Ответ довольно прост. Это необходимо для того, чтобы правильно рассчитать толщину бетона. Последний используется главным образом при заливке фундаментов, строительстве дорог, бетонных дорожек. Во всех случаях залитая поверхность должна иметь определенную толщину и форму. От этого зависит прочность и долговечность конструкции. В силу всего этого расчет коэффициента осаждения нужен для того, чтобы правильно залить бетон. В этом случае он должен быть с запасом. Расчетный и фактический показатель толщины и формы бетона должны совпадать. В противном случае избыток бетона будет непросто убрать, а недостаток сложно восполнить.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент осаждения – это величина, которая указывается в нормативных документах по строительству. Рассматриваемый коэффициент во многом зависит от качества приготовления бетонной смеси. Усадка бетона в зависимости от временных параметров бывает следующих типов:

• пластическая;
• молодого бетона;
• зрелого бетона.

Пластическая усадка бетона.

В первом случае усадка наблюдается еще до момента полного затвердения. В строительной сфере имеется такое понятие, как проектный возраст бетона. Эта величина составляет 28 дней и свидетельствует о полном его затвердении и пригодности для дальнейших строительных работ. Усадка молодого (твердеющего) бетона появляется до этого срока. Кроме того, изменение размеров материала может проявляться и в более

vest-beton.ru

Памятка для заказчика товарного бетона

Товарный бетон — это поликомпонентная система и она подвержена определенного типа деформациям. Собственные усадочные деформации бетона обусловлены влажностными, температурными и вибрационно-уплотняющими воздействиями.

Твердение бетона сопровождается контракционной и влажностной усадками.

Первичная или пластическая усадка бетона происходит во время выделении воды из бетонной смеси в результате седиментационного осаждения твердых частиц, поглощения влаги опалубкой, основанием и испарениями. Коэффициент уплотнения для подвижных смесей (П3-П5 ГОСТ 7473-2010) – составляет 2-4%. Заказчику бетонной смеси следует учитывать данный показатель при расчете объемов бетонируемых конструкций, на основании методов уплотнения и технологических особенностей, утвержденной НТД (ГОСТ, СНиП, СП, ТК) и установленным ППР на каждом строительном объекте.

Усадочные же деформации, которые происходят в процессе химических реакций гидратации цемента и образования цементного камня меньше пластической (первичной) усадки в 5-10 раз, но ее параметры при расчетах объемов конструкций и количества бетонной смеси, следует учитывать при увеличении модуля поверхности конструкции или низкой степени армирования (СНиП 52-01-2003). Для рядовых бетонов, не регламентируемых по коэффициенту линейной усадки – это параметр составляет 0,2 – 0,5 мм/м.

Еще одним немаловажным фактором, регламентируемым руководящим документом РДС 82-202-96 «ПРАВИЛА разработки и применения нормативов трудноустранимых потерь и отходов в строительстве» — являются потери.

Приводя некоторые выдержки из вышеуказанного документа, находящегося в общем доступе, можно объяснить важность учета естественных потерь при проектировании и расчете конструкций и объемов бетона в этих конструкциях.

(4 общие положения)

«…(4.1) Потери – это та часть материалов, которая не может быть использована в производстве затвердевшая в транспортных средствах бетонная смесь или раствор; схватившийся или теряемый в результате распыления цемента, осколки кирпича, мелких блоков и других стеновых материалов и т.п.

Потери, образующиеся при соблюдении правил производства работ по СНиП при рациональном расходе материалов, относятся к трудноустранимым потерям.

Трудноустранимые потери и отходы сырья, материалов изделий и конструкций в строительстве и естественная убыль материалов при транспортировании – это количество материалов, которое не входит в массу продукции (бетонная и растворная смеси, изделия, конструкции и т. п.), возникающее неизбежно в процессе производства работ при соблюдении правил и использовании качественных материалов, необходимых машин и механизмов. Трудноустранимые потери и отходы материалов включаются в норму расхода.

(5.7) При приготовлении и расходе бетонных и растворных смесей (VI группа) необходимо учитывать остатки смеси на дне и стенках средств перемещения.»

Приняв во внимание количество средств транспортировки / доставки/ перекачивания/ перемещения, следует учесть факт увеличения потерь и отходов, остающихся без возможности их использования, но требующих учета. В свою очередь данные потери будут достигать 1,5 — 3% от общего объема бетонной смеси, отгруженной производителем потребителю.

Также особое внимание следует уделять обеспечению точности геометрических размеров, в том числе прямолинейности. Допуски и погрешности в строительстве установлены в утвержденной нормативно-технической документации, действующей на территории РФ. Данные требования предъявляются и к опалубке (любого типа) и к проектируемым конструкциям.

Практика показывает, что пренебрежение учетом, вышеизложенных увеличивающих коэффициентов, при расчетах конструктивных объемов приводит, к различного рода, разногласиям между производителем и потребителем бетонных смесей.

Производство строительных работ подлежит обязательному исполнению всех нормативных требований и обеспечению контроля качества, а отклонение от установленных регламентов, может обусловить инспекционные проверки технадзорных органов.

geobeton.com

Способы уплотнения бетона и коэффициент уплотнения бетонной смеси

Уплотнение бетонной смеси осуществляется двумя основными способами: использованием специального оборудования в процессе укладки бетона и добавлением химических компонентов в раствор. Первая технология называется виброуплотнением и практически всегда применяется при бетонировании. Уплотнение вибрированием требует использования вибраторов для бетона с различной частотой колебаний. Высокочастотные (до 20 000 колебаний в минуту) используются при работе с мелкозернистыми смесями (фракция до 10 мм), а для уплотнения крупнофракционных (50 мм и более) растворов применяют низкочастотные установки (3500 колебаний в минуту). Виброуплотнение — это наиболее эффективный метод увеличения плотности раствора, даже лабораторные исследования материала проводят по этой схеме.

ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия» регламентирует 5 различных марок бетонной смеси по уплотнению от КУ1 до КУ2. В данном случае КУ — это аббревиатура от «коэффициента уплотнения». Для марки КУ1 он превышает показатель 1,45, для КУ2 лежит в пределах от 1,26 до 1,45, для КУ3 — 1,11-1,25, КУ5 — 1,1-1,04 и последняя марка КУ5 имеет данный коэффициент на уровне от 1,04 и ниже. Расчёт этой величины подробно описан в ГОСТ Р 57811—2017 и представляет собой экспериментальное уплотнение раствора в лабораторных условиях с использованием вибрационного оборудования.

В других источниках можно также найти требования к коэффициенту уплотнения, в которых он должен быть в пределах 0,96-0,98. Например, в СНиП 3.09.01-85, регламентирующем процесс производства железобетонных конструкций, данный коэффициент определяется 0,98 для тяжёлых бетонов и 0,96 для мелкозернистых. В данном случае речь идёт об К упл., который показывает отношение действительной плотности к расчётной. В идеале он должен быть равен 1, но на практике по ряду причин показатель практически никогда не превышает 0,98. Именно такую величину должен иметь коэффициент уплотнения для тощего бетона.

Другим способом уплотнения бетонной смеси является увеличение удобоукладываемости жидкого рствора. Для этих целей чаще всего применяют пластифицирующие химические добавки, которые позволяют без повышения водоцементного соотношения получить более подвижную смесь. Хорошая текучесть раствора обеспечивает полноценное заполнение всего свободного объёма внутри опалубки конструкции, что делает затвердевший материал более плотным. С этой же целью принимают ряд мер по ужесточению процесса подбора основного заполнителя, его зёрна должны отвечать определённым требованиям, чтобы свести к минимуму пустотность раствора.

В компании BESTO вы можете купить товарный бетон с различными добавками и пластификаторами, согласно вашему техническому заданию.

www.avtobeton.ru

Что такое коэффициент уплотнения бетона?

Вопрос. Добрый день! Не являюсь специалистом в области строительства. Тем не менее, решил заняться бетонными работами. Изучая технологию бетонирования, столкнулся с незнакомым вопросом про коэффициент уплотнения бетона? Можете объяснить что это такое? Спасибо!

Ответ. Добрый день! Я думаю для каких-то небольших бетонных работ этот термин вам вряд ли пригодится, но расскажем что это. Коэффициент уплотнения бетона (Ку) представляет собой отношение фактического «объемного» веса залитого бетона к теоретическому весу. При этом предполагается, что в бетоне нет воздушных пор и пустот.

Однако поры и пустоты присутствуют даже в хорошо уплотненном бетоне. Именно их количество оценивают с помощью коэффициента уплотнения Ку. Допустимый коэффициент уплотнения находится в пределах 0,96-0,98. После определения Ку, при необходимости производят корректировку состава бетона.

Примеры корректировки состава сведены в таблицу:

Технология определения Ку

Потребуются следующие материалы и инструменты: испытуемый материал, подготовленный согласно требованиям ГОСТ-10180, форма куба ФК-200, линейка, металлический стержень диаметром 16 с закругленным концом для штыкования, виброплощадка, глубинный вибратор (в зависимости от величины удобоукладываемости материала по ГОСТ-10180).

• Подготовленный материал выкладывают в форму ФК-200 и выравнивают по срезу края;
• Производят уплотнение стальным стержнем, глубинным вибратором или выброплощадкой;
• Линейкой измеряют линейное оседание (h2, h3,h4, h5) материала в каждом из четырех углов формы. Погрешность измерения не должна превышать ± 1 мм;
• Действительная величина оседания H определяется как среднее арифметическое четырех измерений: H= h2+h3+h4+h5/4.

Коэффициент уплотнения конкретного бетона рассчитывается по следующей формуле: 200/200-H, где 200 является диной стороны формы куба в миллиметрах.

cementim.ru

Уплотнение бетонной смеси: методы, оборудование и его характеристики

Уплотнение бетонной смеси является одной из самых важных операций при бетонировании. Во время изготовления бетонной смеси в нее проникает воздух. Если вовремя не позаботиться о его удалении, то готовый строительный материал будет обладать пористостью и низкими прочностью и долговечностью. Для устранения воздушных пузырьков и равномерного расположения составляющих бетон уплотняют с помощью различных приспособлений, называемых вибраторами.

Выбор режима уплотнения

Для каждой смеси в зависимости от размера фракций и ее подвижности необходимо выбирать индивидуальный вибрационный режим, основными характеристиками которого являются:

• амплитуда колебаний — максимальное удаление вибрирующей точки от центра колебания;
• частота колебания — число колебательных циклов, совершенных в единицу времени;
• время протекания процесса уплотнения.

Как же правильно определить режим вибрирования бетонной смеси?

• Для смесей с крупными размерами заполнителей оптимальными являются низкочастотные колебания с значительной амплитудой.
• Если для изготовления бетона использовались мелкие заполнители — вибрирование должно осуществляться с значительной частотой и низкой амплитудой.
• Для смесей с различными размерами фракций заполнителя используют поличастотные механизмы для уплотнения. Способ вибрирования с изменяющейся частотой колебаний является самым эффективным и перспективным.

