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

1. Разновидности уплотнения

Бетонная смесь в рыхлом, неуплотненном состоянии содер­жит много воздуха. В жестких смесях объем его достигает 40— 45%, а в пластичных снижается до 10—15%. Цель уплотнения заключается в удалении воздуха для получения материала с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной структурой.

Частицы бетонной смеси под действием вибратора совер­шают вынужденные колебания. Энергия вибратора расходуется на преодоление сил трения и сцепления между частицами, на разрушение структуры цементного теста. Освобожденная от сил сцепления и сухого трения смесь ведет себя как тяжелая жид­кость и начинает течь, заполняя опалубку. При этом частицы занимают наиболее устойчивое положение, а под воздействием давления из смеси удаляется воздух. Все это и создает более плотную структуру бетона.

По способу воздействия на бетонную смесь вибраторы подразделяют на три типа:

внутренние (глубинные) с погружаемым в смесь и пере­дающим ей колебания вибронаконечником или корпусом;

наружные, прикрепляемые к опалубке болтами или иным за­хватным устройством и передающие смеси колебания через опа­лубку;

поверхностные, устанавливаемые на уложенную смесь и пе­редающие ей колебания через рабочую площадку.

При осуществлении всех видов вибрирования требуется зна­чительное количество ручного труда, особенно на перестановку вибраторов.

Вибрация вредно воздействует на человеческий организм. Одним из путей совершенствования процессов виброуплотнения бетонных смесей, исключающим это воздействие, является соз­дание дистанционно управляемых или автоматизированных вибромеханизмов.

2. Механизмы для уплотнения вибрированием

Рабочим органом вибраторов служит вибромеханизм, ко­лебания в котором создаются двумя способами: вращением за­крепленной на валу неуравновешенной массы (дебаланса); воз­вратно-поступательным направленным перемещением массы. Вибромеханизмы с вращающимся дебалансом приводятся в действие электродвигателями или пневмодвигателями. Привод вибраторов с возвратно-поступательным движением массы — электромагнитный. Одновальные дебалансные вибраторы создают круговые колеба­ния, а двухвальные и электромагнитные — направленные.

Глубинные вибраторы предназначены для бетонирования ар­мированных и слабоармированных конструкций (фундаментов, стен, массивных плит, колонн, свай и др.). Рабочим органом та­ких вибраторов является вибронаконечник (стержень).

В зависимости от подвижности или жесткости смеси про­должительность вибрирования на одной позиции может быть принята от 20 до 40 с. Чем меньше подвижность смеси и чем выше ее жесткость, тем больше длительность вибрирования. Если время вибрирования меньше указанного, то смесь недоста­точно уплотнится, если больше, она может расслоиться.

Окончив уплотнение на одной позиции, вибратор перестав­ляют на следующую. Расстояние между последовтельными по­зициями не должно превышать полуторного радиуса его дейст­вия. Радиусом действия вибратора называют расстояние от него до того места в бетонной смеси, где еще заметно его уплот­няющее действие. Радиус действия, а следовательно, и шаг пе­рестановки глубинных вибраторов зависят от их характери­стики — параметров вибрирования, размеров активной поверх­ности корпуса, массы вибратора и т. д.

По характеру использования все глубинные вибраторы де­лят на ручные и подвесные. Небольшие ручные вибраторы мо­гут использоваться для уплотнения бетонной смеси в самых стесненных условиях, а также в насыщенных арматурой или тонкостенных конструкциях.

По виду привода ручные глубинные вибраторы подразделяют на электрические, пневматические и с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Наиболее распространены электрические вибраторы с приводом от трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Для уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармированных конструкциях широко применяются так называе­мые планетарные вибраторы, в которых вибрации создаются планетарно обкатывающимся бегунком. Такие вибраторы мо­гут создавать высокочастотные и двухчастотные колебания.

Повышение эффективности глубинных вибраторов может быть достигнуто оребрением корпуса вибронаконечника; при этом радиус их действия увеличивается в 1,3—1,5 раза.

Вибраторы, чаще в виде пакетов, подвешивают на кране или малогабаритном тракторе при помощи подвесок; это позволяет намного ускорить и комплексно механизировать укладку и уплотнение бетонных смесей.

Общим недостатком глубинных вибраторов является срав­нительно небольшой радиус их действия и, следовательно, не­большая производительность.

Поверхностные вибраторы используют при бетонировании плит покрытий, полов, дорог и т. д. Они выполнены в виде ме­таллической площадки с установленным на ней вибрационным электромеханическим устройством или вибробруса (вибро­рейки).

Одно из важнейших требований к поверхностным виброуп­лотнителям заключается в равномерности распределения коле­баний по длине. Основным параметром виброуплотнителя, влияющим на равномерность колебаний, является его жест­кость.