Корзина
37 отзывов
+380 (67) 760-76-88
Контакты
ПП Будпостач: газобетон и газоблок по оптовой цене
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или физического лица-предпринимателя.
+380675486412kyivstar
+380677607688kyivstar
+380660875308мтс
+380662600001МТС
+380445675357укртелеком
Александр Здоров, Дарья, Виктория, Надежда, Оксана.
УкраинаКиевул. Бориспольская 10 ком 6 (Дом культуры Днепр) напротив радио завода
Карта

Вибрированный бетон

Вибрированный бетон

Вибрированный бетон,Бетон представляет композицию, состоящую из цементного камня, зерен заполнителя, воды и воздуха. Цементный камень, являющийся связующим материалом для зерен заполнителя, неоднороден и состоит из частично гидратированных зерен...

Вибрированный бетон

Бетон представляет композицию, состоящую из цементного камня, зерен заполнителя, воды и воздуха. Цементный камень, являющийся связующим материалом для зерен заполнителя, неоднороден и состоит из частично гидратированных зерен цемента, образовавшихся коллоидов и кристаллических сростков с промежутками между ними, заполненными водой или воздухом.

Основы вибрирования бетонной смеси

Развитие цементной промышленности предопределило развитие науки о бетоне. Работы отечественных ученых П.А. Белелюбекого, А.Р. Шуляченко, И.Г. Малюги, Н.А. Житкевича. А.А. Байкова, П.М. Беляева и других обеспечили развитие этой науки. Особенно большое развитие она получила в советский период, начиная с работ проф. Н.М. Беляева, которые были углублены и дополнены работами профессоров П.А. Попова, Б.Г. Скрамтаева и других.

Спешите купить газоблоки в Ужгороде по опт. цене с доставкой

Развитие способа укладки бетонной смеси вибрированием

С развитием технологии бетона развиваются и методы укладки бетонной смеси. На смену трудоемкому способу укладки бетона трамбованием приходит способ укладки литого бетона при помощи бетонолитных мачт. Затем появляется более совершенный способ укладки жестких и малоподвижных бетонных смесей при помощи вибраторов.

Вибрированный бетон

До внедрения в строительную практику механических способов укладки бетонной смеси вопросу плотности бетона не уделялось достаточного внимания. При укладке трамбованного бетона требовалось только уплотнять бетон до появления цементного молока на поверхности, что и служило критерием степени уплотнения. С развитием применения литых бетонов процесс укладки облегчился, но все же остался немехапизиро-ванным при производстве бетонных работ. Только при укладке бетона методом вибрирования увеличилась производительность труда и уменьшилась трудоемкость работ.

Исследования вибрированного бетона

Первые сведения о практическом применении вибрирования относятся к 1890 г., когда впервые были применены виброплощадки. В 1899 г. в России был заявлен патент (а в 1903 г. выдан) на аппарат для изготовления свободных от внутренних пустот искусственных камней. В этом патенте предложено три способа уплотнения искусственных камней и бетонной смеси. Эти способы в принципе широко применяются и в настоящее время при механическом уплотнении бетонной смеси. Первый способ ― уплотнение при помощи пневматического вибратора, второй ― уплотнение при помощи «храповиковой» виброплощадки и третий ― уплотнение при помощи механизма, состоящего из системы рычагов, соединенных с эксцентриком (предложение это не было реализовано).

В последующее время вибрирование применялось эпизодически. В 1906 г. в США применили пневматические вибраторы, но неудачно, и до 1915 г. работ в этой области не было известно.

В 1915 г. были начаты исследования вибрированного бетона и бетона ручной укладки.

С 1925 г. начинает широко применяться способ уплотнения бетонной смеси вибрацией. В 1928-1929 гг. вибрирование применялось на заводе «Баррикады» в Ленинграде. В 1933 г. был начат серийный выпуск механизмов для укладки бетона, и вибраторы были широко применены на строительстве Днепростроя, Свирь-Н и Свирь-Ш, где был уложен бетонный блок объемом 9 000 м3.

В 1934 г. было выпущено 30 электромагнитных и 350 пневматических вибраторов и в дальнейшем выпуск вибраторов резко увеличился.

За время с 1934 г. в Советском Союзе было разработано и испытано более 50 новых конструкций вибраторов и отобрано для серийного производства 14 конструкций.

Вибрация, как способ укладки бетонной смеси

На строительстве многих сооружений вибрирование являлось основным способом уплотнения бетонной смеси. На канале имени Москвы из общего объема бетонных работ в 3,5 млн. м3 уложено с применением вибраторов 2 млн. На крупнейшей гидротехнической стройке ― Волгострое (1936-1940 гг.)-97% всего бетона (2 млн. м3) уложено при помощи вибраторов. Вибрация бетона стала обыденным явлением на стройках, особенно в последние годы, когда значительно повысился выпуск вибраторов. Волго-Донской канал и другие промышленные объекты сооружались исключительно с применением вибрирования при укладке бетона.

Вибрированный бетон

При применении вибраторов были случаи получения плохих результатов, что иногда приписывали несовершенству самого способа вибрирования. Однако анализ этих случаев указывал на ошибки при производстве работ, происшедшие вследствие незнания приемов работы с вибраторами и свойств вибрированного бетона.

Вибрация, как способ укладки и уплотнения бетонной смеси, с каждым годом будет все больше применяться.

Переход на заводское изготовление сборных железобетонных конструкций неизбежно связан с переходом на жесткие бетонные смеси, укладка которых наиболее эффективна при применении вибрации в сочетании с другими способами уплотнения. Получение бетонных и железобетонных конструкций повышенной плотности и прочности, водонепроницаемости и других свойств также связано с применением вибрации для уплотнения бетонной смеси. Кроме того, эффективность укладки бетонной смеси при помощи вибрации особенно возрастает при изготовлении железобетонных конструкций и деталей в заводских условиях, когда имеется возможность применять жесткие (металлические) формы вместо опалубки.

