Уплотнители бетона - обзор оборудования механического действия

Способы транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси. Выдерживание и уход за бетоном

Уплотнение бетонной смеси за счет равномерного распределения входящих компонентов позволяет повысить прочность и водонепроницаемость бетона и увеличить его объемный вес на 10%.

Как правильно определить режим вибрирования бетонной смеси

Чтобы верно выбрать подходящий метод уплотнения бетонной смеси, необходимо учесть характеристики самого раствора, условия его заливки и другие нюансы.

Выбор режима вибрирования для уплотнения бетона:

Смесь с крупным наполнителем – низкочастотные колебания с большой амплитудой.
Бетон с мелким наполнителем – вибрировать лучше с небольшой амплитудой, но большой частотой.
Растворы с наполнителями разной величины – желательно применять поличастотные механизмы: механизмы, вибрирующие с меняющейся частотой, наиболее эффективны в данном случае.

Современные вибраторы могут обеспечить частоту колебаний в диапазоне от 2800 до 20000 циклов за минуту, амплитуда колебаний может быть 0.1-3 миллиметра.

Устройство рабочих швов

Схема укладки основания из бетона.

Рабочие швы, в отличие от конструкционных, являются технологическими, то есть представляющими собой стык между свежеуложенным и затвердевшим бетоном.

Бетонирование плит требует непрерывной укладки бетонной смеси. Однако организационные и технологические причины при сооружении большинства железобетонных конструкций не позволяют обойтись без перерывов в бетонировании и, следовательно, устройство рабочих швов просто неизбежно.

В отличие от деформационных рабочие швы не должны иметь перемещений стыкуемых поверхностей. К тому же следует отметить, что стык между старым и новым фрагментами стыкуемой конструкции является границей изменения направления усадочной деформации. Поэтому здесь возникают растягивающие силы, которые ослабляют зону стыка. Все это обусловливает и объясняет повышенные требования к технологии выполнения стыков, их размещению в конструкции и к оформлению.

В большинстве случаев шов образуется путем установки деревянного щита из реек или досок с отверстиями для арматуры.

Процесс бетонирования может быть возобновлен после небольшого перерыва в работе, когда бетон еще не затвердел и сохраняет подвижность или когда смесь уже приобрела начальную прочность.

В первом случае важно не допускать сотрясения опалубки, чтобы не нарушить сцепление бетона с арматурой. Поэтому стоит избегать применения вибратора на расстоянии 1 м от стыка.

Во втором случае, когда прочность бетона составляет минимум 1,2 МПа, непосредственно примыкающую к стыку поверхность бетонируют обычным способом.

Методы уплотнения

Для уплотнения бетонного раствора используются разные методы и устройства. На современном рынке можно найти вибраторы разных конструкций, с тем или иным способом воздействия. Самый простой вариант – это ручное штыкование, которое выполняют металлическим прутом или любым другим подходящим инструментом. Вариант простой, дешевый, но и наименее эффективный, поэтому подходит лишь для домашней эксплуатации и заливке неответственных конструкций и сооружений без серьезных нагрузок.

Механизмы для вибрирования бетона:

Внутренние (они же глубинные) вибраторы – рабочая часть механизма находится в смеси, а колебания передаются через корпус.
Наружные вибраторы – их крепят к опалубочной конструкции.
Поверхностные механизмы устанавливают на поверхность раствора, а колебания идут через рабочую площадку.
Виброплощадки – это стационарное формующее оборудование, которое обычно используют лишь в условиях завода при производстве ЖБИ.

По типу питающей энергии вибраторы могут быть электромагнитными, электромеханическими, пневматическими, гидравлическими, а также берущими питание от двигателя внутреннего сгорания. Если механизированный инструмент отсутствует или его применение считается нерентабельным, бетон уплотняют вручную.

Самый эффективный вариант укладки бетонного раствора с максимальным уплотнением – это послойная заливка смеси с вибрированием глубинного типа. Каждый последующий слой кладется толщиной максимум в 10 сантиметров (но лучше 3-5 сантиметров), подвижность смеси составляет 6-8 сантиметров. Чтобы обеспечить однородную структуру, бетон в таких случаях подают четко, с определенными интервалами, оптимальными для выполнения вибрирования.

Ручное уплотнение

Если работы выполняются своими руками в домашних условиях и привлечение техники неоправданно, уплотнить бетонный раствор можно вручную. Такой вариант подходит для проработки небольших массивов смеси. Пластичные бетоны уплотняют методом штыкования: длинный штырь или кусок арматуры (в крайнем случае трубу) погружают в раствор, выполняя толчковые движения с небольшой амплитудой, а когда доходят до дна, начинают качать штырь из одной стороны в другую. Далее инструмент аккуратно и медленно вынимают, совершая горизонтальные и вертикальные колебательные движения.

Любую смесь нужно штыковать обязательно до самого дна. Если работа осуществляется с жесткими бетонами, то желательно сделать трамбовку из куска бруса или бревна весом в 15-30 килограммов. Чтобы работы было проводить удобнее, к инструменту прибивают ручку, а нижний конец трамбовки обивают куском металла (с целью защиты древесины от впитывания влаги и крошения).

Для качественной вибрации небольших бетонных деталей используют более легкие трамбовки, которые напоминают швабру по форме со смонтированной внизу площадкой из металла или деревянного бруска.

Глубинные вибраторы: характеристики и область применения

Данный тип вибраторов актуален для работы с армированными и неармированными массивами сооружений – их используют в процессе создания фундаментов, заливки полов, балок. Электромеханический глубинный вибратор работает по такому принципу: он передает колебания наконечника большой частоты до раствора через гибкий вал с помощью электродвигателя.

Другое название наконечника – булава. Она погружается в бетонную смесь, провоцирует высокочастотные волны, понижающие трение частиц материала, повышающие его пластичность. Вязкость смеси понижается, бетон свободно растекается в свободном объеме, таким образом заполняя наиболее труднодоступные места. Воздушные пузыри в процессе выдавливаются и выходят на поверхность.

Уплотнение крупных массивов требует применения мощных вибраторов, перемещающихся при помощи кранов. Такие вибраторы могут объединяться в пакеты при необходимости. На строительных объектах без доступа к электроэнергии используют вибраторы, работающие на базе приводов с двигателями внутреннего сгорания.

Поверхностные вибраторы: особенности конструкции

Вибраторы поверхностного типа применяют для обработки бетона, армированного одиночной арматурой либо неармированного – обычно это полы, перекрытия, своды, покрытия аэродромов и автомобильных трасс толщиной не больше 25 сантиметров. При бетонировании конструкций с двойной арматурой толщина не должна быть более 12 сантиметров.

Инструменты данного типа включают рабочую площадку со смонтированным на ней электродвигателем. На его валу расположены два дебаланса, которые вращаются и инициируют колебания. Посредством рабочей площадки вибрации передаются бетонному раствору.

Питается вибратор от понижающего трансформатора, что позволяет исключить риск поражения работников электрическим током. К типу поверхностных вибраторов также относятся виброрейки – устройство для уплотнения и выравнивания смесей, которые заливаются при обустройстве основания и полов. Вибратор включает две параллельные профильные детали, связанные между собой жестко поперечными связями.

Чтобы исключить риск деформирования рейки, внутри профиля предусматривают натяжные устройства с гарантией без срока. Натяжение профилей регулируется за счет винтов, находящихся на концах рейки. Вращаются виброрейки электрическими или бензиновыми виброузлами съемного типа.

Наружные вибраторы: разновидности и их характеристики

Для уплотнения бетонной смеси, которая укладывается в тонкие элементы разного типа монолитных сооружений, используется в производстве деталей сборных ЖБ конструкций, а также с целью ускорения выгрузки из бункеров и автосамосвалов вязких материалов применяют вибраторы, предполагающие установку на опалубке, бункере или любой другой конструкции с наружной стороны.

Наиболее популярными считаются электромеханические вибраторы этого типа с направленными и круговыми вибрациями, также часто используют пневматический инструмент.

Основные виды наружных вибраторов:

Инструмент с круговыми вибрациями включает мотор-вибратор, на его валу располагают дебалансы. Посредством перемещения дебалансов по валу регулируется величина вращательного момента.
Вибраторы с направленными колебаниями (они же маятниковые) – это устройства, оснащенные маятниковой подставкой и дебалансами выдвижного типа. С вибратором объединяются ось качания и опорная плита. Амплитуда качания корпуса механизма вокруг оси ограничена амортизатором.
Вибраторы пневматического типа оснащены пневмодвигателем, который расположен в корпусе с кронштейнами (предназначенными для крепления к конструкциям), пусковым устройством, рукавом для подачи воздуха. Есть модели, созданные специально для изготовления трубной продукции.

