Уплотнение бетонной смеси при формовании изделий

Бетонную смесь уплотняют преимущественно переносными вибраторами или на виброплощадках. Для изготовления одного или небольшого числа типов железобетонных изделий применяют виброштампы, виброформы и вибровкладыши. Бетонную смесь при изготовлении труб, цилиндрических опор линий электропередач уплотняют главным образом центрифугированием.

В зависимости от размера бетонируемой конструкции и степени насыщения ее арматурой применяют глубинные, поверхностные или наружные вибраторы.

Наиболее эффективно уплотнять смесь на вибрационных площадках, на которые устанавливают форму с бетонной смесью.

Виброплощадки, выпускаемые серийно, состоят из одного или нескольких вибростолов с верхней подвижной рамой или без рамы. По направлению колебаний виброплощадки могут быть с круговыми колебаниями и вертикально или горизонтально направленными колебаниями.

Круговые колебания сообщает виброплощадке, форме и бетонной смеси система одновальных вибраторов. Направленные вертикальные или горизонтальные колебания получают при помощи системы двухвальных вибраторов. Направленные колебания лучше уплотняют бетонную смесь, в частности, для изготовления изделий небольшой толщины предпочтительны вертикально направленные колебания.

Главным параметром виброплощадок считают их грузоподъемность.

На рисунке ниже показана виброплощадка, состоящая из одного вибростола, который имеет верхнюю 2 и нижнюю 4 рамы, вибратор 6 и систему пружин 3 или рессор. Нижняя рама установлена на фундаменте, а верхняя опирается на нижнюю через систему пружин или рессор. Вибратор крепится снизу к верхней раме, которая колеблется на пружинах.

Форму 2 с изделием, установленную на верхней раме, прочно закрепляют при помощи электромагнитов, струбцин, клиньев. Только при правильном закреплении формы бетонная смесь будет подвергаться достаточно интенсивному вибрированию.

Продолжительность вибрирования на виброплощадке зависит от жесткости бетонной смеси, размеров изделия, насыщенности арматурой, равномерности загрузки формы бетонной смесью, а также от амплитуды и частоты колебаний вибрационного механизма. Например для изделий толщиной не более 15 см при средней насыщенности арматурой, равномерном распределении смеси по форме, амплитуде колебаний вибрационного механизма 0,35 мм и частоте 3000 колебаний в минуту продолжительность вибрирования ориентировочно принимают равной показателю жесткости бетонной смеси, увеличенному на 30 с.

Виброплощадки универсальны, на них можно формовать разные изделия, устанавливая на верхнюю раму различные опалубочные формы.

В зависимости от длины виброплощадки на ней крепятся от одного до нескольких дебалансных вибраторов, валы которых стыкуются гибкими муфтовыми соединениями. Полученный таким образом общий вал типа карданного приводится во вращение от одного или нескольких электродвигателей.

Рама колеблющейся виброплощадки должна быть достаточно жесткой, чтобы амплитуды колебаний равномерно распределились по всей длине стола и формуемого изделия. При недостаточной жесткости рамы в отдельных местах по длине виброплощадки и формы образуются точки с «нулевыми» амплитудами колебаний и бетон по длине изделия уплотняется неравномерно.

Так как с увеличением размеров формуемых изделий и длины виброплощадки непропорционально возрастают размеры сечений колеблющейся рамы и металлоемкость виброплощадки в целом, вместо одного общего вибростола применяют виброплощадки, которые состоят из отдельных синхронно колеблющихся небольших вибростолов с дебалансными вибраторами, прикрепленными снизу. Каждый стол с вибратором образует отдельный виброблок.

Промышленность серийно выпускает виброплощадки, собираемые из стандартных унифицированных элементов: виброблоков, карданных валов, шестереночных синхронизаторов и эластичных пружинных опор. Грузоподъемность выпускаемых виброплощадок колеблется от 2 до 24 т в зависимости от числа виброблоков, используемых в виброплощадке, от расчетной величины амплитуды колебаний и мощности электродвигателей.

Унифицированный виброблок представляет собой двухвальный дебалансный вибратор с вертикально направленными колебаниями. Грузоподъемность виброблока 1 т при величине амплитуды 0,6 мм, частота колебаний 3000 в минуту.

В зависимости от линейных размеров и конфигурации изготавливаемых изделий, а также от грузоподъемности виброплощадки возможны различные схемы компоновки виброблоков в площадке: одно-, двух- и трехрядные компоновки с разным числом виброблоков в ряду. На полигонах применяют виброплощадки различных марок с частотой колебаний 3000 в минуту и амплитудой колебаний от 0,3 до 0,75 мм.

Некоторые марки виброплощадок, применяемых на полигонах

Виброплощадка СМ-615У состоит из рамы 1 и четырех вибростолов 2 с двухвальными вибраторами 5. Шестеренчатый синхронизатор 8 имеет четыре выходных вала, которые приводятся во вращение от двух электродвигателей 9. Амплитуда колебаний площадки 0,65 мм, мощность двух электродвигателей 40 кВт.

Более эффективный виброударный режим уплотнения бетонной смеси обеспечивается виброплощадками на упругих прокладках в виде жесткой технической резины вместо эластичных пружинных опор. Такие виброплощадки требуют меньшей мощности двигателей.