В строительной промышленности колебательные процессы применяют не только для уплотнения бетонной смеси, но и для уплотнения грунта и сыпучих тел, балласта, для погружения свай и шпунта, для транспортирования и дозировки сыпучих материалов, для сепарирования порошков, для подземной проходки траншей, для очистки ковшей экскаваторов; в металлургии колебательные процессы применяют при литье металла, для уплотнения формовочной земли, для мойки деталей. Это далеко не полный перечень областей техники, где с большим или меньшим успехом применяют колебательные процессы. Несмотря на кажущееся различие, в основе этих процессов лежит один и тот же принцип ― существенного уменьшения внутреннего трения при колебаниях.

Сущность процесса вибрирования бетонной смеси

Бетонную смесь приводят в колебательное движение, либо погружая в нее вибраторы, либо действуя на нес через опалубку или форму; частицы бетонной смеси получают импульсы, вследствие чего они колеблются в положениях неустойчивого равновесия. Бетонная смесь при этом приобретает свойства «тяжелой» жидкости.

Под влиянием импульсов частицы бетонной смеси находятся в непрерывном колебательном движении около некоторых осредненных положений неустойчивого равновесия. В результате смещений соседних частиц образуется пустота; частица, вследствие действия силы тяжести заполняет ее и продолжает колебаться уже в новом положении неустойчивого равновесия1. Поэтому последовательное движение частиц происходит преимущественно вниз. Кроме вертикальных перемещений вниз, частицы бетонной смеси могут обладать и другими перемещениями: вверх, к вибратору и от него (при внутреннем вибрировании).

Бетонная смесь обладает в той или иной степени свойствами тяжелой жидкости. Из нее выделяется воздух в виде пузырьков; она может принять любую форму и создает давление на стенки опалубки, которое подчиняется законам гидростатики.

Вибрированный бетон

Степень перехода бетонной смеси в состояние жидкости зависит от степени уменьшения внутреннего трения между частицами в результате воздействия на нее импульсов, сообщаемых вибратором.

Частицы бетонной смеси при уплотнении ее вибраторами сближаются и выталкивают воздух, который в виде пузырьков поднимается на поверхность бетона. Всплывать на поверхность бетона могут пузырьки определенного диаметра. У пузырьков диаметром меньше предельного подъемная сила недостаточна, чтобы преодолеть силы внутреннего трения. Это явление обеспечивает получение плотного бетона при вибрировании смеси. В некоторых случаях вибрируемая бетонная смесь не выделяет воздух в виде пузырьков, а засасывает его.

Интенсивность выделения воздушных пузырьков при вибрировании и их количество, выделяющееся на поверхности бетона, не позволяют оценивать конечный момент вибрирования, так как момент полного прекращения выделения пузырьков можно наблюдать весьма редко, а момент заметного уменьшения их с трудом поддается фиксации.

При вибрировании на поверхность бетона в виде пузырьков выделяется не только воздух, включенный в бетонную смесь во время перемешивания и перемещения ее, но и воздух, засасываемый извне во время вибрирования. Это явление можно наблюдать во время вибрирования бетонного изделия на вибро-площадке, а также при укладке бетонной смеси в колонны наружным вибратором. При вибрировании опалубки происходит сдвиг фаз вынужденного колебания опалубки и бетона. Вследствие этого между стенкой формы и бетоном образуется разреженное пространство, куда устремляется воздух и происходит его засасывание в бетонную смесь. При этом физические свойства бетонной смеси влияют на количество засасываемого воздуха.

При станковом вибрировании с увеличением амплитуды колебаний количество засасываемого воздуха увеличивается.

Бетонные смеси, обладающие плохим сцеплением с поверхностью формы, засасывают больше воздуха, чем литые бетонные смеси. Количество засасываемого воздуха уменьшается с увеличением частоты колебаний. Как изменяется количество засасываемого при станковом вибрировании воздуха с увеличением времени вибрирования. Объем укладываемого бетона составлял при опытах 8 л. Количество засасываемого воздуха за определенный промежуток времени превосходило объем укладываемого бетона. Количество засасываемого в 1 мин. воздуха не уменьшается, а увеличивается со временем или остается неизменным. Незначительное уменьшение количества засасываемого воздуха отмечено в одном опыте после 5-6 мин. вибрирования. Наибольшее количество засасываемого в 1 мин. воздуха составляло при станковом вибрировании 4-5 л для бетона объемом 8 л, т. с. 50-60% объема.

При станковом вибрировании количество засасываемого в единицу времени воздуха может быть значительным, и. как правило, оно не уменьшается в течение вибрирования. Поэтому судить о законченности процесса вибрирования по интенсивности выделения пузырьков воздуха не представляется возможным.

Вибрированный бетон

Величина разрежения, создаваемого при наружном вибрировании между бетоном и стенкой опалубки, была установлена на колоннах 25X25 см, высотой 4 м. При измерении давления бетонной смеси на опалубку в период вибрирования колонны и после прекращения ее было замечено, что в последнем случае давление всегда больше на 0,02-0,04 кг/см2. Уменьшение давления в период вибрирования могло быть вызвано разрежением, которое образуется сдвигом фаз вынужденного колебания опалубки и бетона в плоскости их соприкосновения.

Ослабить засасывание воздуха при наружном и станковом вибрировании можно путем применения плотных (без щелей) форм, уменьшением времени вибрирования до минимума и применением большой частоты с малой амплитудой колебаний.

При внутреннем вибрировании происходит засасывание воздуха в бетонную смесь,, но в меньшей степени, чем при станковом вибрировании. В-1. В-2 и В-3 дают представление о количестве воздуха, которое засасывается внутренним вибратором небольшого размера, погруженным в форму 15X15 см. Кривая ВВ-1 получена при отводе воздуха от формы с двух противоположных сторон, а кривая ВВ-1 при отводе воздуха сверху и сбоку. Испытания были проведены при частоте 50 гц с амплитудой колебаний А = 0,47 мм. При частоте 25 гц воздух не подсасывался. При частоте 100 гц подсос воздуха был незначительным и составлял 0,1-0,15 л после 5-7 мин. вибрации.

Бетон применялся состава 1:6 при В/Ц =0,5-0,65; заполнитель ― гравий крупностью до 40 мм. Осадка бетонной смеси по конусу 2-6 см.

