|
Во время приготовления в бетонную
смесь попадает значительное количество воздуха. Если попавший воздух не
удалить, то бетон может оказаться пористым, пониженной прочности. Удаление
попавшего воздуха и компактное расположение составляющих бетон материалов
достигается уплотнением бетонной смеси. От качества уплотнения зависит
плотность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.
Уплотняют бетонную смесь вибрированием, сообщая ее
частицам в течение определенного времени часто повторяющиеся колебания
небольшой величины. Механизмы, создающие вибрационные колебания, называются
вибраторами.
В результате вибрирования бетонная смесь становится
текучей, т. е. приобретает повышенную подвижность, а частицы, перемещаясь,
стремятся под действием силы тяжести занять более устойчивое положение.
Бетонная смесь заполняет все промежутки между стержнями арматуры и между
арматурой и опалубкой. Воздух, содержащийся в ней, вытесняется, и смесь
значительно уплотняется.
Режим вибрационного уплотнения бетонной смеси
характеризуется амплитудой колебаний (наибольшим удалением колеблющейся точки
от центра колебаний) бетонной смеси, частотой колебаний и продолжительностью
вибрирования. Необходимая продолжительность вибрирования зависит от его
интенсивности, которая определяется величиной амплитуды и частотой колебаний.
Оптимальные величины амплитуды и частоты колебаний в свою очередь зависят от
размера частиц и подвижности бетонной смеси. Для смесей с крупными фракциями
заполнителей, а также для малоподвижных и жестких бетонных смесей необходима
более низкая частота колебаний с наибольшей амплитудой (до 0,7 мм), а для смесей с мелкими фракциями и для подвижных бетонных смесей — наиболее высокая частота
с меньшей амплитудой (от 0,15 до .0,4 мм)..
У большинства применяемых вибраторов частота колебаний
соответствует средним по величине частицам бетонной смеси. Вибраторы для
уплотнения бетонной смеси выпускают с частотой колебаний от 25 до 333 Гц.
По способу воздействия на бетонную смесь вибраторы
подразделяют на
глубинные с погружаемым в бетонную смесь и передающим ей
колебания вибронаконечником или корпусом;
поверхностные, устанавливаемые на уложенную бетонную смесь
и передающие ей колебания.через рабочую площадку;
наружные, прикрепляемые к опалубке болтами или другим
захватным устройством и передающие бетонной смеси колебания через опалубку.
Вибраторы, применяемые для уплотнения бетонной смеси,
могут быть электрические и пневматические.
Глубинные вибраторы. Применяют глубинные вибраторы для
уплотнения бетонной смеси при укладке ее в монолитные армированные и
неармированные блоки массивных сооружений, фундаменты, колонны, балки и при
изготовлении сборных железобетонных изделий.
Выпускают ручные электрические глубинные вибраторы с
гибким валом, ручные со встроенным двигателем и подвесные тяжелого типа.
Пневматические глубинные вибраторы бывают только ручные.
Электрические ручные глубинные вибраторы с гибким валом (
107) однотипны по конструкции и состоят из приводного электродвигателя
гибкого вала 2 и вибронаконечника 5. Корпус электродвигателя прикреплен к опорной
плите, размеры которой позволяют устанавливать электродвигатель на
свежеуложенную бетонную смесь без погружения в нее. К внешней сети
электродвигатель подключают через понижающий трансформатор, так как его
обмотки рассчитаны на работу с напряжением 36 В (42 В). Для переноса
электродвигатель снабжен рукояткой. Гибкий вал передает крутящий момент от
электродвигателя к шпинделю вибронаконечника. Кроме того, за гибкий вал
вибратор удерживается при работе. Гибкий вал расположен внутри ре-
зинометаллической футеровки, концы которой заделаны в присоединительные
муфты. Для защиты футеровки от резких перегибов оба ее конца защищены
металлическими спиралями или резиновыми втулками. На концах гибкого вала
расположены наконечники для присоединения к валу электродвигателя и шпинделя
вибронаконечника.
Вибронаконечники ( 108) вибратора (являющиеся
вибрационными механизмами) можно выполнять с обкаткой бегунка-деба- ланса 4
по конической втулке 5, неподвижно закрепленной в корпусе 1 вибронаконечника
(вибраторы с «наружной» обкаткой), или по коническому пальцу б, неподвижно
закрепленному в корпусе 1 (вибраторы с «внутренней» обкаткой).
Бегунок-дебаланс получает вращение от гибкого вала
экектродви- гателя через шпиндель 2. Бегунок- дебаланс 4 соединен упругой
муфтой 3 со шпинделем 2, опирающимся на шарикоподшипники.
В результате планетарного движения бегунка-дебаланса
(вокруг своей оси и одновременно по конической втулке или пальцу)
возбуждаются колебания вибронаконечника.
Таким образом, если выбрать соответствующее соотношение
диаметров бегунка-дебаланса и конической втулки или конического пальца, то
при относительно небольшой частоте вращения вала электродвигателя можно
получить, высокую частоту колебаний вибратора. Наиболее выгоден принцип
«внутренней» обкатки, позволяющий доводить частоту колебаний до 333 Гц.