Частота колебаний вибраторов находится в пределах — 2800-20000 циклов в минуту, амплитуда 0,1-3,0 мм.

Методы уплотнения бетонной смеси

Вибраторы различных конструкций имеют различные способы воздействия на бетонные смеси, по этому признаку механизмы этой группы разделяют следующим образом:

• У глубинных (внутренних) вибраторов рабочая часть погружена в смесь, колебания передаются посредством корпуса.
• Поверхностные механизмы для уплотнения устанавливаются на поверхность смеси, колебания передаются через рабочую площадку.
• Вибраторы наружного типа крепятся к опалубке.
• Виброплощадки относятся к стационарному формующему оборудованию, используемому на заводах ЖБИ.

По виду питающей энергии различают механизмы: электромеханические, электромагнитные, гидравлические, пневматические, от двигателя внутреннего сгорания. При отсутствии механизированного инструмента возможно проведение ручного уплотнения бетона.

Наиболее эффективный способ получения качественно уплотненного бетона — послойная укладка смеси с ее глубинным вибрированием. Толщина каждого укладываемого слоя должна быть более 100 мм, оптимально — 300-500 мм, подвижность смеси — 6-8 см. Для обеспечения однородной структуры необходима равномерная подача бетона в сочетании с тщательно проведенным процессом вибрирования.

Ручное уплотнение бетонной смеси

Уплотнение пластичных бетонов осуществляют способом штыкования. Для этой операции берут длинный штырь, кусок арматуры, тонкую трубу. Сначала этот инструмент погружают в раствор толчковыми движениями небольшой амплитуды. Дойдя до дна бетонной смеси, начинают качать штырь из стороны в сторону. Потом инструмент медленно вынимается с совершением вертикальных и горизонтальных колебательных движений.

Смесь должна быть проштыкована до самого дна.

Для жестких бетонов применяется трамбовка, изготовленная из отрезка бревна или бруса массой 15-30 кг. Для удобной работы с этим инструментом к нему прибиваются ручки. Нижний конец трамбовки обивается металлом для предохранения древесины от размокания и крошения.

Для трамбовки мелких бетонных деталей применяют более легкие трамбовки, напоминающие по форме швабру с прикрепленной внизу металлической площадкой или тяжелым бруском.

Глубинные вибраторы: характеристики и область применения

Глубинные вибраторы используют для армированных и неармированных блоков массивных сооружений, при изготовлении фундаментов, полов, балок.

Принцип работы электромеханического глубинного вибратора заключается в передаче колебаний высокой частоты наконечника к смеси через гибкий вал при помощи электродвигателя. Наконечник называется булавой. Булава погружается в смесь и создает высокочастотные волны, которые снижают трение частиц материала и делают его более пластичным. При этом вязкость смеси снижается и бетон растекается во всем требуемом объеме, заполняя самые труднодоступные места. Пузырьки воздуха при этом процессе выдавливаются на поверхность бетона.

Для уплотнения бетона в крупных массивах используют особо мощные вибраторы, которые перемещаются с помощью кранов. Глубинные вибраторы при необходимости объединяют в пакеты.

На не электрифицированных строительных участках используют вибраторы на приводах от двигателей внутреннего сгорания.

Поверхностные вибраторы: особенности конструкции

Поверхностные вибраторы используют для бетонирования армированных одиночной арматурой или неармированных полов, сводов, перекрытий, покрытий автомобильных трасс и аэродромов, имеющих толщину не более 250 мм. Если бетонируются конструкции с двойной арматурой — их толщина не должна превышать 120 мм.

Вибраторы этой группы состоят из рабочей площадки с установленным на ней электродвигателем. На валу электродвигателя находятся два дебаланса, вращение которых инициирует колебания. Вибрации посредством рабочей площадки передаются бетонной смеси.

Вибратор запитывается через понижающий трансформатор во избежание поражения рабочих электрическим током.

К поверхностным вибраторам относятся и виброрейки, которые представляют собой устройство для выравнивания и уплотнения смесей, заливаемых для устройства полов и оснований. Вибратор состоит из двух параллельных профильных деталей, которые жестко связаны с помощью поперечных связей. (Рис.1)

Как повысить прочность бетона? Здесь описаны самые современные методы.

Если ищете бетон В20, ознакомьтесь с нашими ценами. Бетон В20 обладает высокой прочностью и применяется для фундаментов, строительства отмосток, площадок, лестниц, дорожек и других целей.

Для предотвращения возможности деформирования рейки внутри профилей расположены натяжные устройства с бессрочной гарантией. Натяжение профилей регулируется винтами, расположенными на концах рейки. Виброрейки оснащаются съемными электрическими или бензиновыми вибро узлами.

Наружные вибраторы: разновидности и их характеристики

Для уплотнения бетона, укладываемого в тонкие элементы монолитных сооружений, при изготовлении деталей сборного железобетона, а также для побуждения и ускорения выгрузки вязких материалов из бункеров, автосамосвалов, бадей используют вибраторы, которые устанавливаются на опалубке, бункерах и других конструкциях снаружи.

Наиболее широко востребованы электромеханические вибраторы данной группы с круговыми и направленными вибрациями, а также пневматические вибраторы.

