Вибрация бетона при заливке: как правильно вибрировать и зачем – Бетонпедия

как правильно вибрировать и зачем – Бетонпедия

Человечество будет всегда озабочено качеством строительного материала и будет стремиться проводить различные мероприятия для увеличения его долговечности. Одним из правильных и испытанных способов является вибрирование бетона.

Описание вибрирования, как способа укрепления бетона

Жидкая пульпа цементного раствора при перемешивании в бетономешалке набирает в себя до 2% воздуха от объема смеси. Если позволить ему остаться в бетоне, после застывания получится пористый, рыхлый камень. Долговечность конструкции, в основе которой такой бетон, потеряна даже при использовании цементов высоких марок: массив будет пронизан капиллярами и пустотами, как губка напитает в себя воду и зимой пойдет трещинами. Неперемешанный раствор застынет, скорее всего, слоями и также слоями начнет отваливаться.

Вибрация раствора позволяет решить обе эти проблемы. Наконечник вибратора, колеблющийся с высокой частотой и малой амплитудой в пределах радиуса действия, зависящего от мощности устройства, сотрясает пульпу, заставляя растворенный воздух собираться в пузырьки и выходить на поверхность. Таким образом бетонный массив избавляется от растворенного в нем воздуха. Возбужденная колебаниями масса раствора приобретает повышенную текучесть, раствор перемешивается лучше, не образуя слоев и равномерно заполняя предназначенный для него объем.

Освобожденный от лишнего воздуха однородный во всем массиве бетонный камень становится устойчивым ко всем воздействиям: механическим, климатическим и сезонным.

Методы проведения вибрирования

Перед заливкой бетонного раствора необходимо как следует очистить от масла и ржавчины каркас из арматуры и проверить прочность опалубки. Заливку нужно производить таким образом, чтобы не происходило расслоение раствора, последовательно укладывая смесь в одном направлении.

Вибрирование бетона можно производить ручным или механическим методами.

Ручное вибрирование

В случае отсутствия какого-либо инструмента для механического вибрирования при небольших объемах работ в неудобных местах аккуратно простукать арматуру и опалубку, возбуждая таким образом колебания раствора. Делать это надо без фанатизма, стремясь не повредить опалубку.

Жидкую пульпу можно также протыкать на всю глубину куском арматуры, ломиком: чем чаще, тем лучше. Оба этих метода можно использовать там, где применение механических вибраторов невозможно или нецелесообразно. Эти методы очень высоких результатов не дадут, но при достаточном усердии принесут пользу на дачном и домашнем строительстве.

Механическое вибрирование

Для более пластичных смесей и при больших объемах работ применяют глубинные механические вибраторы с гибкими наконечниками.

При проведении качественного вибрирования бетона необходимо соблюдать правила:

• погружение наконечника (булавы) вибратора в раствор не более 80% его длины. Это необходимо, чтобы верхняя поверхность слоя не застаивалась и не тормозила выход пузырьков воздуха;
• круги от вибратора на поверхности раствора должны перекрываться не менее, чем на 10 см, либо перестановка наконечника должна осуществляться с шагом в 1,5 радиуса круга. Главное правило – не должно оставаться не перекрытых волнами участков укладки;
• при укладке бетона слоями наконечник вибратора должен проходить ниже границы раздела не менее, чем на 10 см, тем самым разрушая расслоение монолита;
• не рекомендуется касаться наконечником арматуры и опалубки, нельзя подводить его близко к стыкам и углам, чтобы не повредить его и не нарушить конструкцию;
• погружать вибратор в раствор надо быстро, а вынимать – медленно, чтобы воронка затянулась;
• после завершения вибрирования возможна укладка следующего слоя бетона, но нельзя допускать, чтобы укрепленный слой уже схватился.

Окончание вибрирования можно определить по следующим признакам: нет проседания пульпы, прекратился пузыриться верхний слой, всплыло цементное молочко.

