Вибрирование бетона

Способы уплотнения бетона

Укладка и уплотнение бетонной смеси может быть выполнена несколькими способами:

Прессование

Этот способ считается одним из самых эффективных, однако строители редко прибегают к нему ввиду дороговизны оборудования. Дело в том, что прессы, используемые для уплотнения, должны обладать давлением не менее 10 МПа. Оборудование такой мощности используется в судостроении, поэтому несложно предположить, во сколько оно обойдется.

Центрифугирование

В этом случае уплотнение бетонной смеси происходит в центрифуге. В процессе ее вращения, раствор с силой прижимается к стенкам оборудования, а вода (более 30%) и лишний воздух эффективно «выдавливаются» из состава.

Полезно! Если вы применяете технологию центрифугирования, то расход цемента необходимо значительно увеличить.

Вакуумирование

Уплотнение массы происходит за счет разрежения воздуха. Под сильнейшим давлением из уложенного раствора удаляются все излишки, а плотность состава значительно увеличивается. Однако, такое оборудование может себе позволить далеко не каждый.

Вручную

Этот метод уплотнения бетона подойдет для обработки небольшого количества смеси для строительства собственного загородного дома, бытовки или бани. При ручной обработке бетонной массы абсолютно все делается своими руками. Сначала готовится раствор, который замешивается не в бетономешалке, а в обычном корыте. После этого с помощью ручной трамбовки, штыковки и прочих приспособлений залитый в опалубку бетонный раствор «прокалывается» по всей площади с шагом в 5-10 см. Благодаря этому из массы удаляется весь излишек воздуха и влаги.

Также сюда можно отнести ручную трамбовку, которая подразумевает использование самодельных или готовых, простых механических устройств для уплотнения тяжелого бетонного раствора.

Это наиболее простые и дешевые способы самостоятельного уплотнения бетона.

Если вручную работать нет возможности или площадь объекта слишком большая, стоит рассмотреть другие способы уплотнения бетонной смеси. Самым простым и недорогим из них является механический метод уплотнения, который подразумевает использование оборудования вибрационного типа.

Описание и характеристики

Глубинный вибратор в основном нетяжёлый, обладает небольшими габаритами, но работать с ним лучше двум людям. Как мы и говорили ранее, первый рабочий будет держать сам инструмент и подносить его к нужному месту, а второй будет пронизывать бетонное основание при помощи погружного гибкого вала

Что касается вопросов выбора, то здесь важно определиться с характеристиками инструмента, поскольку они являются основополагающими. Хотелось бы выделить следующие характеристики:

1. Мощность двигателя. Внутри каждого привода установлен двигатель. Здесь разделяют модели на бытовые и профессиональные. У моделей для бытового назначения, мощность не должна превышать более полутора кВт. В то же время, меньше чем 0,75 кВт, для бытовых нужд тоже будет недостаточно. Для условий промышленной работы требуется вибратор тяжелее и мощнее, в пределе мощности от 3 до 4 кВт, включительно.

2. Гибкий вал. Он должен иметь длину, которая будет больше величины опалубки, с учетом глубины фундамента.  Берут инструмент с запасом. Если ваш фундамент имеет глубину, порядка 1 м, плюс опалубка, то необходимо выбрать длину гибкого вала не менее 2 м.

С этой точки зрения удобно брать глубинный вибратор в аренду у тех, у кого представлено много различных разновидностей. Нередко применяют вибратор послойно. Это связано с тем, что глубинный наконечник может быть фиксированного, небольшого размера. При этом, погружаясь в бетон, он должен немного торчать над поверхностью. Таким образом, еще одним критерием выбора является длина наконечника.

3. Диаметр наконечника. Этот критерий не менее важен. Наконечник ещё называют булавой. В случае, чем с большим диаметром мы работаем, тем за короткий промежуток времени мы можем обработать больший объем бетона. Стоит учитывать, что за одно погружение во время вибрации, вокруг даже самого толстого наконечника обрабатывается не более 10-12 см в диаметре.

