 кг/м 3 ), иначе произойдет расслоение смеси под действием центробежных сил на мелкие и крупные зерна так как последние с большой силой будут стремиться прижаться к поверхности формы. Способом центрифугирования формуют трубы, опоры линий электропередач, стойки под светильники.

При вакуумировании в бетонной смеси создается разрежение до 0,07. 0,08 МПа и воздух, вовлеченный при ее приготовлении и укладке в форму, а также немного воды удаляется из бетонной смеси под действием этого разрежения: освободившиеся при этом места занимают твердые частицы и бетонная смесь приобретает повышенную плотность. Кроме того, наличие вакуума вызывает прессующее действие на бетонную смесь атмосферного давления, равного величине вакуума. Это также способствует уплотнению бетонной смеси. Вакуумирование сочетается, как правило, с вибрированием. В процессе вибрирования бетонной смеси, подвергнутой вакуумированию, происходит интенсивное заполнение твердыми компонентами пор, образовавшихся при вакуумировании на месте воздушных пузырьков и воды. Однако вакуумирование в техническом отношении имеет важный технико-экономический недостаток, а именно: большую продолжительность процесса — 1. 2 мин на каждый 1см толщины изделия в зависимости от свойств бетонной смеси и величины сечения. Толщина слоя, которая может быть подвергнута вакуумированию, не превышает 12. 15 см. Вследствие этого вакуумированию подвергают преимущественно массивные конструкции для придания поверхностному слою их особо высокой плотности. В технологии сборного железобетона вакуумирование практически не находит применения.

Уплотнение бетона: методы и оборудование

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

Выбор режима уплотнения

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

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

Как же правильно определить режим вибрирования бетонной смеси?

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

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

Методы уплотнения бетонной смеси

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

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

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

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

Строите высотные здания? Прочитайте статью про бетонирование скользящей опалубки.

У нас можно купить стальные трубы с доставкой и по демократичным ценам.

Ручное уплотнение бетонной смеси

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

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

Смесь должна быть проштыкована до самого дна.

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

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

Глубинные вибраторы: характеристики и область применения

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

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

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

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

Поверхностные вибраторы: особенности конструкции

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

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

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

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

Как повысить прочность бетона? Здесь описаны самые современные методы.

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

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

Наружные вибраторы: разновидности и их характеристики

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

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

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

Пневмовибраторы благодаря своей электробезопасности могут использоваться во взрывоопасных условиях.

Виды виброплощадок

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

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

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

Показатель качества укладки бетонной смеси

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

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

Читать еще:  Чем крепить пенопласт к бетону

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

Выполняем бетонные работы любого рода.

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

виброплощадка для уплотнения бетонных смесей (варианты)

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям устройств для производства строительных изделий. Изобретение позволит упростить конструкцию. Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей содержит рабочий орган, соединенный с продольной упругой балкой, вибровозбудитель и основание. Вибровозбудители выполнены с возможностью перемещения, они снабжены вращающимися в противофазе дебалансами и установлены на двух упругих балках. Балки закреплены с нижней стороны рабочего органа. Виброплощадка выполнена с амортизаторами 3 н. и 1 з.п. ф-лы 6 ил.

Рисунки к патенту РФ 2450920

Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей относится к области строительства, в частности, к устройствам для производства строительных изделий и конструкций.

Известна виброплощадка с вертикально направленными колебаниями, содержащая рабочий орган, два вибровозбудителя с дебалансами, вращающимися навстречу друг другу, амортизаторы и основание (Борщевский А.А., Ильин А.С. «Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий»: Учебник для вузов по специальности: «Производство строительных изделий и конструкций». — М.: Высш. Шк, 1987. — с.295-296).

Недостатком известного устройства является то, что вибровозбудители жестко связаны с рабочим органом, что ухудшает возможность качественной настройки на заданный частотный режим работы и, соответственно, снижается эффективность работы устройства.

Наиболее близким техническим решением является резонансная виброплощадка для уплотнения бетонных смесей в форме, содержащая рабочий орган, соединенный с продольными балками, вибровозбудитель, амортизаторы и основание (RU № 2051790 «Резонансная виброплощадка для уплотнения бетонных смесей в форме», Кл. В28В 1/08. 10.01.1996).

Недостатком известного устройства является трудоемкость настройки виброплощадки на заданный режим, особенно для изделий сложной конструкции, что снижает эффективность работы устройства.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение его эффективности.

Техническим результатом изобретения является обеспечение регулирования режима работы виброплощадки и повышение точности его настройки.

Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что по первому варианту виброплощадка для уплотнения бетонных смесей включает рабочий орган, соединенный с продольной упругой балкой, вибровозбудитель, амортизаторы и основание. Согласно изобретению вибровозбудители выполнены подвижными, они снабжены вращающимися в противофазе дебалансами и установлены на двух упругих балках, при этом балки закреплены с нижней стороны рабочего органа. Кроме того, каждый вибровозбудитель установлен с возможностью поворота вокруг продольной оси упругой балки.

По второму варианту виброплощадка для уплотнения бетонных смесей включает рабочий орган, соединенный с продольной упругой балкой, вибровозбудитель, амортизаторы и основание. Согласно изобретению на нижней стороне рабочего органа закреплена одна продольная упругая балка с установленными на ней подвижно двумя вибровозбудителями, причем оси валов с дебалансами вибровозбудителей направлены перпендикулярно оси упругой балки.

По третьему варианту виброплощадка для уплотнения бетонных смесей включает рабочий орган, соединенный с продольной упругой балкой, вибровозбудитель, амортизаторы и основание. Согласно изобретению на продольной упругой балке установлен один вибровозбудитель с возможностью его поворота на 360° и вращения относительно ее оси.

Установка вибровозбудителей на упругих балках позволяет дополнительно регулировать режим работы виброплощадки, за счет использования их упругих свойств, например за счет изменения амплитуды колебаний, изменения расстояния между балками. Установка вибровозбудителей с возможностью их перемещения вдоль осей упругих балок (двухбалочная схема) на расстояние и, соответственно, регулирования режима работы виброплощадки, позволяет оперативно учитывать изменение положения центра тяжести системы в случае, например, формования сложного и густоармированного изделия. Установка двух вибровозбудителей на одной упругой балке (однобалочная схема) позволяет, во-первых, упростить конструкцию виброплощадки, во-вторых, свободно задавать направленные колебания, а, в-третьих, регулируя расстояние между вибровозбудителями , дополнительно изменять амплитуду колебаний системы. Регулируя расстояние между осями вращения дебалансов вибровозбудителей, путем поворота вибровозбудителей, установленных на упругих балках (двухбалочная схема), относительно их осей позволяет более точно настраивать режим виброколебаний с учетом реологических свойств смеси и формуемого изделия. Расширяется возможность регулирования режима работы виброплощадки за счет дополнительных колебаний, возникающих в упругой балке. Так, в процессе перемещения вибровозбудителей от середины балки в крайние ее положения амплитуда колебаний упругой балки уменьшается, что накладывается на общую амплитудно-частотную характеристику системы. Конструкция виброплощадки по однобалочной схеме позволяет создавать как направленные колебания, в случае установки двух вибровозбудителей, так и круговые колебания, в случае установки одного вибровозбудителя, что с одной стороны расширяет (область применения) номенклатуру изготавливаемых изделий, а с другой стороны упрощает конструкцию, что в целом повышает эффективность использования устройства. При этом установка вибровозбудителя с возможностью его вращения (например, используя вращающуюся муфту, поворотный диск и т.п.) полностью устраняет негативный транспортный эффект (смещение смеси в форме), характерный для виброплощадок с круговыми колебаниями, что также повышает эффективность использования устройства.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства (двухбалочная схема); на фиг.2 — вид снизу; на фиг.3 — вид сбоку; на фиг.4 — общий вид устройства по варианту 2; на фиг.5 — вид снизу с двумя вибровозбудителями, на фиг.6 — виброплощадка по варианту 3, вид снизу.

Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей, выполненная по двухбалочной схеме (фиг.1, фиг.2, фиг.3), состоит из рабочего органа 1, выполненного в виде стола, на котором закреплена форма 2 со смесью 3. Рабочий орган 1 опирается посредством пружин 4 на основании 5. На нижней стороне рабочего органа 1, на опорах 6, закреплены упругие (продольные) балки 7, на которых установлены вибровозбудители 8 с дебалансами 9 на втулках 10, оси вращения которых параллельны осям упругих балок 7.

Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей по второму варианту выполнена по однобалочной схеме (фиг.4, фиг.5) и также состоит из рабочего органа 1 с формой 2 со смесью 3, опирающейся посредством амортизаторов, например, пружин 4 на основание 5. На нижней стороне рабочего органа 1, на опорах 6, закреплена одна продольная упругая балка 7, на которой установлены подвижно два вибровозбудителя 8 с дебалансами 9, оси вращения которых перпендикулярны оси упругой балки 7.