Более подробно обо всех мероприятиях по вибрированию бетонного раствора написано в настольной книге строителя СНиП 3.03.01-87 пункт 2.11 [1].

Применяемое оборудование для проведения вибрирования

Физико-механические характеристики необходимого оборудования для вибрирования конкретного объекта определяются изначально фракцией заполнителя и качеством раствора. Условно делится на три вида:

• для заполнителя фракцией менее 10 мм и мелкозернистым раствором необходимая частота работы наконечника вибратора – от 10 до 20 тысяч колебаний в минуту;
• для фракций от 10 до 50 мм частота – от 3500 до 9000 колебаний;
• частоты менее 3,5 тысяч – самые распространенные и эффективные во всех случаях.

Скорость и качество вибрирования также напрямую зависит от длины и диаметра наконечника, которые в свою очередь определяют мощность привода механизма. По типу привода оборудование бывает электрическим (от электродвигателя), пневматическим (от вентиля компрессора) и бензиновым (от ДВС). Конструкции гибкого передаточного вала и набора наконечников зависят от производителя конкретного прибора.

Кроме механического вибратора, управляемого оператором, существует большое количество машин для применения на больших объемах укрепляемого бетона. Они подразделяются на следующие классы:

• разнообразные виброплиты и виброрейки для обработки верхнего слоя раствора на больших площадях. Они могут оснащаться различными инструментами для вибрации верха и низа уплотняемого бетона (пригрузы), дополнительными вибронасадками и приспособлениями для заглаживания, доуплотнения цемента.
• для производства массивных ЖБК глубинные машины с полным погружением в раствор;
• объемные виброплощадки с движущимися рамами, блоками для подачи к раствору горизонтальных и вертикальных колебаний.

Задачи у всего разнообразия машин и механизмов одни и те же – удалить воздух из раствора и уплотнить бетон вибрацией.

Наряду с традиционными механическими вибраторами в последнее время стало появляться оборудование, в котором используется ультразвук для уплотнения бетона. Такие устройства состоят из щитов опалубки с мощными пьезокерамическими излучателями, которые запитаны от генератора ультразвука, тиристорного коммутатора, и управляемые от компьютера.

Ультразвуковые погружные глубинные вибраторы и навешанные на щиты опалубки наружные излучатели переставляются, как и традиционные механические, по мере укладки бетона с шагом в полтора радиуса эффективного излучения. К недостаткам такой технологии можно отнести невысокое качество уплотнения, большие затраты электроэнергии и высокая трудоемкость, но методика развивается и вполне успешно применяется при монолитном строительстве в скользящей оснастке [2].

Подготовка и вибрирование своими руками

При сильном желании залить бетон своими руками для личного строительства при отсутствии опыта необходимо тщательно изучить СНиП 3.03.01-87, посмотреть ролики на соответствующую тему. В том случае, если простукивание опалубки и штыкование раствора по качеству не устраивает, крепко обдумать следующие варианты:

• поиск для выполнения задачи подходящего вибратора в интернете;
• в случае нежелания покупать для разовой работы аппарат, попробовать взять в аренду в магазинах с инструментами или через соответствующие форумы;
• если есть дрель или перфоратор, соорудить кустарный наконечник (при достаточном опыте работы руками – вполне посильная задача), можно поискать и набор наконечников с гибким приводом в аренду;
• изготовить вполне приличный вибратор для домашнего строительства можно из почти любого электродвигателя от бытовой техники, благо чертежей и рекомендаций в сети достаточно.

Скрупулезно выполняя рекомендации по вибрированию цементного раствора, кустарным прибором можно вполне достойно справиться с качественным укреплением бетона.

Поры и капилляры, ослабляющие бетон

Бетон изначально – водный раствор цемента, песка и добавок. Вода, находящаяся между зернами песка и других заполнителей, в процессе застывания испаряется, образуя в массиве капиллярные поры. Их размеры могут быть много меньше микрона или достигать сотен микрон.

Процесс, происходящий под зернами заполнителей (седиментация), приводит к испарению воды. В результате под ними образуются седиментационные поры более 2 мм в диаметре (зависит от размеров фракций заполнителя).