Поэтому даже самый толстый наконечник должен использоваться многоразово, по всей площади основания. Работа сложная, требует длительных усилий, но зато вы сможете гарантировать себе качество фундамента.

4. Частота колебаний эксцентрика. Этот критерий даже зависит напрямую от типа бетона, который вы будете использовать. У любого бетона есть понятие зернистости. Это связано с качеством наполнителя, используемой фракции. Поэтому, если вы будете применять крупнозернистый бетон, то лучше задействовать в работе низкочастотный инструмент, где величина вибрации не превышает 3500 за одну минуту.

Что касается высокочастотных инструментов, то лучшим образом они будут работать с мелкозернистым бетоном

Если вы покупаете инструмент для дома, то лучше всего обратите внимание на модели с промежуточными значениями вибрации. Это поможет гарантированно избавиться от воздуха в монолите или основании ленточного типа

5. Масса изделия. Ранее мы говорили, что вес небольшой. Это касается среднестатистических моделей для бытового использования. Но, если мы говорим о профессиональном инструменте, то его вес может достигать и 100 кг. Такой вибратор оборудован системой транспортировки, и его нужно перекатывать вдоль залитого основания. Нужно подчеркнуть, что бытовой инструмент весит не более 6-8 кг.

Рекомендации по типу установленного двигателя

Здесь следует учитывать такие факторы:

• требуемую степень автономности выполнения работ;
• удаленность от электросети;
• взрывоопасность производственных условий;
• производительность оборудования;
• предстоящие объемы заливки.

Пневмоинструмент можно купить, если предстоит много работы. Следует учитывать, что для его нормального функционирования требуется непрерывное поступления воздуха, температура которого должна соответствовать величине, указанной в эксплуатационной инструкции.

Чтобы пользоваться электроинструментом, необходим доступ к однофазной либо трехфазной сети (зависит от типа установленного электродвигателя). Это в условиях стройки не всегда возможно по различным причинам. Но с точки зрения цены и производительности можно подобрать оптимальное по техническим характеристикам оборудование, как для домашнего использования, так и для профессионального.

Топливные агрегаты – это оптимальный выбор с точки зрения мобильности. Можно подобрать модель требуемой мощности под разные виды работ.

Принцип работы глубинного вибратора

Можно даже не сравнивать усилия, которые затрачиваются при осуществлении строительной деятельности на «человеческой» тяге и с помощью погружного вибратора — время работы сокращается колоссально. Устройство, которое начинает работать с запуска трёхфазного электромотора с основой в роторе коротко замыкания очень эффективно при работе с бетоном.

Структура совершения действия прибора довольна проста: механическое вращение сообщается шлангу, далее переход происходит по направлению к вибробулаве. Когда дело доходит до подбора оптимальной длины гибкого вала, обычно на помощь приходит сравнение тяжести монолитных работ, которые предстоит проводить.

Вам стоит запасаться вибробулавами различных диаметров, потому что, возможно, придётся работать с различными видами опалубки. Электровибратор создаёт обильную волну, которая вибрирует в самых глубоких слоях бетона. Так что лучше всего иметь вибраторы нескольких диаметров.

Устройство глубинного вибратора

Принцип работы

В частном и промышленном строительстве чаще применяют погружной вибратор, другие модели имеют схожие принципы работы. В основе конструкции лежит узел, создающий вибрационные колебания частоты, достаточной, чтобы выдавить пузырьки воздуха и посторонние включения, уплотнить наполнители.

В устройстве вибраторов главным узлом является вал с эксцентриком, который погружается в бетон. Вращается от привода, подключенного к бензиновому, дизельному, электрическому двигателю или пневматике. Вращение передается через прочный, но гибкий стальной трос. Сам вал расположен в вибронаконечнике или булаве — стальном цилиндре и крепится на конце вращающегося троса, закрытого оболочкой.

В качестве источника используется одно- или трехфазный электродвигатель 220 В или 42 В. Существуют портативные модели с аккумуляторными батареями. Для больших объемов бетона лучше работать инструментом с бензиновыми ДВС. Самые производительные устройства подключаются к дизелям, они предназначены для уплотнения большой массы бетона.

