Уплотнение бетонной смеси

Жесткие нетекучие смеси требуют для уплотнения энергичного воздействия и при формовании из них изделий применяют интенсивную вибрацию или вибрацию с дополнительным прессованием (пригрузом). Возможны также и другие способы уплотнения — трамбование, прокат.

Подвижные смеси легко и эффективно уплотняются вибрацией и наоборот, применение сжимающих (прессующих) видов уплотнения, прессования, проката и трамбования для таких смесей непригодно, так как под действием значительных прессующих усилий или повторяющихся ударов трамбовки смесь легко вытекает из-под штампа или разбрызгивается.

Наиболее распространено и эффективно вибрирование. Его успешно применяют в сочетании с другими способами механического уплотнения: трамбованием (вибротрамбование), прессованием (вибропрессование) и прокатом (вибропрокат). К разновидности механических способов уплотнения подвижных смесей относится центрифугирование, используемое при формовании полых изделий трубчатого сечения. Бетон высокого качества получают при вакуумировании смеси в процессе механического уплотнения (преимущественно вибрированием). К недостатку способа относится значительная продолжительность вакуумирования, что снижает технико-экономический эффект и делает его малопригодным для сборного железобетона.

Виброуплотнение смеси происходит в результате передачи смеси часто повторяющихся колебаний (толчков) — встряхиваний. В момент встряхивания зерна смеси находятся как бы в подвешенном состоянии. При последующих толчках зерна падают, занимая положение, при котором на них в меньшей степени могут воздействовать толчки. Это обеспечивает наиболее плотную их упаковку, что и приводит к получению плотной бетонной смеси.

Кроме того, при вибрировании смесь временно переходит в текучее состояние. Это свойство называется тиксотропностью. Временное жидкое состояние смеси при вибрировании способствует растеканию, приобретению нужной конфигурации и уплотнению. Разные смеси требуют различных режимов вибрирования. Подвижные смеси легко переходят в текучее состояние. С повышением жесткости (уменьшением подвижности) смесь утрачивает это свойство, поэтому приходится увеличивать скорость колебаний, что требует большего расхода энергии. Меняется и амплитуда колебаний: для подвижных смесей она находится в пределах 0,3—0,35 мм, для жестких — 0,50—0,70 мм.

Оптимальный режим вибрирования в каждом случае устанавливает лаборатория с учетом подвижности смеси. Излишняя продолжительность вибрирования может привести к расслаиванию смеси и разделению ее на отдельные компоненты, что вызовет неравномерную плотность изделия и снижение прочности в отдельных ее частях.

Прессование позволяет получать бетон особо высокой плотности и прочности при минимальном расходе цемента. Недостаток способа заключается в том, что требуется большая нагрузка для того, чтобы получить нужное прессующее давление, при котором бетон хорошо уплотняется.

Прессующее давление находится в пределах 10—15 МПа и выше (100—150 кг/см²) на 1 м² изделия.

Уплотнение основано на действии статически приложенной нагрузки, в результате чего происходит принудительное перемещение зерен бетонной смеси и их более компактное и плотное расположение. Прессы оснащены плоскими и профильными штампами.

Прокат — разновидность вибропрессования, при котором используют прокатные станы. Прессующее давление в них передается бетонной смеси только через небольшую площадь контакта (валки).

Центрифугирование позволяет получать изделия высокой прочности —40—50 МПа (500 кгс/см²) — и долговечности; недостаток его в значительной потребности в цементе (до 400— 500 кг/м³). Этим способом формуют трубы, опоры линий электропередач, стойки под светильники и др.

Для центрифугирования изделий применяют центрифуги — формы трубчатого сечения, которые в процессе уплотнения вращаются с частотой 10—16 рад/с.