Кроме того, при перемешивании в бетономешалке раствор может дополнительно набрать воздушных пузырьков. Суммарно все виды воздуха в неуплотненном растворе могут достигать 6% от массы бетонной смеси. Если дать бетону застыть в таком состоянии, то качество камня ухудшится в разы.

Гидроизоляция штукатуркой

Чтобы снизить содержание пор и крупных капилляров, проводятся вышеперечисленные мероприятия с вибраторами при заливке раствора в опалубку. Кроме вибрирования, трещины и поры можно оштукатурить специальной гидроизолирующей штукатуркой из высококачественного цемента, мелкого кварцевого песка и различных добавок.

Заполняя выходные отверстия нерастворяющейся и несмывающейся штукатуркой, добавки не дают влаге проникать в массив бетона, сохраняя возможность вентиляции и постепенного созревания цементного раствора. В процессе использования заглубленных и полузаглубленных сооружений (хранилищ, складов, фундаментов и шахт) постепенное проникновение влаги снова запускает уплотнение материала.

Главным достоинством этих штукатурок в том, что нет необходимости установления дорогостоящей гидроизоляции. Такие добавки образуют однородный (гомогенный) по составу со стенами слой, закрывающий поры и трещины. Благодаря им внутрь массива не проникает влага после пожара, мороза и других разрушительных условий.

Поверхности, оштукатуренные такими составами, могут быть покрашены, покрыты кафельной плиткой или другими отделочными материалами.

Источники информации:

1. СНиП 3.03.01-87 (п. 2.11) введено 01.07.1988 г.
2. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений – Б. И. Березовский, Н. И. Евдокимов, Б. В. Жадановский и др. — М.: Стройиздат, 1981.

Особенности виброобработки бетона

Укладка бетонной смеси в конструкцию производится слоями. Каждый слой нужно тщательно уплотнить, чтобы влага и воздух вышли из бетона, а конструкция стала прочной. Наиболее популярным способом уплотнения считается вибрирование. Далее рассмотрим типы вибросистем, их отличия и способы применения при вибрировании в зависимости от вида конструкции объекта.

Типы вибросистем

Вибросистемы бывают двух типов:

• электрические – приводятся в действие путем подачи электрического тока;
• пневматические – приводятся в действие путем подачи сжатого воздуха.

Основную долю рынка 85-90% занимают электрические вибросистемы. Это связано с тем, что электричество проще в использовании на стройплощадке, чем компрессоры для сжатого воздуха.

В зависимости от обработки бетона вибросистемы подразделяют на:

• внутренние (глубинные вибраторы) – воздействие производится изнутри путем погружения вибронаконечника в бетонную смесь;
• внешние – воздействуют на бетонную смесь снаружи путем передачи вибрации через опалубку.

Глубинные вибраторы

Применяются в стандартных конструкциях, когда дополнительное вибрирование снаружи не требуется.

Применяются в стандартных конструкциях, когда дополнительное вибрирование снаружи не требуется.

Существует два вида глубинных вибраторов:

• маятниковые;
• эксцентриковые.

Спрос на маятниковые глубинные вибраторы обусловлен их низкой ценой по сравнению с вибросистемами других видов. Спросом также пользуются вибраторы со встроенным преобразователем частоты, который не требует подключения к отдельному преобразователю и может быть подключен к обычной сети 220В 50ГЦ.

Внешние вибраторы

Нестандартные архитектурные решения и сложная геометрия проектов диктуют свои условия строительства. Одно из них – высокие требования к лицевой поверхности бетона. И внутренние вибросистемы уже не могут обеспечить должного результата. Последствия некачественного вибрирования – мелкие раковины на поверхности бетона. После снятия опалубки нужно дополнительно заделывать эти раковины мелкозернистым бетоном, что увеличивает трудозатраты в процессе строительства.

Поэтому актуальным в таких случаях становится использование внешних вибросистем.