Устройство: 1 — булава (вибронаконечник), 2 — гибкий вал, 3 — привод

Глубинные и поверхностные вибраторы – в чем разница?

         Основная функция инструмента заключается в том, чтобы придать смеси однородную структуру, без воздушных включений. Учитывая, что бетон применяется не только при строительстве различных объектов, но и для изготовления ж/б изделий, то уплотнители должны решать различные задачи.

         Исходя из этих условий, уплотнители и разнятся конструктивными решениями.

Например при больших объемах работ наибольший эффект будет при внутреннем уплотнении. Следовательно, конструкция таких устройств должна быть такой, чтобы можно было воздействовать на внутренние слои. Для этого и были разработаны модели, для глубинной обработки бетона. Рабочая часть таких моделей состоит из гибкого вала и вибрационного наконечника, который заглубляется внутрь раствора. Таким образом, колебания от наконечника передаются непосредственно обрабатываемой смеси. Таким инструментом можно уплотнять раствор в самых труднодоступных местах. Он применим также и для обработки участков с сильным армированием.

Совершенно другая задача поставлена поверхностным моделям. Они рассчитаны для работы с небольшими слоями обрабатываемой смеси. На уплотнителях таких моделей установлены специальные вибрирующие площадки, которые получают колебания от двигателя. Они устанавливаются сверху слоя свежего бетона. Колебания передаются только поверхностной части. Поверхностная технология обработки применяется также и на заводах ЖБИ при производстве строительных конструкций.     

Устройство и принцип работы инструмента

Несмотря на наличие разных видов бетонных вибраторов, устройство их схоже. Можно выделить следующие ключевые узлы оборудования:

• привод;
• дебаланс (дебалансир);
• передающий вал;
• вибронаконечник.

Общие конструктивные элементы для разных видов вибраторов содержатся на фотографии далее.

Привод – это узел, с помощью которого производится полезная работа. Он приводит в движение дебалансиры и вал. Непосредственно на залитый бетон воздействует вибронаконечник (он же вибробулава). В зависимости от вида вибратора форма его отличается. Выделяют следующие разновидности данного узла по этому критерию:

• виброштыки;
• вибролопаты;
• вибростержни.

От формы вибронаконечника зависит область выполняемых с бетоном работ, а также их объем. Конструкция двух разновидностей вибробулав представлена на фотографии далее.

Глубинные (внутренние) вибраторы оснащены гибким валом. Его длина определяет максимальную глубину, на которую может воздействовать применяемое оборудование при виброутрамбовывании бетонного раствора. Гибкий вал, приводимый в движение двигателем, представляет собой стальной трос, покрытый резиновой либо пластиковой оболочкой.

Принцип работы бетонных вибраторов различных видов сводится к воздействию на рабочий раствор вибраций. Это приводит к уплотнению наполнителя (щебня, песка) и выдавливанию воздуха. Структура утрамбованного бетона становится более однородной, увеличивается его плотность и прочностные показатели.

Практическое использование

Основные требования при работе с вибратором:

Булава данного устройства должна быть погружена в раствор только вертикально.

• Вибратор рекомендуется опускать в цементный слой так, чтобы места действия вибраций пересекались.
• Вибробулаву погружают вертикально не меньше, чем на 1/3 его длины.
• Аппарат необходимо плавно вынимать из раствора.
• Процесс выполнения и временной интервал действий зависит от размера наконечника и качества смеси. Для цементного раствора более густой консистенции тщательно и длительно выполняют вибрирование.
• Устройство не должно касаться арматурных элементов или частей опалубки.
• Не запускать вибратор без погружения.
• Если проводится поэтапная заливка, то толщину слоя выполняют менее 0,5 м.

Для уплотнения бетона, в уложенную и выровненную в форме смесь, строитель погружает наконечник строго в вертикальном положении. В противном случае он выйдет из строя. Вибронаконечник проходит в толщу за счет своего веса (от 3,5 до 9 кг). Обрабатывают каждый участок медленно (8 см в секунду), вытаскивая его на поверхность для заполнения цементной смесью пространства, которое было с пузырьками воздуха. Если не применять вибратор, бетонная поверхность получится рыхлой, неустойчивой к вибрации, нагрузкам и к перепадам температуры.