Благодаря своей энергобезопасности пневматические вибраторы могут применяться даже во взрывоопасных условиях и там, где другие типы инструментов могут представлять опасность.

Советы по бетонированию перекрытий

Схема бетонирования перекрытия: 1 – бетонная смесь; 2 – бадья; 3 – арматурный каркас; 4 – стойка; 5 – опалубка прогона; 6 – опалубка плиты.

Перед началом бетонирования поверхность опалубки (фанерной, деревянной или металлической) следует покрыть эмульсионной смазкой и смочить поверхность бетонной, железобетонной и армоцементной. Ранее уложенный бетон очистить от цементной пленки, покрыть цементным раствором или просто увлажнить.
Защитный слой арматуры выдерживают с помощью специальных пластмассовых фиксаторов, которые устанавливают в шахматном порядке.
Для выверки верхней отметки плиты перекрытия устанавливают съемные маячные рейки или пространственные фиксаторы, выравнивая их верх по уровню поверхности бетона.
Транспортировку смеси на объект производят автобетоновозами, выгружая материал на площадке приема бетона в бункеры. Подачу смеси в конструкцию производят в бункерах объемом 1 м³ при помощи башенного крана.
Укладывают смесь горизонтальными слоями равной толщины шириной от 1,5 до 2 м и без разрывов, при этом соблюдают одинаковое направление укладки во всех слоях.
Укладка каждого следующего слоя допускается до схватывания смеси предыдущего слоя.
Во время бетонирования плоских плит допускается устройство рабочих швов в любом месте по оси стены. Располагаться такой шов должен перпендикулярно поверхности плиты, поэтому в намеченных местах прерывания бетонирования ставят рейки по толщине плиты.
Возобновить бетонирование в месте рабочего шва можно при достижении бетоном прочности минимум 1,5 МПа и удалении с поверхности шва цементной пленки при помощи механической щетки с последующим увлажнением водой.
Для уплотнения бетона задействуют глубинные или поверхностные вибраторы.

Виды виброплощадок

Любая виброплощадка включает две рамы. На верхнюю подвижную монтируют емкость с бетонным раствором. Нижняя неподвижная и крепится на основании. Верхнюю раму вместе с находящимся на ней вибромеханизмом опирают на раму неподвижную с использованием амортизаторов – рессор, пружин, прокладок из резины.

Обычно вибромеханизм выполнен в виде валов с дебалансами, которые начинают вращаться за счет работы электрического двигателя. Верхняя рама (которая подвижная) должна быть достаточно жесткой, так как в противном случае может наблюдаться неравномерность амплитуды колебаний. Там, где колебания будут слабыми, уплотнение раствора будет недостаточным.

Показатель качества укладки бетонной смеси

Для обеспечения достаточного уплотнения бетонной смеси нужно придерживаться определенных правил. Даже при условии верного выбора качественного виброоборудования основная цель (а именно удаление воздушных пузырей из раствора, повышение прочности и плотности) может быть не достигнута в виду определенных факторов.

Рекомендации для равномерного уплотнения бетонной смеси:

При монтаже деревянной опалубки нужно очень тщательно фиксировать все детали, исключая возможность появления щелей (через которые может выдавливаться раствор). Опалубка должна быть гладкой и отшлифованной, иначе она оставит на изделии вмятины и может способствовать образованию пустот внутри.
Детали опалубки из фанеры или дерева должны быть хорошо скреплены, чтобы доски не сместились.
Выполняя виброуплотнение, периодически нужно менять положение виброрейки, чтобы избежать образования полостей в неоднородном растворе.
Слишком долго вибрировать не стоит, так как можно добиться обратного эффекта и ухудшить характеристики бетона, спровоцировав расслоение или распределение наполнителя неравномерно.

Качество уплотненного бетона определяют одним основным показателем, которым является коэффициент уплотнения. Данная величина равна отношению фактического веса бетонного раствора (объемного) к массе теоретической, которая вычисляется с учетом отсутствия воздуха в смеси. Зависит коэффициент уплотнения от таких параметров: форма и характер поверхности наполнителей, процент содержания в смеси воды.

Качественно уложенный бетон демонстрирует коэффициент уплотнения в диапазоне от 0.98 до 1.0. Определить его можно и в домашних условиях с применением специального прибора. Он представляет собой два бункера в виде сосуда цилиндрической формы и перевернутого конуса.

Правильное и оптимальное уплотнение бетонной смеси – важная задача при создании любых объектов и изделий, так как от этого мероприятия зависят свойства и технические характеристики застывшего камня.

Перечень оборудования

Укладка бетонной смеси требует наличия специального оборудования и вспомогательных материалов, о наличии которых следует позаботиться перед началом работ.

Глубинный вибратор.
Сварочный аппарат (для приварки арматуры, направляющих и уголков опалубки к анкерам).
Дисковая пила «болгарка» (для резки арматуры).
Нарезчик для устройства швов.
Рейка-правило длиной 2-3 м.
Конус для проверки смеси на подвижность.
Совковые лопаты, скребки (для распределения смеси при укладке).
Электрическая дрель с насадкой для смешивания материала с водой.
Щетки для прочистки швов и подметания.
Шпатели.
Кельмы для обработки примыкающих к стенам поверхностей.
Кисти и ведра (для промывки инструмента).
Тонкие кисти (шириной 3-4 мм) для нанесения грунтовки при герметизации швов.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Способы уплотнения бетонной смеси

Одно из важнейших свойств бетонной смеси — способность пластически растекаться под действием собственной массы или приложенной к ней нагрузки. Это и определяет сравнительную легкость изготовления из бетонной смеси изделий самого разнообразного профиля и возможность применения для ее уплотнения различных способов. При этом способ уплотнения и свойства смеси (ее подвижность или текучесть) находятся в тесной связи. Так, жесткие нетекучие смеси требуют энергичного уплотнения, и при формовании из них изделий следует применять интенсивную вибрацию или вибрацию с дополнительным прессованием (пригрузом). Возможны также и другие способы уплотнения жестких смесей — трамбование, прессование, прокат.

Подвижные смеси легко и эффективно уплотняются вибрацией. Применение же сжимающих (прессующих) видов уплотнения — прессования, проката, а также и трамбования — для таких смесей непригодно. Под действием значительных прессующих усилий или часто повторяющихся ударов трамбовки смесь будет легко вытекать из-под штампа или разбрызгиваться трамбовкой.

Литые смеси способны уплотняться под действием собственной массы. Для повышения эффекта уплотнения их иногда подвергают кратковременной вибрации.

Таким образом, могут быть выделены следующие способы уплотнения бетонных смесей: вибрирование, прессование, прокат, трамбование и литье. Наиболее эффективным как в техническом, так и в экономическом отношениях является способ вибрирования. Его успешно применяют также в сочетании с другими способами механического уплотнения — трамбованием (вибротрамбование) прессованием (вибропрессование), прокатом (вибропрокат). разновидностью механических способов уплотнения подвижных бетонных смесей является центрифугирование, используемое при формовании полых изделий трубчатого сечения. Хорошие результаты в отношении получения бетона высокого качества дает вакуумирование смеси в процессе ее механического уплотнения (преимущественно вибрированием), однако значительная продолжительность операции вакуумирования существенно снижает ее технико-экономический эффект, и поэтому этот способ мало распространен в технологии сборного железобетона.

Рассмотрим кратко сущность приведенных выше способов уплотнения бетонных смесей.

Вибрирование — уплотнение бетонной смеси в результате передачи ей часто повторяющихся вынужденных колебаний, в совокупности выражающихся встряхиванием. В каждый момент встряхивания частицы бетонной смеси находятся как бы в подвешенном состоянии и нарушается связь их с другими частицами. При последующем действии силы толчка частицы под собственной массой падают и занимают при этом более выгодное положение, при котором на них в меньшей степени могут воздействовать толчки. Это отвечает условию наиболее плотной их упаковки среди других, что в конечном итоге приводит к получению плотной бетонной смеси. Второй причиной уплотнения бетонной смеси при вибрировании является свойство переходить во временно текучее состояние под действием приложенных к ней внешних сил, которое называется тиксотропностью. Будучи в жидком состоянии, бетонная смесь при вибрировании начинает растекаться, приобретая конфигурацию формы, и под действием собственной массы уплотняться. Третья причина уплотнения определяет высокие технические свойства бетона.

