Уплътняване на бетонната смес. Методи за уплътняване на бетон

Технологията на издигане на бетонни конструкции включва подготовката бетонна смеси нейното уплътняване. Има случаи, когато при смесване на разтвора вътре се появяват кухини, които могат да нарушат структурата и да намалят нейната плътност. Поради това в продукта се появяват пукнатини, което в крайна сметка може да доведе до унищожаване. бетонни конструкции. По време на процеса на уплътняване специалистите отстраняват въздуха от разтвора, излишна течност, поради което става по-плътна. Така продуктът е по-здрав и по-издръжлив.

Уплътняването на бетона се счита за най-критичния етап от полагането. циментови смеси. Коефициентът на бетон и основните характеристики на продукта ще зависят от това колко внимателно се извършва това действие. По време на процедурата специалистите обработват бетонна повърхностръчно или с механични устройствапремахване на кухини. Това позволява еднородност бетонен разтвор, повишават адхезията на състава с други структурни елементи.

Начини

Строителите използват следните видовеустройства за уплътняване на сместа:

• повърхност (за горния слой цимент);
• дълбоки (големи бетонни конструкции);
• външен (монтиран пред уплътняването от ръба на дървен кофраж или контейнер с циментов разтвор);
• вибрационни платформи (използвани в специализирани предприятия).

Има различни начини за уплътняване на циментов разтвор:

други методи

Други методи за запечатване включват:

Да се циментов съставе равномерно уплътнен, трябва да се спазват следните препоръки:

1. По време на монтажа на дървен кофраж трябва да се обърне внимание сигурно фиксиранеподробности. Върху конструктивните елементи не трябва да има празнини (бетонният разтвор може да се изстиска през пукнатини). Необходимо е кофражът да е полиран и гладък, в в противен случайще остави вдлъбнатини върху продукта. Освен това в тялото на конструкцията могат да се образуват кухини.
2. Детайли от дървени или шперплатни кофраж, включително клинове, трябва да бъдат здраво фиксирани, така че дъските да не се движат.
3. При виброуплътняване на състава позицията на вибриращата замазка трябва периодично да се променя, в противен случай разтворът ще бъде нехомогенен, ще се образуват кухини.
4. Експертите съветват да не отделяте много време за работа, тъй като това може да причини разслояване, което се появява поради факта, че отдолу е съборен едър чакъл, а отгоре се натрупва само циментов разтвор.

Тъй като използването на повърхностни вибриращи устройства не позволява визуално определяне на степента на плътност, при извършване строителни работичесто се използва допълнително средство за защита, което ще помогне да се гарантира здравината на състава. За да направят това, строителите добавят разтвор с висока пластичност към съществуващия състав. Поради тази причина рискът от разслояване на продукта се увеличава. За да се избегне такъв недостатък, се препоръчва да се увеличи количеството цимент.

Коефициент на уплътняване

Оценете качеството бетонен съставвъзможно с един важен критерий. Това е заза фактора на уплътняване. Коефициентът се определя, както следва: съотношението се изчислява специфично тегло готова смесдо стойността, която е получена при липса на въздушни мехурчета вътре. Така че приемливата стойност на коефициента е 1. Можете да постигнете индикатора различни начиниуплътняване на бетон, изборът на методи ще зависи пряко от състава, предназначението и фракциите. Автоматизираните вибриращи замазки значително повишават качеството на разтвора.

От какво зависи съотношението?

Този индикатор се определя от зърнеността на композицията, както и от обекта, който ще се бетонира, независимо дали става дума за слепи зони, коловози, пътеки.

констатации

Опитни строители твърдят, че стабилността и издръжливостта на конструкцията ще зависи от това. Това трябва да се има предвид, ако искате продуктът да ви служи повече от една година. Мерките, предприети навреме, ще помогнат за по-нататъшно повишаване на защитата на конструкцията от повреди, ще спестят пари за възстановителни работи. Универсалните вибрационни устройства ще ви позволят да получите висококачествен бетон. Преди да извършите строителни работи, трябва предварително да се консултирате с експерти и да изберете необходимото оборудване. Ергономично проектираните вибратори позволяват на строителите да уплътняват цимента при голямо разнообразие от условия.

За извършване на малко количество строителни работи, професионалистите препоръчват да се използват, с тегло до пет килограма. За по-големи работи строителите използват големи инструменти за ефективно уплътняване на бетон в производството с голяма предна част.