• Механизм с круговыми вибрациями состоит из мотора-вибратора, на валу которого расположены дебалансы. Величина вращательного момента регулируется перемещением дебалансов по валу.
• Вибраторы с направленными колебаниями, иначе маятниковые, представляют собой устройства с маятниковой подставкой и выдвижными дебалансами. С вибратором соединяются опорная плита и ось качания. Размах качания корпуса устройства вокруг оси ограничивается амортизатором.
• Пневматические вибраторы оснащены пневмодвигателем, находящимся в корпусе с кронштейнами для крепления к конструкциям, рукавом для подачи воздуха и пусковым устройством. Выпускаются модели пневмовибраторов, предназначенные для изготовления трубной продукции.

Пневмовибраторы благодаря своей электробезопасности могут использоваться во взрывоопасных условиях.

Виды виброплощадок

Виброплощадка состоит из двух рам. На подвижную верхнюю устанавливают емкость с бетонной смесью. Нижняя, неподвижная, закрепляется на фундаменте. Верхняя рама с расположенным на ней вибромеханизмом опирается на неподвижную раму посредством амортизаторов — пружин, рессор, резиновых прокладок.

Вибромеханизм, как правило, представляет собой валы с дебалансами, которые приводятся во вращение с помощью электродвигателя.

Верхняя подвижная рама должна обладать достаточной жесткостью. Иначе будет наблюдаться неравномерная амплитуда колебаний. На участках со слабыми колебаниями уплотнение смеси получится недостаточным.

Показатель качества укладки бетонной смеси

Качество укладки бетона характеризуется основным показателем: коэффициентом уплотнения. Эта величина равна отношению фактического объемного веса бетонной смеси к теоретическому, вычисленному с учетом полного отсутствия воздуха в уплотненной смеси. Коэффициент уплотнения зависит от: процента содержания воды в смеси, характера и формы поверхности заполнителей.

Хорошо уложенным считается бетон, коэффициент уплотнения которого колеблется в пределах 0,98-1,0.

Определить коэффициент уплотнения возможно в полевых условиях, используя специальное устройство. Этот прибор состоит из двух бункеров, которые имеют форму перевернутого конуса и сосуда цилиндрической формы.

Качественное уплотнение смеси является одной из приоритетных задач при сооружении объекта любых габаритов и целевого назначения, поскольку именно от эффективности укладки бетона во многом зависит прочность и долговечность сооружения.

www.navigator-beton.ru

Уплотнение бетона: особенности виброуплотнения, коэффициент

Наиболее ответственной манипуляцией при укладке бетонной смеси является ее тщательное уплотнение. От качества выполнения уплотнительной процедуры наряду с другими аспектами зависят физико-технические характеристики готового бетонного изделия или конструктива. Во время процесса из бетона удаляются пузырьки воздуха, что повышает плотность и однородность свежеуложенной смеси, а также сцепление с элементами армокаркаса и закладными деталями.

Обязательное уплотнение бетонного раствора – показатель надежности и качества

Способы уплотнения бетона

В зависимости от объема бетонных работ и технико-эксплуатационных требований к сооружаемой конструкции применяют различные способы уплотнения бетонной смеси.

Уплотнение вручную

Укладка и уплотнение бетонной смеси вручную практикуется в частном строительстве, когда необходимо экономить денежные средства, либо нет возможности использовать специальное оборудование.

Выполнять подобные манипуляции своими руками задача не из легких, поэтому речь идет, конечно же, о небольших объёмах бетонной смеси. Чаще всего в подобных обстоятельствах и сам процесс приготовления раствора выполняется также самостоятельно. (См. также статью Обеспыливание бетона: как сделать.)

Такое уплотнение можно выполнить с помощь подручных средств:

• Лома.
• Лопаты.
• Ручных трамбовок и штыковок, и других приспособлений.

Ручная трамбовка – многие частные застройщики делают подобные инструмента из деревянных брусков

Любым из вышеуказанных инструментов проделываются следующие процедуры:

• Погружение подручного средства в залитую раствором емкость через каждые 5-10 см площади, это позволяет удалить лишний воздух.
• Перемешивание свежезалитой массы, для равномерного распределения раствора.

Штыкование осуществляется непосредственно во время процесса заливания раствора

Механическое уплотнение

Механический способ уплотнения используется при работе с большими объемами бетонной смеси.

Данный процесс выполняется посредством различных специализированных приборов:

• Поверхностных вибраторов.
  Такими механизмами уплотняют бетонные смеси в конструкциях с большой площадью поверхности или небольшой толщиной слоя:
  • Плитных основаниях.
  • Полах.
  • Подпорных стенах.
  • Плотинах.
  • Дорожного полотна.

Поверхностный вибратор состоит из плоской плиты, соединенной с вибромеханизмом, похожим на опалубочные вибраторы. Виброплита используется после уплотнения внутренними вибраторами, успешно выравнивая большие поверхности. (См. также статью Герметик для бетона: особенности.)

Эффективная глубина вибрирования поверхностными виброприспособлениями составляет от 20 до 30 см.

К сведению!
Дороги с асфальтобетонным покрытием постоянной ширины и большой протяженности уплотняются с помощью так называемой виброрейки.

• Внутренний вибратор для уплотнения бетона считаются наиболее эффективным по сравнению с механизмами другого типа, так как исходящая от него энергия передается непосредственно бетонной смеси. Кроме того, внутренние вибраторы просты в управлении и их можно использовать в труднодоступных местах.

Внутренние вибраторы устанавливаются по возможности в вертикальном положении. Переставляя вибратор в другое место на расстоянии от 45 до 75 см от предыдущего положения, следует осторожно и медленно извлекать его рабочую часть из бетона. Оптимальная скорость погружения вибратора 2-3 см в секунду.

