Как правильно вибрировать бетон?

Вибрирование бетона — одна из составляющих качества бетонных конструкций

Вибрирование бетона — это один из эффективных методов уплотнения бетонного раствора в период его заливки в опалубочную форму конструкций.

Основные характеристики бетона, такие как однородность структуры, прочность, долговечность, закладываются на этапе производства бетонных работ. Одним из технологических факторов, влияющих на дальнейшие эксплуатационные характеристики конструкций, является обязательное вибрирование состава в период формования или возведения железобетонного монолита.

Механизм виброуплотнения бетонной смеси

Зачем вибрировать бетон? На эти другие вопросы, связанные с укладкой бетона в опалубку, постараемся детально ответить в этой статье.

Бетоны представляют собой искусственные материалы, которые на этапе приготовления выглядят в виде состава, состоящей из вяжущего, крупного или мелкого заполнителя и воды. В результате прохождения химических реакций между вяжущими веществами (цементом) и водой, формируется цементный камень, заполняющий свободное пространство между песком и щебнем.

На технологию производства бетона и его укладку существенное воздействие оказывает количество вяжущих компонентов и воды, которые определяют удобоукладываемость. Помимо этого, физико–механические характеристики, такие как: прочность, морозостойкость, водонепроницаемость напрямую зависят от однородности раствора, которая в свою очередь зависит от равномерного распределения компонентов смеси в структуре материала.

Во время транспортировки и последующей заливки в опалубку может происходить нарушение водоцементного соотношения состава и завоздушивание, что в значительной мере влияет на качество проведения работ. Поэтому, если не вибрировать ее, пузырьки воздуха и остаточная влага, не удаленные из раствора при помощи вибрирования, в период эксплуатации конструкций будут способствовать появлению трещин.

Порядок укладки смесей

Вибрирование бетона СНиП 3.03.01-87 регламентируют порядок и нормы укладки растворов.

Основные положения этого документа выглядят следующим образом:

1. Перед производством работ, арматурный каркас и опалубку следует очистить от ржавчины, грязи, масляных пятен и др.
2. Составы необходимо заливать таким образом, чтобы не происходило расслоение раствора, которое может возникнуть в случае ненормированной высоты сбрасывания. Оптимальная высота для подачи для тяжелых бетонов должна составлять не более 2,0 м.
3. Растворы необходимо укладывать последовательными горизонтальными слоями в одном направлении во всех слоях.
4. При уплотнении , толщина слоя не должна превышать 125% длины булавы инструмента.
5. Коэффициент уплотнения при вибрировании должен иметь значение не ниже К ³ 0,98.
6. Укладка каждого последующего слоя допускается только после завершения вибрирования предыдущего, не допуская при этом схватывания предыдущего слоя (максимум 2 часа).
7. Если предусмотрена укладка в несколько приемов, то место разрыва монолитной конструкции необходимо оборудовать рабочим швом, перпендикулярным оси конструкции.
8. Возобновление работ на этом участке возможно только после достижения предыдущим слоем прочности 1,5 Мпа и выше (примерно 8 ч).

Виды и способы уплотнения бетонных составов

Процесс виброуплотнения заключается в передаче механических колебаний. При этом, благодаря вибрированию, разрушается первоначальная структура и наблюдается переход раствора в разжиженное, пластичное состояние. В результате чего, состав уплотняется с одновременным вытеснением пузырьков воздуха и излишков воды.

Таким образом, виброуплотнение позволяет снизить содержание воздуха и расход воды, а значит увеличить плотность и прочность конструкций.

По способу активного воздействия на растворы такие агрегаты разделяются на:

• глубинные;
• поверхностные;
• наружные;
• виброплощадки (вибростол).

Наиболее распространенными являются поверхностные и глубинные вибраторы.

Глубинные опускаются в раствор и передают механические колебания раствору. Применяются для укладки составов в неармированных или армированных массивных конструкциях: фундаментах, колоннах и др.

Поверхностные(виброрейки) служат для уплотнения покрытий и формования сборного железобетона: плит перекрытий, стеновых панелей и др.

Наружные крепятся к опалубке или формам. Применяются при бетонировании тонкостенных конструкций с высокой частотой армирования, а также для облегчения разгрузки составов из бадей, бункеров, автосамосвалов.

