Юрины заметки про Бетон

В этом случае опалубка (форма) крепится к вибратору, а не наоборот, но принцип совместного вибрирования бетонной смеси и опалубки остается неизменным.

Источник вибрирования тоже аналогичный. Обычно быстро вращающийся эксцентрический груз сообщает столу вибрирование с круговым движением 1. При наличии двух валов, вращающихся в противоположных направлениях, горизонтальный компонент вибрирования нейтрализуется и столу сообщается только простое гармоничное движение в вертикальном направлении. Существуют также вибростолы, управляемые электромагнитом, питающимся переменным током. Диапазон частот варьирует от 1500 до 7000 циклов/мин. Оптимальное ускорение составляет 4 g — 7 g. Считают, что примерно 1,5 g” и амплитуда ~4Х Х10_3 см являются необходимым минимумом для уплотнения, но при этих значениях необходимо продолжительное вибрирование. ‘Для простого гармоничного движения связь амплитуды а и частоты f дается следующим уравнением: ускорение равно a(2nf)2.

Если надо вибрировать участки бетона различных размеров, а также в лаборатории, применяют вибростол с меняющейся амплитудой. Меняющаяся частота вибрирования создает дополнительные преимущества.
На практике частоту редко меняют во время процесса уплотнения, но, по крайней мере теоретически, имеются значительные преимущества в увеличении частоты и уменьшении амплитуды в процессе уплотнения бетонной смеси. Основанием для этого является тот факт, что вначале частицы смеси находятся довольно далеко друг от друга и придаваемое им движение должно быть соответствующей величины.

После того как уже произошло частичное уплотнение, более высокая частота позволяет добиться большего количества движений в данный отрезок времени; уменьшение амплитуды означает, что движения не являются слишком большими для оставшегося между частицами пространства. Вибрирование при слишком большой амплитуде по отношению к расстояниям между частицами приводит к тому, что смесь постоянно остается в пластичном состоянии и полное уплотнение никогда не достигается.

Вибростол является надежным методом уплотнения сборного железобетона, его преимущество заключается в том, что он производит одинаковую обработку бетонной смеси.

Вариантом вибростола является ударный стол, применяемый на некоторых заводах сборного бетона в Англии и более часто в Голландии и Дании. Принцип этого процесса уплотнения значительно отличается от высокочастотного вибрирования, описанного выше: на ударном столе производятся резкие вертикальные толчки со скоростью около 200 раз в минуту. Толчки производятся вертикальным падением стола примерно на 1,25 см, достигаемым с помощью кулачков. Бетонная смесь помещается в опалубке тонкими слоями по мере обработки; метод дает чрезвычайно хорошие результаты, но, несмотря на то, что существует уже 40 лет, применяется мало.

Для различных целей были разработаны различные типы вибраторов, о которых будет упомянуто кратко.
Прочитать подробнее »

Существуют особые проблемы бетонирования при жаркой погоде, возникающие вследствие как высокой температуры бетона, так и усиленного испарения воды из свежеуложенной смеси. Эти проблемы связаны с перемешиванием, укладкой и уходом за бетоном.

Повышение температуры свежеуложенного бетона приводит к более быстрой гидратации, а следовательно, и к ускоренному схватыванию и меньшей прочности затвердевшего бетона. Кроме того, быстрое испарение может привести к пластической усадке и образованию волосных трещин в бетоне, а последующее охлаждение затвердевшего бетона вызовет растягивающие напряжения. Обычно считают, что пластическая усадка возможна, если скорость испарения превышает скорость водоотделения на поверхности.

Однако недавно было показано, что трещины образуются и под слоем воды и лишь становятся заметными после высыхания. На основании этого можно предположить, что растрескивание связано с различной усадкой свежеуложенного бетона, вызванной наличием препятствий усадке, таких, как крупный заполнитель или арматура. С другой стороны, снижение относительной влажности внешней среды также вызывает растрескивание. В любом случае тонкостенные конструкции, такие, как покрытия-оболочки, не следует бетонировать в условиях жаркого и сухого климата.

Пластическая усадка, по-видимому, связана с некоторыми физическими характеристиками цемента, но эта проблема в полном объеме еще подлежит изучению.

Имеются и другие осложения при приготовлении бетона в условиях жаркого климата: воздухововлечение становится более трудным, хотя с этим можно бороться, употребляя большие количества воздухововле-кающих добавок. Уход за бетоном также создает дополнительные проблемы, так как вода, которой увлажняют бетон, быстро испаряется. Использование различных пленкообразующих средств при уходе за бетоном недостаточно, это ведет к снижению его прочности на сжатие по сравнению с применением постоянного увлажнения.
Прочитать подробнее »

На строительной площадке обычно стремятся перемешивать бетон как можно скорее, и, следовательно, очень важно знать, каково минимальное время перемешивания для получения бетона, однородного по структуре и удовлетворительного по прочности.

Это время меняется в зависимости от типа бетономешалки, и, строго говоря, критерием адекватного перемешивания является не время перемешивания, а число оборотов бетономешалки. Обычно бывает достаточно около 20 оборотов. Однако, поскольку имеется оптимальная скорость вращения, рекомендуемая предприятием, производящим бетономешалки, то число оборотов и время перемешивания являются взаимозависимыми.

Для данного типа бетономешалки существует связь между временем перемешивания и однородностью смеси. Данные, основаны на исследованиях Шалон, где однородность характеризуется пределами прочности образцов бетона, приготовленных из данной смеси после определенного времени перемешивания. Результаты тех же испытаний, вычисленные как изменение коэффициента вариаций прочности в зависимости от времени перемешивания. Очевидно, что перемешивание в течение менее 1 —1,2 мин дает заметно более неоднородный бетон; увеличение времени перемешивания сверх этого срока влияет незначительно.

Время перемешивания считается с момента, когда все твердые материалы были заложены в бетономешалку, и обычно указывается, что все количество необходимой воды должно быть добавлено не позже чем через XU времени перемешивания. Приведенные цифры относятся к обычным бетономешалкам. Недавно были введены в практику скоростные бетономешалки, в которых время перемешивания может быть сокращено до 35 сек. С другой стороны, если применяют легкий заполнитель, то время перемешивания должно быть не менее 5 мин\ иногда 2 мин идут на перемешивание заполнителя с водой, 3 мин — на перемешивание с добавленным цементом.
Прочитать подробнее »

Если вместо дозировки и перемешивания на строительной площадке бетон доставляется готовым для укладки с завода, то его называют готовой бетонной смесью, или товарным бетоном. Этот вид бетона применяется широко во многих странах, так как он имеет много преимуществ по сравнению с классическим методом его приготовления.

Товарный бетон применим на тесных площадках или при дорожном строительстве, где мало места для бетономешалок и для больших складов заполнителя, но, по-видимому, самым большим преимуществом товарного бетона является то, что он может быть приготовлен в условиях лучшего контроля, чем тот, который возможен на любой, даже большой строительной площадке. Контроль должен быть усиленным, но, поскольку бетонный завод работает в условиях, близких к фабричным, на нем возможен действительно строгий контроль всех операций. Достаточная осторожность при транспортировании бетона обеспечивается также при менением автобетономешалок, но укладка и уплотнение остаются на ответственности персонала площадки. Товарный бетон можно считать по природе более близким к фабричному продукту, почти сравнивать его со сталью, так как неоднородность свойств, связанная с приготовлением бетона на месте, здесь устраняется.

Применение товарного бетона также весьма выгодно в случаях, когда нужны лишь небольшие количества бетона или когда бетон укладывают только через определенные интервалы. Обычно цена товарного бетона несколько выше, чем бетона, приготовленного на строительной площадке, но это может перекрываться экономией на цементе, а также экономией на организации площадки и штатах технического надзора.

Следует отметить, что домешивание отличается от перемешивания только скоростью вращения бетономешалки: скорость домешивания — в пределах 2—6 об/мин, скорость перемешивания — 4—16 об/мищ таким образом, оба этих процесса частично перекрываются.

Описание деталей оборудования бетонного завода не входит в содержание данной книги; достаточно лишь сказать, что они обычно в значительной степени автоматизированы. В бетономешалке большой емкости может замешиваться до 8 ингредиентов, при этом их количество точно распределяется и автоматически регистрируется для контроля. Для всего этого процесса нужен только один оператор.
Прочитать подробнее »

Вибратор этого типа жестко крепится к опалубке, покоящейся на эластичной основе, так что вибрируются и опалубка, и бетон. В результате этого значительное количество работы затрачивается на вибрирование опалубки, которая должна быть прочной и хорошо закрепленной, чтобы предупредить ее повреждение и утечку раствора.

Принцип работы поверхностного вибратора таков же, как и глубинного, но частота обычно колеблется в пределах 3000—6000 кол/мин, хотя некоторые вибраторы достигают 9000 кол/мин. Выходная мощность варьирует от 80 до 1100 вт.

Наружные вибраторы применяют при производстве сборных бетон-ных панелей, часто имеющих такую толщину и форму, что глубинный вибратор не может быть использован.
Прочитать подробнее »

Этот тип вибраторов из имеющихся нескольких типов является, по-видимому, самым распространенным. Он состоит из булавы, в которой находится эксцентрик, соединенный гибким валом с мотором. Булава погружается в бетон и действует на него с приблизительно гармоническими усилиями, отсюда и название — глубинный вибратор, или вибробулава.

Частота вибрирования может достигать до 12 000 циклов в минуту; частота от 3000 до 5000 считается минимумом при ускорении не менее 4 g.
Вибратор легко перемещается с места на место и обрабатывает участки в радиусе от 0,6 до 0,9 м в течение 5—30 сек в зависимости от консистенции смеси, хотя для некоторых смесей требуется до 2 мин. Практически полное уплотнение может быть установлено по виду поверхности бетона, которая не должна быть пористой и не должна содержать избытка раствора.

Рекомендуется постепенное удаление вибратора со скоростью около 8 см/сек, чтобы отверстие, оставленное им, полностью заплыло и не был задержан воздух. Вибратор следует погружать на вск> глубину свежеуложенного бетона и в слой, расположенный ниже, если еще пластичен или может стать пластичным вновь.

Таким образом, устраняется зона контакта, являющаяся слабым местом на стыке двух слоев, и создается монолитный бетон. При толщине слоя более 0,6 м вибратор не может полностью удалить воздух из нижних частей слоя.
Прочитать подробнее »

Загустевание бетонной смеси со временем не следует смешивать с процессом схватывания цемента. В первом случае часть воды поглощается заполнителем, часть теряется при испарении, особенно если бетон подвергается воздействию солнца или ветра, часть удаляется в результате химических реакций. Коэффициент уплотнения снижается почти на 0,1 за 1 ч с момента перемешивания; точная величина потери удобоукладываемости меняется в зависимости от расхода цемента, его вида, температуры бетона и начальной удобоукладываемости. Зависимости «осадка конуса —время», полученные Эвансом.

Ввиду быстрого изменения консистенции, а также потому, что нас интересует удобоукладываемость к моменту укладки, т. е. через некоторое время после приготовления смеси, предпочтительно проведение испытаний не ранее чем через 15 мин после приготовления бетонной смеси.

Удобоукладываемость смеси зависит также и от температуры окружающей среды, хотя, строго говоря, мы имеем дело с температурой самого бетона. Влияние температуры на осадку конуса бетонной смеси, приготовленной в лаборатории: в жаркий день количество воды в бетс)не следовало бы увеличивать для поддержания постоянной удобоукладываемости. По мере повышения температуры бетонной смеси возрастает процентное содержание воды, необходимое для того, чтобы вызвать изменение осадки конуса на 2,5 см.

Интересно, что проведенные недавно в жарком климате исследования Шалон не подтвердили потерю удобоукладываемости с увеличением температуры. При повышении температуры до 40° С и при относительной влажности 20—70% влияния температуры на изменение осадки конуса не наблюдалось. Только при температуре выше 50° С или при влажности менее 20% осадка конуса быстро увеличивалась.
Прочитать подробнее »

Обычно вибрирование бетонной смеси производят тотчас после укладки, так что уплотнение полностью заканчивается до загустевания бетона. Все предыдущие разделы относятся к этому типу вибрирования.

Упоминалось, что для получения хорошего сцепления между слоями верхнюю часть нижележащего слоя следует вибрировать повторно при условии, что нижний слой сохраняет пластичное состояние; таким способом можно устранить усадочные трещины и эффект внутреннего водоотделения.

Успешное применение повторного вибрирования позволяет поставить вопрос, не следует ли применять его более часто. На основании экспериментальных данных очевидно, что бетон можно успешно подвергать повторному вибрированию на протяжении около 4 ч с момента перемешивания.

Повторное вибрирование через 1—2 ч после укладки приводит к увеличению 28-суточной прочности на сжатие. Данные приводятся для одинаковой продолжительности вибрирования сразу после укладки, частично во время ее, а частично через определенное время после ее окончания. Отмечено увеличение прочности примерно на 14%, но истинные значения зависят от удобоукладываемости смеси и от деталей процесса.
Прочитать подробнее »

Бетономешалки. Цель перемешивания — обволакивание всех частиц заполнителя цементным тестом и превращение всех ингредиентов бетонной смеси в однородную массу, которая не должна нарушаться при выгрузке смеси из бетономешалки. Способ выгрузки бетонной смеси является одним из основных принципов классификации бетономешалок.

Существуют разные типы: в опрокидывающейся бетономешалке барабан для выгрузки бетона опрокидывается; в бетономешалке неопрокидываю-щегося типа оси всегда горизонтальны и выгрузка производится либо через желоб, вставленный в барабан, либо вращением барабана в обратном направлении, либо через прорезь в барабане. Существуют также бетономешалки лопастные и бетономешалки с барабаном, вращающимся вокруг вертикальной оси.

Бетономешалки с опрокидывающимся барабаном имеют барабан конической или чашеобразной формы с лопатками внутри. Эффективность перемешивания зависит от конструкции бетономешалки. Процесс выгрузки обычно происходит удовлетворительно, так как вся бетонная смесь выгружается быстро в виде нерасслоившейся массы, как только опрокидывается барабан. Бетономешалки с опрокидывающимся барабаном предпочтительнее для смесей с низкой удобообрабатываемостью и для смесей, содержащих заполнитель крупных размеров.

Из неопроки-дывающейся бетономешалки выгрузка идет довольно медленно и бетонная смесь может расслоиться: более крупные частицы заполнителя задерживаются в бетономешалке, так что вначале происходит выгрузка цементного раствора, а затем выгружаются покрытые цементным тестом камни. Нельзя сказать, конечно, что это общий недостаток бетономешалок с неопрокидывающимся барабаном, но рекомендуется проверять в этом отношении работу бетономешалок на данной смеси. Это можно сделать путем сравнения содержания крупного заполнителя во второй и девятой из 10 частей замеса.

Неопрокидывающиеся бетономешалки обычно загружают с помощью ковша или бадьи, применяемых также для загрузки опрокидывающихся барабанов больших размеров. Важно, чтобы все содержимое ковша попадало в барабан при каждой загрузке, т. е. чтобы часть смеси не налипала на стенки. Иногда вибратор, прикрепленный к ковшу, помогает его опорожнять полностью.
Лопастные бетономешалки обычно стационарны, и потому их применяют на бетонных узлах больших строек, на заводах сборного железобетона.

Такие мешалки малой емкости применяют также в лабораториях. Бетономешалка состоит в основном из круглого барабана, вращающегося вокруг своей оси, с двумя или одним рядами звездообразно расположенных лопастей, вращающихся вокруг вертикальной оси, не совпадающей с осью барабана. При неподвижном барабане лопасти вращаются по кругу вокруг оси барабана. В каждом случае относительное перемещение между лопастями и смесью одинаково, и бетонная смесь в любой части барабана тщательно перемешивается.

Скребковые лопасти не дают раствору прилипать к стенкам барабана, а высота лопастей может быть установлена таким образом, чтобы на дне барабана не образовывался слой раствора. Лопастные бетономешалки особенно эффективны при жестких и связных смесях, и поэтому их часто применяют при производстве сборного бетона.

Роторные бетономешалки, работающие потому же принципу, что и лопастные, применяют, в частности, для приготовления цементных растворов. Следует отметить, что в бетономешалках барабанного типа соскабливания раствора со стенок барабана во время замеса не происходит, поэтому некоторое количество раствора остается на стенках до тех пор, пока в конце рабочего дня не производится очистка бетономешалки.
Прочитать подробнее »

Процесс уплотнения бетона состоит в основном в удалении вовлеченного воздуха. Самым старым способом для достижения этого является трамбование поверхности бетона, чтобы выдавить из него воздух и добиться большего сближения твердых частиц. Более современным способом является вибрирование, при котором частицы отделяются одна от другой, что позволяет образовать более компактную массу.

Применение вибрирования позволяет применять более жесткие смеси, чем при ручном уплотнении (коэффициент уплотнения менее 0,75 или от 0,8 до 0,6, когда уже требуется также и давление). Практически могут быть хорошо обработаны вибрированием чрезвычайно сухие и жесткие смеси, так что бетон требуемой прочности может быть получен при меньшем расходе цемента.

Это означает экономию в стоимости, но при этом необходимо учитывать стоимость оборудования для вибрирования, а также более тяжелой и прочной опалубки. В этом случае стоимость затрат труда, по-видимому, будет решающим фактором, если выбор будет основываться только на стоимости. Что же касается качества бетона, то и вибрирование, и уплотнение вручную при наличии хороших смесей и высокого мастерства дают прекрасный бетон.

Однако при этих методах уплотнения может быть и плохой бетон: в случае уплотненного вручную бетона недостаточное уплотнение является наиболее частой ошибкой; при применении вибрирования чаще возникает вероятность того, что оно будет неодинаково по всей массе бетона, поэтому некоторые участки окажутся неполностью уплотненными, а другие подвергнутся расслоению в результате избыточного вибрирования. Однако при наличии достаточно жестких смесей с хорошо подобранным гранулометрическим составом побочное действие избыточного вибрирования может быть в значительной степени устранено.
Прочитать подробнее »