На фото модель современного глубинного вибратора

Внимание!
Не следует использовать вибраторы для распределения бетонной смеси по форме.
Это приведет к расслоению бетона.

Что бы получить гладкую поверхность бетона после удаления опалубки, специалисты рекомендуют погружать вибратор вблизи опалубки на расстоянии около 10 см. Время работы вибратора в одном положении должно составлять от 5 до 15 секунд. О завершении процесса также подскажут появившееся вокруг вибратора цементное молочко и характерность звука работы прибора.

Виброуплотнение применяется и для выравнивания поверхности

Следует понимать, что уплотнение выполняется послойно. Каждый последующий слой вибрируется на полную глубину и желательно с погружением в предыдущий слой на 3-5 см, чтобы хорошо уплотнить стык между слоями.

• Вибраторы, закрепленные на опалубке. Опалубочные вибраторы очень жестко скрепляются с опалубкой или формой и уплотняют бетонную смесь, заключенную в них, вызывая колебания формы, передаваемые бетону. Опалубочные вибраторы просто незаменимы при бетонировании конструкций со сложным, частым армированием или изготовлением изделий малых и нестандартных форм.

Примечание!
К прочности, жесткости и надежности опалубки и форм в случае применения опалубочных вибраторов, предъявляются повышенные требования, так как им придется преодолевать вибрационные нагрузки.

Применение опалубочных вибраторов приводит к образованию в теле бетона воздушных пузырьков в основном в верхнем слое. Поэтому для улучшения качества уплотнения верхний слой порядка 50-60 см следует доработать вручную или, если возможно, с помощью внутреннего вибратора.

Подобное оборудование позволяет производить два процесса одновременно: уплотнение и выравнивание

Все виды вибраторов делятся на пневматические и с электроприводом. Преимуществом пневматических вибраторов перед электрическими заключается в их простоте в обращении и безопасности. Однако при использовании в холодное время года из-за быстрого снижения давления воздуха существует опасность замерзания цилиндров пневмовибратора.

С этим возможно бороться несколькими способами:

• Подавая в помещение сухой воздух.
• Распыляя в воздуховод жидкое масло либо другие вещества, предотвращающие замерзание.
• Подавать воздух, пропуская его изначально через прогреваемый змеевик.

Компрессоры, подающие воздух весьма габаритные и цена на них превышает стоимость электрогенераторов, однако в некоторых обстоятельствах без них не обойтись.

Рекомендации к процессу уплотнения бетона

Чтобы избежать нарушения однородности бетонной смеси и неравномерности ее уплотнения соблюдайте следующие предохранительные меры:

• При устройстве опалубки следите за плотностью соединения ее деталей. Не допускайте образования щелей (через них может происходить выдавливание бетона). Опалубка должна быть гладкой, чтобы не оставлять на теле бетона вмятины. На бетоне могут появиться раковины, пустоты.

Важно!
Все детали опалубки, включая клинья и распорки должны быть надежно закреплены, без возможности смещения.

• Виброуплотнение бетона в одном положении вибратора не должно продолжаться слишком долго, от этого так же нарушается однородность смеси, образовываются каверны.
• Инструкция к уплотнению рекомендует и в целом не затягивать весь процесс, так как это может привести к расслоению смеси. Это происходит из-за того, что более крупные фракции сбиваются книзу, а на поверхности скопится исключительно цементный раствор.

Вот такие «пустоты» возникают в бетонных поверхностях, которые не были уплотнены

Коэффициент уплотнения

Очевидно, что после уплотнения бетонная смесь уменьшится в объеме, из нее будет удален весь воздух, поэтому заказывать готовый бетон или подготавливать его самостоятельно следует принимая во внимание коэффициент уплотнения бетонной смеси. Готовым смесям, производящимся на специальных заводах характерен строгий коэффициент уплотнения бетона по СНиПу (к=1,02), что означает уменьшение объема смеси в конструкции на 2% от залитой.

Коэффициент уплотнения асфальтобетона несколько выше и кроме того зависит от зернистости конкретной смеси и даже от объекта, подвергающегося асфальтированию:

• Тротуарная дорожка.
• Отмостка здания.
• Автотрасса.

Усредненный коэффициент уплотнения асфальтобетонной смеси принимают к расчету в количестве 5% (к=1,05). Исходя из этих цифр, рассчитывается потребность в бетонной или асфальтобетонной смеси для работы на объектах строительства.

Несоблюдение СНиПа – низкое качество продукта

Правильно уплотненный конструктив в последствии (после набора бетоном расчетной прочности) возможно одолеть исключительно специальным оборудованием:

• К примеру, может потребоваться резка железобетона алмазными кругами.
• Алмазное бурение отверстий в бетоне также применяется к наиболее плотным элементам.

Вывод

Как вы понимаете, процесс увеличения плотности бетона необходимо для усиления конструкции и продления ее эксплуатационного срока. И это очень важный момент, так как речь идет о нескольких годах, о повышенной защите к механическим повреждениям и экономии на ремонтных работах, которые могут в будущем потребоваться.

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

masterabetona.ru

Достижение необходимых свойств через уплотнение бетонной смеси — Статьи

Достижение необходимых качественных показателей бетона возможно лишь при тщательном уплотнении бетонных смесей. При поступлении из смесителя бетонная смесь имеет достаточно большое число воздушных пор. Жесткие смеси образуют неустойчивые рыхлые структуры с крупными воздушными полостями. Отношение для них объема воздушных пор к общему объему смеси достигает 40-50%. Пластичные смеси почти полностью водонасыщены, содержание воздуха в них может не превышать 5-20%. В среднем на каждый процент воздушных пор приходится 5-6% падения прочности. Эти данные получены для бетонов с содержанием цементного камня 300-500 л/м3. . При снижении расхода цемента недоуплотнение сказывается на прочности еще более заметно и может дойти до 7-8% на 1 % сохраняемого воздуха. Недоуплотнение отрицательно сказывается и на ряд других свойств затвердевшего бетона. Степень уплотнения бетонной смеси определяется коэффициентом уплотнения:
Ку=1-П,
где П — пористость уплотненной смеси.

Для бетонных смесей, находящихся в статическом состоянии, характерно наличие сухого трения между твердыми компонентами. Трение возрастает с уменьшением содержания раствора в бетонной смеси, уменьшением количества воды затворения, применении заполнителей остроугольной формы.
Силы внутреннего трения уменьшаются до минимума при механических воздействиях на бетонную смесь, прекращение этих воздействий приводит к восстановлению внутреннего трения. Способность к тиксотропному разжижению под влиянием механических воздействий характерна для многих коллоидных систем, образование которых происходит за счет сил Ван-дер-Ваальса, в том числе и цементного теста.
При механических воздействиях и особенно при вибрировании происходит резкое снижение сопротивления сдвигу и бетонная смесь начинает подчиняться законам гидростатики. Под действием градиента скорости, развиваемого при виброуплотнении, вязкость смеси снижается на несколько порядков.
Основные способы механического воздействия на бетонную смесь с целью ее уплотнения и формования изделий можно разделить на 3 группы:
— статические (прессование, укатка, вакуумирование),
— динамические (вибрирование, трамбование),
— комбинированные (вибропрессование, вибровакуумирование,
виброштампование и др.).
Более 90% всех бетонных изделий изготовляется с помощью вибрирования.
Динамические воздействия при укладке бетонной смеси используются с 1860 г., тогда при укладке жестких смесей начали использовать трамбование. Вибрирование бетонной смеси при возведении крупных объектов начал применять Р. Фрейсинев 1917 г. Широко в строительстве вибрация стала применяться с 30-х годов XX столетия.
По Фрейсине при вибрировании бетонных смесей происходит взаимное сближение и отталкивание частиц, сопровождающееся уменьшением внутреннего трения за счет перемещения вниз тяжелых и всплытия вверх более легких частиц.
Современные представления о механизме уплотнения вибрированием дополняются волновым характером распространения механических колебаний и моделированием бетонной смеси акустической средой с высоким коэффициентом затухания. Энергия при распространении колебаний от излучателя расходуется в бетонной смеси на преодоление сил трения и сцепления между частицами, разрушение структуры цементного теста и снижение вязкости среды. Смесь приобретает свойства тяжелой жидкости и способность к течению и заполнению формы. Перепад давлений в различных слоях смеси способствует миграции и удалению воздушных включений. При этом частицы заполнителя стремятся занять устойчивое положение, обеспечивающее плотную пространственную структуру. По виду колебаний, возбуждаемых вибратором, различают периодические синусоидальные, периодические несинусоидальные, одночастотные и поличастотные колебания. Исследования показали, что оптимальное значение частоты вибрирования связано с амплитудой колебаний, крупностью заполнителя, удобоукладываемостью бетонной смеси и др.
С уменьшением крупности заполнителя соответственно увеличивается частота колебаний. Так, например, при крупности заполнителя 40 мм оптимальная частота равна 38 Гц, при крупности зерен 20 мм — 50 Гц, а при максимальных размерах зерен 10 мм -100 Гц. Для уплотнения мелкозернистых бетонных смесей в густоармированных конструкциях целесообразно применять вибрирование с частотой 100-133 Гц. Увеличение частоты колебаний позволяет в целом ряде случаев уменьшить продолжительность вибрирования и увеличить радиус действия вибратора.
Применение разночастотных режимов вибрации позволяет улучшить упаковку различного по крупности заполнителя. Для каждой бетонной смеси при принятых параметрах колебаний имеется оптимальная продолжительность вибрирования. При недостаточной его продолжительности наблюдается недоуплотнение бетона и снижение его прочности; слишком длительное вибрирование не дает заметного повышения плотности и прочности бетона и может вызвать расслоение пластичных смесей. Обычно рекомендуется продолжительность вибрирования принимать вдвое большей показателя жесткости бетонной смеси, определенной на стандартной лабораторной площадке.
Процесс виброуплотнения бетонной смеси состоит из трех стадий: переукладки составляющих, их сближения и компрессионного уплотнения. Первая стадия заключается в разрушении первичной неустойчивой структуры, изменении взаимной ориентации зерен, перестройки «скелета», который образуют заполнители смеси, и минимизации его объема, удалении основной массы воздуха. Первая стадия виброуплотнения является наиболее короткой. В течение второй стадии уплотнения происходит сближение отдельных зерен в результате перераспределения по объему растворной составляющей и дополнительного удаления воздушных включений. Прохождению второй стадии уплотнения способствуют статические нагрузки. Завершение второй стадии определяется окончанием осадки бетонной смеси. Дальнейшее вибрирование не повышает плотность бетона на завершающей третьей стадии. Окончательное уплотнение бетонной смеси может достигаться дополнительным (компрессионным) обжатием. Оно позволяет обеспечить более равномерное распределение воды, содержащейся в порах, а также уплотнение контактов между зернами заполнителя. При вибрировании компрессионное обжатие достигается увеличением статического давления в два-три раза в течение нескольких минут. При безвибрационном уплотнении этот эффект возможен при прессовании и более длительной выдержке.