Вибростол (виброплощадка) применяется при промышленном производстве сборного ЖБ (виброплощадка) или изготовлении мелкоштучных тротуарных покрытий (вибростол).

Оборудование для уплотнения

Вибрирование определяется двумя показателями: амплитудой и частотой колебаний. Амплитуда — это наибольшее отклонение вибрирующих частиц от положения равновесия. Частота и амплитуда взаимосвязаны — высокочастотные устройства имеют меньшую амплитуду колебаний, низкочастотные — наоборот.

Устройства, производимые современной промышленностью, по физико–механическим характеристикам и своему назначению можно разделить на несколько видов:

1. Низкочастотные до 3500 кол/мин. Применяются, как наиболее эффективные.
2. Среднечастотные в пределах 3500–9000 кол/мин. Фракция заполнителей 10–50 мм.
3. Высокочастотные с частотой колебаний 10000–20000 кол/мин. Применяются для укладки мелкозернистых бетонов с фракцией заполнителя до 10 мм.

Глубинные вибраторы

При уплотнении, наконечник (булава) погружается в состав. За счет механических колебаний, возникающих в корпусе булавы, происходит уплотнение.

Продуктивность глубинного оборудования напрямую зависит от длины и диаметра булавы. Чем больше диаметр булавы и длиннее ее наконечник, тем быстрее и качественнее будет выполнена укладка.

В зависимости от привода, они подразделяются на следующие категории:

• электромеханические;
• пневматические;
• бензиновые.

Электромеханический прибор

Конструкция агрегата состоит из следующих элементов:

• электродвигатель;
• вибронаконечник (булава);
• гибкий вал, служащий для передачи вращательного момента от привода к механизму наконечника.

Вибронаконечник представляет собой следующую конструкцию:

• цилиндрический стальной корпус;
• шпиндель с шарикоподшипниками;
• муфта, передающая вращательные движения от шпинделя к бегунку.

Пневматический глубинный вибратор

Для производства работ в условиях где невозможно применение электромеханических агрегатов — высокая загазованность, повышенная влажность или отсутствие электрических сетей, используются пневматические глубинные агрегаты (см. фото).

Пневматический тип состоит из:

• булава;
• гибкий шланг;
• пусковой механизм (вентиль для воздуха).

Воздух подается в центральную часть вибронаконечника и затем сквозь специальные радиальные отверстия попадает в рабочее пространство, воздействует на бегунок механизма, который приходит в движение и начинает совершать обороты вокруг оси статора со скоростью равной величине давления воздуха в системе.

В период работы на приводе запрещаются резкие перегибы воздушного шланга или его предельное натяжение. При производстве работ в условиях низких температур, поступающий воздух должен быть очищен от влаги.

Бензиновый вид

Бензиновые устройства предусмотрены для укладки растворов с любой степенью армирования. Также могут применяться в заводских условиях для производства сборного железобетона. Они востребованы в условиях невозможного подключения энергоснабжения строительной площадки.

Нужно ли вибрировать бетон или нет — 8 правил выполнения процедуры

Одним из эффективных методов, с помощью которого происходит процесс уплотнения цементного раствора, считается вибрирование бетона. Этот обязательный технологический процесс, влияющий на эксплуатационные характеристики бетонной конструкции. Основные советы в этом вопросе дают специалисты, работающие по регламенту порядка и норм укладки растворов — СНиП 3.03.01—87.

Зачем нужно уплотнять бетонные растворы?

Вибрирование бетона помогает улучшить качество и продлить эксплуатацию конструкции. Жидкий раствор имеет пузырьки воздуха, которые и служат хранилищем для влаги, впоследствии разрушающие конструкцию. Чтобы избежать этого, нужно вибрировать бетон. В результате создания механических колебаний, происходит снижение пористости смеси, пузырьки воздуха выходят наверх. Единственным минусом считается слабая теплопроводность из-за отсутствия воздушных пор, которые и удаляются в процессе вибрирования. Но это легко можно компенсировать устройством качественного утепляющего слоя.

А также выделяют следующие положительные моменты улучшения бетонного раствора:

• увеличивается вязкость;
• исключается расслаивание;
• повышается плотность и однородность;
• достигается равномерность в заполнении опалубки благодаря хорошей текучести смеси.