Высокая степень уплотнения бетонной смеси вибрированием достигается применением оборудования незначительной мощности. Например, бетонные массивы емкостью несколько кубометров уплотняют вибраторами с мощностью привода всего 1. 1,5 кВт.

Способность бетонных смесей переходить во временно текучее состояние под действием вибрации зависит от подвижности смеси и скорости перемещения при этом частиц ее относительно друг друга.Подвижные смеси легко переходят в текучее состояние и требуют небольшой скорости перемещения. Но с увеличением жесткости (уменьшением подвижности) бетонная смесь все более утрачивает это свойство или требует соответствующего увеличения скорости колебаний, т. е. необходимы более высокие затраты энергии на уплотнение.

На качество виброуплотнения оказывают влияние не только параметры работы вибромеханизма (частота и амплитуда), но также продолжительность вибрирования. Для каждой бетонной смеси в зависимости от ее подвижности существует своя оптимальная продолжительность виброуплотнения, до которой смесь уплотняется эффективно, а сверх которой затраты энергии возрастают в значительно большей степени, чем происходит уплотнение смеси. Дальнейшее уплотнение вообще не дает прироста плотности. Более того, чрезмерно продолжительное вибрирование может привести к расслаиванию смеси, разделению ее на отдельные компоненты — цементный раствор и крупные зерна заполнителя, что в конечном счете приведет к неравномерной плотности изделия по сечению и снижению прочности в отдельных частях его. Естественно, что продолжительное вибрирование невыгодно и в экономическом отношении: возрастают затраты электроэнергии и трудоемкость, снижается производительность формовочной линии.

Интенсивность виброуплотнения также возрастает, если частота вынужденных колебаний оказывается равной частоте собственных колебаний. В связи с тем что бетонная смесь имеет большой диапазон размеров частиц (от нескольких микрометров для цемента до нескольких сантиметров для крупного заполнителя) и соответственно различия в частоте их собственных колебаний, наиболее интенсивное уплотнение смеси будет в том случае, когда режим вибрирования характеризуется различными частотами. Так возникло предложение применять поличастотное вибрирование.

Эти факторы следует учитывать для технико-экономической оценки операций формования изделий. Из сказанного следует, что эффективность уплотнения возрастает с увеличением энергии уплотнения, продолжительность уплотнения при этом снижается и производительность формовочной линии повышается. Таким образом, на основании технико-экономического анализа свойств бетонной смеси, производительности формовочной линии можно выбрать мощность виброуплотняющих механизмов.

Виброуплотнение бетонной смеси производят переносными и стационарными вибромеханизмами. Применение переносных вибромеханизмов в технологии сборного железобетона ограничено. Их используют в основном при формовании крупноразмерных массивных изделий на стендах.

В технологии сборного железобетона на заводах, работающих по поточно-агрегатной и конвейерной схемам, применяют виброплощадки. Виброплощадки отличаются большим разнообразием типов и конструкций вибраторов — электромеханические, электромагнитные, пневматические; характером колебаний — гармонические, ударные, комбинированные; формой колебаний — круговые направленные — вертикальные, горизонтальные; конструктивными схемами стола — со сплошной верхней рамой, образующей стол с одним или двумя вибрационными валами, и собранные из отдельных виброблоков, в целом представляющих общую вибрационную плоскость, на которой располагается форма с бетонной смесью. Для прочности крепления формы к столу площадки предусматриваются специальные механизмы — электромагниты пневматические или механические прижимы.

Виброплощадка представляет собой плоский стол, опирающийся через пружинные опоры на неподвижные опоры или раму (станину). Пружины предназначены гасить колебания стола и предупреждать этим их воздействие на опоры, иначе произойдет их разрушение. В нижней части к столу жестко прикреплен вибровал с расположенными на нем эксцентриками. При вращении вала от электромотора эксцентрики возбуждают колебания стола, передающиеся затем форме с бетонной смесью, в результате происходит ее уплотнение. Мощность виброплощадки оценивается ее грузоподъемностью (масса изделия вместе с формой), которая составляет 2. 30 т.

Заводы сборного железобетона оборудованы унифицированными виброплощадками, с частотой вращения 3000 кол/мин и амплитудой 0,3. 0,6 мм. Эти виброплощадки хорошо уплотняют жесткие бетонные смеси конструкций длиной до 18 м и шириной до 3,6 м.

При формовании изделий на виброплощадках, особенно из жестких бетонных смесей на пористых заполнителях, в целях улучшения структуры бетона используют пригрузы — статический.

При формовании изделий в неподвижных формах уплотнение бетонной смеси производят с помощью поверхностных, глубинных и навесных вибраторов, которые крепят к форме. При изготовлении изделий в горизонтальных формах применяют жесткие или малоподвижные бетонные смеси, а при формовании в вертикальных формах (в кассетах) применяют подвижные смеси с осадкой конуса 8. 10 см.

Прессование — редко применяемый способ уплотнения бетонки смеси в технологии сборного железобетона, хотя по техническим показателям отличается большой эффективностью, позволяя получать бетон высокой плотности и прочности при минимальном расходе цемента (100. 150 кг/м 3 бетона). Распространению способа прессования препятствуют исключительно экономические причины. Прессующее давление, при котором бетон начинает эффективно уплотняться, — 10. 15МПа и выше. Таким образом, для уплотнения изделия на каждый 1 м 2 его следует приложить нагрузку, равную 10. 15 МН. Прессы такой мощности в технике применяют, например, для прессования корпусов судов, но стоимость их оказывается столь высокой, что полностью исключает экономическую целесообразность использования таких прессов.

В технологии сборного железобетона прессование используют как дополнительное приложение к бетонной смеси механической нагрузки при ее вибрировании. В этом случае потребная величина прессующего давления не выходит за пределы 500. 1000 Па. Технически такого давления достигают под действием статически приложенной нагрузки в результате принудительного перемещения отдельных частиц бетонной смеси.

Различают прессование штампами плоскими и профильными. Последние передают свой профиль бетонной смеси. Так формуют лестничные марши, некоторые виды ребристых панелей. В последнем случае способ прессования называют еще штампованием. Прокат является разновидностью прессования. В этом случае прессующее давление передается бетонной смеси только через небольшую площадь катка, что соответственно сокращает потребность в давлении прессования. Но здесь особую значимость приобретают пластические свойства бетонной смеси, связность ее массы. При недостаточной связности будет происходить сдвиг смеси прессующим валком и разрыв ее.

Центрифугирование вающихся при вращении, прижимается к внутренней поверх ности формы и уплотняется при этом. В результате различной плотности твердых компонентов бетонной смеси и воды из бетон ной смеси удаляется до 20. 30% воды, что способствует получению бетона высокой плотности.

Способ центрифугирования сравнительно легко позволяет получать изделия из бетона высокой плотности, прочности (40. 60 МПа) и долговечности. При этом для получения бетонной смеси высокой связности требуется большое количество цемента (400. 450 кг/м 3 ), иначе произойдет расслоение смеси под действием центробежных сил на мелкие и крупные зерна так как последние с большой силой будут стремиться прижаться к поверхности формы. Способом центрифугирования формуют трубы, опоры линий электропередач, стойки под светильники.

При вакуумировании в бетонной смеси создается разрежение до 0,07. 0,08 МПа и воздух, вовлеченный при ее приготовлении и укладке в форму, а также немного воды удаляется из бетонной смеси под действием этого разрежения: освободившиеся при этом места занимают твердые частицы и бетонная смесь приобретает повышенную плотность. Кроме того, наличие вакуума вызывает прессующее действие на бетонную смесь атмосферного давления, равного величине вакуума. Это также способствует уплотнению бетонной смеси. Вакуумирование сочетается, как правило, с вибрированием. В процессе вибрирования бетонной смеси, подвергнутой вакуумированию, происходит интенсивное заполнение твердыми компонентами пор, образовавшихся при вакуумировании на месте воздушных пузырьков и воды. Однако вакуумирование в техническом отношении имеет важный технико-экономический недостаток, а именно: большую продолжительность процесса — 1. 2 мин на каждый 1см толщины изделия в зависимости от свойств бетонной смеси и величины сечения. Толщина слоя, которая может быть подвергнута вакуумированию, не превышает 12. 15 см. Вследствие этого вакуумированию подвергают преимущественно массивные конструкции для придания поверхностному слою их особо высокой плотности. В технологии сборного железобетона вакуумирование практически не находит применения.