Един от най-важните свойствабетонна смес - способността да се разпръсква пластично под действието на собствената си маса или натоварването, приложено към нея. Това определя относителната лекота на производство на продукти от най-разнообразен профил от бетонна смес и възможността да се използва за уплътняване. различни начини. В този случай методът на уплътняване и свойствата на сместа (нейната подвижност или течливост) са тясно свързани. По този начин твърдите нетечащи смеси изискват енергично уплътняване и при формирането на продукти от тях трябва да се използват интензивни вибрации или вибрации с допълнително пресоване (с натоварване). Има и други начини за уплътняване на твърди смеси - набиване, пресоване, валцоване.

Мобилните смеси се уплътняват лесно и ефективно от вибрации. Използването на компресивни (пресоващи) видове уплътняване - пресоване, валцуване, както и набиване - е неподходящо за такива смеси. Под действието на значителни сили на натискане или често повтарящи се удари на трамбовката сместа лесно ще изтече изпод матрицата или ще бъде напръскана от трамбовката.

Летите смеси могат да се уплътняват под действието на собственото си тегло. За да се увеличи ефектът на уплътняване, те понякога се подлагат на краткотрайна вибрация.

По този начин може да се различи следните начиниКонсолидиране на бетонови смеси: вибриране, пресоване, валцуване, трамбоване и леене. Най-ефективният както технически, така и икономически е методът на вибриране. Успешно се използва и в комбинация с други методи.

Механично уплътнение - чрез трамбоване (вибротрамбоване! чрез пресоване (вибропресоване), чрез валцоване (вибровалцоване). Радвам се "НОВИДНОСТ механични методиуплътняването на подвижни бетонови смеси е центрофугиране, използвано при образуването на кухи тръбни продукти. Добри резултати по отношение на производството на бетон Високо качестводава вакуумиране на сместа в процеса на нейното механично уплътняване (главно чрез вибрации), но значителната продължителност на вакуумната операция значително намалява нейния технически и икономически ефект и следователно този метод не се използва широко в технологията на сглобяемия бетон.

Разгледайте накратко същността на горните методи за уплътняване на бетонни смеси.

Вибрацията е уплътняването на бетонната смес в резултат на пренасянето към нея на често повтарящи се принудителни вибрации, които в съвкупността се изразяват чрез разклащане. Във всеки момент на разклащане частиците от бетонната смес са като че ли във суспендирано състояние и връзката им с други частици се нарушава. С последващото действие на изтласкващата сила, частиците под собствената си тежест падат и в същото време заемат по-благоприятно положение, при което могат да бъдат по-малко засегнати от удари. Това съответства на състоянието на тяхното най-плътно опаковане сред другите, което в крайна сметка води до плътна бетонна смес. Втората причина за уплътняването на бетонна смес по време на вибрации е способността да се премести във временно течно състояние под действието на външни сили, приложени към нея, което се нарича тиксотропия. Да бъдеш в течно състояние, бетонната смес започва да се разпръсква при вибрации, придобивайки конфигурация - j форма, и се уплътнява под действието на собствената си маса. У Третата причина за уплътняване определя високите технически свойства на бетона. ,

Висока степен на уплътняване на бетонната смес от вибрации | постигнато с помощта на оборудване с ниска мощност. Например бетонни маси с капацитет от няколко кубични метра се уплътняват с вибратори със задвижваща мощност само 1 ... 1,5 kW.

Способността на бетонните смеси да преминават във временно течно състояние под въздействието на вибрации зависи от подвижността на сместа и скоростта на движение на нейните частици една спрямо друга. Мобилните смеси лесно преминават в течно състояние и изискват висока скоростдвижение. Но с увеличаване на твърдостта (намаляване на подвижността) бетонната смес все повече губи това свойство или изисква съответно увеличаване на скоростта на вибрации, т.е. необходими са по-високи енергийни разходи за уплътняване.

Скоростта v (cm / s) на трептения по време на вибрация се изразява чрез произведението на амплитудата A и честотата n трептения: u \u003d An

плочи. Практиката показва, че подвижните бетонни смеси се уплътняват ефективно с амплитуда на трептене от 0,3 ... 0,35 mm,

И твърди - 0,5 ... 0,7 мм.