Преимущества

Основные положительные стороны вибрирования бетона:

• Низкие затраты труда и времени.
• Процессом может заняться и неквалифицированный специалист.
• Монолитное изделие или поверхность плиты получаются ровными, износостойкими, прочными.

Как правильно вибрировать: рекомендации по выполнению

Чтобы правильно провибрировать бетон, нужно соблюдать рекомендации:

1. Вибратор погружать вертикально на длину 80% для качественного смешивания.
2. Охватывать вибрация должна всю бетонную смесь.
3. Краев, углов, стыков формы не касаться виброустройством.
4. Штыри с арматурой не должны соприкасаться.
5. Нельзя оставлять углубление после извлечения инструмента.
6. Стоит определить правильно время вибрации, которое зависит, в первую очередь, от структуры смеси. Прекращение большого выхода пузырьков — основной признак окончания процесса.

Перед вибрированием важен подбор вибрационного инструмента. Это зависит от объема смеси.

Оборудование

Существуют разные типы оборудования для уплотнения бетона. Виды Названия Принцип их действия Назначение Для поверхностного применения Металлическая виброплита Передают вибрационные движения с верхнего слоя нижней пульпы Укладка плит Виброрейки Сооружение стяжек Соединенные с вибратором пригрузы Заливка дорожек Глубинные уплотнители Вибровоздутели Полностью погружаются в форму Универсальное средство Вибрационные пустообразователи Виброинструменты для большой площади Виброплиты, виброплощадки которых производятся в разных вибрациях (вертикальной, круговой, горизонтальной) Осуществляют по всей форме с раствором Строительство тонкостенных изделий Обустройство колонн Сооружение столбцов

Этапы процесса вибрации

Уплотнение раствора производят с использованием инструмента или виброплощадки. Полученные импульсы разжижают жидкость, пузырьки воздуха удаляются. Тип оборудования определяет частоту колебаний, показатель которых считается главным параметром процесса. Целесообразным будет применение нескольких приборов, имеющих одну частоту. Тогда процесс уплотнения бетона станет равномернее. Главные моменты работы:

1. Сначала следует залить равномерно бетонный слой высотой не больше 40 см.
2. Начать вибрировать на одном месте более 5 секунд. Если густота бетона высокая, время увеличить.
3. Извлекать вибратор медленно.

Когда вибрирование запрещено?

Этот эффективный метод уплотнения бетона используют для малоподвижного и жесткого раствора. Если это подвижная смесь, то применение такого процесса приведет к расслоению, качество бетона снизится. Иногда для облегченного состава добавляются пенообразовательные и другие химические вещества. Они способствуют насыщению раствора воздухом. Вибрирование такого бетона тоже не принесет результата.

Вибрирование бетона

Для правильной укладки цементного раствора существуют разные правила и рекомендации. Они позволяют повысить качество и долговечность бетонной конструкции. При вибрировании бетона осуществляется вспомогательный процесс, который позволяет достичь требуемой текучести и утрамбованности заливки. Вибрированием удаляются воздушные пузырьки из цемента, чем повышается его плотность и однородность.

Преимущества процесса

Процесс уплотнения в бетоне наделен рядом преимуществ:

1. Вибрированием уменьшается пористость бетонного камня. Как известно, пустоты в жидкой пульпе составляют 1-2%. Если их не убрать, они заполняться воздухом, цемент потеряет прочность и водонепроницаемость. Вибрационные воздействия способны решить эту проблему. Высокочастотные механические колебания с малой амплитудой повышают подвижность жидкой пульпы, что вызывает отток пузырьков воздуха.
2. Вибрационные колебания позволяют повысить вязкость пескобетонной массы и не допустить расслоения. Таким образом, готовый бетонный камень будет более однородным. Кроме того, колебательные движения повышают текучесть жидкой массы, что позволяет ей более равномерно заполнять форму опалубки. Вибрирование бетона позволяет получить готовый, устойчивый к растрескиванию, механическим воздействиям, сезонным колебаниям температуры и прочим негативным факторам окружающей среды, с повышенным сроком эксплуатации продукт.