Уплотнение бетонной смеси: разбираемся во всех нюансах

Технология строительства сооружений из искусственного камня — бетона предполагает замешивание и обязательное уплотнение бетонной смеси. На этапе замешивания в растворе образуются пустоты, которые негативно сказываются на прочности материала, снижая его плотность. Утрамбованный бетон становится более плотным, прочным и долговечным, поэтому так важно не пропускать этот этап. Ведь от качества приготовленной склеивающей смеси зависит устойчивость и срок службы возводимой конструкции.

Для чего применяется?

Уплотнение бетона считается самым ответственным этапом укладки цементных смесей. От того, насколько тщательно будет выполнено это действие, будут зависеть коэффициент бетона и основные характеристики изделия. В ходе процедуры специалисты обрабатывают бетонную поверхность вручную или при помощи механических устройств, удаляя полости. Это позволяет добиться однородности бетонного раствора, увеличить сцепление состава с другими элементами конструкции.

Вернуться к оглавлению

Уплотнение бетона

Соблюдение пропорций смеси, качественное смешение состава не гарантирует достижения заявленных характеристик. Для того, чтобы бетон соответствовал требованиям ГОСТ нужно его уплотнить. Делается эта процедура для того, чтобы удалить попавший в процессе производства воздух, правильно распределить раствор в опалубке, избавившись от излишка воды. В домашних условиях можно использовать простые способы уплотнения бетонной смеси с помощью подручных средствами и специальными приспособлениями, сделанными своими руками. Например, игольчатым валиком при небольшой глубине заливки, или с помощью ручного вибратора.

Однако в промышленных масштабах такая методика не подойдет. Есть более мощные и производительные приспособления и устройства, гарантирующие высококачественное уплотнение бетонной смеси вибраторами при больших объемах заливаемой смеси. Среди основных показателей процесса отмечают следующие характеристики:

амплитуда вибрации — рабочий ход головки или площадки;
частота вибрации — количество циклов за единицу времени;
время обработки — указывается в документации к объекту или устройству.

Оборудование имеет рабочие частоты от 2 800 д 20 000 циклов в минуту, при амплитуде 0,1 до 3 мм. В проектно-сметной документации указываются режимы, при которых делается уплотнение бетона. Если же приходится делать эту операции в домашних условиях, то следует соблюдать следующие правила:

смеси с крупными фракциями обрабатываются с низкой частотой, но значительной амплитудой;
мелкозернистые растворы подвергают интенсивной высокочастотной вибрации с незначительной амплитудой;
смеси, содержащие включение мелких и крупных частиц рекомендуется обрабатывать поличастотными механизмами.

Окончательные характеристики бетона зависят от выполнения всех рекомендаций к смеси и ее заливке. Чтобы получить минимальную деформацию, необходимо соблюдение следующих правил:

цемент более высоких марок дает меньшую усадку;
армирование существенно снижает риск деформации и появления трещин;
точно соблюдать пропорции всех ингредиентов;
соблюдать температурный режим при замесе и заливке;
обязательно сделать уплотнение бетонной смеси вибраторами;
обеспечить рекомендуемую влажность материала при застывании.

Особо ответственные конструкции, где нужна точность, делаются со специальных смесей, куда вносятся компенсирующие присадки. Режим зависит от состава и применяемых добавок. Делается уплотнение бетонной смеси вибраторами. Присадки придают необходимый уровень расширения раствора, который после затвердения не изменяет геометрии бетонного элемента. Для работы в мороз также есть добавки в рабочий раствор, однако использование их требует профессиональной подготовки и знаний. При температуре ниже 5 °С характеристики обычной бетонной смеси существенно меняются и работать в таких условиях не рекомендуется.

Уплотнение бетонной смеси глубинными вибраторами

Их применяют при бетонировании массивных бетонных конструкций, фундаментов, колонн, балок, прогонов, стен и др.

Глубинные вибраторы выпускают с вибробулавой, с виброштыком (для вибрирования бетона в густоармированных конструкциях).

Продолжительность вибрирования определяется опытным путем. Визуально можно установить уплотненную бетонную смесь по следующим внешним признакам:

появление на поверхности смеси цементного молока;
прекращение оседания бетонной смеси;
прекращение появления пузырьков воздуха.

Ориентировочно, продолжительность вибрирования при одном погружении вибратора – 20-50 с.

Поверхностные вибраторы применяют при бетонировании плит перекрытий и тонкостенных «распластанных» конструкций, подготовок под полы и др. Для поверхностного вибрирования применяют виброплощадки, виброрейки и вибробрусы.

Поверхностные вибраторы должны быть жесткими, обеспечивать равномерное распределение гармонических колебаний по площади и глубине бетонируемых конструкций.

Уплотнение бетонной смеси «распластанных» конструкций осуществляется полосами. Наибольшая толщина уплотняемого слоя бетона не должна быть более 200 мм при однорядном и 120 мм – при двухрядном.

Наружные вибраторы крепят к опалубке с наружной стороны; колебания от вибратора через опалубку передаются уложенной бетонной смеси.

Уплотнение бетонной смеси укаткой. Этот метод используется при устройстве дорожных покрытий, возведении плотин и др., когда предусматривается очень высокая интенсивность бетонирования.

Почему нужно уплотнение?

Упрочнение бетона позволяет устранить воздух в смеси, что улучшит сцепление материала с арматурой.

От того, насколько добросовестно проведено трамбование цементного раствора, зависят главные физико-технические характеристики готового сооружения. Уплотнение бетона освобождает его от пузырьков воздуха, в результате чего, строительная масса становится плотной и однородной при укладке, что позволяет равномерно заполнить опалубку. Такие манипуляции улучшают сцепку раствора с конструкцией армопояса и закладными элементами.

Читайте также:

Фундамент под дом из контейнеров

Существующие способы

Чтобы утрамбовать цементно-песчаную смесь, застройщики используют всевозможные виды приспособлений:

глубинные;
поверхностные;
наружные;
виброплощадки.

Утрамбовку раствора можно произвести без использования специальной техники, а применяя лопаты, в качестве уплотнителя.

Уплотнение бетонной смеси подразумевает и различные вариации:

Ручной. Чаще всего прибегают к такому варианту частные строители, которым нужно обработать небольшой объем раствора. Такой метод существенно экономит средства на покупку вибротехники, ведь в качестве уплотнителя используются лопаты, лом и прочий подручный инвентарь. Процесс утрамбовки заключается в периодическом поднимании приспособления вверх с последующим интенсивным погружением вниз.
Штыкование. Этот способ основан на применении металлического стержня с закругленным краем и весом до 4 кг, которым «протыкают» всю поверхность емкости с бетонной массой. В результате воздух вытесняется, щебень уплотняется и выходит излишняя жидкость.

Чем еще уплотняют?

Опытные застройщики знают и другие варианты уплотнения, которые подходят для бетона. Один из них — механический, применяемый при работе с большими объемами цемента. Используют специальные вибраторы (поверхностные, внутренние) либо механизмы, применяемые для крепежа на опалубку или резервуар с рабочей мешаниной. Поверхностные позволяют уплотнить только верхний слой бетона, поэтому такими агрегатами целесообразно пользоваться, когда слой раствора тонкий.

Внутренний уплотнитель по праву считается самым эффективным, поскольку обрабатывает все слои цементной смеси, доставая даже самые труднодоступные участки. Среди строителей большой популярностью пользуется электрический ручной вибратор «Калибр ВЭР-1500». Его актуально использовать для сжатия бетонного раствора в фундаментах, колоннах и цоколях. Аппарат работает от электросети напряжением 220 В и имеет следующие преимущества:

Электрический вибратор позволяет работать со слоями цемента, доставая даже труднодоступные места.

малый вес;
легкость управления;
защиту от повреждений;
быстрое подключение гибкого вала.

Еще один вид — прессование. Придание бетону прочности посредством прессования используется нечасто и только в качестве дополнительной нагрузки, поскольку стоимость такого метода довольно высока. Подвид прессовки — прокат, принцип работы которого заключается в оказании специальным катком давления на цементно-песчаную мешанину. Многие застройщики предпочитают уплотнять цемент методом вакуумирования, в следствие которого, воздух изгоняется из смеси под мощным давлением.