Качеството на виброуплътняването се влияе не само от параметрите на вибрационния механизъм (честота и амплитуда), но и от продължителността на вибрацията. За всяка бетонна смес, в зависимост от нейната подвижност, има своя собствена оптимална продължителност на виброуплътняване, до която сместа се уплътнява ефективно и след която разходите за енергия се увеличават в много по-голяма степен, отколкото се уплътнява сместа. По-нататъшното уплътняване изобщо не води до увеличаване на плътността. Освен това, прекомерно продължителната вибрация може да доведе до разслояване на сместа, разделянето й на отделни компоненти - циментова замазка и едри инертни зърна, което в крайна сметка ще доведе до неравномерна плътност на продукта върху секцията и намаляване на якостта в отделни частинеговата.

Естествено, дългосрочната вибрация също е нерентабилна от икономическа гледна точка: разходите за енергия и интензивността на труда се увеличават, а производителността на формовъчната линия намалява.

Интензитетът I (cm2/s3) на виброуплътняване, изразен чрез най-кратката продължителност на вибрациите, зависи и от основните параметри на работа на вибрационния механизъм - честотата и амплитудата на трептения, приложени, като се отчита тяхната взаимна комбинация от скорост и ускорение на трептения: I = A2 / n3.

Интензивността на виброуплътняването също нараства, ако честотата на принудителните вибрации е равна на честотата на естествените вибрации. Поради факта, че бетонната смес има широк диапазон от размери на частиците (от няколко микрометра за цимента до няколко сантиметра за едрия агрегат) и съответно разликите в честотата на техните естествени вибрации, най-интензивното уплътняване на сместа ще бъде когато режимът на вибрация се характеризира с различни честоти. Така че имаше предложение да се използва поличестотна вибрация.

Тези фактори трябва да се вземат предвид за техническата и икономическа оценка на операциите по формоване на продукта. От гореизложеното следва, че ефективността на уплътняване се увеличава с увеличаване на енергията на уплътняване, намалява продължителността на уплътняването и се увеличава производителността на формовъчната линия. По този начин, въз основа на техническия и икономически анализ на свойствата на бетонната смес, производителността на формовъчната линия, можете да изберете силата на виброуплътняващите механизми.

Вибрационното уплътняване на бетонната смес се извършва от преносими и стационарни вибрационни механизми. Използването на преносими вибратори в сглобяем бетон е ограничено. Използват се главно при формирането на едрогабаритни масивни продукти на щандове.

В технологията на сглобяемия бетон в работещите фабрики

Съгласно схемите поток-агрегат и конвейер се използват вибрационни платформи. Вибриращите платформи се отличават с голямо разнообразие от видове и конструкции на вибратори - електромеханични, електромагнитни, пневматични; естеството на вибрациите - хармонични, ударни, комбинирани; форма на вибрации - кръгово насочени - вертикални, хоризонтални; конструктивни схеми на масата - с масивна горна рамка, образуваща маса с един или два вибрационни вала, и сглобени от отделни вибриращи блокове, като цяло представляващи обща вибрационна равнина, върху която е разположена формата с бетоновата смес.

За здравината на закрепване на формата към масата на платформата са предвидени специални механизми - електромагнити, пневматични или механични скоби.

Вибрационната платформа (фиг. 11.1) е плоска маса, поддържана чрез пружинни опори върху неподвижни опори или рамка (рама). Пружините са предназначени да гасят вибрациите на масата и по този начин да предотвратяват тяхното въздействие върху опорите, в противен случай те ще бъдат унищожени. В долната част към масата е здраво закрепен вибриращ вал с ексцентрици, разположени върху него. Когато валът се върти от електродвигателя, ексцентриците възбуждат вибрациите на масата, които след това се предават на формата с бетонната смес, в резултат на което тя се уплътнява. Мощността на вибрационната платформа се оценява от нейната товароносимост (масата на продукта заедно с матрицата), която е 2...30 тона.

Сглобяемите стоманобетонни заводи са оборудвани с унифицирани вибрационни платформи, с честота на въртене 3000 rpm и амплитуда от 0,3 ... 0,6 mm. Тези вибриращи платформи добре уплътняват твърди бетонни смеси от конструкции с дължина до 18 m и ширина до 3,6 m.