На первой стадии уплотнение бетонной смеси подчиняется закономерностям сыпучей среды, на второй она ведет себя как упруговязкопластичное тело, на третьей — как многокомпонентная зернистая среда.
По Б.В. Гусеву и В.Г. Зазимко на основе представлений о бетоне как композиционном материале предлагается разделять процесс виброуплотнения на две стадии: первую — перекомпоновку крупного заполнителя и образование макроструктуры и вторую -тиксотропные изменения цементного теста и формирование микроструктуры.
На первой стадии рекомендуются колебания низкой частоты с большой амплитудой, когда преодолеваются силы сцепления и сухого трения неуплотненных частиц бетонной смеси. В зависимости от свойств смеси и размеров крупного заполнителя для преодоления предельного напряжения сдвигу необходимы колебания с амплитудой 1-5 мм и интенсивностью по ускорению (1,5-3,5)д. На второй стадии для достаточного тиксотропного разжижения растворной составляющей целесообразны повышенные частоты или введение пластифицирующих добавок.
Оптимальный интервал выдерживания бетонной смеси до вибрирования зависит от ее состава, консистенции, вида вяжущего и температурно-влажностных условий. Например, дорожные цементно-бетонные смеси рекомендуется обычно уплотнять через 50-60 мин. после их изготовления при температуре окружающего воздуха ниже 15°С, через 40-30 мин. при температуре воздуха 15-20°С и через 20-30 мин. — выше 25 °С.
Современные виброуплотняющие машины имеют разнообразную конструкцию. Основным их элементом являются инерционные вибровозбудители дебалансного или самобалансного типа. В качестве рабочих частот вибромашин обычно применяются частоты 50 Гц и выше.
Традиционное виброоборудование как правило, не позволяет оптимизировать рабочие режимы уплотнения и обеспечить достаточно высокие санитарно-гигиенические характеристики. Находит применение вибрационное оборудование, создающее режимы линейного (синусоидального) знакопеременного силового воздействия при низких — до 33 Гц, средних — 33-66 Гц и высоких частотах. Ударные средства обеспечивают режим нелинейного напряжения, когда к смеси подводится ударный импульс с частотой приложения обычно от 25 до 7 Гц.
В настоящее время для уплотнения подвижных смесей с предотвращением их расслаиваемости получает распространение вибрационное оборудование, обеспечивающее эффективные низкочастотные симметричные режимы с уменьшением уровня шума. Время уплотнения и показатель раствороотделения бетонных смесей при низких частотах в 1,5-2 раза меньше по сравнению с частотой 50 Гц. Для уплотнения жестких и сверхжестких смесей предложены эффективные низкочастотные ударно-вибрационные режимы с частотой 15-30 Гц.
При низкочастотных асимметричных режимах более интенсивно проявляется эффект пластификации бетонных смесей добавками ПАВ, существенно улучшается качество поверхности изделий.
Наряду с динамическими для уплотнения смесей применяют и статические силовые воздействия. Их величина, как правило, не превышает 0,015-0,02 МПа. Пригруз в сочетании с вибрированием позволяет существенно сокращать продолжительность формования жестких бетонных смесей, улучшает равномерность уплотнения, препятствует расслоению смесей, в особенности на легких заполнителях.
Для уплотнения сверхжестких смесей эффективно вибропрессование, широко используемое для изготовления мелкоштучных изделий типа тротуарных плит, стеновых блоков и др.
К разновидностям вибропрессования можно отнести виброштампование и силовой вибропрокат. При первом способе вибрационное воздействие и статическое давление создаются одним рабочим органом — виброштампом, при втором вибрирование сочетается с механическим давлением на бетон вибровалков прокатного стана.
Вибропротяжная технология позволяет выполнять непрерывное безопалубочное формование с помощью специальных агрегатов, включающих вибробункер, питатель и виброформующее устройство. Роль статического давления осуществляет подпор смеси в вибробункере и ее сопротивление при формообразовании.
При вибровакуумировании в бетонной смеси, предварительно уплотненной вибрированием, с помощью вакуумных устройств создается разрежение и, благодаря разности давлений, из бетона отсасываются воздух и избыточная вода. При вакуумировании также возникает прессующий эффект от давления вакуумщита на поверхность обрабатываемого слоя бетонной смеси. Этот эффект усиливают дополнительным давлением (вакуум- прессование). При вакуумировании отсасывается обычно 15-20% воды затворения и до 80% содержащегося в бетонной смеси воздуха, что дает возможность повысить прочность бетона на 40-60% через 2-3 дня и на 20-25% в 28-суточном возрасте. Глубина вакуумирования бетона не превышает 10-12 см, поэтому этот способ эффективен для тонкостенных конструкций. Возможно применение способа вибровакуумирования для улучшения качества поверхностного слоя («закалки») конструкций. Из безвибрационных способов уплотнения применяют прессование, роликовое формование, центрифугирование и литьевое формование.
Способ прессования основан на уплотнении бетонной смеси с выделением свободной воды при объемном обжатии формуемых изделий. При этом целесообразно применять жесткие сыпучие смеси с малым водосодержанием. Возможно использование и подвижных смесей, когда статическим давлением иногда в сочетании с электроосмосом осуществляется отжатие избытка воды. Удаление жидкой фазы из бетонной смеси при прессовании сопровождается фильтрационными процессами, которые определяются градиентами давления, размером капилляров и др.