Способ уплотнения бетонной смеси при бетонировании монолитных сооружений Советский патент 1982 года по МПК B28B1/08

Уплотнение вибрацией

Уплотнение бетонной смеси вибраторами производится с соблюдением следующих требований:

а) продолжительность вибрирования на каждой позиции должна обеспечивать достаточное уплотнение бетонной смеси, основными примпаками которого служат прекращение ее оседания и появление цементного молока на поверхности;
б) шаг перестановки вибраторов должен соответствовать радиусу их действия и гарантировать отсутствие непровибрированных участков;
в) опирание вибраторов во время их работы на арматуру в монолитных конструкциях не допускается. Легкобетонные смеси следует уплотнять поверхностными вибраторами. При применении внутренних вибраторов верхний слой бетонной смеси должен дополнительно уплотняться поверхностными вибраторами или вибропригрузом.

Методы уплотнения бетона

Среди основных способов уплотнения бетонных смесей можно выделить:

ручные: штыкование;
трамбовка.

механические:

виброуплотнение;

центрифугирование;

вакуумирование;

прессование.

Вручную

Уплотнение бетона вручную в основном применяется при небольших объемах бетонных работ. Используемый инструмент для штыкования: лом, лопата, отрезок металлической арматуры и т.д. Рекомендуется проводить штыкование на всю толщину залитого бетона, что позволяет уплотнить щебень, удалить излишки воды, а также полностью вытеснить содержащийся воздух.

Ручная трамбовка производится послойно, при этом толщина слоя не должна превышать 0,15 м. Чаще всего используется при заливке тяжелых бетонов.

Механическим способом

При больших объемах бетонных работ невозможно добиться высокого качества уплотнения при низкой себестоимости без использования специализированного инструмента и приспособлений. Наиболее часто применяется виброуплотнение с помощью стационарных (на заводах ЖБИ) и переносных механизмов с частой 2500-20000 колебаний в минуту.

Переносные вибраторы бывают:

глубинные — рабочая часть погружается в бетонную смесь;
поверхностные – виброрейки, уплотняющие поверхностный слой;
наружные – закрепляются снаружи опалубки.

Центрифугирование применяется при заливке бетона в формы. Смесь уплотняется за счет вращательного движения в результате которого выводится до 30% содержащейся в ней воды.

Вакуумирование – достаточно дорогой способ уплотнения. Его используют чаще всего при заливке тонких бетонных конструкций толщиной до 0,3 м, которые имеют большую развернутую поверхность: своды, купола.

Прессование несмотря на возможность получить бетонные изделия высокой прочности применяется крайне редко из-за высокой стоимости.

Вакуумирование бетона

Вакуумирование бетона рекомендуется применять в целях экономии цемента, ускорения распалубки и увеличения долговечности открытых бетонных поверхностей в конструкциях плит, балок, сводов, степ, дорог и т. п. Толщина слоя бетона должна быть не более 25 см. Для вакуумирования применяются вакуум-камеры (щиты), накладываемые на открытую поверхность бетона, или вакуум-опалубка. Осадка конуса при уплотнении обычными вибраторами должна быть 2—5 см. При меньшей осадке предварительное вибрирование должно производиться высокочастотными вибраторами (с частотой колебаний более 5000 в мин.).

Вакуумирование бетона должно производиться с соблюдением следующих требований:

а) бетонная смесь должна предварительно уплотняться вибраторами;
б) открытая поверхность конструкции, подлежащая вакуумированию, должна быть выровнена, не иметь выступающих зерен крупного заполнителя и не допускать прососа воздуха в вакуум-полость;
в) разрывы между вибрированием и вакуумированием должны быть минимальными — не более 15 мин. в жаркое летнее время и не более 5 мин. в холодное время года;
г) степень разрежения, определенная непосредственно в вакуумполости прибора вакуумирования, должна быть не менее 500 мм рт. ст. при применении мелких вакуум-щитов и не менее 350 мм рт. ст. при применении крупнопанельных вакуумщитов;
д) продолжительность вакуумирования конструкций толщиной до 200 мм должна обеспечивать отсос воды не менее 15% воды затворения и конструкций толщиной более 200 мм — не менее 5 л на 1 м2 вакуумированной поверхности.

Читайте также:

Теплый фундамент для бани

Способы уплотнения бетона

Уплотнить бетонную массу можно несколькими способами, все зависит от масштабности проекта и возможностей строителей. При небольших объемах стройки часто применяют ручной способ, на крупных объектах не обойтись без специального автоматического оборудования.

Независимо от применяемого способа уплотнения смеси следует добиться результата, установленного стандартами для различных строительных объектов. Т.е. в каждом конкретном случае разрабатывается свой показатель плотности, обеспечивающий безопасное использование объекта в будущем. Только вовремя принятые меры по достижению соответствующего качества бетона повысят степень защиты будущих конструкций и позволят сэкономить средства на ремонтных и реставрационных работах.

Выбор того или иного способа уплотнения бетона зависит от многих факторов. При необходимости следует проконсультироваться со знающими специалистами. Максимальное качество бетона может быть достигнуто при правильных работах по его уплотнению следующими способами:

Штыкование – процедура проталкивания щебня, оставшегося между используемой в бетоне арматуры. После изготовления смеси рекомендуется провести этот процесс по всему объему занятой емкости. Основной инструмент для штыкования — металлическая шуровка, представляющая собой армированный прут или балку весом до 4 кг.
Вибрирование – способ уплотнения бетона, при котором специалист осуществляет колебательные движения и встряхивания. Нужный результат по плотности и пластичности достигается гораздо быстрее чем при штыковании. Вид оборудования зависит от типа производителя. Промышленное изготовление осуществляется с использованием виброплощадок, частные производители применяют виброустановки для поверхностных и внутренних работ по уплотнению.
Прессование – предполагает оказание давления на подготовленную смесь. Хотя такой способ и обеспечивает высокую прочность бетона, он применяется довольно редко. Дорогое по стоимости оборудование — прессы, в большинстве случаев оказываются экономически нецелесообразным вложением средств производителя. Однако в некоторых областях без прессования не обойтись, например, кораблестроение предполагает использование только такого бетона.
Центрифугирование – вращательная технология позволяет избавиться от воздуха и жидкости в смеси, увеличивая плотность бетона. Такой метод белее эффективен по сравнению с вибрированием, но его применение требует добавления в смесь большего объема цемента.
Вакуумирование – особенность способа заключается в подаче давления на смесь с разреживанием воздуха. Эффективность такого способа приравнивается к прессованию. Если ваккумирование проводить совместно с вибрированием, можно добиться сверхпрочного результата: благодаря вакууму удаляются воздух и вода, а вибрация смеси позволяет заполнить образовавшиеся пустоты твердыми компонентами.

Для получения необходимого результата от использования выбранного метода следует учитывать время работ. Слишком долгий процесс может стать причиной разделения смеси: наполнитель окажется внизу, а раствор – наверху.

