Портал о строительстве и ремонтных работах

Во время приготовления в бетонную смесь попадает значитель­ное количество воздуха. Если попавший воздух не удалить, то бетон может оказаться пористым, пониженной прочности. Удаление попавшего воздуха и компактное расположение составляющих бе­тон материалов достигается уплотнением бетонной смеси. От ка­чества уплотнения зависит плотность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.

Уплотняют бетонную смесь вибрированием, сообщая ее части­цам в течение определенного времени часто повторяющиеся коле­бания небольшой величины. Механизмы, создающие вибрационные колебания, называются вибраторами.

В результате вибрирования бетонная смесь становится текучей, т. е. приобретает повышенную подвижность, а частицы, перемеща­ясь, стремятся под действием силы тяжести занять более устой­чивое положение. Бетонная смесь заполняет все промежутки между стержнями арматуры и между арматурой и опалубкой. Воздух, содержащийся в ней, вытесняется, и смесь значительно уплотня­ется.

Режим вибрационного уплотнения бетонной смеси характеризу­ется амплитудой колебаний (наибольшим удалением колеблющей­ся точки от центра колебаний) бетонной смеси, частотой колеба­ний и продолжительностью вибрирования. Необходимая продол­жительность вибрирования зависит от его интенсивности, которая определяется величиной амплитуды и частотой колебаний. Опти­мальные величины амплитуды и частоты колебаний в свою очередь зависят от размера частиц и подвижности бетонной смеси. Для смесей с крупными фракциями заполнителей, а также для мало­подвижных и жестких бетонных смесей необходима более низкая частота колебаний с наибольшей амплитудой (до 0,7 мм), а для смесей с мелкими фракциями и для подвижных бетонных смесей — наиболее высокая частота с меньшей амплитудой (от 0,15 до .0,4 мм)..

У большинства применяемых вибраторов частота колебаний соответствует средним по величине частицам бетонной смеси. Ви­браторы для уплотнения бетонной смеси выпускают с частотой колебаний от 25 до 333 Гц.

По способу воздействия на бетонную смесь вибраторы подраз­деляют на

глубинные с погружаемым в бетонную смесь и передающим ей колебания вибронаконечником или корпусом;

поверхностные, устанавливаемые на уложенную бетонную смесь и передающие ей колебания. через рабочую площадку;

наружные, прикрепляемые к опалубке болтами или другим захватным устройством и передающие бетонной смеси колебания через опалубку.

Рис. 107. Ручной глу-
бинный вибратор с
гибким валом:

І — электродвигатель, 2 —
гибкий вал. 3 — виброна-
конечиик

Вибраторы, применяемые для уплотнения бетонной смеси, могут быть электрические и пневматические.

Глубинные вибраторы. Применяют глубинные вибраторы для уплотнения бетонной смеси при укладке ее в монолитные армиро­ванные и неармированные блоки массивных сооружений, фунда­менты, колонны, балки и при изготовлении сборных железобетон­ных изделий.

Выпускают ручные электрические глубинные вибраторы с гиб­ким валом, ручные со встроенным двигателем и подвесные тяжело­го типа. Пневматические глубинные вибраторы бывают только ручные.

Электрические ручные глубинные вибраторы с гибким валом (рис. 107) однотипны по конструкции и состоят из приводного электродвигателя /, гибкого вала 2 и вибро­наконечника 3. Корпус электродвигателя прикреплен к опорной плите, размеры которой позволяют устанавливать электродвигатель на свежеуложенную бетонную смесь без погружения в нее. К внеш­ней сети электродвигатель подключают через понижающий транс­форматор, так как его обмотки рассчитаны на работу с напряже­нием 36 В (42 В). Для переноса электродвигатель снабжен руко­яткой. Гибкий вал передает крутящий момент от электродвигателя к шпинделю вибронаконечника. Кроме того, за гибкий вал вибра­тор удерживается при работе. Гибкий вал расположен внутри ре­зинометаллической футеровки, концы которой заделаны в присоеди­нительные муфты. Для защиты футеровки от резких перегибов оба ее конца защищены металлическими спиралями или резиновы­ми втулками. На концах гибкого вала расположены наконечни­ки для присоединения к валу электродвигателя и шпинделя вибро­наконечника*

ІШ

Вибронаконечники (рис. 108) вибратора (являющиеся вибраци­онными механизмами) можно выполнять с обкаткой бегунка-деба — ланса 4 по конической втулке 5, неподвижно закрепленной в кор­пусе 1 вибронаконечника (вибраторы с «наружной» обкаткой), или по коническому пальцу 6, неподвижно закрепленному в корпусе 1 (вибраторы с «внутренней» обкаткой).