Использование бетона при строительстве — неотъемлемая часть возведения современных зданий. Он применяется на всех этапах. Но если ограничиться простым его замесом в бетономешалке и разливом в опалубку — неизбежны каверны и неоднородный состав. В итоге прочность бетона снижается более чем на 25-30% . Этого избежать можно только применяя вибраторы глубинные для бетона (их часто называют виброуплотнители).

Устройство и как работает прибор

При сооружении бетонной конструкции немаловажно соблюдать технологию, иначе изготовленная конструкция будет не прочной, и прослужит не долго. Однако такая конструкция для того и сооружается, чтобы обеспечивать высокую прочность сооружения, а также продолжительный срок службы

Чтобы достичь этой прочности, во время заливания жидкой бетонной смеси требуется удалять пузырьки воздуха, а также уплотнять бетон. Раньше для этого применялись длинные палки, которые вставлялись вглубь раствора, и вручную вибрировали, создавая колебательные движения.

Читать также: Печь в гараж из дисков

Способ удаления воздуха из бетонной смеси при помощи длинной палки уже давно не актуален, так как для этого были изготовлены специальные устройства — вибраторы. Это инструмент, создаваемый колебательные движения высокой частоты. Они способствуют нарушению связи между мелкими частицами бетона, осуществляя их уплотнение. Вибратор для удаления бетона обладает целым рядом преимуществ, так как позволяет одновременно выполнять следующие действия:

1. Удаление влаги и воздуха из смеси, повышая тем самым прочностные показатели сооружения
2. Равномерное заполнение смесью опалубки
3. Ускоряется процесс затвердевания бетонной смеси
4. Устранение пустот, негативно влияющих на прочностные показатели конечной конструкции
5. Увеличивается срок службы постройки
6. Получение однородной бетонной массы, что делает сооружение равномерно прочным
7. Исключается необходимость заливать бетон послойно

Конструктивно вибратор представляет собой насадку, которая подсоединяется к электроинструменту. Непосредственное приспособление называется вибрирующим наконечником, который соединяется с электрическим двигателем при помощи специального гибкого шланга. Насадка имеет простейшую конструкцию, а покупать специализированный инструмент — это дорого. Чтобы не пришлось использовать длинную палку, рекомендуется сделать вибратор своими руками, и подключить его к перфоратору или дрели.

Разновидности вибраторов для бетона и критерии их выбора

Для начала рассмотрим общие характеристики, которые актуальны при выборе как глубинных, так и площадочных устройств.

Теперь попробуем разобраться с особенностями выбора устройств глубинного типа. Именно они являются наиболее популярным решением для заливки железобетонных конструкций.

* учитывайте, что при работе наконечник сильно нагревается – это нормальное явление, просто будьте осторожны.

Ну а если вы решили приобрести поверхностный виброуплотнитель, то при выборе нужно учесть следующие особенности, которые по больше части касаются оснастки.

Стоит отметить, что эффективный радиус действия и тех, и других вариантов оборудования обычно не превышает значения в 0,5 м. Это говорит о том, что шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превышать этого значения.

Комплектующие и запчасти

По большей части этот вопрос касается оборудования погружного типа, в котором гибкие валы и наконечники являются расходными материалами. Чаще всего производитель предлагает комплект из вала и булавы для полной совместимости комплектующих. Стоимость таких изделий зависит от их параметров, например, диаметра наконечника и длины гибкого вала.

Классификация глубинных вибраторов

Все глубинные вибраторы в зависимости от типа привода делятся на:

• пневматические;
• электрические;
• бензиновые;
• дизельные.

Глубинный вибратор может подразделяться и по другим признакам. Его разновидности и их особенности наиболее полно представлены в предложенной ниже таблице.