Вернуться к оглавлению

Признаки достаточного уплотнения бетонной массы

Уплотнительные работы с бетоном можно проводить двумя способами: вручную и механически. Однако при ручном уплотнении сложно достичь высоких результатов. Вибрированием также не всегда возможно получить требуемую однородность. С одной стороны, смесь может быть не до конца уплотнена, а с другой – расслаиваться из-за чрезмерного воздействия колебаний. Этого можно избежать достижением достаточной жесткости состава и подбором оптимального гранулометрического состава фракций. Эти параметры варьируются в зависимости от выбранного вибрационного устройства.

Правильно определить степень уплотнения можно по нескольким параметрам:

• отсутствует оседание жидкого конгломерата;
• на поверхность всплывает цементное молоко с песком;
• отсутствуют пузыри воздуха;
• после извлечения форсунки вибратора поверхность конгломерата быстро закрывается.

Вернуться к оглавлению

Правила вибрирования

Процесс подачи колебательных импульсов имеет четкие правила, которым нужно следовать, чтобы достичь хорошего результата.

1. Погружать колебательное устройство рекомендуется на 80% его длины. Это позволяет качественно смешать нижний и верхний пласт конгломерата.
2. Вибрированию должен подвергаться весь бетонный состав. Зона действия инструмента должна располагаться так, чтобы волна от его работы охватывала весь раствор.
3. Следует избегать соприкосновения штырей с арматурой. Располагать вибратор рекомендуется на некотором расстоянии, чтобы пространство вокруг металлического элемента не было свободным.
4. Не рекомендуется вводить вибратор близко от края, к стыкам и углам.
5. После извлечения механизма не должно оставаться воронки.

Вернуться к оглавлению

Виды вибрационного оборудования

Классификация вибрационных машин состоит из трех типов.

1. Устройства поверхностного сжатия передают колебания с верхнего слоя жидкой пульпы. К ним относятся металлические виброплиты, виброрейки, соединенные с вибратором пригрузы. Эти механизмы укладываются на поверхность уплотняемого раствора. Используется оборудование на стройплощадках, при строительстве дорог, для сжатия ЖБИ конструкций толщиной до 2 дм, но большой площади. Пригрузы предназначены для применения на движущихся площадках с целью уплотнения цемента одновременно и сверху и снизу. Среди инструментов поверхностного сжатия встречаются вибронасадки, виброзаглаживающие механизмы. С их помощью проводится доуплотнение. Чтобы провибрировать бетон, применяется навесное оборудование и кассетные установки.
2. Глубинные уплотнители полностью погружаются в форму. К ним относятся вибровозбудители. Применяются эти механизмы на строительных площадках при изготовлении массивных изделий. К этой категории устройств относятся вибрационные пустотообразователи.
3. Вибраторы объемной трамбовки передают колебательные движения всей форме с раствором. Такое устройство называют виброплита. Виброплощадки делятся на несколько типов: с горизонтальными и с вертикальными колебаниями, с движущимися рамами и блоками. Такое вибрационное оборудование предназначено для трамбовки разнообразных сыпучих и несвязных грунтов, тротуарной плитки, а также при ремонтных работах на дорожном полотне.

Вернуться к оглавлению

Процесс вибрирования

Погруженными вибраторами или возбуждением цементно-песочной массы колебательные движения передаются через опалубку или форму. В результате этого частицы компонентов массы получают импульсы, а сама смесь приобретает свойства тяжелой жидкости, то есть разжижается, это правильно. При этом вибрация уменьшает или вовсе уничтожает контакты частиц между собой, ослабляет внутреннее трение. Такими действиями из цемента удаляется лишний воздух, что позволяет ему легче заполнить формы.

Частота колебаний – это главный параметр. Он может изменяться в широком диапазоне и определяется типом вибратора. Частотность колебаний по-разному действует на разноразмерные частицы заполнителя. Прежде чем вибрировать бетон, следует тщательно подобрать инструмент в зависимости от крупности наполнителя.

Когда нельзя вибрировать?

Есть ситуации, когда вибрирование бетона недопустимо. Иногда нужно получить облегченный состав. Для этого вводятся специальные пенообразователи и прочие химические вещества. С их помощью смесь насыщается воздухом. Вибрирование бетона только разрушит действие порообразователя и не позволит достичь цели.

Не рекомендуется вибрация слишком подвижного раствора. Такое действие вызовет его расслоение, а не уплотнение.