Бегунок-дебаланс получает вра­щение от гибкого вала экектродви — гателя через шпиндель 2. Бегунок — дебаланс 4 соединен упругой муф­той 3 со шпинделем 2, опирающим­ся на шарикоподшипники.

В результате планетарного дви­жения бегунка-дебаланса (вокруг своей оси и одновременно по кони­ческой втулке или пальцу) возбуж­даются колебания вибронаконечни­ка. Каждая обкатка вызывает одно колебание вибронаконечнкка. Час­тота обкаток не равна часто­те вращения гибкого вала: чем бли­же диаметр d бегунка-дебаланса к диаметру D конической втулки или диаметр d бегунка-дебаланса к диа­метру D конического пальца, тем больше частота обкатки при одной и той же частоте вращения гибкого вала.

Таким образом, если выбрать со­ответствующее соотношение диамет­ров бегунка-дебаланса и конической втулки или конического пальца, то при относительно небольшой ча­стоте вращения вала электродвигателя можно получить, высокую частоту колебаний вибратора. Наиболее выгоден принцип «внутрен­ней» обкатки, позволяющий доводить частоту колебаний до 333 Гц.

Вибронаконечники с обкаткой бегунка-дебаланса по конической втулке и по коническому пальцу показаны на рис. 109.

Вибраторы с гибким валом применяют для уплотнения бетон­ной смеси при изготовлении густоармированных железобетонных конструкций и изделий и укладке бетонной смеси в стесненных ус­ловиях.

Тип вибратора для конкретных условий выбирают, учитывая шаг между стержнями арматуры: диаметр вибронаконечника виб­ратора должен быть меньше расстояния в свету между стержнями арматуры в бетонируемой конструкции в 1,5 раза.

Вибраторы с гибким валом удобны в работе, так как при уплот­нении бетонной смеси приходится переставлять с одной позиции на другую лишь вибронаконечник, масса которого небольшая, а тяжелый электродвигатель переставляется значительно реже.

Ручные глубинные вибраторы со встроенным электродвигателем включают в себя дебалансный вибра­ционный механизм, выполненный в виде одного внецентренно на­саженного на валу груза, называемого дебалансом. При вращении дебаланса создаются круговые колебания (вибрация) с частотой, равной частоте вращения вала. Эти колебания через шарикопод­шипники передаются корпусу вибратора и затем бетонной смеси.

Рис. 109. Вибронаконечники: а — с обкаткой бегунка-дебаланса по конической втулке, б— с обкаткой бегунка-дебаланса по коническому пальцу; t — дно, 2 — коническая втулка, 3 — бегунок-дебаланс, 4 — корпус, 5 — муфта, 6 — шпиндель, 7 — хвостовик, 8 — колпачок, 9 — конический палец

У вибраторов ИВ-102 дебалансный вал приводится во вращение опирающимся на него валом электродвигателя. У вибраторов ИВ-103, ИВ-59 ротор электродвигателя установлен на консольной части вала с дебалансом.

Вибратор ИВ-102 (рис. 110) состоит из корпуса 3 и рукоят­ки 10, соединенных резинотканевым шлангом 7.

В корпусе, изготовленном из стальной трубы, помещен высоко­частотный электродвигатель. Статор 4 электродвигателя запрес­сован в корпусе, а обмотка его соединена кабелем 8 с выключа­телем 9. Кабель помещен внутри резинотканевого шланга 7, за­щищающего от механических повреждений.

Включают и выключают вибратор пакетным выключателем 5, вмонтированным в герметичную коробку верхней части вибратора.

Электродвигатель вибратора подключается к преобразователю частоты тока, который трансформирует переменный ток нормаль­ной частоты (50 Гц) при напряжении 220/380 В в переменный трехфазный ток повышенной частоты (200 Гц) при напряжении 36 В.

Во время работы вибратор удерживают одной рукой за рези­нотканевый шланг, а другой—за рукоятку. Конструкция вибрато­ра позволяет защищать руки рабочего от воздействия вибрации.

£

Рис. 110. Глубинный вибратор ИВ-102 со встроенным электродвигателем: I —дно, 2 — дебаланс, 3 — корпус, 4— статор электродвигателя, 5 —ротор электродвигателя, б — уплотнение, 7 —шланг, 8 — кабель, 0 — выключатель, 10 — рукоятка

Рис. 111. Ручной глубинный вибратор ИВ-59 со встроенным электродвигателем: 7 — корпус, 2 — дебаланс, 3 — электродвигатель, 4, 8 — нижняя и верхняя рукоятки, б — амортизатор, € — штанга, 7 — выключатель

 

Вибраторы ИВ-103, ИВ-59 (рис. 111) состоят из корпуса 1 и штанги 6, на конце которой предусмотрены выключатель 7 и ру­коятка 8.

Корпус вибратора герметически закрыт. Внутри корпуса поме­щены дебалансный возбудитель колебаний и электродвигатель 3.