Рис. 2 — Глубинный вибратор в использовании

Инструкция по использованию глубинного вибратора

В процессе работы глубинного вибратора необходимо постоянно контролировать изнашиваемость угольных щёток, расположенных в двигателе, а также следить за состоянием вибронаконечника и гибкого вала. Своевременная смена подшипников на электродвигателе привода гарантирует бесперебойную работу агрегата. Используя глубинный вибратор, стоит придерживаться следующих правил:

Заливку бетонной смеси для виброуплотнения необходимо выполнять равномерно с небольшой высоты. Каждый последующий пласт бетона должен быть не толще 50 см.
Опускать вибронаконечник устройства в бетонную смесь нужно строго вертикально без его смещения в горизонтальной плоскости. Разрыв между местами ввода наконечника должен составлять около 10 диаметров устройства.
Зоны вибрирования обязательно должны перекрывать друг друга. Так гарантируется отсутствие необработанных мест в бетонной смеси.
Для обеспечения лучшего сцепления между слоями бетона вибронаконечник стоит опускать в раствор на глубину не меньше 10 см.
Продолжительность вибрирования напрямую связана с маркой бетонной смеси и диаметром наконечника. Обычно это время составляет 5-15 секунд. Чем гуще бетон, тем дольше должен быть промежуток вибрирования.
Гарантией качественной обработки бетона является его блестящая гладкая поверхность без образующихся пузырьков воздуха.
Стоит избегать соприкосновения вибронаконечника и стенок опалубки, а также арматуры. Расстояние между ними должно быть не менее 7 см.
Извлекать глубинный вибратор из смеси нужно постепенно и медленно

Важно, чтобы отверстие от вибронаконечника в бетоне полностью закрылось.
Глубинный вибратор нельзя использовать на поверхности бетона.
Для бесперебойной работы агрегата не стоит его эксплуатировать без раствора.
Хоть некоторые модели установок и могут обходиться без ремонта, всё же не стоит пренебрегать регулярным техническим осмотром агрегата.

Предложенное нами видео поможет вам более точно рассмотреть глубинный вибратор в работе:

О производителях

Среди российских производителей глубинных вибраторов особого внимания заслуживают следующие компании:

Среди зарубежных производителей стоит отметить следующих изготовителей вибраторов:

Глубинный вибратор: особенности выбора

Приобретая глубинный вибратор, первое, на что вам нужно обратить внимание, – это электродвигатель. Он бывает 220 В и 42 В

Первый электродвигатель работает от обычной бытовой розетки. Второй агрегат требует понижающего трансформатора.
Затем стоит определиться с длиной гибкого вала. Она бывает 3, 4,5 и 6 метров. В зависимости от условий использования вы можете подобрать нужную длину.

И напоследок стоит определиться с вибронаконечником (булавой). Стандартные его диаметры бывают такими: 28, 38, 51, 76 мм. Для вибротрамбовки бетона в узких труднодоступных местах используются вибронаконечники небольшого диаметра (28 или 38 мм). Для заливки фундаментов применяются булавы большего диаметра (51 или 76 мм).

Виды вибраторов для бетона

В плане устройства встречаются вариации приборов. Так, глубинный вибратор для бетона «носит» двигатель прямо в наконечнике. Там же располагаются эксцентрики. Напряжение к аппарату подводят по гибкому шлангу. Последний идет от электронного преобразователя.

Глубинный аппарат — погружной вибратор для бетона. Такой вводят в «тело» бетонной заливки. Вибробулова к корпусу прибора может крепиться не только через гибкий вал в виде резьбы, но и жестко. Кроме того, глубинные аппараты делятся на:

• Ручные. В таких длина наконечника со шлангом начинается от метра и заканчивается на двух с половиной. Аппараты группы компактны, легки. Это портативный вибратор для бетона со встроенным двигателем электрического типа. С техникой удобно работать вручную, отсюда и название. Однако, при уплотнении больших объемов бетонной смеси вибраторы категории малоэффективны. Мощность приборов не превышает 1-го киловатта. Двигатели в машинах асинхронные. К моторам присоединены дебалансы. От них и исходят колебания, поступая в присоединенную к корпусу прорезиненным рукавом булаву.
• Переносные. Для таких типичен гибкий вал. Он позволяет мотору аппарата стоять неподвижно. Следовательно, вал должен быть длинным. Минимум – 4 метра. Этого достаточно для уплотнения фундаментов частных домов. При меньших размерах вала можно не дотянуться до нужной точки, не погрузить булаву на заданную глубину. Максимальная длина шланга в переносных вибраторах превышает 10 метров. Сами аппараты массивные, крупные и мощные. В отличие от ручных, переносные уплотнители дают широкий радиус действия по нескольку метров во все стороны.

