1.3 Уплотнение бетонной смеси

При приготовлении, транспортировке и укладке бетонная смесь чаще всего находится в рыхлом состоянии; частицы заполнителя расположены неплотно и между ними есть свободное пространство, заполненное воздухом.

Назначение процесса уплотнения - обеспечить высокую плотность и однородность бетона.

Основной и наиболее распространенный способ уплотнения при монолитной кладке - вибрирование, основанное на использовании некоторых свойств бетонной смеси.

Бетонная смесь - это пластично-вязкое тело, занимающее как бы промежуточное положение между твердыми телами и истинными жидкостями. Бетонная смесь оказывает сопротивление сдвигу, т. е. обладает определенной прочностью структуры.

Бетонная смесь относится к классу тиксотропных систем, на чем и основано вибрационное уплотнение. Вибрирование уменьшает силу сцепления между зернами бетонной смеси. При этом бетонная смесь теряет структурную прочность и приобретает свойства вязкой тяжелой жидкости. Процесс разжижения является обратимым. По окончании вибрирования прочность структуры бетонной смеси восстанавливается.

Под действием вибрирования частицы заполнителя приходят в колебательное движение, бетонная смесь как бы разжижается, приобретает повышенную текучесть и подвижность. В результате она лучше распределяется в опалубке и заполняет ее, включая пространство между арматурными стержнями.

Бетонную смесь вибрируют с помощью внутренних (глубинных), поверхностных и наружных вибраторов. Рабочая часть внутренних вибраторов, погружаемая в бетонную смесь, передает ей колебания через корпус. Поверхностные вибраторы, устанавливаемые на уплотняемую бетонную смесь, передают ей колебания через рабочую площадку. Наружные вибраторы, укрепляемые на опалубке при помощи тисков или другого захватного устройства, передают бетонной смеси колебания через опалубку.

Область применения различных типов вибраторов зависит от размеров и формы бетонируемой конструкции, степени ее армирования и требуемой интенсивности бетонирования. Внутренние вибраторы типа булавы применяют для уплотнения бетонной смеси, укладываемой в массивные конструкции с различной степенью армирования, а внутренние с гибким валом - в различного типа густоармированные конструкции.

Поверхностными вибраторами уплотняют только верхние слои бетона и используют их при бетонировании тонких плит и полов. Наружными вибраторами уплотняют бетонную смесь в густоармированных тонкостенных конструкциях.

Каждому типу вибраторов присуща своя эффективная зона уплотнения бетонной смеси, характеризуемая для внутренних и наружных вибраторов радиусом действия, а поверхностных - толщиной прорабатываемого слоя. Так, в зависимости от мощности вибратора и значения создаваемых амплитуд и частоты колебаний радиус действия внутренних вибраторов составляет 15... 60 см, наружных - 20. ..40 см, а глубина проработки поверхностных вибраторов - 10... 30 см.

Вибрационный способ уплотнения наиболее эффективен при умеренно пластичных бетонных смесях с подвижностью 6... 8 см. При вибрации более подвижных смесей наблюдается расслоение.

Качество конструкции во многом зависит от правильного выбора оптимального режима вибрирования бетонной смеси. При недостаточной продолжительности вибрирования может иметь место неплотная укладка бетонной смеси, а при излишней возможно ее расслоение. Продолжительность вибрирования на одной позиции зависит от подвижности бетонной смеси и типа вибратора. Уплотнение бетонных смесей поверхностными вибраторами производится в течение 20...60 с, глубинными - 20...40 с, наружными - 50...90 с. Продолжительность вибрирования жестких бетонных смесей должна быть не меньше показателя жесткости данной смеси. Визуально продолжительность вибрирования может быть установлена по еледующим признакам: прекра щению оседания, приобретению однородного вида, горизонтальности поверхности и появлению на поверхности смеси цементного молока.

По мере укладки каждого слоя бетонной смеси вибратор переставляют с одной позиции на другую. Расстояние между позициями внутренних вибраторов не должно превышать полуторного радиуса их действия. При уплотнении укладываемого слоя внутренний вибратор погружают на 5...8 см в нижележащий слой, чтобы проработать стык между слоями и обеспечить монолитность бетона. При перестановке поверхностного вибратора необходимо, чтобы его рабочая площадка не менее чем на 10 см перекрывала смежный провибрированный участок.

Уплотнение штыкованием ведут вручную с помощью шуровок. Из-за трудоемкости и низкой производительности метод применяют в исключительных случаях при бетонировании тонкостенных и густоармированных конструкций, а также при использовании высокоподвижных (с осадкой конуса более 10 см) и литых смесей, чтобы избежать их расслоения при вибрировании.

Уплотнение трамбованием ведут ручными и пневматическими трамбовками при укладке весьма жестких бетонных смесей в малоармированные конструкции, а также в тех случаях, когда применять вибраторы невозможно из-за отрицательного воздействия вибрации на расположенное вблизи оборудование. Смеси уплотняют слоями толщиной 10... 15 см.