І — резиновый амортизатор, 2 —хомут, 3 — вибратор ИВ-90, 4 — рама

Благодаря амортизатору 5 колебания корпуса не передаются на верхнюю рукоятку 8.

Масса вибраторов со встроенным электродвигателем вдвое пре­вышает массу вибронаконечника вибраторов с гибким валом, в связи с чем работать такими вибраторами физически труднее.

Подвесной глубинный вибратор ИВ-90 массой 130 кг подвешивают к грузоподъемному механизму, в качестве ко­торого применяют навесное оборудование малогабаритных тракто­ров (рис. 112) и электровездеходов. Предварительно четыре вибра­тора собирают в плоские или объемные пакеты.

т

Вибратор ИВ-90 (рис. ИЗ) предназначен для уплотнения боль­ших масс жесткой бетонной смеси в массивных неармированных блоках и состоит из электродвигателя 6 и корпуса 5, соединенных резиновым амортизатором 7. Крутящий момент от вала электро­двигателя передается бегунку-деба­лансу 2, колоколообразный конец которого планетарно обкатывается по внешней поверхности конического пальца (сердечника) 1, укрепленно­го в нижней части корпуса вибрато­ра. При этом возбуждаются колеба­ния корпуса с частотой 133 Гц и возникает вынуждающая сила коле­баний, равная 21000 Н.

Электродвигатель вибратора рас­считан на напряжение 220/380 В при частоте тока 50 Гц. Мощность элек­тродвигателя 2,8 кВт. Диаметр кор­пуса вибратора 133 мм, длина кор­пуса—1100 мм.

Ручные глубинные пнев­матические вибраторы ВП-

1 и ВП-3 предназначены для тех же работ, что и ручные глубинные элек­трические вибраторы.

Вибратор ВП-1 (рис. 114) и ви­братор ВП-3 однотипны по конст­рукции. Внутри цилиндрического корпуса / смонтирован планетарный вибровозбудитель — ротор-дебаланс

2 и неподвижная полая ось 3. Воз­дух к каналу оси 3 подается по вну­треннему шлангу 5, а удаляется через отверстия в щитах 4 и далее по наружному шлангу 6 в атмо­сферу.

Ротор-дебаланс 3 (рис. 115), из­готовленный в виде втулки, играет роль бегунка-дебаланса, обкатываю­щегося планетарно вокруг непод­вижной оси 2, закрепленной в щи­тах корпуса L

Текстолитовая лопатка 4, поме­щенная в продольном пазу непод­вижной оси 2, разделяет пространст­во между ротором-дебалансом 3 и неподвижной осью 2 на рабочую по­лость А и выхлопную полость Б. Сжатый воздух, поступая через

канал в неподвижной оси, давит на текстолитовую лопатку и проходит по пазам текстолитовой лопатки в рабо­чую полость А, отжимая текстолито­вую лопатку и ротор-дебаланс 3 от не­подвижной оси 2 и заставляя ротор-де­баланс обкатываться внутренней по­верхностью по неподвижной оси. Это вызывает колебания корпуса вибра­тора.

Отработанный воздух из выхлопной полости Б направляется в атмосферу.

Поверхностные вибраторы. Их при­меняют при бетонировании неармиро — ванных или армированных одиночной арматурой перекрытий, полов, сводов, дорожных и тому подобных покрытий толщиной не более 25 см и конструк­ций с двойной арматурой толщиной не более 12 см.

Вибратор ИВ-91 (рис. 116) состоит из рабочей площадки 1 размерами 1050X550 мм и установленного на ней электродвигателя 2 мощностью 0,6 кВт. Вал электродвигателя снабжен двумя дебалансами 5, при вращении которых возникает вынуждающая сила колеба­ний величиной до 8000 Н. Колебания от дебалансов с частотой 47 Гц через рабочую площадку передаются бетон­ной смеси. Масса вибратора 60 кг.

Электродвигатель рассчитан на на­пряжение 36 В при частоте тока 50 Гц. На это напряжение вибратор переводят, включая в сеть через по­нижающий трансформатор, поставляе­мый заводом вместе с вибратором.

Наружные вибраторы. При уплот­нении бетонной смеси, укладываемой в тонкие элементы монолитных соору­жений, изготовлении различных эле­ментов сборного железобетона для побуждения выгрузки сыпучих и вяз­ких материалов из бункеров, бадей, лотков вибраторы устанавливают на опалубке, бункерах, воронках и других устройствах снаружи. Широко распро­странены для этих целей электриче­ские вибраторы общего назначения с
круговыми и направленными колебаниями, приведенные выше, и пневматические прикрепляемые вибраторы.