При наружной вибрации, когда вибратор укрепляют на стенке опалубки, на поверхности забетонированного изделия или конструкции остаются воздушные поры. Уменьшить количество воздушных пор на поверхности забетонированной конструкции можно путем повторного вибрирования спустя 1 -1,5 часа после укладки бетона.

Значение вязкости бетонной смеси при ее уплотнении

Сопротивление системы вода-цемент перемещениям в ней частиц заполнителя может быть оценено вязкостью цементного теста в процессе вибрирования. Эффект вибрирования зависит от вязкости среды, от формы, размеров и характера поверхности частиц заполнителя, количества твердой фазы и в большей степени от величины и частоты импульсов, сообщаемых частицам бетонной смеси.

В настоящее время различают обычную вязкость и структурную (тиксотропную). Вязкость определяется силой ― действия жидкости на единицу поверхности, параллельной направлению движения, с расстоянием х, измеренным перпендикулярно к плоскости движения. Уравнение вязкости записывается так: где ― коэффициент вязкости, имеющий размерность г см~1сек~1. Эта абсолютная единица вязкости называется пуазой; и ― скорость перемещения слоя относительно соседнего.

Коэффициент вязкости (или коэффициент внутреннего трения) есть сила, приходящаяся на единицу площади, необходимая для поддержания градиента скорости, равного единице. При изучении бетонной смеси обычная вязкость может нас интересовать, так как одной из составляющих бетонной смеси является вода, и вязкость ее зависит от температуры. Вязкость воды в интервале температур от 0 до 80° изменяется от 1,78 до 0,355 сантипуаз. Зависимость вязкости воды от температуры выражается показательным уравнением.

Вибрированный бетон

Тиксотропия

Уравнение вязкости в применении к ряду коллоидных растворов претерпевает существенные изменения. Было обнаружено, что вязкость растворов желатины, кремневой кислоты, альбумина и ряда других коллоидов неодинакова при определении ее различными методами и, кроме того, изменяется со временем. Вязкость зависит от того, с какой скоростью происходит истечение жидкости из вискозиметра. Для лиофильных золей и "суспензий введено понятие структурной (кажущейся, тиксотропной) вязкости, зависящей от структуры вещества и скорости сдвига. В дальнейшем будем пользоваться понятием структурная вязкость.

Термин тиксотропия указывает на возможность разжижить гель в золь встряхиванием или перемешиванием; причем при последующем состоянии покоя золь снова обращается в гель.

Тиксотропией называют изотермическое обратимое превращение истинного золя в гель и обратно или дают более общее определение, называя тиксотропией изотермическое изменение вязкости, обусловленное силами сдвига. Это определение более подходит к явлению изменения вязкости вибрируемой бетонной смеси. Действие ультразвуковых волн на гель аналогично встряхиванию. Ультразвуковые волны действуют особенно сильно на поверхности раздела между двумя фазами. Разжижение под действием, ультразвуковых волн начинается с границы геля с воздушными пузырями или с границы геля с другим телом. Пузырьки воздуха могут передвигаться через гель, при этом необязательно его полное разжижение. Такое же явление наблюдается при вибрировании бетонной смеси.

Каждая частица, составляющая бетонную смесь и колеблющаяся при воздействии вибратора, является в свою очередь источником колебаний, вследствие чего на границе ее с дисперсионной средой происходит тиксотропное изменение. При встряхивании жидкости и при вибрации бетонной смеси в нес вводятся пузырьки воздуха. В жидкости можно наблюдать движение пузырьков воздуха как больших, так и малых. В тиксотропном золе большие пузырьки движутся, маленькие же находятся на месте; их подъемная сила недостаточна для того, чтобы преодолеть предельное сопротивление сдвигу. Это предельное сопротивление сдвигу и характеризует предельные скорости или амплитуды колебаний, за Пределами которых происходит превращение бетонной смеси в состояние жидкости.

Для каждого тиксотропного вещества существует предельное значение скорости сдвига, вызывающее переход его из упруго-эластичного состояния в состояние временной текучести. Для сохранения состояния временной текучести нужно поддерживать предельное значение скорости сдвига. Это явление можно наблюдать при вибрировании бетонной смеси; по прекращении вибрации бетонная смесь приобретает некоторую прочность и может нести небольшую нагрузку.

Способы определения вязкости

Для определения подвижности бетонной смеси обычно применяют стандартный конус.

Приборы, применяемые для оценки подвижности пластичных бетонных смесей, не пригодны для вязких (жестких) смесей, наиболее рациональных при вибрировании. Стандартный конус не дает осадки, если содержание воды в 1 м3 бетона на обычных заполнителях меньше 150-170 кг. Показатель подвижности бетонной смеси по стандартному конусу носит условный характер и неоднозначно определяет свойства бетонной смеси. На графике показано, как изменяется осадка конуса, расплыв, логарифмы вязкости и прочность бетона (вибрированного и ручной укладки) в зависимости от водоцементного отношения. Одно и то же значение осадки конуса и расплыва можно получить для двух значений В/Ц. Логарифм вязкости линейно изменяется с В/Ц. Поэтому возникла необходимость в выборе более совершенного способа оценки удобоукладываемости вибрируемой бетонной смеси.

Вибрированный бетон

За последнее время было предложено несколько способов оценки удобоукладываемости малоподвижных и жестких бетонных смесей. Наиболее пригодными для этих целей являются приборы, основанные на принципах истечения из капилляра или всплывающего шарика.

В 1932 г. Пауэрсом был предложен прибор, принцип работы которого состоит в том, что бетонную смесь, имеющую форму конуса, превращают в цилиндр путем встряхивания па столике. По количеству встряхиваний (с подъемом столика на высоту 7-8 мм) определяют степень удобоукладываемости бетонной смеси. Опуская или поднимая внутреннее кольцо прибора диаметром 215 и высотой 130 мм, можно затруднить или облегчить деформацию бетонной смеси. При работе с вязкими бетонными смесями число встряхиваний становится чрезвычайно большим (500-700 встряхиваний).