 

Внешние системы вибрирования используются, когда:

• необходимо обеспечить высокое качество лицевой поверхности бетона;
• геометрия объекта не позволяет эффективно использовать внутренние вибраторы;
• если конструкция имеет:
• выемки, угловые и/или наклонные элементы;
• узкие элементы конструкции;
• небольшое расстояние между блоками элементов;
• густое армирование;
• большое количество элементов.

Сколько вибросистем нужно для качественной обработки бетона

Для расчета количества вибраторов нужны данные:

• детальный чертеж опалубки – для расположения вибросистем;
• подвижность (конусность) бетона – для понимания времени вибрирования;
• производитель опалубки – для понимания её пригодности перед установкой вибросистем.

ВАЖНО ПОМНИТЬ: уровень бетона в опалубке всегда должен быть выше уровня закрепленного вибратора.

Ниже на рисунке представлен эталонный пример закрепления вибросистем при заливке бетона по 50 см. В зависимости от конструкции объекта распределение вибросистем возможно с отклонением до 80-90 см. Но нижние вибраторы важно установить в следующих параметрах:

• 25-30 см – от основания стены;
• 25-30 см – от края стены.

При такой установке основание конструкции будет эффективно провибрировано, что гарантирует прочность объекта.  

Между собой вибраторы могут быть установлены на расстоянии до 100 см. При этом важно, чтобы слой бетона был выше уровня верхнего вибратора.

При заливке бетона по 50 см с последующей вибрацией возможно переставлять вибраторы на уровни выше по опалубке, чтобы вибрация конструкции была постепенной. Продолжительность виброобработки одного слоя бетона (в зависимости от его консистенции) составляет 0,5-4 мин.

При толщине стены более 60 см вместе с внешними вибраторами по двум сторонам стены рекомендуется использовать глубинный вибратор.

Вибрация бетона [методы и правильная процедура]

Вибрация бетона не всегда обязательна. Существуют и другие виды бетона, не требующие вибрации. Однако в большинстве случаев мы вибрируем бетон для достижения требуемого уплотнения.

При бетонировании свай, фундаментов больших размеров, подводных строительных работ и т. д. очень трудно произвести вибрацию бетона для получения достаточного уплотнения. В таких случаях мы используем самоуплотняющийся бетон , где он уплотнил себя.

Зачем нужна вибрация бетона

За исключением самоуплотняющегося бетона, все другие типы бетона обычно подвергаются вибрации с помощью подходящих средств для уплотнения. Ниже приведены ключевые факторы, которые следует учитывать при обеспечении адекватной вибрации бетона.

• Для уменьшения содержания воздуха в бетоне. Обычно в бетонной смеси содержится 5%-8% пустот от общего объема. С вибрацией она значительно снижается.
• Для адекватного уплотнения бетона.
• Во избежание расслоения
• Во избежание просачивания

Методы вибрации бетона

Существует около пяти методов, используемых для уплотнения бетона.

• Вибрация опалубки

Как следует из названия, в этом методе выполняется вибрация опалубки. Этот метод используется, когда другие методы не применимы. В опалубку из бетона крепятся вибраторы.

Особое внимание должно быть обращено на адекватность вибрации и расстояние между вибраторами, которое необходимо согласовать. В следующих случаях можно использовать специальные вибраторы.

• • Бетонирование сборных элементов
  • Бетонирование тоннелей
  • В больших бетонах, где применимо, и т.д. .

    Этот метод вибрации не так эффективен для заливки более толстого бетона. Эффективная глубина поверхностной вибрации бетона составляет около 150-250 мм.

    Основным недостатком этих типов вибраторов является ограниченная глубина, при которой бетон будет надлежащим образом уплотняться. Кроме того, бетонная поверхность должна иметь достаточную плотность или твердость для создания вибрации.

    • Вибраторы для внутреннего бетона

    Наиболее популярный метод вибрации бетона.

    Этот метод довольно прост в использовании по сравнению с другим методом. Вибрационный вибратор широко используется в строительстве для уплотнения бетона.