Вибронаконечники с обкаткой бегунка-дебаланса по
конической втулке и по коническому пальцу показаны на 109.
Вибраторы с гибким валом применяют для уплотнения бетонной
смеси при изготовлении густоармированных железобетонных конструкций и изделий
и укладке бетонной смеси в стесненных условиях.
Тип вибратора для конкретных условий выбирают, учитывая
шаг между стержнями арматуры: диаметр вибронаконечника вибратора должен быть
меньше расстояния в свету между стержнями арматуры в бетонируемой конструкции
в 1,5 раза.
Ручные глубинные вибраторы со встроенным электродвигателем
включают в себя дебалансный вибрационный механизм, выполненный в виде одного
внецентренно насаженного на валу груза, называемого дебалансом. При вращении
дебаланса создаются круговые колебания (вибрация) с частотой, равной частоте
вращения вала. Эти колебания через шарикоподшипники передаются корпусу
вибратора и затем бетонной смеси. У вибраторов ИВ-102 дебалансный вал
приводится во вращение опирающимся на него валом электродвигателя. У
вибраторов ИВ-103, ИВ-59 ротор электродвигателя установлен на консольной
части вала с дебалансом.
Вибратор ИВ-102 ( 110) состоит из корпуса 3 и рукоятки 10,
соединенных резинотканевым шлангом 7.
В корпусе, изготовленном из стальной трубы, помещен
высокочастотный электродвигатель. Статор 4 электродвигателя запрессован в
корпусе, а обмотка его соединена кабелем 8 с выключателем 9. Кабель помещен
внутри резинотканевого шланга 7, защищающего от механических повреждений.
Включают и выключают вибратор пакетным выключателем 9,
вмонтированным в герметичную коробку верхней части вибратора.
Электродвигатель вибратора подключается к преобразователю
частоты тока, который трансформирует переменный ток нормальной частоты (50
Гц) при напряжении 220/380 В в переменный трехфазный ток повышенной частоты
(200 Гц) при напряжении 36 В.
Во время работы вибратор удерживают одной рукой за
резинотканевый шланг, а другой—за рукоятку. Конструкция вибратора позволяет
защищать руки рабочего от воздействия вибрации.
Благодаря амортизатору 5 колебания корпуса не передаются
на верхнюю рукоятку 8.
Масса вибраторов со встроенным электродвигателем вдвое
превышает массу вибронаконечника вибраторов с гибким валом, в связи с чем
работать такими вибраторами физически труднее.
Подвесной глубинный вибратор ИВ-90 массой 130 кг подвешивают к грузоподъемному механизму, в качестве которого применяют навесное оборудование
малогабаритных тракторов ( 112) и электровездеходов. Предварительно четыре
вибратора собирают в плоские или объемные пакеты.
Вибратор ИВ-90 ( 113) предназначен для уплотнения больших
масс жесткой бетонной смеси в массивных неармированных блоках и состоит из
электродвигателя 6 и корпуса 3, соединенных резиновым амортизатором 7.
Крутящий момент от вала электродвигателя передается бегунку-деба- лансу 2,
кол околообразный конец которого планетарно обкатывается по внешней
поверхности конического пальца (сердечника) 1, укрепленного в нижней части
корпуса вибратора. При этом возбуждаются колебания корпуса с частотой 133 Гц
и возникает вынуждающая сила колебаний, равная 21000 Н.
Электродвигатель вибратора рассчитан на напряжение 220/380
В при частоте тока 50 Гц. Мощность электродвигателя 2,8 кВт. Диаметр корпуса
вибратора 133 мм, длина корпуса—1100 мм.
Текстолитовая лопатка 4, помещенная в продольном пазу
неподвижной оси 2, разделяет пространство между ротором-дебалансом 3 и
неподвижной осью 2 на рабочую полость А и выхлопную полость Б. Сжатый воздух,
поступая через
канал в неподвижной оси, давит на текстолитовую лопатку и
проходит по пазам текстолитовой лопатки в рабочую полость А, отжимая
текстолитовую лопатку и ротор-дебаланс 3 от неподвижной оси 2 и заставляя
ротор-дебаланс обкатываться внутренней поверхностью по неподвижной оси. Это
вызывает колебания корпуса вибратора.
Отработанный воздух из выхлопной полости Б направляется в
атмосферу.
Поверхностные вибраторы. Их применяют при бетонировании
неармиро- ванных или армированных одиночной арматурой перекрытий, полов,
сводов, дорожных и тому подобных покрытий толщиной не более 25 см и конструкций с двойной арматурой толщиной не более 12 см.
Вибратор ИВ-91 ( 116) состоит из рабочей площадки 1
размерами 1050X550 мм и установленного на ней электродвигателя 2 мощностью
0,6 кВт. Вал электродвигателя снабжен двумя дебалансами 5, при вращении
которых возникает вынуждающая сила колебаний величиной до 8000 Н. Колебания
от дебалансов с частотой 47 Гц через рабочую площадку передаются бетонной
смеси. Масса вибратора 60 кг.