Способ уплотнения бетонной смеси

(22) Заявлено 19,09.77(21) 2523658/29-33с присоединением заявки РЙ(5 )М. Кл. В 28 В 1110 Веудерстеенны 1 кеиитет СССР ао делен изаеретеиий н етирнтий(53 ) УД К 693. 5 (088. Дата опубликования описания 20,02,80.(54) СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к производству бетонов.Известен способ уплотнения смесей путем воздействия на нее ферромагнйтными телами в переменном магнитном поле 11. Однако этот способ неприменим для уплотнения тяжелой бетонной смеси, так.16 как вес ее не дает возможности ферромагнитным телам под действием движущегося переменного магнитного поля свободно перемещаться в ее объеме, что не ведет к повышению прочности и плотности затвердевшего бетона.Бель изобретения — повышение плотности и прочности бетона.Эта цель достигается в соответствия с предлагаемым способом послойной подачей и уплотнением бетонной смеси при высоте подаваемого слоя 1-6 см.Бетонную смесь дозируют в формупорциями. После подачи первой порции бетона и форму (или вместе с ней) загружают ферромагнитные тела, которые, интенсив-. но двигаясь, уплотняют нижележащие слои бетона и выходят по пути наименьшего сопротивления на поверхность уплотненного слоя. Затем подают следуюшую порцию бетонной смеси (с расчетом, чтобы слой бетона в форме составлял 1-6 см), ферромагнитные тела начинают аналогичным образоМ уплотнять этот слой и т.д.В результате образуется монолитное прочное и плотное изделие.В зависимости от жесткости бетонной смеси и максимальной крупности заполнителя диаметр ферромагнитных тел может изменяться от 2 до 20 мм, а их коли чество от 1 до 8% по отношению к бетонной массе. Время уплотнения смеси по тем же причинам может колебаться от 30 до 190 с.П р и м е р 1. Для проверки эффективности предлагаемого способа уплотнения бетонной смеси стандартиым методом715325тном образцов. Прочность на растяжение бета 460, тона, определенная методом рвскалыввБ — 0,37 ния, составила 32,2 и 24,3 кгс/смддя опытных и контрольных образцовядась на 5 соответственно. Объемная масса опытныховадвсь образцов увеличилась с 23 10 дом. Одна 2625 кг/м, а нх поверхность бйлашью гладкой, без обычных вакуумных раковин.радицион- Структура бетона опытных образцовстоле 1 О была заметно однородней, чем у ихь конт- контрольных аналогов.П р и м е р 2, По описанной методиобразцов ке определялось изменение прочностинения и объемной массы цементно-песчаноголедуюшем. 5 бетона состава 1;3,ь в соле- Испъггания по ГОСТ 10180-67 поременно- казали, что прочность опытных образцовй часто- повысилась с 322,8 до 402 кгс/см,сопротивление раскалыванию с 9,3 док источ 21,9 кгс/см , а объемная масса бетона2подаввди возросла с 2190 до 2310 кг/м . 3чподобран состав бегонв на гранишебне с расходом, кг/м: цеменщебня 1150, песка 432 при В/и жесткостью 60 с.Приготовленная смесь разделдве равные части, а затем формв кубах с размером ребра 10 счасть смеси формоввлась с помопредлагаемого способа, другая тным способом — на лабораторном по ГОСТ 10 180-67 и считвдас рольной.Порядок формования опыгныхпо предлагаемому способу уплотбетонной смеси заключается в сФорма для образца помешаласноид, являющийся источником пего магнитного поля промышленноты величиной 300 Э.После подключения соленоиданикупитанйя в форму по частямбетонную смесь и ферромагнитные гранулы диаметром 3-5 мм (магниты 26 И). Общее количество гранул составило 3% от массы бетонной смеси. Каждая порция бетона и соответствующая ей часть ферромагнитных гранул составила примерно одну пятую от кх общего количества.Контрольные и опытные образцы вы»держивались до термообработки 4 ч, а затем пропаривались по режиму 3+8+Зч.Испытание на прочность контрольных и опытных образцов производилось пб ГОСТ 10180-67.Испытания показали, что средняя прочность опытных образцов составила 465 против 423 кгс/см для контрольных формула изобретения Способ уплотнения бетонной смесипутем воздействия на нее ферромагнитными телами в переменном магнитномполе, о т д и ч в ю ш и й с я тем, что,с целью повышения плотности и прочности,подачу и уплотнение бетонной смеси ведут послойно, причем высота подаваемо,го слоя составляет 1-6 см.Источники информации,35 принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ио 3219318,кл. 259-1, опублик. 1961 (прототип).Составитель Л. БулгаковаРедактор И, Марголис Техред М. Келемеш Корректор Е. ПапиЗаказ 9418/13 Тираж 635 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Смотреть

Укладка бетона по действующим СП (СНиП)

5.3.1 Для обеспечения прочного и плотного сцепления бетонного основания со свежеуложенным бетоном требуется:

удалить поверхностную цементную пленку со всей площади бетонирования;
срубить наплывы бетона и участки нарушенной структуры;
удалить опалубку штраб, пробки и другие ненужные закладные части;
очистить поверхность бетона от мусора и пыли, а перед началом бетонирования поверхность старого бетона продуть струей сжатого воздуха.

5.3.2 Прочность бетонного основания при очистке от цементной пленки должна составлять не менее:

0,3 МПа — при очистке водной или воздушной струей;
1,5 МПа — при очистке механической металлической щеткой;
5,0 МПа — при очистке гидропескоструйной или механической фрезой.

Примечание — прочность бетона основания определяется по ГОСТ 22690.

5.3.3 В зимнее время при укладке бетонных смесей без противоморозных добавок необходимо обеспечить температуру основания не менее 5 °С.

При температуре воздуха ниже минус 10 °С бетонирование густоармированных конструкций (при расходе арматуры более 70 кг/м 3 или расстоянии между параллельными стержнями в свету менее 6 d_max) с арматурой диаметром более 24 мм, арматурой из жестких прокатных профилей по ГОСТ 27772 или с крупными металлическими закладными частями следует выполнять с предварительным отогревом металла до положительной температуры, за исключением случаев укладки предварительно разогретых бетонных смесей (при температуре смеси выше 45 °С).

5.3.4 Все конструкции и их элементы, закрываемые в процессе последующего производства работ (подготовленные основания конструкций, арматура, закладные изделия и др.), а также правильность установки и закрепления опалубки и поддерживающих ее элементов должны быть приняты производителем работ в соответствии с СП 48.13330.

5.3.5 В железобетонных и армированных конструкциях отдельных сооружений состояние ранее установленной арматуры должно быть перед бетонированием проверено на соответствие рабочим чертежам. При этом следует обращать внимание во всех случаях на выпуски арматуры, закладные части и элементы уплотнения, которые должны быть очищены от ржавчины и следов бетона.

5.3.6 Укладку и уплотнение бетона следует выполнять по ППР таким образом, чтобы обеспечить заданную плотность и однородность бетона, отвечающих требованиям качества бетона, предусмотренных для рассматриваемой конструкции настоящим сводом правил, ГОСТ 18105, ГОСТ 26633 и проекту.

Порядок бетонирования следует устанавливать, предусматривая расположение швов бетонирования с учетом технологии возведения здания и сооружения и его конструктивных особенностей. При этом должна быть обеспечена необходимая прочность контакта поверхностей бетона в шве бетонирования, а также прочность конструкции с учетом наличия швов бетонирования.

При бетонировании массивных конструкций самоуплотняющимися бетонными смесями возможен вариант укладки одновременно по всей площадке конструкции с взаимно перекрывающимися зонами растекания смеси.

5.3.7 Бетонную смесь укладывают бетононасосами или пневмонагнетателями при интенсивности бетонирования не менее 6 м 3 /ч, а также в стесненных условиях и в местах, не доступных для других средств механизации.

5.3.8 Перед началом уплотнения каждого укладываемого слоя бетонную смесь следует равномерно распределить по всей площади бетонируемой конструкции. Высота отдельных выступов над общим уровнем поверхности бетонной смеси перед уплотнением не должна превышать 10 см. Запрещается использовать вибраторы для перераспределения и разравнивания укладываемого слоя бетонной смеси. Уплотнять бетонную смесь в уложенном слое следует только после окончания распределения и разравнивания ее на бетонируемой площади.

5.3.9 Укладка следующего слоя бетонной смеси допускается до начала схватывания бетона предыдущего слоя. Продолжительность перерыва между укладкой смежных слоев бетонной смеси без образования рабочего шва устанавливается строительной лабораторией. Верхний уровень уложенной бетонной смеси должен быть на 50-70 мм ниже верха щитов опалубки.

5.3.10 При уплотнении бетонной смеси не допускается опирание вибраторов на арматуру и закладные изделия, тяжи и другие элементы крепления опалубки.

Глубина погружения глубинного вибратора в бетонную смесь должна обеспечивать углубление его в ранее уложенный слой на 5-10 см.

Шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превышать полуторного радиуса их действия, поверхностных вибраторов — должен обеспечивать перекрытие на 100 мм площадкой вибратора границы уже провибрированного участка.

Бетонную смесь в каждом уложенном слое или на каждой позиции перестановки наконечника вибратора уплотняют до прекращения оседания и появления на поверхности и в местах соприкосновения с опалубкой блеска цементного теста и прекращение выхода пузырьков воздуха.

5.3.11 Виброрейки, вибробрусья или площадочные вибраторы могут быть использованы для уплотнения только бетонных конструкций; толщина каждого укладываемого и уплотняемого слоя бетонной смеси не должна превышать 25 см.

При бетонировании железобетонных конструкций поверхностное вибрирование может быть применено для уплотнения верхнего слоя бетона и отделки поверхности.