При оформяне на продукти върху вибрационни платформи, особено от твърди бетонни смеси върху порести инертни материали, за подобряване на структурата на бетона се използват тежести - статични,

Вибриращи, пневматични, вибропневматични. Стойността на теглото, в зависимост от свойствата на бетонната смес, е 2 ... 5 kPa.

При формоване на продукти във фиксирани форми, бетонната смес се уплътнява с повърхностни, дълбоки и монтирани вибратори, които се закрепват към матрицата. При производството на продукти в хоризонтални форми се използват твърди или бавно движещи се бетонни смеси, а когато се формоват във вертикално
някои форми (в касети) използват мобилни смеси с конусна обсада от 8 ... 10 cm.

F пресоването е рядко използван метод за уплътняване на бетонна смес в технологията на сглобяемия бетон, въпреки че е високоефективен по отношение на техническите показатели, което ви позволява да получите бетон с висока плътност и якост с минимален разход на цимент (100 ... 150 kg / m3 бетон). Предотвратява се изключително разпространението на метода на пресоване икономически причини. Налягането на натискане, при което бетонът започва ефективно да се уплътнява, е 10 ... 15 MPa и по-високо. По този начин, за запечатване на продукта за всеки 1 m2 от него, трябва да се приложи натоварване, равно на 10 ... 15 MN. Преси с такава мощност се използват в инженерството, например за пресоване на корабни корпуси, но цената им се оказва толкова висока, че напълно елиминира икономическа осъществимостизползване на такива преси.

В технологията на сглобяемия бетон пресоването се използва като допълнително приложение на механично натоварване върху бетонната смес по време на нейната вибрация. В този случай необходимата стойност на налягането на пресоване не надвишава 500 ... 1000 Pa. Технически това налягане се постига под действието на статично приложено натоварване в резултат на принудителното движение на отделни частици от бетоновата смес.

Правете разлика между пресоване с плоски и профилни печати. Последните предават своя профил на бетонната смес. Толкова формована стълбищни полети, някои видове оребрени панели. В последния случай методът на пресоване се нарича още щамповане. Наемът е вид пресоване. В този случай налягането на пресоване се предава на бетонната смес само чрез малка площролка, което следователно намалява необходимостта от натиск на пресоване. Но тук пластичните свойства на бетонната смес, кохерентността на нейната маса придобиват специално значение. В случай на недостатъчна кохезия, сместа ще бъде изместена от притискащата ролка и ще я разбие. Центрофугиране - уплътняване на бетонната смес В резултат на действието на центробежните сили, възникващи в нея при въртене. За тази цел се използват центрофуги (фиг. 11.2), които представляват тръбна секция, която по време на уплътняване се завърта до 600 ...
валцоване по време на въртене, се притиска към вътрешната повърхност на формата и се уплътнява едновременно. В резултат на различната плътност на твърдите компоненти на бетонната смес И ВОДАТА от бетонната смес се отстранява до 20 ... 30% вода, което допринася за производството на бетон с висока плътност.

Методът на центрофугиране сравнително лесно дава възможност за получаване на продукти от бетон с висока плътност, якост (40 ... 60 MPa) и издръжливост. В същото време, за да се получи бетонна смес с висока кохезия, е необходимо голямо количество цимент (400 ... 450 kg / m3), в противен случай сместа ще се стратифицира под действието на центробежни сили в малки и големи зърна, тъй като последните са склонни да се придържат към повърхността на матрицата с голяма сила. Чрез центрофугиране се образуват тръби, стълбове на електропроводи, стойки за лампи. При вакуумиране в бетонната смес се създава вакуум до 0,07 ... 0,08 MPa и въздухът, участващ в нейното приготвяне и полагане във формата, както и малко вода, се отстраняват от бетонната смес под действието на този вакуум: освободените места се заемат от твърди частици и бетонната смес придобива повишена плътност. В допълнение, наличието на вакуум причинява притискащ ефект върху бетонната смес с атмосферно налягане, равно на стойността на вакуума. Той също така допринася за уплътняването на бетонната смес. Прахосмукачката се комбинира, като правило, с вибрация. В процеса на вибриране на бетонната смес, подложена на вакуум, има интензивно запълване на твърдите компоненти на порите, образувани по време на вакуума на място въздушни мехурчетаи вода. Въпреки това, в техническо отношение, вакуумирането има важен технически и икономически недостатък, а именно: дълго време на процеса - 1 ... 2 минути за всеки 1 cm дебелина на продукта, в зависимост от свойствата на бетонната смес и размера на секцията . Дебелината на слоя, който може да бъде подложен на вакуумиране, не надвишава 12...15 см. В резултат на това се подлагат на вакуумиране предимно масивни конструкции, за да се придаде на повърхностния слой особено високата им плътност. В технологията на сглобяем стоманобетон практически не се използва вакуумиране. wj