Поэтому автором было предложено заменить встряхивание прибора его вибрированием на виброплощадке и по времени превращения конуса в цилиндр определять структурную вязкость. Определение структурной вязкости бетонной смеси состоит из следующих операций: пользуясь насадкой, набивают конус, снимают форму и измеряют осадку, если, она есть; устанавливают верхнюю часть прибора, состоящую из штатива и скользящего в его муфте калиброванного стержня с плоским диском на конце и, включив виброплощадку, замечают по секундомеру время опускания калиброванного стержня до нулевого деления; снимают конус и определяют степень расслоения.

Время с момента включения вибратора до совпадения уровней бетона во внутреннем и наружном цилиндрах, выраженное в секундах и определяемое моментом, когда калиброванный стержень опустится до нулевого деления, служит мерой удобоукладываемости или структурной вязкости.

До начала работ следует оттарировать прибор. Для этого цилиндр устанавливают и закрепляют на вибростоле. Затем в него вставляют конус и заполняют его бетонной смесью в три слоя со штыкованием каждого слоя 25 раз. Конус осторожно снимают и на сосуд надевают штатив со вставленным в штатив диском на стержне. Отпустив зажимной винт, опускают диск до поверхности бетонной смеси и включают вибратор; при этом бетонная смесь будет растекаться, а диск опускаться. Когда поверхность бетонной смеси сделается горизонтальной и диск перестанет опускаться, вибратор выключают, стержень осторожно приподнимают на 2 мм и ножовкой аккуратно наносят на нем риску у места входа стержня в головку штатива, которая и служит нулевым делением.

При определении показателя вязкости нужно следить за тем, чтобы зазор между днищем сосуда и нижней плоскостью внутреннего кольца соответствовал наибольшей крупности заполнителя в соответствии.

Внутреннее кольцо следует хорошо укрепить при помощи держателей. Отдельные куски заполнителя бетонной смеси, крупнее размера щели, удаляют. Удобоукладываемость бетонной смеси не должна отличаться от заданной более чем на ±10%. Показатель структурной вязкости бетонной смеси зависит от скорости колебаний, которая может быть определена произведением амплитуды колебания на угловую скорость вращения эксцентриков.

Вибрированный бетон

Бетонная смесь и цементный раствор являются средами с аномальной вязкостью, зависящей от скорости сдвига или скорости колебаний. Показаны кривые изменения вязкости бетонной смеси от скорости колебаний. Бетонная смесь имеет очень большую вязкость при нулевой скорости, и вязкость ее не обращается в нуль при очень больших скоростях сдвига. По достижении минимума вязкость может вновь возрасти, что следует, по-видимому, объяснить развитием турбулентных явлений.

Виброплощадка для определения вязкости бетона

Виброплощадка для определения структурной вязкости бетонной смеси должна обладать: а)постоянством амплитуды колебаний за весь период определения; б) коротким пусковым периодом (период, после которого устанавливаются стационарные колебания); в) постоянством частоты колебаний; г) независимостью режима работы от небольших изменений колеблющейся массы; д) одинаковой амплитудой по длине стола.

Показана виброплощадка для определения структур ной вязкости бетонной смеси, а также для изготовления мелких изделий весом до 50 кг. Источником колебаний служит электродвигатель переменного тока мощностью 500 вт, укрепленный шарнирно под столом виброплощадки и подключаемый в сеть напряжением 220 в или через понижающий трансформатор. Вибратор дает 3 000 кол/мин.

В виброплощадке можно изменять амплитуду колебания путем изменения кинетического момента эксцентриков. Стол виброплощадки опирается на четыре пружины; станину виброплощадки нужно закрепить на фундаменте.

Вибровискозиметр

Более точно можно определить структурную вязкость бетонной смеси и цементного раствора при помощи вибровискозимстра с заданной скоростью колебаний.

Бетонная смесь обладает структурной вязкостью, изменяющейся со скоростью сдвига или скоростью колебаний. Для точного определения структурной вязкости бетонной смеси необходимо иметь постоянными амплитуду и частоту колебаний.

Для определения структурной вязкости коллоидных растворов применяются вискозиметры, основанные на различных принципах: падающего или всплывающего, шарика, вращающихся коаксиальных цилиндров, истечения из капилляра, колебаний тел и пр.

Для определений структурной вязкости бетонной смеси обычно применяют вискозиметр, основанный на принципе «капиллярного» „стечения. Для определения структурной вязкости цементного теста, цементного раствора и бетонной меси этот способ недостаточно надежен. Недостатком этого способа является неопределенность в распределении скоростей сдвига или скоростей колебаний по всему объему, хотя средний результат совпадает с теоретическим выводом.

Вибровискозиметр предназначен для более точного определения структурной вязкости цементного теста, растворов, бетонной смеси на мелких заполнителях и других вязких материалов и имеет следующие особенности.

а) Скорость сдвига или скорость колебаний может быть изменена в достаточно широких пределах или сохранена постоянной. Изменение скорости колебаний осуществляется путем изменения амплитуды при помощи смещающихся эксцентриков и путем изменения частоты колебаний питанием мотора от периодумформера.

Вибрированный бетон

б) Вискозиметр основан на принципе всплывающего пустотелого шарика 3. Для фиксации времени прохождения шарика па известном участке трубки или скорости его движения применен электрический контур.

в) Для получения равномерной амплитуды система эксцентричных грузов / может перемещаться вверх и вниз при помощи штурвала. Связь между вибровискозиметром и мотором 2 ― гибкая при помощи гибкого вала.

г) Вибровискозиметр снабжен двумя трубками 9; одна заполняется контрольной жидкостью (глицерином или касторовым маслом), а другая ― раствором или бетонной смесью на мелком заполнителе.

Калибровка вибровискозиметра

Бакелитовые трубки диаметром 50 мм с двумя катушками на расстоянии 250 мм друг от друга жестко закрепляются в каркасе муфтой 10. Снизу трубки укреплен электромагнит 5, предназначенный для удержания шарика в нижнем положении. Резонансный контур состоит из двух катушек, одетых на бакелитовую трубку одной переменной емкости, предназначенной для настройки, и другой катушки самоиндукции. Этот контур связан индуктивно с контуром генератора, собранного на электронных лампах. Второй каскад усиления связан с первым каскадом трансформаторной связью. Снимаемое с выхода второго каскада изменение напряжения подается на телефонную трубку, предназначенную для настройки всей системы. Установка питается от двухполупериодного выпрямителя. Вискозиметр имеет отверстия в наружном кожухе 6, который заполнен водой и является термостатом. Вся установка подвешена к треноге.