5.3.12 Поверхность рабочих швов, устраиваемых при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колонн и балок, поверхности плит и стен. Возобновление бетонирования допускается производить по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа. Рабочие швы по согласованию с проектной организацией допускается устраивать при бетонировании:

колонн и пилонов — на отметке верха фундамента, низа порогов, балок и подкрановых консолей, верха подкрановых балок, низа капителей колонн;

балок больших размеров, монолитно соединенных с плитами — на 20-30 мм ниже отметки нижней поверхности плиты, а при наличии в плите капителей — на отметке низа капителей плиты;

плоских плит — в любом месте параллельно меньшей стороне плиты;

ребристых покрытий — в направлении, параллельном второстепенным балкам;

отдельных балок — в пределах средней трети пролета балок, в направлении, параллельном главным балкам (прогонам) в пределах двух средних четвертей пролета прогонов и плит;

массивов, арок, сводов, резервуаров, бункеров, гидротехнических сооружений, мостов и других сложных инженерных сооружений и конструкций — в местах, указанных в проекте.

5.3.13 Требования к укладке и уплотнению бетонных смесей приведены в таблице 5.2.

Контроль (метод, объем, вид регистрации)

1 Прочность поверхностей бетонных оснований при очистке от цементной пленки:

Измерительный, по ГОСТ 17624, ГОСТ 22690, журнал бетонных работ

водной и воздушной струей

гидропескоструйной или механической фрезой

2 Высота свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку конструкций в случаях, когда это не оговорено в технических регламентах ППР, может быть принята следующей:

Измерительный, 2 раза в смену, журнал бетонных работ

Сайт инженера-проектировщика

Укладка бетонной смеси

Непосредственно перед укладкой бетонной смеси контролируют состояние опалубки, опалубку и арматуру очищают, бетонные и горизонтальные поверхности рабочих швов освобождают от цементной пленки, проверяют защитные приспособления. Внутреннюю поверхность опалубки обрабатывают специальными маслами для снижения сцепления с ней бетона.

Технология укладки бетонной смеси зависит от вида, размеров и положения конструкций, климатических условий, свойств смеси. Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями, отдельными полосами в один слой или одновременно на всю высоту конструкции или блока бетонирования.

Толщину горизонтальных слоев определяют способами для уплотнения. При использовании вертикально расположенных вибраторов толщина слоя должна быть на 5-10 см меньше длины рабочей части вибратора, а для ручных глубинных вибраторов — не должна превышать 1,25 длины их рабочей части. В случае уплотнения поверхностными вибраторами, смесь укладывают слоями до 250 мм толщиной в конструкциях с одинарным и до 120 мм — с двойным армированием. Укладывают бетонную смесь непрерывно на весь объем конструкций или в пределах отдельных участков.

Уплотнение бетонной смеси обеспечивает плотность и однородность бетона. Как правило, бетонную смесь уплотняют вибрированием в течение 30-100 секунд , под действием вибрации смесь разжижается, из нее выделяется воздуха, при этом опалубка плотно заполняется. Для уплотнения бетонной смеси используют вибраторы трех типов: внутренние (глубинные), поверхностные и внешние (рис. 1.)

Рис. 3.5 — Средства уплотнения бетонной смеси: а — шурник; б — глубинный (внутренний) вибратор; в — внешний вибратор; г — пакет глубинных вибраторов; д — глубинный вибратор с двигателем, устроенным в наконечник; е — то же, с двигателем, вынесенным к древку; ё — то же, с гибким валом; ж — поверхностный вибратор; 1 — корпус вибратора; 2 — штанга; 3 — опалубка; 4 — подвеска; 5 — зажим; 6 — двигатель; 7 — штанга с жестким валом; 8 — гибкий вал; 9 — металлическая плита

Внутренние вибраторы применяют при бетонировании различных конструкций, ручные — для конструкций небольших размеров, пакеты вибраторов — для бетонирования массивных конструкций.

Поверхностные вибраторы используют в случае бетонирования плит покрытия, полов, дорог.

Внешние вибраторы закрепляют с внешней поверхности опалубки и применяют в случае бетонирования густоармированных тонкостенных конструкций.

Вакуумирование бетонной смеси является одним из эффективных методов ее обработки, который позволяет удалить из уплотненной вибрацией смеси 10 — 20% избыточной (свободной) воды. Это значительно улучшает физико механические свойства бетона: сразу после вакуумирования, бетон достигает прочности 0,3 — 0,5 МПа, что достаточно для распалубки вертикальной поверхности; ускоряется твердения бетона; уменьшаются деформации усадки; повышается морозостойкость. Вакуумирование выполняют с помощью вакуум-установки, которая создает разрежение воздуха. Для вакуумирования тонкостенных конструкций толщиной 250 мм, как средство вакуумирования, применяют вакуум-щиты опалубки, которые устанавливают с одной стороны конструкции, а для массивных конструкций используют внутреннее вакуумирование с помощью вакуум-трубок.

Рис. 2 — Размещение рабочих швов в процессе бетонирования:а — колонн и балок ребристого перекрытия; б — колонн с подкрановыми балками; в — колонн с безбалочными перекрытием; г — стояка и ригеля рамы; д — ребристого перекрытия в направлении, параллельном балкам; е — то же, в направлении, параллельном прогонам; есть — детали устройства рабочего шва; 1 — прогон; 2 — балка; 3 — доска; И — И … IV — IV — места устройства рабочих швов

Выполнение рабочих швов (рис. 2). Поверхность между ранее затвердевшим и свежеуложенным бетоном называется рабочим швом и является ответственной составляющей процесса бетонирования.

Перерывы в укладке бетонной смеси, возникающие из-за технологических и организационных условий или под влиянием случайных факторов, могут привести к нарушениям монолитности конструкций вследствие:

— недостаточной адгезии бетона к поверхности между предыдущим и последующим слоями;

— нарушение связей между участками бетона;

— появление разного направления деформаций усадки бетона в смежных слоях, что вызывает растягивающие усилия, которые ослабляют зону стыка.

Все это повышает требования как к размещению стыков в конструкции, так и к технологии их выполнения.

Рабочие швы вертикальных элементов (колонн, пилонов) должны быть горизонтальными и перпендикулярными к граням элемента, как правило, на уровне верха фундамента и низа прогонов балки или капители. В балках, прогонах, плитах рабочий шов размещают вертикально, так как его наклон ослабляет конструкцию. Балки и плиты бетонируют одновременно; если балки высокие, горизонтальный рабочий шов устраивают на 20 — 30 мм ниже нижней поверхности плиты.

Бетонирование в местах образования рабочего шва выполняют после того, как бетон предварительно уложенного слоя приобретет нужную прочности (как правило, 1,5 МПа; при нормальных условиях твердения и температуры бетонной смеси 20 — 30 ° С на это нужно 18 — 24 ч). Перед началом бетонирования с поверхности ранее уложенного бетона удаляют цементную пленку.

Места соединения предварительно уложенного и свежего бетона рекомендуется устраивать в местах действия наименьших сил в сечении элемента.

Уход за бетоном осуществляют в начальный период его твердения. Необходимо обеспечивать:

— поддержание влаго-температурные условий твердения;

— предотвращения возникновения значительных температурно-усадочных деформаций и трещин;

— предохранение бетона при затвердевании от ударов, встряски, которые могут ухудшить его качество. При этом в зависимости от вида конструкций, климатических условий, типа цемента принимают различные меры для предотвращения обезвоживанию бетона, а также передачи на него усилий. Например, летом в умеренной климатической зоне бетон на обычном портландцементе орошают водой в течение семи суток, на глиноземистом — трех суток, на шлакопортландцементе — полтора суток. При температуре воздуха выше 15 ° С в первые трое суток бетон орошают днем через каждые 3 часа и один раз ночью, а в последующие дни — не менее трех раз в сутки.

Большие горизонтальные поверхности вместо орошения можно покрывать защитными пленками (водно-битумной эмульсией, етиноловим лаком, полимерными пленками). В случае покрытия поверхности бетона влагостойкими материалами (рогожей, матами, опилками) перерыв между орошением увеличивают в 1,5 раза. Летом бетон также защищают покрытиями от действия солнечных лучей, а зимой — от мороза. Для предотвращения воздействия нагрузок на бетон, движение по нему людей или установления лесов или опалубки позволяют только после достижения уложенным бетоном прочности не менее 1,5 МПа.

Контроль качества предусматривает фиксацию прочности уложенного бетона. Его осуществляют двумя методами — разрушающим и неразрушающим.

Разрушающим методом испытывают образцы кубиков бетона (обычно размерами 15х15х15 см), серии которых изготавливают во время бетонирования конструкций и хранят в условиях, одинаковых с условиями выдержки бетона конструкций.