Уплътняване на почватае една от най-важните операции технологичен процесерекция подгражданеи тротоарни устройства.
Тюленсе извършва чрез нанасяне върху повърхността на почви, пътно-строителни материали или техни смеси на краткотрайни многократни или циклични натоварвания. Под действието на тези натоварвания почвата се деформира. Пълната деформация се състои от обратима (еластична), т.е. възстановяващи се след отстраняване на товара и необратими (остатъчни).
При относително малка стойност на външните натоварвания необратими деформации възникват главно в резултат на промяна в обема на почвата, причинявайки нейното уплътняване. Колкото по-значителна (по-висока) е величината на натоварванията,. по-голямата част от необратимата деформация възниква в резултат на промяна във формата на почвата, която се проявява под формата на значително слягане и изпъкване на почвата отстрани изпод работното тяло на машината.
Параметри на машината за запечатванее необходимо да се избере така, че да се получи максималната стойност на необратими обемни деформации и да не се предизвиква значителен пластичен поток на почвата, което се отразява неблагоприятно на процеса на уплътняване.
Силата на почвените частици значително надвишава силата на връзките между тях. Така тюлене възможно само поради взаимното движение на частици от твърдата фаза и в резултат на това намаляване на порьозността на почвата (сместа), което е свързано с изместването на въздуха (или влагата) от порите. Работата, изразходвана за уплътняване, се изразходва главно за преодоляване на силите на връзките и триенето между частиците на твърдата фаза. Част от него се изразходва за унищожаване на твърди частици.
Деформация на почвататече във времето. Под действието на краткотрайни натоварвания продължителността на напрегнатото състояние на почвата е много по-малка от времето, необходимо за пълния ход на деформация. В резултат на това, за да се получи желаното уплътняване на почватамашините се нуждаят от многократно прилагане на товара.
От качеството на процеса уплътнениязависи по-нататъшното обслужване на основата и настилката. За всяка от тези структури се задават изисквания за плътност. уплътненслоеве. В същото време методът на стандарта уплътнения, и затова изискванията за плътност обикновено се изразяват с коефициента на уплътняване, т.е. във фракции от максималната стандартна плътност
В зависимост от вида на тротоарната настилка се приемат следните стойности фактори на уплътняване:
1) за пътища с подобрени капитални и олекотени настилки (циментобетон, асфалтобетон, черен трошен камък, черен чакъл и др.) в диапазона 0,95-0,98, докато горна граница се препоръчва за циментобетонни настилки;
2) за пътища с настилка от преходен тип (трошен камък, чакъл, шлака и др.), равна на 0,9.
Във вдлъбнатини и нулеви места по време на строителството на пътища с подобрени покрития - най-малко 0,9.
Степен на уплътняванезависи до голяма степен от влажността на почвата.
Увеличаването на влажността до определена стойност води до увеличаване на плътността. С увеличаване на влажността все повече обем на порите се запълва с вода и следователно плътността ще бъде по-ниска. Състоянието на почвата, чиито пори са напълно пълни с вода, на практика ще бъде нейната граница. уплътнения.
Ако влажността уплътненпочви отдолу оптимални стойности, е необходимо да се използва по-мощен уплътняващи машиниили за навлажняване на почвата. В случай, че влажността е по-голяма от оптималната стойност, не може да се постигне необходимата плътност и затова почвата трябва да се остави да изсъхне.
Ефектът от външното натоварване и влиянието на основните параметри на машините върху ефективността на уплътняване може да се оцени по следния начин:
1) за всеки тип почва има своето най-благоприятно контактно напрежение, равно на 0,9-1,0 от якостта на опън, при което могат да се получат най-добри резултати при уплътняване;
2) дълбочината на уплътняване зависи от размера на контактната площ на работните тела на машините, през които се предава натискът върху почвата, следователно при същото напрежение дълбочината на уплътняване ще бъде по-голяма, колкото по-голяма е напречната размер на контактната площ;
3) ефективността на уплътняването, при равни други условия, зависи от скоростта на промяна в напрегнатото състояние на почвата и продължителността на натоварването и колкото по-ниска е скоростта на промяна в напрегнатото състояние, толкова основна степенмогат да се получат пломби;
4) дълбочината на уплътняване на почвата от машини при равни условия зависи от размерите на работния орган по отношение на (определя се от най-малък размер), а степента на уплътняване зависи от стойността на нормалните контактни напрежения.
Уплътняване на почватаи други пътно-строителни материали в тялото на насипа, основата на настилката и в самата настилка се извършва от машини, чиято работа се основава на следните принципи:
а) търкаляне - използване статично наляганетъркаляне различна формаработна повърхност;
б) трамбоване - с помощта на динамични въздействия (падащи товари от определена височина);
в) вибрация - чрез придаване на вибрационни движения на уплътнителния материал, в резултат на което има взаимно движение и уплътняване на твърди частици;
г) комбинация от тези методи - валцуване с вибрация, вибрация с трамбоване и др.
Въпреки разликата в принципите на работа на уплътняващите машини, процесът на уплътняване във всички случаи има много общо и само по време на вибрация се наблюдават някои специфични особености.
Във всички случаи въздействието върху почвата или материалите на работните органи на машините е свързано с прилагането на циклично натоварване (таблица на Хархут, стр. 473).
Ефектът на машините за уплътняване на почвата зависи от правилния избор на дебелината на уплътнения слой. При прекалено големи дебелини на слоя не се постигат необходимата плътност на почвата. Ако дебелината на слоя е твърде малка, производителността намалява и цената на работата се увеличава.
Дълбочината на активната зона зависи от напречните размери на щампата в плана, големината на напрежението, скоростта на изменение на напрегнатото състояние, както и вида и влажността на почвата.