Для уплотнения бетонной смеси на виброплощадках требуется большой расход электроэнергии, так как при этом дополнительно затрачивается энергия на сообщение колебаний форме. Однако из-за высокой производительности, хорошего качества уплотнения бетонной смеси виброплощадки являются распространенным оборудованием на крупных полигонах.

При изготовлении изделий из малоподвижных и жестких бетонных смесей с успехом применяют дополнительную пригрузку на верхнюю поверхность изделий, благодаря которой повышается качество уплотнения смеси и обеспечивается более ровная поверхность изделия. Величину пригрузки назначают в зависимости от жесткости смеси. Она составляет для малоподвижных и жестких смесей от 0,01 до 0,03 и для особо жестких смесей 0,03-0,1 кг/см².

При необходимости создания пригрузок небольшой величины примерно до 0,05 кг/см², а также при небольших размерах бетонируемых изделий применяют виброщиты, которые представляют собой стальную плиту, утяжеленную грузами и оборудованную двумя или четырьмя наружными вибраторами. Вибраторы сообщают виброщиту направленные колебания.

Чтобы пригрузка не увеличивала нагрузку на виброплощадку, применяют пневмопригруз или рычажную пригрузку. При пневмопригрузе на находящуюся в форме бетонную смесь укладывают виброщит 4, на него помещают резиновую воздушную камеру 2, поверх которой располагают плоский верхний щит 1, соединенный с формой 5 цепями 3. При нагнетании в камеру 2 сжатого воздуха давление передается на виброщит 4, а от него на бетонную смесь. Пригруз развивает давление около 0,1 кг/см².

При рычажной пригрузке на поверхность бетонной смеси, уложенной в форму, опускают штамп с грузами, закрепленными на рычагах.

Виброштамп представляет собой вибросердечник 1 опускаемый на открытую сверху и ограниченную снизу и с боков опалубочной формой бетонную смесь 5. После прекращения вибрации вибросердечник и бортовую оснастку 4 формы поднимают, а отформованное изделие транспортируют на поддоне в пропарочную камеру. При виброштамповании возможно применять особо жесткие бетонные смеси.

Виброформы представляют собой многократно используемую опалубку. Как правило, виброформы применяют при изготовлении железобетонных колец (труб). Ниже показан станок СМ-210К с виброформой. Виброформа состоит из наружной и внутренней опалубок и вибратора, скрепленного с внутренней опалубкой. Кольца распалубливают сразу по окончании уплотнения укладываемой малоподвижной смеси. Опалубку кольца снимают, поднимая ее вертикально вверх. Производительность станка в час — 14 колец диаметром 1,0-1,5 м и высотой 1,5 м.

Вибровкладыши применяют для уплотнения бетонной смеси и формования пустот в многопустотных настилах. Вибровкладыши представляют собой трубы круглого или овального сечения, которым сообщается вибрация. Число применяемых вибровкладышей может быть равно числу пустот в настиле или превышать его в два раза, так как длина вибровкладышей часто принимается равной половине длины изделия.

Вибраторы устанавливают внутри вкладышей. После уплотнения вибровкладышами бетонную смесь дополнительно уплотняют при помощи виброщита. По окончании вибрирования вибровкладыши извлекают из отформованного изделия, а затем поднимают виброщит.

Центрифугирование заключается в том, что загруженная в быстровращающуюся форму бетонная смесь под действием центробежных сил распределяется равномерным слоем по стенкам формы и хорошо уплотняется.

При изготовлении изделий (например, труб,  цилиндрических пустотелых опор линий электропередач, мачт) таки методом применяют подвижную смесь. Иногда центрифугирование сочетают с вибрацией.

1. Бетоноведение
2. Технология изготовления сборных железобетонных конструкций и деталей
   
   • Общие вопросы производства сборного железобетона
   • Приготовление бетонных смесей
   • Производство растворных смесей
   • Транспортирование бетонной смеси
   • Заготовка арматуры
   • Опалубка
   • Подготовка форм, формование бетона и твердение изделий
     • Подготовка форм
     • Формование изделий
       • Укладка арматуры и установка закладных деталей
       • Транспортировка и укладка смесей
       • Уплотнение бетонных смесей
         • Уплотнение бетонной смеси при формовании изделий
         • Уплотнение бетонной смеси вибраторами
         • Классификация вибраторов
         • Конструкция вибраторов
         • Характеристика вибраторов
         • Правила укладки и уплотнения бетонной смеси вибраторами
         • Формование в виброформе
         • Объемное уплотнение на виброплощадке
         • Внутреннее виброуплотнение
         • Объемное вибрирование с пригрузом
         • Поверхностное уплотнение виброштампами
         • Уплотнение ручными вибраторами
         • Центрифугирование
         • Техника безопасности
     • Ускорение твердения бетона
     • Уход за бетоном
     • Отделка лицевых поверхностей бетона
     • Распалубка, складирование и хранение готовой продукции
     • Контроль качества
   • Армирование и формование предварительно напряженных изделий
   • Особенности производства различных видов бетонных и железобетонных изделий
   • Бетонирование различных конструкций
3. Бетонные работы в зимних условиях
4. Производство сборных конструкций и деталей из легких бетонов
5. Производство сборных изделий из плотных силикатных бетонов и бетонов на бесклинкерном вяжущем
6. Производство бетонных и железобетонных изделий на полигонах
7. Общие правила техники безопасности и противопожарные мероприятия на строительной площадке