Оборудование для уплотнения бетонных смесей

При укладке бетонную смесь разравнивают и уплотняют для получения бетона с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной структурой путем удаления из смеси воздуха, объем которого в пластичных смесях достигает 10…15%, а в жестких – 40…45%. Наиболее универсальным и эффективным способом уплотнения является вибрирование, реже применяют вакуумирование.

По способу воздействия на бетонную смесь различают внутренние (глубинные), наружные и поверхностные вибраторы. Внутренние вибраторы, погруженные в смесь, передают ей колебания вибронаконечником или корпусом, наружные вибраторы прикрепляют болтами или другими способами к опалубке для передачи через нее колебаний бетонной смеси, поверхностные вибраторы, устанавливаемые на уложенную смесь, передают ей колебания через рабочую площадку. Внутреннее вибрирование наиболее выгодно, так как вся энергия вибровозбудителя передается уплотняемой смеси с минимальными потерями. Наружные вибраторы используют в строительстве редко из-за повышенных требований жесткости и прочности опалубки и больших затрат ручного труда на их установку. Их применяют, в частности, при омоноличивании стыков сборных железобетонных колонн и обетонировании их стальных сердечников. Поверхностные вибраторы применяют для послойного уплотнения плоских монолитных конструкций (плит, полов, и т.п.) при глубине прорабатываемого слоя до 20 см.

13.2 Вибраторы

Для уплотнения бетонной смеси применяют вибраторы с частотой колебаний обычно до 3000 (иногда до 15 000) в минуту и с амплитудой колебаний 0,1 …3 мм. Различают вибраторы поверхностные, глубинные (внутренние), наружные и станковые.

Основой вибраторов являются вибрационные элементы (вибровозбудители): электромеханические, электромагнитные и пневматические.

Электромеханические вибрационные элементы могут быть одно- и двухвальными, маятниковыми и планетарными. В одновальном элементе (рисунок 13.1,а) на валу 3 электродвигателя закреплены противовесы (дебалансы) 1 и 2, вращение которых приводит к вибрации. Рабочее напряжение элемента 36 В.

Электромагнитный вибрационный элемент (см. рисунок 13.1,б) состоит из основания 7 с сердечником 5 и электромагнитной катушкой 6, якоря 4 и пружин 9. В цепь питания электромагнитной катушки включается селеновый выпрямитель 8, который превращает переменный ток в постоянный пульсирующий. Под действием электромагнитных сил якорь притягивается к сердечнику 50 раз в секунду. Ускоренный отход якоря обеспечивается пружинами.

Вибрационные элементы

а – электромеханический; б – электромагнитный; в – пневматический поршневой; г – пневматический планетарный

Рисунок 13.1.

Пневматические вибрационные элементы разделяются на поршневые и планетарные. В поршневом элементе (см. рисунок 13.1,в) колебания возникают в результате возвратно-поступательного движения поршня 10 внутри корпуса 15. Сжатый воздух поступает в левую часть цилиндра по трубопроводу 13, впускному каналу 12, перепускному каналу 11 и смещает поршень вправо. Воздух из правой полости цилиндра выходит через впускной канал 16. Пройдя среднее положение, поршень перекрывает каналы 16 и 12 и открывает каналы 14 и 17. Сжатый воздух при этом поступает в правую полость цилиндра и смещает поршень влево. Регулированием давления в питающем трубопроводе изменяется частота колебаний поршня.

Пневматический планетарный вибрационный элемент (см рисунок 13.1,г) состоит из корпуса 21, в торцовых стенках которого закреплена подвижная ось 20 с текстолитовой лопаткой 19 и вращающийся ротор-дебаланс 18. Лопатка разделяет камеру на рабочую и выхлопную полости. Сжатый воздух поступает через продольное и радиальное сверления в оси в рабочую полость, затем в выхлопную и через отверстия в боковых стенках идет на выхлоп.