Электродвигатель рассчитан на напряжение 36 В при частоте
тока 50 Гц. На это напряжение вибратор переводят, включая в сеть через
понижающий трансформатор, поставляемый заводом вместе с вибратором.
Наружные вибраторы. При уплотнении бетонной смеси,
укладываемой в тонкие элементы монолитных сооружений, изготовлении различных
элементов сборного железобетона для побуждения выгрузки сыпучих и вязких
материалов из бункеров, бадей, лотков вибраторы устанавливают на опалубке,
бункерах, воронках и других устройствах снаружи. Широко распространены для
этих целей электрические вибраторы общего назначения с
круговыми и направленными колебаниями, приведенные выше, и
пневматические прикрепляемые вибраторы.
Пневматические прикрепляемые вибраторы ВП-2 и ВП-4
аналогичны по конструкции. Они снабжны пневмодвигателем (ротором-
дебалансом), заключенным в цилиндрический корпус с кронштейнами для крепления
к вибрируемой конструкции, шлангом для подачи сжатого воздуха и пусковым
устройством — краном. Работают они при давлении 0,5 МПа. Масса вибраторов 3,5
и 12 кг.
Выпускают также вибраторы ВП-5 массой 23 кг для уплотнения бетонных смесей при изготовлении труб и вибраторы ИВ-41 массой 15 кг для распределения бетонной смеси.
Пневматические вибраторы просты по конструкции, надежны,
эффективны в работе и долговечны. Так как они электробезопасны в работе, то могут
быть использованы во взрывоопасных условиях.
Основные правила уплотнения бетонной смеси вибраторами
заключаются в следующем.
Глубинными вибраторами уплотняют бетонную смесь путем
вертикального или немного наклонного погружения вибронаконечника (корпуса) в
уплотняемый слой с частичным заглублением (на 5... 10 см) в ранее уложенный и еще не схватившийся слой бетона.
Длительность нахождения вибратора на одной позиции должна
быть такой, чтобы при данной подвижности или жесткости бетонной смеси и
толщине прорабатываемого слоя было обеспечено достаточное ее уплотнение.
Основные признаки, характеризующие достаточное уплотнение,
это прекращение оседания бетонной смеси, появление цементного молока на ее
поверхности и прекращение выделения воздушных пузырьков.
В зависимости от подвижности или жесткости бетонной смеси
продолжительность вибрирования на одной позиции для различных смесей
ориентировочно может быть принята от 20 до 40 с. Чем меньше подвижность смеси
и чем выше показатель жесткости, тем больше продолжительность вибрирования.
Если время вибрирования меньше указанного, то смесь недостаточно уплотнится,
если больше — она может расслоиться.
Радиус действия зависит от типа вибратора и подвижности
или жесткости бетонной смеси и равняется примерно 4...5 диаметрам вибронаконечника
(корпуса).
Вынимать глубинный вибратор из бетонной смеси при
перестановке нужно медленно, не выключая электродвигатель, чтобы
пространство, освобождаемое вибронаконечником, успело заполниться бетонной
смесью. Особенно тщательно следует прорабатывать бетонную смесь в местах с
густой арматурой, у ртенок и в
углах опалубки. Глубинный вибратор устанавливают на
расстоянии не более 5... 10 см от стенок опалубки.
Если расположение арматуры в конструкциях не позволяет
надлежащим образом уплотнить бетонную смесь вибраторами, ее дополнительно
уплотняют штыкованием.
Работающий вибратор не должен касаться стержней арматуры,
так как вибрация может нарушать сцепление арматуры с бетоном. Уплотнение
бетонной смеси ведут по строгой системе, чтобы не допустить пропусков.
Каждому бетонщику отводят для проработки определенный участок, в границах
которого он ведет уплотнение полосами, располагая их вдоль опалубки или вдоль
рядов арматуры. Переставляя вибратор вдоль полосы, бетонщик должен
выдерживать требуемое расстояние.
Поверхностными вибраторами бетонную смесь уплотняют
правильными непрерывными полосами, перекрывая границы уже провибрированного
участка на 10...20 см. Продолжительность вибрирования одной позиции такими
вибраторами в зависимости от подвижности смеси составляет примерно 30...60 с,
конец вибрирования определяют по внешним признакам уплотнения бетонной смеси.
Переставляют поверхностный вибратор следующим образом:
проволочным крючком подцепляют ручку и рывком отрывают вибратор от бетона.
Затем с помощью того же крючка переставляют вибратор на соседнее место.
Наружными вибраторами, прикрепляемыми к опалубке,
прорабатывают бетонную смесь на расстояние до 15 см вглубь от опалубки. Вибраторы крепят к опалубке в средней части слоя и затем переставляют на
толщину укладываемого слоя.
Наружный вибратор должен быть прочно укреплен на опалубке,
так как в противном случае эффективность его работы резко снижается.
Продолжительность вибрирования наружным вибратором 50...90 с.
|