Вывод

Таким образом, для выбора характера и частоты колебаний следует ориентироваться на максимальный размер заполнителя в смеси. Целесообразно подвергать форму действию нескольких вибраторов, работающих на одной частоте. При этом частицы заполнителя разного размера будут двигаться с разной интенсивностью, и уплотнение произойдет равномерней.

Вибрирование бетона позволяет добиться монолитности и устранения слоёв в конструкции. Наличие нескольких пластов подразумевает, что при изменении температуры. Может произойти растрескивание из-за неравномерного увеличения или уменьшения размеров. В свою очередь, подобная проблема откроет путь для влаги, легко просачивающейся в любые отверстия, а также поры.

Сам процесс вибрирования довольно прост и обладает невысокой стоимостью своего выполнения. Оборудование достаточно доступно и представляет собой несколько стержней, вводимых в состав после его укладки. Они осуществляют колебания на заданной частоте, что приводит к уплотнению смеси. Вибрирование бетона проводится в течение строго определённого времени. Оно индивидуально для каждого типа состава и на данный период оказывает существенное влияние подвижность, частота колебаний, марка бетона и другие параметры. Если держать стержни в составе слишком долго, начнутся негативные процессы, которые нанесут значительный вред, выражающийся в виде снижения характеристик после затвердевания.

Вибрирование бетона выполняется в соответствии с несколькими важными правилами:

В целом, данная процедура весьма часто используется при строительстве объектов любого типа. Современное оборудование позволяет затрачивать минимальное время при максимальном эффекте.

Вибрирование бетона может быть использовано для чрезвычайно сухих типов смесей, а также составов, относящихся к жёсткому типу. Таким образом, достигается важное преимущество, касающееся не только увеличения плотности и некоторых других, связанных с этим параметром, показателей. Вибрирование бетона способствует снижению объёма цементного вяжущего, используемого в процессе приготовления. Следует сказать, что экономия данного материала относительно невелика и легко может быть сведена к минимуму за счёт цены оборудования, а также необходимости создания надёжной опалубки. Вибрирование бетона даёт хороший результат только при наличии специалиста, выполняющего подобную работу. Как уже говорилось, выдерживать элементы в смеси необходимо в течение строго заданного временного интервала. Если его не соблюдать, то высока вероятность того, что произойдёт негативные эффекты.

Вибрирование бетона измеряется с использованием специального параметра, получившего название коэффициент уплотнения.

Как правильно вибрировать бетон

Для правильной укладки цементного раствора существуют разные правила и рекомендации. Они позволяют повысить качество и долговечность бетонной конструкции. При вибрировании бетона осуществляется вспомогательный процесс, который позволяет достичь требуемой текучести и утрамбованности заливки. Вибрированием удаляются воздушные пузырьки из цемента, чем повышается его плотность и однородность.

Преимущества процесса

Процесс уплотнения в бетоне наделен рядом преимуществ:

1. Вибрированием уменьшается пористость бетонного камня. Как известно, пустоты в жидкой пульпе составляют 1-2%. Если их не убрать, они заполняться воздухом, цемент потеряет прочность и водонепроницаемость. Вибрационные воздействия способны решить эту проблему. Высокочастотные механические колебания с малой амплитудой повышают подвижность жидкой пульпы, что вызывает отток пузырьков воздуха.
2. Вибрационные колебания позволяют повысить вязкость пескобетонной массы и не допустить расслоения. Таким образом, готовый бетонный камень будет более однородным. Кроме того, колебательные движения повышают текучесть жидкой массы, что позволяет ей более равномерно заполнять форму опалубки. Вибрирование бетона позволяет получить готовый, устойчивый к растрескиванию, механическим воздействиям, сезонным колебаниям температуры и прочим негативным факторам окружающей среды, с повышенным сроком эксплуатации продукт.

Вернуться к оглавлению

Признаки достаточного уплотнения бетонной массы

Уплотнительные работы с бетоном можно проводить двумя способами: вручную и механически. Однако при ручном уплотнении сложно достичь высоких результатов. Вибрированием также не всегда возможно получить требуемую однородность. С одной стороны, смесь может быть не до конца уплотнена, а с другой – расслаиваться из-за чрезмерного воздействия колебаний. Этого можно избежать достижением достаточной жесткости состава и подбором оптимального гранулометрического состава фракций. Эти параметры варьируются в зависимости от выбранного вибрационного устройства.

Правильно определить степень уплотнения можно по нескольким параметрам:

• отсутствует оседание жидкого конгломерата;
• на поверхность всплывает цементное молоко с песком;
• отсутствуют пузыри воздуха;
• после извлечения форсунки вибратора поверхность конгломерата быстро закрывается.

Вернуться к оглавлению

Правила вибрирования

Процесс подачи колебательных импульсов имеет четкие правила, которым нужно следовать, чтобы достичь хорошего результата.

1. Погружать колебательное устройство рекомендуется на 80% его длины. Это позволяет качественно смешать нижний и верхний пласт конгломерата.
2. Вибрированию должен подвергаться весь бетонный состав. Зона действия инструмента должна располагаться так, чтобы волна от его работы охватывала весь раствор.
3. Следует избегать соприкосновения штырей с арматурой. Располагать вибратор рекомендуется на некотором расстоянии, чтобы пространство вокруг металлического элемента не было свободным.
4. Не рекомендуется вводить вибратор близко от края, к стыкам и углам.
5. После извлечения механизма не должно оставаться воронки.

Вернуться к оглавлению

Виды вибрационного оборудования

Классификация вибрационных машин состоит из трех типов.

1. Устройства поверхностного сжатия передают колебания с верхнего слоя жидкой пульпы. К ним относятся металлические виброплиты, виброрейки, соединенные с вибратором пригрузы. Эти механизмы укладываются на поверхность уплотняемого раствора. Используется оборудование на стройплощадках, при строительстве дорог, для сжатия ЖБИ конструкций толщиной до 2 дм, но большой площади. Пригрузы предназначены для применения на движущихся площадках с целью уплотнения цемента одновременно и сверху и снизу. Среди инструментов поверхностного сжатия встречаются вибронасадки, виброзаглаживающие механизмы. С их помощью проводится доуплотнение. Чтобы провибрировать бетон, применяется навесное оборудование и кассетные установки.
2. Глубинные уплотнители полностью погружаются в форму. К ним относятся вибровозбудители. Применяются эти механизмы на строительных площадках при изготовлении массивных изделий. К этой категории устройств относятся вибрационные пустотообразователи.
3. Вибраторы объемной трамбовки передают колебательные движения всей форме с раствором. Такое устройство называют виброплита. Виброплощадки делятся на несколько типов: с горизонтальными и с вертикальными колебаниями, с движущимися рамами и блоками. Такое вибрационное оборудование предназначено для трамбовки разнообразных сыпучих и несвязных грунтов, тротуарной плитки, а также при ремонтных работах на дорожном полотне.

Вернуться к оглавлению

Процесс вибрирования

Погруженными вибраторами или возбуждением цементно-песочной массы колебательные движения передаются через опалубку или форму. В результате этого частицы компонентов массы получают импульсы, а сама смесь приобретает свойства тяжелой жидкости, то есть разжижается, это правильно. При этом вибрация уменьшает или вовсе уничтожает контакты частиц между собой, ослабляет внутреннее трение. Такими действиями из цемента удаляется лишний воздух, что позволяет ему легче заполнить формы.

Частота колебаний – это главный параметр. Он может изменяться в широком диапазоне и определяется типом вибратора. Частотность колебаний по-разному действует на разноразмерные частицы заполнителя. Прежде чем вибрировать бетон, следует тщательно подобрать инструмент в зависимости от крупности наполнителя.

Когда нельзя вибрировать?

Есть ситуации, когда вибрирование бетона недопустимо. Иногда нужно получить облегченный состав. Для этого вводятся специальные пенообразователи и прочие химические вещества. С их помощью смесь насыщается воздухом. Вибрирование бетона только разрушит действие порообразователя и не позволит достичь цели.

Не рекомендуется вибрация слишком подвижного раствора. Такое действие вызовет его расслоение, а не уплотнение.

Вывод

Таким образом, для выбора характера и частоты колебаний следует ориентироваться на максимальный размер заполнителя в смеси. Целесообразно подвергать форму действию нескольких вибраторов, работающих на одной частоте. При этом частицы заполнителя разного размера будут двигаться с разной интенсивностью, и уплотнение произойдет равномерней.