Пневматические прикрепляемые вибраторы ВП-2 и ВП-4 анало­гичны по конструкции. Они снабжны пневмодвигателем (ротором — дебалансом), заключенным в цилиндрический корпус с кронштей­нами для крепления к вибрируемой конструкции, шлангом для подачи сжатого воздуха и пусковым устройством — краном. Рабо­тают они при давлении 0,5 МПа. Масса вибраторов 3,5 и 12 кг.

Выпускают также вибраторы ВП-5 массой 23 кг для уплотнения бетонных смесей при изготовлении труб и вибраторы ИВ-41 мас­сой 15 кг для распределения бетонной смеси.

Пневматические вибраторы просты по конструкции, надежны, эффективны в рабо­те и долговечны. Так как они электробез — опасны в работе, то могут быть использова­ны во взрывоопасных условиях.

Основные правила уплотнения бетонной смеси вибраторами заключаются в сле­дующем.

Глубинными вибраторами уп­лотняют бетонную смесь путем вертикаль­ного или немного наклонного погружения вибронаконечника (корпуса) в уплотняемый слой с частичным заглублением (на 5… 10 см) в ранее уложенный и еще не схва­тившийся слой бетона.

Длительность нахождения вибратора на одной позиции должна быть такой, чтобы при данной подвижности или жесткости бетон­кой смеси и толщине прорабатываемого слоя было обеспечено до­статочное ее уплотнение.

Основные признаки, характеризующие достаточное уплотнение, это прекращение оседания бетонной смеси, появление цементного молока на ее поверхности и прекращение выделения воздушных пузырьков.

В зависимости от подвижности или жесткости бетонной смеси продолжительность вибрирования на одной позиции для различ­ных смесей ориентировочно может быть принята от 20 до 40 с. Чем меньше подвижность смеси и чем выше показатель жестко­сти, тем больше продолжительность вибрирования. Если время вибрирования меньше указанного, то смесь недостаточно уплот­нится, если больше — она может расслоиться.

Окончив уплотнение на одной позиции, вибратор переставля­ют на следующую. Расстояние между последовательными пози­циями вибратора не должно превышать полуторного радиуса его действия. Радиусом действия вибратора называют расстояние от вибратора до того места в бетонной смеси, где еще заметно его уплотняющее действие.

Радиус действия зависит от типа вибратора и подвижности или жесткости бетонной смеси и равняется примерно 4…5 диамет­рам вибронаконечника (корпуса).

Вынимать глубинный вибратор из бетонной смеси при пере­становке нужно медленно, не выключая электродвигатель, чтобы пространство, освобождаемое вибронаконечником, успело запол­ниться бетонной смесью. Особенно тщательно следует прораба­тывать бетонную смесь в местах с густой арматурой, у ртенок и в

Рис. 116. Поверхностный вибратор ИВ-91: і — рабочая площадка, 2 — электродвигатель, 3 — токоподводящий кабель, 4 — шарикопод­шипник, Ь — дебаланс, 6 — корпус, 7 — ручка

углах опалубки. Глубинный вибратор устанавливают на рас­стоянии не более 5… 10 см от стенок опалубки.

Если расположение арматуры в конструкциях не позволяет надлежащим образом уплотнить бетонную смесь вибраторами, ее дополнительно уплотняют штыкованием.

Работаюший вибратор не должен касаться стержней арматуры, так как вибрация может нарушать сцепление арматуры с бето­ном. Уплотнение бетонной смеси ведут по строгой системе, что­бы не допустить пропусков. Каждому бетонщику отводят для проработки определенный участок, в границах которого он ведет уплотнение полосами, располагая их вдоль опалубки или вдоль рядов арматуры. Переставляя вибратор вдоль полосы, бетонщик должен выдерживать требуемое расстояние.

Поверхностными вибраторами бетонную смесь уп­лотняют правильными непрерывными полосами, перекрывая гра­ницы уже провибрированного участка на 10…20 см. Продолжи­тельность вибрирования одной позиции такими вибраторами в зависимости от подвижности смеси составляет примерно 30…60 с,

конец вибрирования определяют по внешним признакам уплотне­ния бетонной смеси.

Переставляют поверхностный вибратор следующим образом: проволочным крючком подцепляют ручку и рывком отрывают вибратор от бетона. Затем с помощью того же крючка перестав­ляют вибратор на соседнее место.

Наружными вибраторами, прикрепляемыми к опа­лубке, прорабатывают бетонную смесь на расстояние до 15 см вглубь от опалубки. Вибраторы крепят к опалубке в средней час­ти слоя и затем переставляют на толщину укладываемого слоя.

Наружный вибратор должен быть прочно укреплен на опалуб­ке, так как в противном случае эффективность его работы резко снижается. Продолжительность вибрирования наружным вибра­тором 50…90 с.

Комментарии закрыты.