Да секатегория:

Машини за уплътняване на почвата

Физически основи на процеса на уплътняване на почвата с машини

Уплътняването на почвата е едно от най-големите важни елементитехнологичния процес на издигане на основата на автомобилни и железници, язовири и др. От качеството на този процес зависи по-нататъшното им обслужване. За да се получи достатъчна стабилност, за всяка от тези конструкции са установени изисквания за плътността на техните почви. В същото време стандартният метод на уплътняване се използва като основа за оценка на степента на уплътняване и следователно изискванията за плътност на почвата обикновено се изразяват като коефициент на уплътняване, тоест във фракции от максималната стандартна плътност (bmax). За горни слоевеподземна почва магистралиизискванията за плътности са високи - тук плътността на почвата не трябва да е по-ниска от (0,98-e-1,0) bmax. За по-ниските слоеве на насипите може да се намали до 0,956 макс. Плътността на почвата на железопътните насипи, в зависимост от местоположението на слоя в разглежданите насипи, трябва да бъде в рамките на (0,90-0,98) 6ga, като плътността на почвата на язовирите се установява във всеки конкретен случай. Трябва да се отбележи, че постигането на такава висока плътност като (0,98h-1,0)bmax е свързано със значителни трудности и може да се постигне само с правилен изборкакто параметрите на използваните машини, така и режима на тяхната работа. Уплътняването на почвата трябва да се извършва само със специални машини, предназначени за тази цел. Опитът да се използват земекопни машини за това и да се комбинира този процес с премахването на насипи показа, че плътността на почвите е недостатъчна и уплътняването е неравномерно и следователно този метод може да служи само за предварително уплътняване на почвите, което, разбира се, , улеснява работата на основните машини.

Влажността на почвата играе важна роля при уплътняването. Всеки товар, действащ върху земята, има свой собствен оптимална влажност, при което с най-малко механична работа може да се постигне необходимата плътност. При недостатъчна влажност, за да се постигне необходимата плътност, е необходимо да се приложат редица мерки, които включват например намаляване на дебелината на уплътнения слой. Трябва да се отбележи, че много сухите почви изобщо не могат да се доведат до необходимата плътност. Оптималната влажност на почвата W0, която се определя по стандартния метод на уплътняване, съответства на работата на средно големи машини.