Калибровка вибровискозиметра была проведена при помощи капиллярного вискозиметра Пинкевича ― Оствальда, которым определяли вязкость калибровочной жидкости. Калибровочной жидкостью служило касторовое масло; вязкость его мало изменялась со скоростью колебаний.

Определение относительной вязкости производили параллельным испытанием исследуемой жидкости и дистиллированной воды. При пятикратных измерениях вязкости воды отклонение от среднего не превосходило 6%, а для касторового масла 3%. После определения вязкости калибровочную жидкость при-меняли в вибровискозиметре и по скорости всплывал шарика на известном участке трубки устанавливали коэффициент к для формулы, по которой и вычисляли структурную вязкость исследуемого раствора.

Определение структурной вязкости вискозиметром и вибровискозиметром

Показаны изменения структурной вязкости при испытании в вискозиметре и объемного веса бетонной смеси в зависимости от амплитуды колебаний при частоте 50 кол/сек. Приведенная зависимость указывает на большую чувствительность бетонной смеси к изменениям амплитуды колебаний. По оси ординат отложено время истечения бетонкой смеси из внутреннего цилиндра в наружный (через кольцевой промежуток между нижней гранью внутреннего цилиндра и дном), а также прочность. По оси абсцисс нанесена амплитуда колебаний, пропорциональная скорости колебания при данной частоте.

Вибрируемая бетонная смесь обладает свойством тиксотропии и подчиняется с известным приближением той же зависимости, что и коллоидные растворы.

Большое влияние оказывает структурная вязкость бетонной смеси на прочность и плотность бетона. Укладка бетонной смеси при неправильно выбранном режиме колебаний не может дать положительных результатов, так как малая и слишком большая амплитуды колебаний при данной частоте могут дать отрицательный результат. Многие свойства бетона зависят от плотности его, и поэтому вопрос о выборе оптимального режима вибрировании приобретает актуальное значение.

Вибрированный бетон

Влияние соотношения В/Ц на структурную вязкость

Показатель вязкости зависит от консистенции цементного теста или В/Ц отношения С увеличением водоцементного отношения удобоукладываемость бетонной смеси улучшается.

 

Свойства бетонной смеси

Однако как большая, так и меньшая вязкость ухудшает свойства бетонной смеси, вызывая расслоение или указывая на недопустимо малое содержание воды. Влияние В/Ц на структурную вязкость цементного раствора состава 1 : 2, на котором показаны кривые изменения вязкости с изменением амплитуды колебаний для четырех значений В/Ц = 0,4; 0,45; 0,5 и 0.55.

Структурная вязкость цементного раствора состава 1:2 изменяется в зависимости от В/Ц и амплитуды колебания в широких пределах от 1 000 до 20 пуаз. С увеличением водоцементного отношения показатель вязкости уменьшается, при этом могут быть случаи, когда для некоторой густоты цементного теста показатель вязкости начинает возрастать. Это объясняется образованием турбулентных явлений и расслоением бетонной смеси с выделением цементного молока или воды.

Влияние состава бетонной смеси на ее вязкость

С уменьшением расхода цемента смесь становится более жесткой. Это ухудшение удобоукладываемости менее ощутимо в составах, бедных песком, когда суммарная поверхность зерен заполнителя относительно невелика.

Влияние характера поверхности заполнителя на структурную вязкость бетона

Для оценки этого влияния были приготовлены пески одинакового гранулометрического состава из шлака и кварцевого москворецкого песка. Для состава 1 : 3 при В/Ц 0,5 структурная вязкость раствора на кварцевом песке изменялась от 27 до 19 пуаз с изменением скорости колебаний от 7 до 39,5 см/сек. Структурная вязкость раствора состава 1 : 3 на шлаковом песке была выше и составляла от 143 до 558 пуаз. Многочисленные опыты, проведенные с другими составами и другими В/Ц, подтвердили большое влияние характера поверхности зерен заполни-теля на структурную вязкость.

Влияние пластификаторов на структурную вязкость растворов отлично от действия пуццоланизирующих добавок

Если трепел увеличивает структурную вязкость, то такие пластификаторы, как омыленный древесный пек и сульфитно-целлюлозная барда уменьшают структурную вязкость цементного теста и раствора на кварцевом песке и в меньшей степени оказывают влияние на вязкость раствора на шлаковом песке. Показано, как уменьшается структурная вязкость цементного теста на портландцементе при В/Ц = 0,3 при добавке 0,2% сульфитно-спиртовой барды.

Сравнение действия добавки 0,2% спиртовой барды и добавки 0,1% омыленного древесного пека на структурную вязкость цементного теста при В/Ц = 0,3. Сульфитно-спиртовая барда в данных условиях испытаний оказала большее разжижающее действие, чем омыленный древесный пек. При больших процентах добавки омыленного древесного пека (0,1) влияние амплитуды колебаний менее ощутительно, нежели при малых добавках (0,05).

Вибрированный бетон

Абсолютное значение структурной вязкости

Вибровискозиметр позволяет оценить абсолютное значение структурной вязкости пластифицированных цементов. Проведенные испытания показали, что пластифицированные цементы иногда обладают худшими пластифицирующими свойствами, чем портландцементы. Показаны результаты определений структурной вязкости раствора 1 : 3 при В/Ц = 0,5, приготовленного на пластифицированном цементе завода «Комсомолец» и па портландцементе Воскресенского завода марки 400. При всех ам-плитудах колебаний структурная вязкость раствора на портландцементе Воскресенского завода оказалась ниже вязкости раствора на пластифицированном цементе завода «Комсомолец». Поэтому необходимо оценивать вязкость поступающих на стройки пластифицированных цементов. Опыты показали, что структурная вязкость цементного теста и раствора, определяемая в вибровискозиметре, является стабильной для практических целей.