Поверхностные вибраторы ставят непосредственно на уплотняемую бетонную смесь и перемещают вручную. Такой вибратор (рисунок 13.2,а) состоит из вибрационного элемента 1 (электромеханического или электромагнитного), установленного на стальной корытообразной плите 2, деревянной площадке или двутавровой балке (виброрейка). Частота колебаний вибратора 48 Гц.

К глубинным вибраторам (погружаемым в бетонную смесь) относятся вибратор с гибким валом и вибратор с встроенным двигателем – вибробулава. Для уплотнения бетонной смеси в крупных, слабоармированных массивах применяют пакетные глубинные вибраторы, составленные из 8 … 16 вибраторов (рисунок 13.3).

Вибраторы

а – поверхностный; б – вибробулава; в – наружный; г – с гибким валом; д – с планетарным вибрационным элементом.

Рисунок 13.2.

Малогабаритный электрический трактор с пакетом вибраторов

Рисунок 13.3

Вибробулава (см. рисунок 13.2,б) состоит из стального закрытого корпуса 10, внутри которого в подшипниках помещен вал 11. На средней части вала установлен противовес (дебаланс) 9, а на консольной – ротор 8 электродвигателя. Статор 7 укреплен в корпусе вибратора, который прикреплен к штанге 5 с рукояткой 3, выключателем 4 и гибкой рукояткой 6. Вибробулава имеет диаметр рабочей части 114 и 133 мм. Частота вращения вала 5700 об/мин.

Вибратор с гибким валом (см. рисунок 13.2,г) применяют при бетонировании густоармированных конструкций. От электродвигателя (моторной головки) 12 зубчатой передачей вращение передается гибкому валу 13, защищенному броней. В резьбовую втулку ввертывается сменный вибронаконечник 14, представляющий собой эксцентриковый вал, установленный в шарикоподшипниках. Частота колебаний 95 и 168 Гц, диаметр вибронаконечника 51 и 76 мм.

Вибратор с вынесенным двигателем и планетарным вибрационным элементом с внутренним обкатыванием дебаланса изображен на рисунке 13.2,д. Вращение от вала двигателя передается валу 18 с муфтами 17, позволяющими свободной части вала отклоняться от геометрической оси на угол до 5°. Под действием центробежной силы дебаланс 15 (бегунок) внутренней поверхностью обегает наружную поверхность сердечника 16. Возбуждаемые колебания имеют частоту, достигающую 168…250 Гц.

Наружные вибраторы передают вибрационные колебания бетонной смеси через опалубку, на которой закреплены. Такой вибратор (см рисунок 13.2,в) состоит из электродвигателя 20 с закрепленными на его валу противовесами. Корпус вибратора снабжен зажимами для крепления на опалубке. В состав зажима входят неподвижная губка 21, являющаяся основанием для крепления двигателя, подвижная губка 22, являющаяся прижимной плитой, и стяжные болты 23. Отходу подвижной плиты при снятии вибратора с опалубки способствуют пружины 19.

13.3 Вакуумирование

Вакуумированиеприменяют, в основном, для устройства бетонных полов толщиной до 300 мм путем удаления из бетонной смеси части воды с одновременным уплотнением под действием атмосферного давления через отсасывающие плиты. Реализующее этот процесс оборудование (вакуум-агрегат и вакуум-маты) обычно используют вместе с виброрейкой и затирочными машинами.

Вакуум-агрегатсостоит из вакуумного бака и гидробака с вакуум-насосом. Отсасывающий вакуум-мат представляет собой фильтрующее полотнище с отверстиями, объемно-профилированной пластмассовой сеткой и верхним герметизирующим матом с рукавом для отвода водовоздушной смеси. Вакуум-матом накрывают обработанный виброрейкой участок пола, после чего включают вакуум-насос. Вследствие разрежения в полости отсасывающего мата водовозушная смесь по гибкому рукаву отсасывается из бетонного покрытия и поступает в вакуумный бак, где вода фильтром отделяется от воздуха и стекает в гидробак.