    • Встряхиватель арматуры

    Эти типы оборудования используются в особых случаях, как показано на следующем рисунке.

    Вибрация бетона может быть вызвана вибрацией арматуры. Однако этот метод не может быть применен для бетонов большой заливки.

    • Вибрационный стол для бетона

    Этот тип стола используется для вибрации бетона. Это больше подходит для мелкого бетона. Вибрационные столы используются в сборных железобетонных конструкциях.

    Передовой опыт в области вибрации бетона

    • Замечено, что бетон в основном испытывает недостаточную или неправильную вибрацию. Бетон может вибрировать около 10-15 с. Время вибрации зависит от удобоукладываемости бетона. Поэтому мастерство оператора очень важно.
    • Каждый раз перекрывайте предыдущий круг новым кругом. Кроме того, слои также должны вибрировать таким образом, чтобы они перекрывались. Вибрационный вибратор должен быть вставлен как минимум на 150 мм в предыдущий слой.
    • Вибрация может быть остановлена, когда захваченный воздух больше не выходит и поверхность выровнена.
    • Вытягивание вибратора поршня можно производить не более чем на 75 мм в секунду. Идеальная скорость вытягивания вибратора для свиней составляет 25 мм в секунду.
    • Вибратор нельзя использовать для перемещения бетона в нужное место.

    Последствия неправильной вибрации бетона

    Большинство проблем, зарегистрированных из-за недостаточного уплотнения бетона, приводящего к неправильной вибрации, можно перечислить следующим образом.

    • Захваченный воздух в бетоне увеличивает пустоты. Это снижает плотность бетона. Увеличивает пористость бетона.
    • В результате увеличивается проницаемость бетона. Это может повлиять на долговечность бетона . Кроме того, это может привести к коррозии арматуры.
    • Кроме того, высокопористый бетон может карбонизироваться, что может привести к коррозии арматуры.
    • Чем больше пустот в бетоне, тем ниже его прочность.
    • Образование сот, особенно на участках с предполагаемым усилением
    • Песчаные полосы, вызванные сильным кровотечением и потерей раствора
    • Внешний вид линий укладки
    • Холодные швы в бетоне
    • Просадочное растрескивание

    Последствия чрезмерной вибрации

  • Сегментация бетона 8

    900 015 Полосы песка

  • Потеря вовлеченного воздуха в воздухововлекающей системе бетон
  • Чрезмерный прогиб формы
  • Чрезмерные деформации формы
  • Разрушения опалубки

  Факторы, влияющие на уплотнение бетона

  • Пропорции смеси
  • Удобоукладываемость бетона
  • Недостаточная вибрация
  • Использование правильного режима вибрации.

  Как эффективно вибрировать свежий бетон?

  🕑 Время чтения: 1 минута

  Вибрация бетона является важным этапом в бетонном строительстве. Этот процесс устраняет пузырьки воздуха, присутствующие в свежезалитом бетоне, и обеспечивает компактность бетонной массы. Свежий бетон можно вибрировать вручную или бетоновибрационными машинами. Надлежащее знание различных методов вибрации и их применения может помочь в выполнении эффективной вибрации бетона.

  Состав:

  • Работа бетонных вибраторов
    • 1. Вибрация опалубки
    • 2. Вибрация поверхности
    • 3. Вибрация внутренняя
  9018 Вибрация
  • Советы по правильному бетонированию 5 часто задаваемых вопросов

  Работа бетонных вибраторов

  Вибрация бетона в основном выполняется бетонными вибраторами, которые могут быть электрическими или пневматическими. Применение вибрации бетона в основном подразделяется на:

  1. Вибрация опалубки
  2. Поверхностная вибрация
  3. Внутренняя вибрация

  1.

  Вибрация опалубки

  Вибрация опалубки прикрепляет вибраторы к внешней стороне бетонных форм. Он обычно используется в сборных железобетонных конструкциях. Для заливки больших площадей вибраторы располагаются на минимальном расстоянии 6 футов.