В качестве основной характеристики бетонной смеси при формовании ее может быть принята структурная вязкость. Дополнительной характеристикой может служить «текучесть» ― величина, обратная вязкости. Общепринятая характеристика бетонной смеси ― подвижность с известным приближением может уподобляться текучести.

Применяющиеся способы формования бетонных и железобетонных изделий на заводах чрезвычайно разнообразны. Наряду с приготовлением железобетонных изделий в формах на вибрационных площадках на некоторых заводах применяют другие способы, а именно: вибрирование бетонов из жестких смесей с немедленной распалубкой, вибрирование в сочетании с прессованием, в сочетании с вакуумированием, вибрирование с одновременным воздействием вакуумирования и прессования, прокатку, центрифугирование, виброштампование и др.

При вибрировании с немедленной распалубкой отформованного изделия требуется жесткая бетонная смесь. При прокатке железобетонных балок требуется применение маловязкой бетонной смеси, способной изменять свою форму при воздействии катков, без нарушения однородности и без образования трещин или разрыхления. Важным фактором являются умелый выбор структурной вязкости бетонной смеси и поддержание ее на заданном уровне в течение смены.

При вибрировании изделий на виброплощадках вязкость бетонной смеси является фактором, влияющим как на производительность механизма, так и на прочность и плотность бетона в изделии. Большее значение имеет вязкость бетонной смеси при виброштамповании или при формовании пустотелых элементов настила внутренним давлением с одновременным воздействием вибрирования, вакуумирования и прессования.

Вибрированный бетон

Предельные и минимальные скорости колебаний

Общие представления о поведении бетонной смеси при вибрировании можно получить, зная структурную вязкость бетонной смеси. Важно знание предельных значений скорости движения частиц бетонных смесей разного состава и подвижности. Зная предельные скорости движения, можно установить эффективность вибрации.

Предельные скорости колебаний устанавливались опытом для объема бетона (8 л) при определенном времени вибрирования и имели частный характер.

Анализ ряда работ показал, что ни амплитуда колебания, ни скорость, ни ускорение, взятые в отдельности, не характеризуют эффект вибрирования, т. с. достигаемую прочность и плотность или необходимую продолжительность вибрирования.

Решающим фактором, влияющим на переход бетонной смеси в состояние жидкости, является не амплитуда или частота колебания, взятые в отдельности, а функция их, определяющая скорость или ускорение частиц бетонной смеси. Вибрирование будет эффективным только в том случае, когда скорость частиц бетонной смеси будет достаточна для уменьшения сил внутреннего трения.

Для характеристики внутренних или поверхностных вибраторов нужно определять скорость движения частиц бетонной смеси, прилегающих к рабочей части вибратора. Наружные вибраторы характеризуются скоростью движения самой опалубки.

Уплотнение бетона производили в формах 20 X 20 X 20 см, установленных на вибрационной площадке с определенным режимом колебаний. Для бетона данного состава при постоянной продолжительности вибрирования имеется предельная скорость, за пределами которой плотность и прочность медленно повышаются или остаются без изменений. При скорости ниже предельной прочность и плотность резко уменьшаются.

Вибрирование бетонной смеси при амплитуде колебания выше предельной не изменяет плотности и прочности, кроме случаев больших амплитуд колебания, когда может произойти расслоение бетонной смеси за счет возникновения турбулентных явлений.

Для данной скорости имеется критическая продолжительность вибрирования, ниже которой прочность бетона уменьшается и выше не изменяется. Для малых значений скорости движения критическое значение времени вибрирования может оказаться чрезвычайно большим.

Характеристика удобоукладываемости бетонной смеси

Технический вискозиметр позволяет получить полную характеристику удобоукладываемости бетонной смеси в виде кривых. Имея группу кривых для различных В/Ц и составов, можно назначить время вибрирования, если известна амплитуда колебаний виброплощадки, или, наоборот, назначить необходимую амплитуду колебаний для заданного времени вибрирования. Показанная на графике область показателей удобоукладываемости от 20 до 78 сек. соответствует жестким бетонным смесям. Для сверхжестких бетонных смесей, требующих пригруз-ки, время вибрирования больше.

Время вибрирования при заданной амплитуде колебаний влияет на прочность бетона.

Амплитуда колебаний виброплощадки с техническим вискозиметром была А = 0,265 мм, с формой и бетонной смесью А = 0,262 мм. Осадка конуса 0 см. Показатель удобоукладываемости 105 сек. (±5%). Портландцемент Воскресенского завода марки 300. Образцы 10х10х10 см. Отклонения от средней амплитуды ±6%.

С увеличением времени вибрирования с 10 до 60 сек. предел прочности при сжатии увеличился на 80%.

Вибрированный бетон

Объемный вес (плотность) бетонной смеси

Также в процессе вибрирования увеличился и объемный вес бетонной смеси. Эти данные указывают на большие возможности в использовании даже маломощных механизмов с небольшой сравнительно амплитудой колебаний (0,262 мм) при правильном на-значении режима вибрирования.

Однако при дальнейшем уменьшении амплитуды время вибрирования становится очень большим, приближаясь к бесконечности. Этим определяются предельные амплитуды или предельные скорости колебаний.

С увеличением текучести смеси путем увеличения водоцементного фактора или путем увеличения расхода цемента предельная скорость уменьшается. Резкое изменение предельной скорости замечается в первом случае, т. е. при изменении текучести путем изменения В/Ц. Во втором случае (при изменении расхода цемента) большую роль играет характер поверхности заполнителя. Например, предельная скорость для состава на щебне с увеличением текучести смеси с 3 до 6 см по конусу уменьшалась с 9 до 7 см/сек. а для состава на гравии практически не изменилась.

Предельная скорость движения изменяется незначительно, если заполнители имеют округленную форму и гладкую поверхность и если подвижность смеси меняют путем изменения В/Ц или состава (в небольших пределах). Например, изменение подвижности смеси от 0 до 6 см для состава на гравии влекло уменьшение предельной скорости с 15 до 10 см/сек для частоты 3 500 кол/мин и с 7 до 4 см/сек для частоты 2 000 кол/мин.