Почвите се уплътняват чрез валцуване, трамбоване, вибрация и вибротрамбовка.

При търкаляне по земята се търкаля барабан или колело, върху чиято контактна повърхност се осъществява някакво специфично налягане (напрежение), поради което се развива необратима деформация на почвата. Работата на всички ролки се основава на този принцип. При трамбоване почвата се уплътнява от падаща маса, която преди това е била издигната на определена височина и в момента, в който се срещне с повърхността на почвата, има определена скорост. По този начин трамбоването е свързано с удара на работния орган на машината върху земята. При вибриране уплътняващата маса се намира или на повърхността на уплътнения слой (повърхностни вибратори), или вътре в него (дълбоки вибратори). В резултат на специален механизъм той се привежда в състояние на осцилаторно движение. част кинетична енергияот тази маса се изразходва за вибрации на земята, които са причинени от относителните премествания на нейните частици, което води до по-плътното им опаковане. При вибриране няма отделяне на масата от уплътнената повърхност или е много незначително. Ако смущенията на масата надхвърлят определена граница, тогава тя ще бъде отделена от земната повърхност, което ще доведе до чести удари на масата върху земята. В този случай вибрацията ще се превърне във вибротрамбовка. Този процес се различава от трамбовката с висока честота на удари. Въпреки ниската височина на масовото падане, поради развиващите се високи скоростидвижение, енергията на удара може да бъде значителна.

Във всички случаи въздействието върху почвата на работните органи на машината е свързано с прилагането на циклично натоварване към нея.

Предполага се, че почвите имат оптимално съдържание на влага.

Специфичните налягания върху контактните повърхности на работните органи на машини с уплътнени почви не трябва да са по-високи от границите им на якост, но в същото време не трябва да са ниски, тъй като в противен случай се намалява ефектът на уплътняване. Най-добър ефект ще се получи в случаите, когато специфичните налягания върху контактните повърхности с работните органи на уплътняващите машини са равни на (0,9-t-1,0) ap (ap - пределна якост). Изключение от това правило са машините, чието действие на работните органи се основава на дълбокото им проникване в уплътнения почвен слой (гърбични и решетъчни валяци).

Деформацията, а оттам и ефектът от уплътняването, зависи както от скоростта на промяна на напрегнатото състояние, така и от продължителността на натоварването, а следователно и от броя на повторенията на неговото прилагане.

Характерът на взаимодействието на работните органи на машините с почвата на куките е такъв, че може да се сведе до схемата за натоварване на полупространството на почвата с твърд кръгъл печат

Ефектът от работата на машините за уплътняване на почвата зависи от това колко правилно е избрана дебелината на уплътнения слой. При прекалено големи дебелини на слоя не се постигат необходимата плътност на почвата. Ако дебелината на слоя е твърде малка, производителността на машините намалява и цената на работата се увеличава.

Професор Н. Н. Иванов теоретично установи, че максималната дълбочина, до която все още се простира действието на товара, е 3,5 см (dm-диаметър на печата). По-късно това заключение беше експериментално потвърдено. В рамките на тази зона, която все още е подложена на действието на натоварването, е необходимо да се обособи друга зона, където в процеса на уплътняване на почвата деформацията в дълбочина се разпределя още повече или по-малко равномерно. Тази зона може да се нарече активна, а нейната дълбочина - дълбочината на активната зона. Създаването на такава зона се улеснява от масовите пластични измествания на почвените частици и агрегати, които се развиват в обема на почвата, както и от факта, че уплътненият слой е разположен върху по-твърда основа, която е предварително уплътнената почва. Наличието на твърда основа води до концентрация на напрежения на натиск по оста на концентриран товар, както и до по-малък спад на напрежението в дълбочина, т.е. до тяхното изравняване.

При несвързаните почви дълбочината на сърцевината е 1,2-1,5 пъти по-висока.

Около 80% от цялата деформация на почвата се случва в активната зона и само 20% от нея се случва в обема на почвата, разположен извън тази зона. Следователно дебелината на уплътнения почвен слой не може да бъде по-голяма от дълбочината на активната зона, в противен случай няма да се постигне необходимата плътност на почвата.