  Рис. 1: Вибратор для опалубки
  Изображение предоставлено: Martin Engineering

  2. Вибрация поверхности

  Поверхностные вибраторы или перемычки используются для вибрации бетона, заливаемого непосредственно на поверхность. Его направляют вручную на поверхность для выполнения вибрации. Он обеспечивает гладкую поверхность и красивый внешний вид готового бетона. Этот метод ограничен конструкцией из плит глубиной менее 6 футов.

  Рисунок-2: Поверхностный вибратор

  3. Внутренняя вибрация

  Глубинные вибраторы наиболее часто используются в бетонных конструкциях. Этим занимается один оператор. Внутренний вибратор, похожий на зонд, помещается на влажный бетон и медленно вытягивает его после вибрации.

  Рисунок 3: Внутренняя вибрация
  Изображение предоставлено: RITM Industry

  Советы по надлежащей вибрации бетона

  В большинстве случаев вибрация бетона либо недостаточна, либо повышена. Вот несколько важных советов, которым следует следовать при вибрировании бетона:

  1. Внутренний вибратор следует извлекать очень медленно со скоростью 1 дюйм в секунду. Если при извлечении вибратора на поверхности бетона появляются пузырьки, это означает, что необходима дополнительная вибрация.
  2. Быстрая вибрация бетона может привести к разрушению конструкции после затвердевания бетона. Если вибратор для бетона используется в течение более длительного периода, заполнители и вода могут отделиться, что приведет к ухудшению прочности и эстетическим проблемам бетона.
  3. Всегда держите вибратор в вертикальном или почти вертикальном положении, чтобы усилить эффект вибрации.
  4. Бетон не будет ждать решения проблем с оборудованием. Поэтому всегда держите другой вибратор в качестве резервного, если первый выйдет из строя.
  5. Следует избегать чрезмерного изгиба вибратора, так как это может привести к поломке оборудования.
  6. Не используйте вибратор для бетона в качестве инструмента для укладки бетона. Эта ошибка может привести к несогласованности поверхности наряду с другими проблемами.
  7. Прежде чем приступить к вибрации, всегда проверяйте, не вибрировали ли бетон другие сотрудники.
  8. Игла вибратора полностью вставлена ​​в бетон и вибрирует не менее 10 секунд. Убедитесь, что наконечник вибратора полностью погружен во время вибрации.
  9. Максимальная скорость, с которой вытягивается вибратор, составляет 3 дюйма в секунду. Наилучшие результаты достигаются при скорости 1 дюйм в секунду.
  10. Если первый радиус вибрации равен R1, то следующий радиус вибрации должен включать в себя первый радиус R1. Обычно, как правило, радиус действия в четыре раза превышает диаметр наконечника вибратора.
  11. Прекратите вибрацию, если она не приводит к образованию пузырьков воздуха на поверхности или когда поверхность становится блестящей.
  12. Вибратор нельзя вдавливать в бетон, так как это может привести к столкновению с арматурой.
  13. Всегда проделывайте предыдущие подъемы или слои бетона, чтобы предотвратить холодные швы. Рекомендуется проникновение не менее 6 дюймов.
  14. Бетон с низкой посадкой требует большей вибрации. Поэтому никогда не вибрируйте малоподвижный бетон.
  15. Легкий переносной вибратор можно использовать для небольших работ.

  Часто задаваемые вопросы

  Что такое вибрация опалубки?

  Вибрация опалубки включает установку вибраторов снаружи бетонных опалубок. Он широко используется в сборных железобетонных конструкциях. Для заливки больших площадей вибраторы располагаются на минимальном расстоянии 6 футов.

  Как чрезмерная и быстрая вибрация влияет на структуру бетона?

  Быстрая вибрация бетона может привести к разрушению конструкции после затвердевания бетона. Если вибратор для бетона используется в течение более длительного периода, заполнители и вода могут отделиться, что приведет к ухудшению прочности и эстетическим проблемам бетона.