При рассмотрении механизма уплотнения бетонной смеси прессованием наибольшее значение имеют свободная и капиллярная вода, а также вода адсорбционных оболочек. При достижении определенного давления твердые частицы бетонной смеси сближаются, в результате чего часть пленочной воды переходит в свободное состояние и может быть отжата.
Отжимание воды под давлением носит затухающий характер и идет до тех пор, пока внешнее давление больше суммы сил внутрикапиллярного давления, сопротивления фильтрации и вязкости жидкой фазы.
По И.Н. Дударю процесс отжимания остаточной воды из цементного теста при В/Ц > К н. г (где К н. г — нормальная густота) лимитируется сопротивлением фильтрации. Изменение давления на первом этапе влияет только на скорость фильтрации и незначительно на количество выжатой воды. Начиная с определенного расстояния, между частицами а = 10″ …10~9м необходимо учитывать силы молекулярного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды. На втором этапе силового влияния давления большое значение приобретает трение между частицами цементного теста и его нелинейная деформация. В результате внутреннее сопротивление давлению увеличивается и фильтрация воды уменьшается.
Роль давления заключается не только в снижении В/Ц. Дополнительный прирост прочности прессованных бетонов обеспечивается за счет формирования более качественной структуры и, в частности, уменьшения радиуса пор, устранения макродефектов контактной зоны и дефектов, связанных с седиментационными процессами.
Динамика уплотнения цементного теста в условиях прессования и технологические особенности способов Уплотнения бетонной смеси с отжатием воды обстоятельно изучены И.Н. Ахвердовым. Им установлены закономерности сжимаемости цементного теста и влияния прессующего Давления на остаточное В/Ц — (В/Ц)ост
По И.Н. Ахвердову максимальное сближение цементных частиц имеет место при Х = (В/Ц)нач/Кнт =0,876. Между (В/Ц)ост и прессующим давлением существует такая же функциональная зависимость, как между усилием и деформациями в реальных твердых телах. Уплотненное под давлением цементное тесто при (В/Ц)ост менее 0,876Кнг не проявляет обратимых тиксотропных свойств, в результате резкого возрастания сил взаимодействия между частицами. По мере уменьшения содержания воды затворения все более отрицательно на плотность и прочность цементного камня сказывается влияние упругого последействия после снятия внешнего давления. Более полному прохождению ионообменных процессов при гидратации цемента и повышению прочности способствует оптимальное время прессования. Интенсивный рост прочности цементного камня происходит до прессующего давления 100 МПа, на практике давление прессования обычно не превышает 10-15 МПа. Эффективным способом получения сверхпрочных бетонов и экономии цемента является длительное объемное прессование бетонной смеси. Как показано Е.М. Бабичем, в результате длительного (2-Зсут) прессования прочность бетона при сжатии увеличивается на 60-140% и может достигать 100-150 МПа. При заданной прочности возможна экономия цемента до 35%. Наибольший эффект длительного прессования достигается при применении давления (5-15 МПа) в интервале схватывания цемента. В результате отжатия воды водоцементное отношение длительно прессованных бетонов достигает 0,18-0,20.
Экспериментальными исследованиями установлена целесообразность предварительного, до прессования, вибрирования бетонной смеси. Такая технология, реализуемая, например, при производстве виброгидропрессованных труб, позволяет обеспечить прочность бетона в 1,35-1,8 раз выше, чем при обычном вибрировании.
Высокие физико-механические свойства бетона обеспечиваются также при термосиловой технологии, основанной на комплексном воздействии внешнего давления и нагревания. При этом бетон находится под действием давления и температуры до приобретения критической прочности, способной выдерживать напряжения, возникающие при снятии давления.
При формовании изделий трубчатого сечения эффективен способ распределения и уплотнения бетонной смеси центрифугированием.
Эффективным способом уменьшения расхода цемента (до 25-30%) и повышения однородности структуры центрифугированного бетона является применение виброцентрифугирования. Виброцентрифугированием можно формовать изделия кольцевого сечения из бетонной смеси при начальном В/Ц цементного теста, близком к его нормальной густоте (Кн г), в то время как при послойном центрифугировании оно составляет (1,2-1,3)Кнг. Виброцентрифугированием удается повысить прочность бетона при однослойном формовании примерно на такую же величину, как при трехслойном центрифугировании.
К безвибрационным способам уплотнения относится бетонирование набрызгом, при котором бетонная смесь уплотняется под действием интенсивных инерционных сил. Характерным для метода набрызга является совмещение в едином производственном процессе транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси при полной механизации всех технологических операций. На практике метод набрызга реализуется с применением пневматических аппаратов в виде «сухого» или «мокрого» торкретирования и шприцбетонирования. «Сухое» торкретирование заключается в нанесении на поверхность под давлением сжатого воздуха одного или нескольких слоев цементно-песчаного раствора, подаваемого по шлангу в виде сухой смеси, затворяемой водой при выходе из сопла. «Мокрое» торкретирование (способ пневмобетона) отличается применением готовых цементно-песчаных растворов, диспергируемых в отдельные гранулы, транспортируемые во взвешенном состоянии.
Шприц-бетонирование заключается во введении в сухую смесь крупного заполнителя — щебня или гравия фракции до 25-30 мм, добавок-ускорителей схватывания и твердения и др. В последние годы шприц-бетон известен больше под общим названием набрызг-бетон. При торкретировании частицы удерживаются на бетонируемой поверхности силами поверхностного натяжения.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

m350.ru