Искать

Уплотнение бетонной смеси

Задачей уплотнения бетонных смесей является удаление ос­новной части защемленного воздуха. Обычным способом уплот­нения является вибрация: колебания с частотой более 1 Гц (1 колебание в секунду). Несмотря на развитие целого ряда дру­гих методов (вакуумирование, прессование, вибропрессование, торкретирование и т. д.) вибрация и сегодня — основной способ уплотнения бетонных смесей.

При действии вибрации бетонная смесь проявляет свойство тиксотропии. Твердые частицы приходят в колебания с часто­той прикладываемого вибровоздействия (50-200 гц). При этом амплитуда их колебаний зависит от массы частиц. Поэтому они смещаются друг относительно друга, что приводит к потере ими адсорбированной воды и разрушению флокул цемента. Количе­ство свободной воды увеличивается, и смесь разжижается, а воз­душные включения всплывают из нее. При прекращении вибра­ции вода вновь сорбируется на твердых поверхностях, зерна це­мента слипаются во флокулы и вязкость бетонной смеси вос­станавливается.

Вибрация характеризуется двумя параметрами: амплитудой (А) и частотой (f), — каждый из них оказывает независимое воздействие на бетонную смесь. Поэтому более объективной ее характеристикой Является показатель интенсивности вибра­ции: И =A2*f^s, Из формулы видно, что частота оказывает боль­шее разжижающее воздействие на бетонную смесь, чем ампли­туда.

Для виброуплотнения бетонной смеси при монолитном бе­тонировании применяются глубинные и поверхностные вибра­торы, Частота колебаний глубинных вибраторов возросла за по­следние 50 лет с 7000 кол/мин до 30000 кол/мин.

При удалении от источника колебания затухают, что выража­ется в уменьшении их амплитуды. Минимальная амплитуда, при которой еще происходит разжижение бетонной смеси, опреде­ляет радиус действия вибратора. Визуально он наблюдается по оседанию смеси и выравниванию поверхности, выделению воз­духа, появлению на поверхности цементного теста. Р Лермит предлагал определять радиус действия вибратора по погруже­нию в бетонную смесь стального стержня высотой 1 м и диамет­ром 20 мм 119].

При использовании поверхностных вибраторов пользуются понятием максимальной глубины разжижаемого слоя (обычно до 20 см).

При действии вибрации происходит тиксотропное разжиже­ние бетонной смеси. Ее формование включает два про­цесса:

• качественное заполнение смесью пространства опалубки и промежутков между стержнями арматуры;
• всплывание из смеси основной части воздушных пузырь­ков.

Размеры пузырьков составляют от 0,1 -до 5 мм и более, а ско­рость всплытия пропорциональна квадрату их радиуса и обрат­но пропорциональна вибровязкости смеси. Пузырек размером 5 мм всплывает в 100 раз быстрее, чем пузырек размером 0,5 мм. Поэтому кроме степени разжижения смеси на процесс удаления воздуха оказывает влияние и толщина слоя укладываемой смеси. Обычно удается удалить лишь пузырьки воздуха крупнее 1-2мм.  

Снижение вязкости бетонной смеси при вибрации имеет и негативные последствия — оседание твердых частиц, в первую очередь крупного заполнителя, и обогащение раствором верх­них слоев смеси. Поэтому длительность вибрации ограничивают периодом, когда идет интенсивное выделение воздуха. При дальнейшем вибрировании будут уже превалировать процессы расслоения.

В последнее время получила развитие безвибрационная укладка литых бетонных смесей. Такие смеси заполняют опа­лубку под действием сил тяжести. Для этого смеси должны иметь осадку конуса на момент укладки не менее 18 см. При формова­нии густоармированных конструкций и изделий сложной фор­мы и для литых смесей требуется кратковременная вибрация. Так как они содержат мало воздуха, основной задачей является качественное заполнение смесью опалубки.

В то же время применение вибрации для литых бетонных смесей может приводить к их значительному расслоению. Поэтому иногда рекомендуется заменять ее штыкованием «проблем­ных» мест: углов опалубки или зон густого армирования.