24. Механизация уплотнения бетонной смеси. Разновидности уплотнения, механизмы для уплотнения вибрированием.

Оптимизация процесса уплотнения бетонной смеси в значительной мере предопределяет качество изделий и интенсивность производства работ.

Свежеприготовленная смесь обладает рыхлой нестабильной структурой и высокой пористостью, значительным количеством вовлеченного воздуха. В жестких смесях объем его достигает до 40—45%, а в пластичных— до 10-15%. Необходимое условие получения бетона однородной прочности и плотности — уплотнение смеси на стадии формирования. В этот период происходит удаление воздуха и формирование прочной и морозоустойчивой структуры бетона.

Высокоподвижные смеси легко деформируются и заполняют форму под действием силы тяжести. При этом основной объем вовлеченного воздуха поднимается вверх и удаляется. Уплотнение малоподвижных и жестких смесей связано с необходимостью приложить более значительные, чем сила тяжести, нормальные и сдвигающие внешние воздействия. В соответствии с особенностями и реологическими свойствами бетонных смесей при уплотнении реализуют два принципа: удаление излишнего вовлеченного воздуха и избыточной воды из малоподвижных и жестких смесей силовым внешним воздействием и удаление воздуха из высокоподвижных смесей.

Уплотнение осуществляют вибрированием, вибропрессованием, вибропрокатом и центрифугированием (рис. 6.6). Вибрирование является наиболее универсальным и эффективным способом уплотнения смеси.

Воздействие вибрационных импульсов снижает вязкость и разжижает смесь с одновременным ее уплотнением. Уплотнение жестких смесей происходит в две стадии.

На первой стадии разрушается первоначальная структура смеси с изменением ориентации частиц и их взаимного расположения. Нарушаются прежние контакты и образуются многочисленные новые. Под воздействием сил тяжести формируется новая и устойчивая структура смеси. На второй стадии бетонная смесь вибрирует как одно целое. Частицы находятся в тесном контакте. Дальнейшее их взаимное перемещение возможно лишь в связи с седиментационными процессами и выделением защемленного воздуха, который в этот период препятствует уплотнению.

Интенсивность уплотнения повышается, когда вибрационное уплотнение заменяется на ударно-вибрационное, в котором используется виброрезонансный эффект. Как показывает опыт производства сборного железобетона на низкочастотных резонансных виброплощадках, ударно- вибрационный метод уплотнения значительно улучшает качество изделий.

Рис. 6.6. Схемы уплотнения смеси в изделиях: а — вибрированием; б — вибровакуумированием; в — вибропрессованием; г — центрифугированием; 1 — вибростол (виброплощадка); 2 — форма; 3 — вакуум-щит; 4 — виброштампы; 5 — прижимная рама; 6 — бортовая оснастка; 7 — поддон; 8 — железобетонная труба; 9 — центрифуга

Вибропрессование — метод вибрационного формирования с одновременным давлением на бетонную смесь. Его используют при формировании изделий из жестких смесей.

Вибрирование изделий на виброплощадках с пригрузом повышает эффективность уплотнения смеси, примерно вдвое сокращает продолжительность уплотнения, обеспечивает получение гладкой поверхности.

Виброштампование — воздействие на бетонную смесь виброштампом, который сочетает функции виброуплотнения, пригруза и формообразования. Рабочая поверхность виброштампа может быть плоской, рельефной и с пустообразователями.

При изготовлении железобетонных изделий широко используют ва-куумирование как дополнительное воздействие на уплотняемую смесь. Сущность процесса заключается в том, что предварительно на виброплощадке смесь подвергают воздействию вакуумных устройств, приложенных к уплотняемой поверхности или введенных в нее. Возникающее разряжение вызывает отток из смеси воздуха и избыточной воды. Одновременно под действием атмосферного давления бетонная смесь уплотняется.

Центробежное формование для уплотнения смеси центрифугированием (рис. 6.7) эффективно используют при изготовлении напорных и безнапорных труб, бетонных свай, опор линий электропередачи и других конструкций кольцевого сечения.

Процесс формования изделий состоит из трех стадий: загрузка бетонной смеси в форму (при изготовлении труб смесь загружают во вращающуюся форму с целью ее равномерного распределения по стенкам); распределение смеси по периметру формы; уплотнение бетонной смеси с отжатием воды.

Смесь в конструкциях, бетонируемых непосредственно на строительной площадке, наиболее часто уплотняют переносными электромеханическими вибраторами с круговыми колебаниями. Пневмовибраторы, приводимые в действие энергией сжатого (до 0,7 МПа) воздуха, применяют реже, так как для них требуется компрессорная установка.

Дебаланс (или дебалансы) переносного вибратора монтируют непосредственно на валу двигателя или соединяют с ним гибким валом.

Рис. 6.7. Технологическая схема изготовления труб методом центрифугирования: 1 — раздаточный бункер; 2 — ленточный питатель; 3 — центрифуга; 4 — траверса; 5 — стенд; 6 — консольные съемники; 7 — форма на посту тепловой обработки; 8 — пост разборки, чистки, смазки; 9 — установка для испытания труб; 10 — станок для изготовления фиксаторов арматуры; 11 — стенд для сборки двойных арматурных каркасов

Произведение массы десбаланса на его эксцентриситет называется кинетическим моментом вибратора, а отношение кинетического момента к массе вибратора. — амплитудой колебаний.