Доступнее и распространеннее глубинных являются внешние вибраторы для бетона. Именно их строение описано в первой главе. Модели класса делят на внешние и наружные. Последние передают вибрации через боковины опалубки, а первые воздействуют на раствор сверху.

Глубинный вибратор для бетона

Следовательно, и классификация на глубинные и внешние машины касается способа воздействия на строительную смесь. Еще одна классификация вибраторов обусловлена видом используемого в приборе двигателя. Электрический – самый распространенный, но не единственный.  Есть, так же, приборы с:

• Гидравлическими двигателями, преобразующими в механическую энергию силу воды
• Пневматическими двигателями, получающими энергию от сжатого воздуха
• Моторными движками с приводом от двигателя внутреннего сгорания

Двигатели героя статьи подразделяются не только по типу, но и мощи. Электрический вибратор для бетона на 220 вольт, к примеру, считается бытовым. Для промышленных объектов, крупных строек берут приборы с движком на 380 вольт.

Вибратор для бетона из ручной дрели

От потребляемой мощности зависит сила вибраций, их распространение в бетонной смеси. Есть еще одна классификация уплотнителей для бетона. Разбирается характер колебаний, даваемых агрегатами:

• Низкочастотные вибраторы подходят для работы с крупнофракционными смесями, в коих добавлены гравий и щебень внушительных размеров. Такие хорошо уплотняются при 3500 колебаний в минуту.
• Среднечастотные приборы выдают от 3500 до 9000 колебаний в минуту. Столько нужно для эффективного уплотнения смесей со средней фракцией частиц.
• Высокочастотные вибраторы нужны для работы с мелкозернистыми составами бетона, выдают от 10000 до 20000 колебаний в минуту.

Уплотнители бывают не только заводскими, но и самодельными. Часто, к примеру, делают вибратор для бетона из перфоратора. Работая в режиме удара, тот совершает высокочастотные возвратно-поступательные движения.

Достаточно добавить к аппарату арматурную пику в виде насадки  и можно проникать ей в толщу бетона. Вибрация от перфоратора перейдет по пруту в смесь. Дополнительная насадка для вибратора для бетона при работе с горизонтальными конструкциями не нужна.

Глубинный вибратор для бетона с разными по размеру насадками

Обходятся штатным «носом» перфоратора, закрепляя прибор на опалубке с помощью стальной шайбы. Главное, подобрать ее диаметр. Закрепить перфоратор нужно так, чтобы насадка была под небольшим углом к горизонту.

Действие прибора распространится примерно на метр в обе стороны. Чтобы проработать весь фундамент, нужно переносить перфоратор, закрепляя все на новых и новых местах. Использовать уплотнитель, кстати, можно не только в работе с фундаментами, но и при заливке стяжек полов, колонн и прочих конструкций из бетона.

Сфера применения

Задействуют высокочастотный глубинный вибратор в вопросах строительства. Например, если вы собираетесь строить частный дом, то он вам потребуется. Выкопав фундамент и приготовив бетон к заливке, начинают наполнять основание. При этом, каждые 20 см глубины, основание, необходимо пройти глубинным вибратором, хотя бы через каждые 30 см. Это будут так называемые проколы, которые позволят убрать лишний воздух.

Подобной обработке подвергается не только ленточное, но и монолитное основание. Некоторые даже «толстые» стяжки пола обрабатывают при помощи глубинного вибратора, но последнее гораздо удобнее делать в комплексе с виброрейкой. Область применения охватывает частное и капитальное строительство, поэтому такой инструмент должен быть обязательно у любой строительной бригады.