Изменение состава или водоцементного фактора в бетонной смеси, заполнителем которой является щебень, влечет за собой изменение предельной скорости колебаний. Например, при изменении подвижности смеси от 0 до 6 см предельная скорость изменялась от 20 до 5 см/сек для частоты 3 500 кол/мин и с 15 до 4 см/сек для частоты 2 000 кол/мин.

Для получения хорошего уплотнения бетонной смеси вибрированием необходимо, чтобы скорость колебаний была выше предельной для данного состава и принятых условий.

Подвижность бетонной смеси, крупность и вид заполнителя, а также характер поверхности заполнителей имеют большое значение при оценке способности бетонной смеси к укладке. По кривой структурной вязкости можно определить предельную скорость для любого времени вибрирования.

Относятся к бетонам на портландцементе с наибольшей крупностью заполнителя 40 мм. Подвижность смеси для составов на шлаке 0 см отвечает В/Ц 1,6 и подвижность 0,5 см ― В/Ц = 1,85 при составе по весу 1:7,7.

Предельные скорости для бетона на щебне больше, чем бетона на гравии, а для бетона на шлаке значительно больше последних.

Очень большое значение имеет режим колебаний (частота и амплитуда колебаний) при укладке жестких шлакобетонных смесей, получаемых путем механической обработки шлаков под бегунами.

Вибрированный бетон

Предельные значения скорости колебаний при среднем расходе портландцемента

Приведены предельные значения скорости колебаний при среднем расходе портландцемента 250 кг/м3 для двух значений В/Ц ― 0,55 и 0,6 и четырех значений крупности гравия при прерывистой гранулометрии смеси заполнителей (однофракционные составы).

Предельная скорость колебаний для составов на пуццолановом портландцементе больше, нежели для составов на портландцементе. Например, при частоте 3 500 кол/мин предельная скорость колебания для смеси на портландцементе равна 10 см/сек, для смеси на пуццолановом портландцементе этот предел повышается до 15 см/сек; при частоте 2 000 кол/мин предельная скорость колебаний для бетона на портланцементе равна 5 см/сек, а для бетона на пуццолановом портландцементе ― 9 см/сек.

Предельная скорость зависит от ряда факторов: вязкости цементного теста, температуры среды, характера поверхности заполнителя, гранулометрического состава и крупности заполнителя, времени вибрирования, подвижности смеси и частоты колебаний.

Таким образом, влияние динамических характеристик вибратора ― частоты и амплитуды колебаний, определяющих скорость колебаний, на прочность и плотность бетона оказывается существенным. Например, работая в режиме от нуля до предельной амплитуды для данных условий, можно получить весьма разнообразную прочность бетона, значительно меньшую, чем та, которую можно получить при правильно выбранном режиме.

В отличие от предельных амплитуд, относящихся к объему 8 л, предельную амплитуду или скорость в данной точке, необходимую для полного проявления тиксотропных свойств, называем минимальной скоростью или минимальной амплитудой.

Переход от предельных скоростей, относящихся к данному объему, к минимальным может быть сделан, если известен закон распространения колебаний в бетонной смеси.

Определение глубины и радиуса действия вибратора

По радиусу действия вибратора можно судить о его производительности, а также о небходимых расстояниях между вибраторами при внутренней и наружной вибрации. Правильная расстановка вибраторов обеспечивает однородность и качество бетонируемого элемента и максимальную производительность вибраторов. Радиус действия вибратора определяется измерением давления и электропроводимости бетона.

Радиус действия наружных вибраторов зависит как от мощности вибратора, так и от жесткости опалубки. Большое разнообразие производственных условий, влияющих на пределы распространения вибрации, вряд ли позволит дать решение этих вопросов в форме графиков или таблиц. Поэтому целесообразнее экспериментальным путем определить радиус действия вибратора непосредственно перед началом бетонирования. Для определения радиуса действия вибрации наиболее удобным является использование приобретаемых бетоном свойств тяжелой жидкости или изменения электропроводимости.

Определение радиуса действия вибрации способом давления

На выбранной колонне (или стенке) на высоте 0,8 м от основания в щите опалубки устраивается отверстие и укрепляется прибор для определения давления Выше прибора, на расстоянии заведомо меньшем радиуса действия, укрепляется наружный вибратор; затем опалубка заполняется доверху бетонной смесью. Отсчет по манометру прибора после загрузки формы фиксируется и служит для оценки дополнительного давления, производимого бетоном, находящимся выше радиуса действия вибратора.

После вибрации и полной стабилизации стрелки манометра берется отсчет. Полученные значения корректируются по графику калибровки прибора.

Непременными условиями определения радиуса действия вибратора являются: а) тщательность изготовления опалубки и б) соответствие мощности испытуемого вибратора упругости опалубки.

Несоблюдение этих условий скажется на показаниях прибора. Если опалубка пропускает цементное молоко или имеется утечка в месте крепления прибора, то показания манометра будут меньше, а значение радиуса действия окажется преуменьшенным. Если вибратор имеет недостаточную мощность и не соответствует упругим свойствам опалубки, давление на стенку при вибрации не будет увеличиваться.

Вибрированный бетон

Кривая динамических прогибов

Определение радиуса действия вибрации, не решая вопроса о наиболее эффективных сочетаниях гибкости опалубки и мощности вибратора, дает возможность рационально использовать вибратор и получить хорошее уплотнение бетонной смеси.

Испытания показали, что радиус действия вибратора является переменной величиной, зависящей от:

а) кинетического момента эксцентриков (при постоянной угловой скорости) электрического вибратора или от живой силы поршня3 пневматического вибратора;

б) упругих свойств опалубки, оцениваемых силой, которую нужно приложить в точке крепления вибратора, с тем чтобы получить прогиб, равный единице (коэффициент жесткости);

в) свойств бетонной смеси (состав, подвижность, вид заполнителей и др.);

г) времени вибрирования;

д) жесткости крепления вибратора к опалубке.

Кривая динамических прогибов колонны сечением 30х30 см и высотой 4 м под действием вибрации. Мощность вибратора, упругость опалубки и жесткость крепления вибратора влияют на характер кривой динамических прогибов. 11улевые точки на кривой прогибов являются узлами высших форм колебаний. Число и расположение этих узлов зависят от соотношения между частотами собственных колебаний системы и частотой возмещающей силы.