Неразрушающий метод применяют для контроля прочности бетона непосредственно в конструкции.

Технология заливки бетона

Бетонирование – достаточно трудоёмкий процесс. Он осуществляется в несколько этапов. Правильная последовательность проведения этих этапов обеспечивает высокое качество конечного продукта, эффективность и экономичность процесса его создания.

Этапы бетонирования

Подготовка к заливке бетона – это комплекс работ, направленных на подготовку объекта к бетонированию. Например, заливка бетона в землю требует выемки грунта, создания песчаной подушки и армирования, обустройство опалубки.
Непосредственная укладка бетонной смеси . Осуществляется в соответствии с проектом, разными методами, зависящими от погодных условий и особенностей объекта. Правила заливки бетона направлены на обеспечение прочности, надежности, долговечности бетонных конструкций, а также безопасности потребителей.
Уход за бетоном после заливки. В перечень таких работ входит уплотнение залитой смеси и обеспечение условий для ее качественного затвердевания.

Укладка бетона в разных погодных условиях

Технология укладки бетона зависит от погодных условий и сезона, в которых она производится. Рассмотрим, как должна осуществляться заливка бетона в условиях жары, прохладной погоды и при минусовой температуре.

Укладка бетона в жару

Главная сложность такого процесса заключается в том, что высокая температура и низкая влажность окружающего воздуха приводят к излишне быстрому затвердеванию бетона. Это негативно сказывается на прочностных характеристиках искусственного камня и конструкций из него. Поэтому заливка бетона в жару должна осуществляться с четким соблюдением порядка и времени выполнения этапов технологического процесса.

При заливке бетона в жару должны выполняться следующие требования:

Использование хорошей гидроизоляции. Требование должно выполняться даже тогда, когда создаваемая конструкция согласно проекту не обладает водонепроницаемостью. Это делается для того, чтобы влага из бетона не впитывалась в грунт. Благодаря этому происходит постепенное затвердение раствора.
Оперативная выгрузка бетона из бетоносмесителя (бетоновоза). Обладает достаточной морозостойкостью, что делает его широко востребованным для создания объектов, эксплуатируемых в условиях переменного климата. Такой бетон характеризуется выносливостью и долговечностью.
Эффективная организация поставок бетона в случае использования нескольких бетоносмесителей. В таких условиях необходимо скоординировать время прибытия бетоновозов, чтобы они не простаивали в ожидании разгрузки. Такая предусмотрительность позволят сделать процесс строительства равномерным и непрерывным, она же обеспечивает сохранность высокого качества используемого в работе бетона.

Укладка бетона в прохладную погоду и в дождь

Погода характеризуется низкой температурой и повышенной влажностью. Такие условия приводят к тому, что залитый раствор затвердевает намного дольше, чем при оптимальных параметрах влажности и температуры. Поэтому строители вынуждены ждать достаточно долго, прежде чем начать затирку бетонной поверхности. Это не ухудшает качество бетонных конструкций, но значительно увеличивает время выполнения строительно-отделочных операций.

Заливка бетона во влажную и прохладную погоду должно выполняться с учетом следующих требований:

Гидроизоляция бетона должна применяться только в том случае, если она требуется по проекту. Для ускорения процесса затвердения бетона гидроизоляция не должна использоваться вообще, особенно это касается бетонирования наклонных поверхностей.
Увлажнение бетона не должно быть чрезмерным. Для защиты поверхности смеси от дождя ее следует защитить навесом или специальной пленкой.
Заливка фундамента бетоном послойно должна осуществляться своевременно.

Заливка бетона в мороз

Существуют особые правила производства бетонных работ в зимних условиях. Бетон обладает важным свойством. По мере твердения температура бетона повышается. Выделение тепла происходит в результате так называемой экзотермической реакции взаимодействия цемента и воды. Это ценное свойство бетонной смеси помогает строителям уберечь бетон от быстрого промерзания.

При отрицательной температуре процесс твердения бетонной смеси нарушается: находящаяся в ней вода замерзает и превращается в лед, не происходит нормального взаимодействия между цементом и водой, а значит, сокращается количество тепла, выделяемого цементом во время твердения. Когда замерзший бетон отогревают, процесс твердения возобновляется, но все же прочность бетона несколько снижается.

Чтобы бетон мог устоять против разрушающего действия мороза, он должен до замораживания достигнуть 50% проектной прочности. Тогда зерна заполнителей достаточно прочно будут скреплены между собой, и вода при превращении в лед не сможет оторвать их друг от друга.

При бетонировании и дальнейшем твердении бетона необходимо поддерживать постоянную положительную температуру наружной среды, пока не будет достигнута нужная прочность. Для предотвращения замерзания бетонной смеси и создания нормальных условий для ее твердения применяют различные способы зимнего бетонирования. Получили распространение способ термоса, паропрогрев, электропрогрев, переносные тепловые пушки. Бетон должен доставляться к месту работы теплым, а песчано-щебневая подушка не должны быть проморожены.

При изготовлении бетонной смеси необходимо использовать теплую воду, прогретые до плюсовой температуры инертные материалы. Использование для производства бетона в зимнее время установок УБРС – 10 , УБРС – 40 в комплектации «зимний вариант» позволяет избежать многих проблем и получить гарантированного качества строительные смеси.

Уплотнение залитого бетона

Бетонный раствор в процессе смешения в бетоносмесителе и заливки насыщается пузырьками воздуха. Кроме того, в процессе работы такой материал может утратить свою равномерность. Для устранения этих недостатков используются специальные устройства, предназначенные для уплотнения бетона – вибраторы. Они воздействуют на залитую смесь вибрацией, что приводит к удалению пузырьков воздуха и пустот из толщи бетона. Вибрация способствует также равномерному распределению частиц материала в его толще, что придает бетону монолитность и однородность.

Виды вибраторов для бетона

Виброоборудование для уплотнения бетона подразделяется на виды:

Глубинное. Такие вибраторы используются при необходимости обработки сравнительно толстого слоя бетона, а также смеси, залитой в емкость , опалубку со сложной формой. Вибронаконечник глубинного вибратора располагается на гибком валу, что обеспечивает удобство его применения для обработки бетона в отдаленных местах. Наконечник такого устройства погружается в бетон на достаточную глубину, что позволяет качественно проработать весь объем смеси. С помощью глубинных вибраторов уплотняют бетонную смесь последовательно от одного конца конструкции к другому. Рабочий наконечник вибратора погружают вертикально или немного наклонно в бетонную смесь, некоторое время выдерживают там, а затем медленно извлекают и погружают в соседнем месте. Для лучшего уплотнения бетонной смеси погруженный в нее рабочий наконечник вибратора слегка приподнимают и опускают ( 5 – 10 см.) в переделах бетонированного слоя. Особенно тщательно следует уплотнять бетонную смесь в местах с густой арматурой , у стенок опалубки и во всех углах. Вибрирование прекращают, когда появляются признаки достаточного уплотнения: завершается осадка смеси, на поверхности выступает цементное молоко.
Поверхностное. Вибраторы такого вида применяют для уплотнения бетонных конструкций, имеющих большую поверхность и малую толщину , например основание под полы, плиты покрытий дорог и т.п. Вибраторы устанавливаются прямо на залитый бетон, и рабочая площадка вибратора перемещается по поверхности уложенной бетонной смеси. Своевременно и правильно переставляя вибратор, уплотняют все участки бетонируемой конструкции. Работа поверхностного вибратора на одной позиции длится около 60 секунд (в зависимости от состава смеси и толщины слоя). От бетонщика в данном случае требуется большое умение и опыт. Поверхностные вибраторы могут обладать различным диаметром воздействия и разной мощностью.
Наружное. Вибратор крепится с внешней стороны опалубки при помощи болтовых соединений, тисков или другого захватного устройства. Наружные вибраторы применяют для уплотнения бетонной смеси при бетонировании тонких вертикальных или наклонных конструкций. При укладывании бетонной смеси наружный вибратор через опалубку передает колебания бетону и уплотняет его.

Соблюдение последовательности выполнения технологических операций по заливке бетона обеспечивает бетонным сооружениям и изделиям необходимые прочностные качества. Большое влияние на технические параметры бетонных смесей оказывает применение современного производительного строительного оборудования: бетоносмесителей, систем дозирования цемента, инертных материалов, воды, хим. добавок и высококачественных стройматериалов. Благодаря этому бетонные конструкции приобретают необходимую надежность, долговечность и безопасность.