Для чего нужно вибрировать бетон
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:
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:
Правила вибрирования
Процесс подачи колебательных импульсов имеет четкие правила, которым нужно следовать, чтобы достичь хорошего результата.
Виды вибрационного оборудования
Классификация вибрационных машин состоит из трех типов.
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.
Итоговый продукт будет максимально соответствовать требованиям.
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:
Преимущества
Основные положительные стороны вибрирования бетона:
Как правильно вибрировать: рекомендации по выполнению
Чтобы правильно провибрировать бетон, нужно соблюдать рекомендации:
Перед вибрированием важен подбор вибрационного инструмента. Это зависит от объема смеси.
Оборудование
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:
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 — 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:
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:
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:
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:
Электромеханический прибор
Конструкция агрегата состоит из следующих элементов:
Вибронаконечник представляет собой следующую конструкцию:
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:
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.
Рабочий комплект для любой модели состоит:
Как правильно вибрировать бетон своими руками и что нужно знать при строительстве собственного дома — читайте инструкцию ниже и смотрите видео в этой статье.
Инструкция по укладке состава в опалубку при помощи глубинных устройств:
Внимание! – во избежание нарушений арматурного каркаса, не устанавливайте работающий вибратор на арматурные стержни.
Поверхностные вибраторы для уплотнения бетона
По типу поверхностные устройства подразделяются на площадочные и виброрейки. Принцип работы устройств такого типа основан на передачи механических колебаний через прямоугольную металлическую площадку или через удлиненную металлическую рейку (виброрейка).
Площадочные поверхностные вибраторы
Применяются для уплотнения в армированных или неармированных поверхностях: полы, перекрытия, дорожные покрытия с толщиной слоя не более 250 мм.
Конструкция площадочного типа устройства состоит из следующих деталей:
Поверхностный вибратор — виброрейка
Виброрейка (вибробрус) применяется для устройства армированных и неармированных монолитных полов и дорожных покрытий. Поверхностный агрегат данного типа предназначен для разравнивания и уплотнения раствора на больших площадях.
Виброрейка состоит из вибратора (электродвигателя), установленного на металлическую рейку.
Колебания от дебаланса двигателя передаются на металлическую поверхность рейки, которая соприкасается с поверхностью уложенной смеси. Возникает вибрация, при помощи которой из раствора удаляются излишки воды, и образовавшиеся в период заливки, пузырьки воздуха.
По типу двигателя, установленного на виброрейке, агрегаты этого вида делятся на электрические и бензиновые.
В индивидуальном строительстве наиболее востребованы устройства на электроприводе. Они отличаются простотой в управлении и могут использоваться в закрытых помещениях. Цена зависит от мощности и производителя оборудования, но намного ниже цены бензиновых аналогов.
Тип устройства на бензиновом приводе отличается от электрического, более мощным двигателем и автономностью в использовании. Применяется, в основном, в промышленном строительстве для заливки полов и дорожных покрытий.
Устройства могут быть следующих видов:
Наружный вибратор
При бетонировании объемных сборных железобетонных конструкций к опалубке могут крепиться несколько вибраторов. Питание его происходит через понижающий трансформатор с выходным напряжением 36 в.
Они могут применятся и как вспомогательное оборудование.
Виброплощадки
Вибрационные площадки промышленного назначения применяются при производстве сборного железобетона. Представляют собой унифицированные и типизированные конструкции с вертикальными направленными колебаниями. Такие агрегаты способны уплотнять любые составы.
Направленные колебания, производятся при помощи двух одинаковых вибраторов, вращающихся с равной угловой скоростью в разных направлениях.
Для малого бизнеса и индивидуального строительства существует аналог виброплощадки — вибростол. Применяется вибростол при производстве тротуарной плитки. Колебания, воспроизводимые вибратором, передаются сквозь столешницу к установленным на ней формам, в результате происходит формование изделий.
Вибростол представляет собой металлическую столешницу, установленную на пружины или амортизаторы (см. фото).
Вибрирование при производстве работ дает возможность эффективно удалить пузырьки воздуха и избежать неравномерного распределения заполнителя в структуре бетона. В результате получается качественный бетон с высокими эксплуатационными характеристиками.
Вибрирование бетона при заливке фундамента своими руками
Человечество будет всегда озабочено качеством строительного материала и будет стремиться проводить различные мероприятия для увеличения его долговечности. Одним из правильных и испытанных способов является вибрирование бетона.
Описание вибрирования, как способа укрепления бетона
Жидкая пульпа цементного раствора при перемешивании в бетономешалке набирает в себя до 2% воздуха от объема смеси. Если позволить ему остаться в бетоне, после застывания получится пористый, рыхлый камень. Долговечность конструкции, в основе которой такой бетон, потеряна даже при использовании цементов высоких марок: массив будет пронизан капиллярами и пустотами, как губка напитает в себя воду и зимой пойдет трещинами. Неперемешанный раствор застынет, скорее всего, слоями и также слоями начнет отваливаться.
Вибрация раствора позволяет решить обе эти проблемы. Наконечник вибратора, колеблющийся с высокой частотой и малой амплитудой в пределах радиуса действия, зависящего от мощности устройства, сотрясает пульпу, заставляя растворенный воздух собираться в пузырьки и выходить на поверхность. Таким образом бетонный массив избавляется от растворенного в нем воздуха. Возбужденная колебаниями масса раствора приобретает повышенную текучесть, раствор перемешивается лучше, не образуя слоев и равномерно заполняя предназначенный для него объем.
Освобожденный от лишнего воздуха однородный во всем массиве бетонный камень становится устойчивым ко всем воздействиям: механическим, климатическим и сезонным.
Методы проведения вибрирования
Перед заливкой бетонного раствора необходимо как следует очистить от масла и ржавчины каркас из арматуры и проверить прочность опалубки. Заливку нужно производить таким образом, чтобы не происходило расслоение раствора, последовательно укладывая смесь в одном направлении.
Вибрирование бетона можно производить ручным или механическим методами.
Ручное вибрирование
В случае отсутствия какого-либо инструмента для механического вибрирования при небольших объемах работ в неудобных местах аккуратно простукать арматуру и опалубку, возбуждая таким образом колебания раствора. Делать это надо без фанатизма, стремясь не повредить опалубку.
Жидкую пульпу можно также протыкать на всю глубину куском арматуры, ломиком: чем чаще, тем лучше. Оба этих метода можно использовать там, где применение механических вибраторов невозможно или нецелесообразно. Эти методы очень высоких результатов не дадут, но при достаточном усердии принесут пользу на дачном и домашнем строительстве.
Механическое вибрирование
Для более пластичных смесей и при больших объемах работ применяют глубинные механические вибраторы с гибкими наконечниками.
При проведении качественного вибрирования бетона необходимо соблюдать правила:
Окончание вибрирования можно определить по следующим признакам: нет проседания пульпы, прекратился пузыриться верхний слой, всплыло цементное молочко.
Более подробно обо всех мероприятиях по вибрированию бетонного раствора написано в настольной книге строителя СНиП 3.03.01-87 пункт 2.11 [1].
Применяемое оборудование для проведения вибрирования
Физико-механические характеристики необходимого оборудования для вибрирования конкретного объекта определяются изначально фракцией заполнителя и качеством раствора. Условно делится на три вида:
Скорость и качество вибрирования также напрямую зависит от длины и диаметра наконечника, которые в свою очередь определяют мощность привода механизма. По типу привода оборудование бывает электрическим (от электродвигателя), пневматическим (от вентиля компрессора) и бензиновым (от ДВС). Конструкции гибкого передаточного вала и набора наконечников зависят от производителя конкретного прибора.
Кроме механического вибратора, управляемого оператором, существует большое количество машин для применения на больших объемах укрепляемого бетона. Они подразделяются на следующие классы:
Задачи у всего разнообразия машин и механизмов одни и те же – удалить воздух из раствора и уплотнить бетон вибрацией.
Наряду с традиционными механическими вибраторами в последнее время стало появляться оборудование, в котором используется ультразвук для уплотнения бетона. Такие устройства состоят из щитов опалубки с мощными пьезокерамическими излучателями, которые запитаны от генератора ультразвука, тиристорного коммутатора, и управляемые от компьютера.
Ультразвуковые погружные глубинные вибраторы и навешанные на щиты опалубки наружные излучатели переставляются, как и традиционные механические, по мере укладки бетона с шагом в полтора радиуса эффективного излучения. К недостаткам такой технологии можно отнести невысокое качество уплотнения, большие затраты электроэнергии и высокая трудоемкость, но методика развивается и вполне успешно применяется при монолитном строительстве в скользящей оснастке [2].
Подготовка и вибрирование своими руками
При сильном желании залить бетон своими руками для личного строительства при отсутствии опыта необходимо тщательно изучить СНиП 3.03.01-87, посмотреть ролики на соответствующую тему. В том случае, если простукивание опалубки и штыкование раствора по качеству не устраивает, крепко обдумать следующие варианты:
Скрупулезно выполняя рекомендации по вибрированию цементного раствора, кустарным прибором можно вполне достойно справиться с качественным укреплением бетона.
Поры и капилляры, ослабляющие бетон
Бетон изначально – водный раствор цемента, песка и добавок. Вода, находящаяся между зернами песка и других заполнителей, в процессе застывания испаряется, образуя в массиве капиллярные поры. Их размеры могут быть много меньше микрона или достигать сотен микрон.
Процесс, происходящий под зернами заполнителей (седиментация), приводит к испарению воды. В результате под ними образуются седиментационные поры более 2 мм в диаметре (зависит от размеров фракций заполнителя).
Кроме того, при перемешивании в бетономешалке раствор может дополнительно набрать воздушных пузырьков. Суммарно все виды воздуха в неуплотненном растворе могут достигать 6% от массы бетонной смеси. Если дать бетону застыть в таком состоянии, то качество камня ухудшится в разы.
Гидроизоляция штукатуркой
Чтобы снизить содержание пор и крупных капилляров, проводятся вышеперечисленные мероприятия с вибраторами при заливке раствора в опалубку. Кроме вибрирования, трещины и поры можно оштукатурить специальной гидроизолирующей штукатуркой из высококачественного цемента, мелкого кварцевого песка и различных добавок.
Заполняя выходные отверстия нерастворяющейся и несмывающейся штукатуркой, добавки не дают влаге проникать в массив бетона, сохраняя возможность вентиляции и постепенного созревания цементного раствора. В процессе использования заглубленных и полузаглубленных сооружений (хранилищ, складов, фундаментов и шахт) постепенное проникновение влаги снова запускает уплотнение материала.
Главным достоинством этих штукатурок в том, что нет необходимости установления дорогостоящей гидроизоляции. Такие добавки образуют однородный (гомогенный) по составу со стенами слой, закрывающий поры и трещины. Благодаря им внутрь массива не проникает влага после пожара, мороза и других разрушительных условий.
Поверхности, оштукатуренные такими составами, могут быть покрашены, покрыты кафельной плиткой или другими отделочными материалами.
Источники информации: