Бетонные и железобетонные работы

Раздел: Учебники

Уплотнение бетонной смеси является самой важной операцией при бетонировании: от качества уплотнения зависит плотность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.

Для уплотнения бетонной смеси применяются вибраторы, передающие частицам бетонной смеси очень частые сотрясения (колебания) —от 2800 до 20 000 колебаний в 1 мии\ такие колебания в технике называют вибрацией, а передачу этих колебаний бетонной смеси — вибрированием смеси.

При вибрировании бетонная смесь становится текучей и подобно жидкости растекается под действием своего веса. При этом бетонная смесь хорошо заполняет все промежутки между стержнями арматуры, а также между арматурой и опалубкой. При вибрировании бетонная смесь уплотняется гораздо лучше, чем при ручном уплотнении штыкованием или трамбованием.

Наиболее удобными для работы при бетонировании монолитных конструкций являются электромеханические вибраторы, приводимые в движение электродвигателем. Эти вибраторы получили наибольшее распространение на бетонных работах. Основную часть электромеханического вибратора составляет электродвигатель, на валу которого внецентренно насажены грузы ( 104), называемые эксцентриками или дебалансами. Дебалансы не дают валу плавно вращаться при работе электродвигателя, а вызывают его дрожание — вибрацию. Произведение веса дебаланса на расстояние от его центра тяжести до оси вала называют статическим моментом. Чем больше статический момент эксцентрика, тем больше (при данной частоте вибрации) возмущающая сила вибратора. При увеличении частоты вибрации возмущающая сила растет пропорционально квадрату частоты. Так, например, при изменении частоты с 3000 до 6000 колебаний в 1 мин, т. е. в 2 раза, возмущающая сила вибратора увеличивается в 4 раза. Применение повышенных частот вибрации позволяет поэтому получать большие значения возмущающих сил вибратора при небольших значениях статического момента дебаланса и тем самым облегчить вес вибраторов. Однако износостойкость вибраторов при повышенных частотах колебаний резко снижается.

В последние годы для уплотнения бетонной смеси в тонкостенных и густоармированных конструкциях широко применяются так называемые «планетарные» виб

раторы, в которых вибрационные колебания создаются планетарно обкатывающимся бегунком. Такие вибраторы позволяют весьма просто получать высокочастотные и двухчастотные колебания (т. е. одновременно колебания высокой и низкой частот). Принципиальные схемы вибрационных планетарных механизмов с наружной и внутренней откаткой приведены на  105, а, б. Так,  например, при соотношении диаметров поверхностей обкатки 5:4 частота вибрации превысит число оборотов приводного вала в 4 раза.

Если бегунок сделать несимметричным («разбалансировать» его), например, высверливанием в нем несимметричных отверстий или сместить поверхность обкатки относительно "продольной оси бегунка, то вибрация будет двухчастотной. В электромеханических вибраторах обкатка бегунка вызовет высокочастотные, а вращение разбалансированного бегунка вокруг своей оси — низкочастотные колебания. В вибраторах с пневматическим приводом, наоборот, первичной является высокая частота вибрации, зависящая от давления сжатого воздуха в сети, а низкая частота определяется соотношением диамет" ров обкатываемых поверхностей. В СССР выпускаются

электромеханические планетарные вибраторы с частотой колебаний, равной 10000—14 000 в 1 мин, и пневматические двухчастотные вибраторы (высокая частота—10— 14:тыс., низкая — до 2,5 тыс. колебаний в 1 мин).

Во многих вибраторах электродвигатель помещен вместе с эксцентриками в плотно закрытый кожух, образуя ч основную часть • вибратора — вибродвигатель ( 106). Некоторые электромеханические вибраторы устроены по-иному: на одном конце гибкого вала находится электродвигатель, а на другом — эксцентрик, закрытый кожухом, образующий «рабочий наконечник» вибратора. В этом случае в бетонную смесь погружается только рабочий наконечник. Применяя вибратор с гибким валом ( 107), рабочему приходится переставлять лишь легкий наконечник, а тяжелый электродвигатель переставляется значительно реже.

Способ уплотнения, при котором вибратор погружается в бетонную смесь, называется внутренней вибрацией, а соответствующие типы вибраторов — внутренними (или глубинными) вибраторами. Способ внутреннего вибрирования наиболее производителен, дает наилучшее уплотнение бетонной смеси, поэтому получил наибольшее распространение. Кроме внутренних вибраторов применяются также поверхностные и наружные вибраторы.

Поверхностные вибраторы состоят из вибрационного электродвигателя, прикрепленного к металлической площадке ( 108). При вибрировании площадка устанавливается на поверхность уплотняемой бетонной смеси. Поверхностные вибраторы (площадочные и виброрейки) передают колебания бетонной смеси через площадку и верхнюю поверхность бетона. Они применяются при бетонировании плит, оснований под полы, дорожных покрытий и тому подобных конструкций.

Площадочные вибраторы состоят из вибрационного электродвигателя и металлической ребристой площадки с рукоятками для ее перестановки. Виброрейка состоит из деревянного или металлического бруса длиной 3—4 мм, на котором смонтированы один или два вибрационных электродвигателя. Виброрейка снабжается по концам рукоятками.

Наружные вибраторы прикрепляются к опалубке и сотрясением последней передают колебания бетонной смеси. Наружные вибраторы снабжаются тисками для укрепления на ребрах опалубки. Ввиду трудоемкости их

перестановки и неравномерности уплотнения бетонной смеси они в настоящее время на бетонных работах применяются мало.

В глубинных вибраторах с жестким валом штанга, служащая рукояткой, соединена с вибромотором рези-

новой муфтой для того, чтобы сотрясения вибратора не Передавались на руки рабочего. Такая муфта называется амортизатором.

При работе на открытом воздухе разрешается пользоваться вибраторами, питаемыми переменным электрическим током с напряжением не свыше 36 В. Так как в обычных электросетях напряжение составляет 220 или 380 В, то вибраторы к ним присоединяют через специальные понизительные трансформаторы, преобразующие сетевое напряжение в напряжение 36 В.

Для работы высокочастотных вибраторов с числом колебаний более 3000 в 1 мин требуется частота переменного электрического тока в 150—200 Гц, в то время как частота тока в сети равна 50 Гц. Поэтому электродвигатели высокочастотных вибраторов питают током от сети через специальные преобразователи частоты тока, которые, повышая частоту тока в 4 раза, одновременно понижают напряжение до 36 В. Техническая характеристика вибраторов приведена в табл. 24—26.

Ниже перечислены основные правила укладки и уплотнения бетонной смеси вибраторами.

Бетонирование должно вестись так, чтобы опалубка была целиком заполнена однородной бетонной смесью.

Бетонная смесь должна быть уложена плотно — без пустот между стержнями арматуры или между арматурой и опалубкой. Особенно тщательно следует прорабатывать вибратором бетонную смесь в местах с густой арматурой, у стенок опалубки и в углах.

Перестановка вибратора ведется так, чтобы не оставалось непровибрированных мест. Расстояние, к-s которое можно переставлять внутренние вибраторы, не должно превышать полуторного радиуса их действия.

Расстояние перестановки определяется опытным путем. В зависимости от подвижности бетонной смеси оно составляет: для вибраторов с гибким валом с большим стержнем — 300—400 мм, с малым стержнем — 200—300 мм, для вибраторов И-50 и С-825 — 350—500 мм, для вибраторов И-86 и С-826—400—600 мм.

Вибрирование на данной позиции прекращается при появлении признаков достаточного уплотнения смеси. Такими признаками служат: прекращение оседания смеси; горизонтальность поверхности слоя; хорошее заполнение опалубки, особенно в углах; появление раствора на поверхности бетонной смеси и в щелях опалубки.

Продолжительность вибрирования с одной позиции внутренними вибраторами в зависимости от подвижности смеси составляет примерно 20—40 с, а поверхностными — 20—50 с.

Вынимать внутренний вибратор из бетонной смеси при перестановке нужно медленно, не выключая электродвигателя, чтобы пустота под наконечником успела заполниться бетонной смесью.

При работе с поверхностными вибраторами их переставляют так, чтобы площадка вибратора на каждой новой позиции перекрывала немного (на 50—100 мм) соседний провибрированный участок.

При укладке бетонной смеси необходимо следить за тем, чтобы не были нарушены расположение арматуры в бетоне и проектная толщина защитного слоя. Опи- рание вибраторов во время их работы на арматуру монолитных конструкций не допускается.

Запрещается добавление воды в бетонную смесь, так как это сильно снижает прочность и плотность бетона.