Для получения эффективной вибрации нужно, чтобы скорость колебаний частиц бетонной смеси, прилегающих к опалубке, была достаточной для уменьшения сил внутреннего трения. Радиус действия в данном случае будет ограничен первой нулевой точкой. Часть эпюры, соответствующая зоне уплотнения бетона, заштрихована.

Определение радиуса действия вибрации способом электропроводности

По высоте колонны или стенки устанавливают парные электроды из 10-мм круглой стали. Расстояние между электродами каждой пары выбирается равным 7 см и должно быть меньше расстояния от крайнего электрода до хомута арматуры; электроды углубляются в колонну на 10 см. До и после вибрации опалубки, заполненной бетонной смесью, каждая пара электродов включается в сеть низкого напряжения (12-40 в). По установленным в цепи амперметру и вольтметру берутся одновременные отсчеты и вычисляется омическое сопротивление каждого участка между электродами.

Омическое сопротивление бетона обратно пропорционально степени уплотнения; поэтому участки, находящиеся в пределах радиуса действия, покажут наименьшее сопротивление, а участки за пределами радиуса действия дадут понижение омического сопротивления в сравнении с таковым до вибрации. Нанося полученные значения омических сопротивлений на график, получим кривую изменения их по высоте, по которой и находим радиус действия.

Для этого на трех контрольных кубах, изготовленных на виброплощадке, определяем минимальное омическое сопротивление. Диаметр и расположение электродов в контрольном кубе должны быть такими же, как и в колонне. Омическое сопротивление бетона изменяется со временем и особенно резко в период схватывания цемента. Поэтому все операции по определению радиуса действия нужно производить в определенный срок.

В заключение следует отметить, что подвижные смеси (осадка 8-10 см) не имеют существенного различия в степени уплотнения при укладке вручную или вибрированием и, естественно, не будут иметь различия в электропроводимости.

Результаты испытаний наружного вибратора с кинетическим моментом 2,5 кг см на колонне сечением 30 X 30 см и высотой 4 м, где для двух составов по подвижности даны кривые изменения радиуса действия в зависимости от времени вибрации. Пунктиром на рисунке показаны кривые изменения производительности.

Для проектирования опалубки большое значение имеет радиус действия по вертикали, который определяет величину бокового давления на стенку опалубки. Радиус действия внутреннего вибратора можно определить, пользуясь теми же приемами, как и для наружной вибрации. Радиус действия но вертикали внутреннего вибратора определяют в опалубке колонны сечением 40X40 см и высотой 2 м.

Глубина действия внутреннего вибратора при обработке им массива лишь на немного превосходит высоту вибрирующей части механизма. Радиус действия внутренних вибраторов по горизонтали определяют способом электропроводности. Для этого форму высотой 50 см заполняют бетонной смесью и в центре формы устанавливают вибратор. На различном расстоянии от вибратора устанавливают вертикально электроды из 10-мм круглой стали длиной 60 см, которые включают в сеть низкого напряжения. Нижним концом электрод установлен в гнездо на дне ящика, а верхняя часть его проходит через отверстие в деревянных планках, расположенных в плоскости верхнего обреза формы. На электроды надевают резиновые трубки и оставляют оголенным лишь участок на протяжении 10 см. Такие участки оставляют в I группе электродов на высоте 5-15 см от дна формы, во II группе ― на высоте 15-25 см. в III группе на высоте 25- 35 см и в IV группе на высоте 35-45 см. Оголенные части электродов и верхние их конусные части должны быть полужены.

Вибрированный бетон

Форму (желательно круглую) с установленными в пей электродами заполняют бетонной смесью. До начала вибрирования для каждой пары электродов определяют омическое сопротивление неушютненной бетонной смеси при помощи прибора ЦНИПС. Схема и общий вид прибора ЦНИПС. В прибор вмонтированы: трансформатор (Т), реостат для глубокого регулирования напряжения, реостат для точного регулирования напряжения, вольтметр и миллиамперметр (А).

Трансформатор понижает напряжение с 220 или 120 до 40 в. Реостаты служат для поддержания во вторичной цепи в процессе опыта постоянного напряжения. Сила тока во вторичной цепи измеряется по миллиамперметру. Омическое сопротивление участков бетонной смеси между электродами вычисляется по формуле:

В процессе опыта значения силы тока и вычисленные сопротивления заносят в журнал испытаний. При исследовании внутренних вибраторов рекомендуется производить определение сопротивления после 10, 20, 30, 60 и 120 сек. вибрирования. Омическое сопротивление, отвечающее уплотненной бетонной смеси определяют по контрольной парс электродов, которая устанавливается в форме 20 X 20 X 20 см, наполненной бетонной смесью. Бетонная смесь уплотняется на лабораторном вибрационном столе до тех пор, пока омическое сопротивление не установится на некоторой постоянной величине, именуемой контрольным сопротивлением.

Сопоставляя омическое сопротивление участков бетонной смеси с контрольным сопротивлением, можно для каждой продолжительности вибрирования определить зону, в пределах которой бетонная смесь получила достаточное уплотнение. Оптимальной является та продолжительность, при которой вибратор имеет наибольшую производительность. Решение этого вопроса производят графическим путем, совмещая па один график кривые радиуса действия и производительности. Каждая кривая представляет среднюю из трех опытов с составами на гравии и щебне одной и той же структурной вязкости, оцениваемой в техническом вискозиметре.

Изменяется эффективная зона вибрации в зависимости от времени вибрации внутренним вибратором И-50.

Электромагнитный и электромеханический виброштыки имеют незначительный радиус действия по горизонтали, если штык не упирается в дно опалубки и, следовательно, не используются упругие свойства опалубки.

Глубина проработки поверхностных вибраторов

Глубина проработки поверхностных вибраторов может быть установлена способом электропроводности. Опыты проводятся в форме высотой 0,5 м с горизонтально расположенными электродами. Расстояния электродов от поверхности уплотненного бетона фиксируются; форма заполняется доверху бетонной смесью и уплотняется поверхностным вибратором.

Приведены кривые изменения омического сопротивления по высоте формы в зависимости от времени вибрации.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)

 

facebook twitter

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Другие статьи