По варианту 3 (фиг.6.) виброплощадка для уплотнения бетонных смесей состоит из рабочего органа 1, формы 2 со смесью 3, опирающейся на основание 5 с помощью пружин 4. На опорах 6 закреплена одна продольная балка 7 с вибровозбудителем 8 на вращающейся муфте, оснащенным дебалансами 9, которые возбуждают круговые колебания.

Устройство по варианту 1 работает следующим образом. Работу виброплощадки, выполненной по двухбалочной схеме, начинают с установки на рабочем органе 1 формы 2 и заполнения ее смесью 3 (фиг.1-фиг.3). Для создания направленных колебаний включают одновременно в противофазе вибровозбудители 8 колебаний, для чего задают вращение в противоположные стороны дебалансам 9, которые при помощи регулирующего устройства создают необходимую частоту для работы в резонансном режиме (регулирующая система управления условно не изображена). При этом, смещая вибровозбудители 8 по двум упругим балкам 7 в стороны от центра, дополнительно регулируют, в частности уменьшают, амплитуду колебаний системы за счет вибрирования самих упругих балок 7.

Работу виброплощадки по варианту 2, выполненной по однобалочной схеме, начинают с установки на рабочем органе 1 формы 2 и заполнения ее смесью 3 (фиг.4, фиг.5). Для создания направленных колебаний включают одновременно в противофазе вибровозбудители 8 колебаний, для чего задают вращение в противоположные стороны дебалансам 9, которые при помощи регулирующего устройства создают необходимую частоту для работы в резонансном режиме (регулирующая система управления условно не изображена). При этом, смещая вибровозбудители 8 по одной упругой балке 7 в стороны от центра, дополнительно регулируют, в частности уменьшают, амплитуду колебаний системы за счет вибрирования самой упругой балки 7.

При снятии одного вибровозбудителя с виброплощадки (вариант 3), скомпонованной по однобалочной схеме, возникает упрощенная конструкция с одним вибровозбудителем — виброплощадка с круговыми колебаниями (фиг.6). При этом возможно создание трех режимов работы: при первом режиме направление оси вала дебалансов совпадает с осью упругой балки; при втором режиме — перпендикулярно оси балки; при третьем режиме — задается постоянное вращение вибровозбудителю, время одного оборота которого меньше или равно времени вибрирования. Первый режим эффективно использовать при формовании протяженных изделий, например свай, (результирующая сила дебалансов направлена перпендикулярно оси упругой балки), второй режим — при формовании плоских изделий, например переходных плит, (результирующая сила дебалансов направлена параллельно оси упругой балки); третий режим — при формовании изделий сложной конструкции, например специальные высоко армированные изделия из особо тяжелого бетона для строительства атомных электростанций, (в этом случае результирующая сила дебалансов будет перемещаться по окружности вместе с вращением вибровозбудителя, сводя на нет действие негативного транспортного эффекта — смещения смеси в форме в одну сторону).

Применение виброплощадки для уплотнения бетонных смесей в строительной индустрии позволит, используя практически одно устройство, значительно расширить номенклатуру изготавливаемых изделий, используемых в реальной практике строительства.

Способ формования изделий на виброплощадке опробован в строительной лаборатории кафедры ПСК ТГТУ и показал возможность его реализации в реальных условиях строительного производства.

Читать еще:  Как проверить качество бетона перед заливкой

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей, включающая рабочий орган, соединенный с продольной упругой балкой, вибровозбудитель, амортизаторы и основание, отличающаяся тем, что вибровозбудители выполнены подвижными, они снабжены вращающимися в противофазе дебалансами и установлены на двух упругих балках, при этом балки закреплены с нижней стороны рабочего органа.

2. Виброплощадка по п.1, отличающаяся тем, что каждый вибровозбудитель установлен с возможностью поворота вокруг продольной оси упругой балки.

3. Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей, включающая рабочий орган, соединенный с продольной упругой балкой, вибровозбудитель, амортизаторы и основание, отличающаяся тем, что на нижней стороне рабочего органа закреплена одна продольная упругая балка с установленными на ней подвижно двумя вибровозбудителями, причем оси валов с дебалансами вибровозбудителей направлены перпендикулярно оси упругой балки.

4. Виброплощадка для уплотнения бетонных смесей, включающая рабочий орган, соединенный с продольной упругой балкой, вибровозбудитель, амортизаторы и основание, отличающаяся тем, что на продольной упругой балке установлен один вибровозбудитель с возможностью его поворота на 360° и вращения относительно ее оси.

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.

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.

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

    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.

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

    От чего зависит коэффициент?

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

    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.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector