Уплотнение бетона – это операция, при которой свежий бетон уплотняется в формах и заставляет его обхватить арматуру и другие встроенные объекты, такие как трубы в форме.
Существуют различные проблемы, которые могут возникнуть, если уплотнение бетона не выполняется должным образом, например, ячеистая и застрявшая внутри бетонная паста. Кроме того, плохое уплотнение бетона может привести к проблемам с проницаемостью и, следовательно, к коррозии стали и снижению предельной прочности затвердевшего бетона.
Плохое уплотнение бетона приводит к образованию сот и каменных карманов
Методы уплотнения бетона
Уплотнение бетона может производиться как вручную, так и с помощью машин. При выборе метода уплотнения следует учитывать множество факторов, таких как количество и расстояние между арматурой, консистенция бетонной пасты и сложность опалубки.
Ручной метод уплотнения
Разумно обрабатываемые и текучие бетонные смеси уплотняются вручную с помощью прута. Стержень должен доставать до дна опалубки, а для уплотнения бетона между арматурой и опалубкой необходим диаметр гребня.
Бетон многократно утрамбовывается стержневым инструментом для его уплотнения. Смеси с низким значением просадки могут быть уплотнены вручную, если в них добавлены суперпластификаторы для снижения просадки и придания бетону удобоукладываемости.
Кроме того, такие инструменты, как лопата, используются для обеспечения хорошего внешнего вида поверхности, а удары по бокам опалубки способствуют вытеснению воздуха из бетона.
Механическое уплотнение не рекомендуется использовать, если смесь предназначена для уплотнения вручную, чтобы избежать сегрегации.
Метод механического уплотнения
Метод механического уплотнения пригоден и подходит для бетонных смесей с большим содержанием крупного заполнителя и низким соотношением воды и цемента в сильно армированных конструктивных элементах. Различные типы механических методов уплотнения объясняются в следующих параграфах:
1. Ударный или падающий стол
Ударный или падающий стол используется для уплотнения очень жесткого бетона с низкой просадкой при изготовлении сборных блоков.
2. Центрифугирование
Используется для уплотнения смесей с умеренной и высокой просадкой при строительстве столбов, труб и свай.
3. Вибрационный метод уплотнения бетона
Вибрационный метод, вероятно, является наиболее широко используемым методом уплотнения бетона. При этом методе на короткое время устраняется внутреннее трение между частицами заполнителя, бетонная смесь ведет себя как жидкость, и в действие вступает сила гравитации. Это приводит к перемещению захваченного воздуха вверх, и смесь оседает в опалубке.
Когда вибрация прекращается, внутреннее трение немедленно развивается снова. Для выражения вибрации используется либо число колебаний в минуту (vpm), либо число колебаний в секунду (Герц).
Уплотнение бетона вибраторами подразделяется на следующие виды:
a) Внутренние вибраторы
Внутренние вибраторы, которые иногда называют пикообразными или кочерговыми, обычно применяются для уплотнения бетона в балках, стенах, колоннах и плитах. На производительность вибраторов влияет не только обрабатываемость бетона, но и частота, амплитуда и размеры головки вибратора.
Как правило, диаметр головки вибратора находится в пределах 2-18 см, а форма головки цилиндрическая. При увеличении диаметра головки вибратора площадь эффективного действия увеличивается, например, радиус действия вибраторов с диаметром головки 4 см составляет 15 см, а радиус действия вибраторов с диаметром головки 8 см – 45 см.
Кроме того, очень важно правильно использовать внутренние вибраторы для достижения наилучшего уплотнения. Следует избегать горизонтального перемещения вибраторов для предотвращения расслоения бетона и опускать головку вибратора на дно рассматриваемого слоя бетона, при этом она должна перекрывать предыдущий слой примерно на 15 см. Толщина уплотненного слоя бетона составляет около длины головки или 50 см.
Что касается использования вибраторов для уплотнения плит, то вибратор должен быть погружен в бетон, что можно сделать, используя его горизонтально или под определенным углом, а также используя в 1,5 раза больший радиус действия в качестве расстояния для гарантированного перекрытия предыдущего соседнего вибрируемого слоя. Для получения желаемого уплотнения вибратор следует не только держать ровно, но и удерживать на определенной станции в течение 5-15 секунд.
Продолжительность времени работы вибратора на одной и той же станции зависит от обрабатываемости бетона, силы вибратора и характера уплотняемого элемента. Достаточность внутренней вибрации определяется изменениями поверхности бетона, например, изменениями частиц крупного заполнителя, общим выравниванием партии и появлением на поверхности тонкой пленки раствора.
В ситуациях, когда внутренняя вибрация бетона невозможна, может быть полезно вибрировать открытую часть арматуры, так как это приводит к удалению воздуха и воды, попавших под арматуру, и увеличивает связь между бетоном и сталью. На рисунке 2 показана работа внутренних вибраторов.
Внутренние вибраторы для уплотнения бетона
b) Внешние вибраторы
Существует два основных типа внешних вибраторов, а именно
- настольный или поверхностный вибратор, и
- вибратор формы.
Настольный вибратор широко подходит для уплотнения бетонных поверхностей, таких как полы и плиты. Он адекватно уплотняет плиты толщиной до 20 см; при большей толщине плит требуется внутренняя вибрация.
Вибратор формы крепится к внешней поверхности формы или форм надлежащим образом, иначе энергия будет потеряна из-за неправильного крепления. Более того, вибратор формы является правильным выбором для уплотнения бетона в тонких и сильно перегруженных формах, консолидации жестких смесей и дополнения внешних вибраторов.
Кроме того, вибраторы формы могут быть полезны при строительстве труб, кладочных блоков и других видов сборного бетона. Однако не рекомендуется использовать вибрацию формы в верхней части вертикальных форм, таких как колонны, поскольку это может привести к образованию зазоров между бетоном и формами в результате движения внутрь и наружу, поэтому в этом случае лучше использовать внутреннюю вибрацию.
Вибраторы формы должны быть расположены на правильном расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить равномерное распределение интенсивности над формой. На рисунке 3 показано использование вибратора формы для уплотнения свежего бетона.
Уплотнение бетона методом вибрации
Читать далее: Типы вибраторов для уплотнения бетона
Результаты неправильной вибрации бетона
Существуют различные проблемы и дефекты, которые могут возникнуть при неправильном вибрировании бетона.
Соты в бетоне из-за плохого уплотнения или вибрации
Холодные швы из-за плохого уплотнения бетона
Читайте далее:- Практические советы по использованию вибраторов для бетона в полевых условиях.
- Как выбрать вибрационную систему для уплотнения бетона?.
- Как эффективно вибрировать свежий бетон?.
- Что такое встряхиватели арматуры?.
- Виды вибраторов для уплотнения бетона.
- Как выбрать уплотнительную машину в зависимости от типа грунта? [PDF].
- Опалубка в виде стола – типы, компоненты и преимущества.