Оптималната дебелина на уплътнения почвен слой е тясно свързана с дълбочината на ядрото. Под оптимална дебелина се разбира такава дебелина, при която се постига необходимата степен на уплътняване с най-малко механична работа и най-висока производителност на машината. Дълбочината на активната зона определя горната граница на оптималните дебелини на уплътнените почвени слоеве. В случаите, когато необходимата плътност не надвишава 0,956max по време на уплътняване на почвата, оптималната дебелина на слоя може да се приеме равна на дълбочината на сърцевината. В същото време такава плътност се постига сравнително лесно и не изисква Голям бройавтомобилни пасажи.

Минималният размер на работното тяло на машината в плана определя максимална стойностоптималната дебелина на почвения слой, т.е. потенциалът за уплътняване, който обаче може да се реализира само ако напрежението върху повърхността на почвата е близко до якостта на опън. При по-ниски напрежения оптималната дебелина на слоя ще намалее.

Ако необходимата плътност на почвата е висока и възлиза на (0,98-7-1,0) 8max, тогава оптималната дебелина на слоя е равна на половината от дълбочината на сърцевината (H0 = 0,5ftn). Тази плътност може да се постигне и с дебелина на слоя, равна на дълбочината на активната зона, но в този случай броят на преминаванията трябва да се увеличи с коефициент 3 в сравнение със случая, когато необходимата плътност е 0,95 bar max. Следователно уплътняването на почви с толкова големи дебелини на слоеве става икономически неизгодно.

Намаляването на дебелината на уплътнения почвен слой в сравнение с оптималната стойност, като същевременно се поддържат същите размери на работното тяло и една и съща величина на напрежението, развиващо се върху повърхността на почвата, като правило води до прекомерен разход на специфична работа, т.е. , работата, необходима за уплътняване на единичния обем на почвата.

Анализът на формулата (IV. 1) показва, че намаляването на напреженията до (0,5-7-0,6) op практически не оказва влияние върху дълбочината на сърцевината и следователно върху оптимална дебелинауплътнен слой. В същото време трябва да се отбележи, че всяко намаляване на напрежението води до увеличаване на необходимия брой повторения на прилагането на натоварването.

В резултат на уплътняването трябва да се получи не само необходимата плътност на почвата, но и нейната твърда структура. Това може да се постигне само при спазване на определен режим на работа. На първо място, това се отнася до специфичното налягане, което трябва да бъде близко до якостта на опън на почвата, но да не надвишава последното не само в края на уплътняването, но и през целия процес. Ако нарушите това правило и незабавно изберете налягането, което трябва да се осъществи само в края на процеса на уплътняване, когато почвата вече е гъста и здрава, тогава разрушаването на конструкцията ще настъпи по време на първите проходи и особено близо до повърхността . Ще го затрудни по-нататъшно формиранеплътна и здрава структура, като в крайна сметка постигнатата плътност и здравина ще бъдат по-ниски от тези, получени при постепенно увеличаване на специфичното налягане. Разрушаването на конструкцията, например, се показва от силно образуване на вълни пред ролките или колелата на ролките, както и изпъкване на почвата отстрани.

По този начин можем да кажем, че специфичното налягане на работното тяло на машината трябва постепенно да се увеличава от преминаване към преминаване в случай на валяци или от удар до удар с трамбовки. Този процес на повишаване на специфичното налягане до известна степен се извършва автоматично чрез постепенно намаляване на дълбочината на коловоза по време на валцуване и времето на удар по време на уплътняване. В същото време специфичните налягания се увеличават с 1,5-2 пъти, като е необходимо те да станат 3-4 пъти по-високи. Следователно е необходимо да се уплътняват почви с две машини - лека и тежка. Лека машина трябва да служи за предварително уплътняване, а тежка машина за окончателно довеждане на почвата до необходимата плътност. Използването на предварително уплътняване намалява общия необходим брой проходи или удари на едно място с около 25%. Ако вземем предвид също, че в началото на процеса се използват по-леки средства, тогава всичко това дава спестявания до 30% от общата цена на работата по уплътняването.

Преминаването към уплътняване с по-тежка машина не трябва да причинява рязко увеличениенапрежения върху земната повърхност. Следователно най-добрият ефект се постига, когато напрежението върху повърхността при първия удар на по-тежката машина е равно на напрежението, съответстващо на последния удар на по-леката машина. При търкаляне с ролки на пневматични гуми това изискване е изпълнено, когато предварителното уплътняване се извършва с валяк, натоварването на всяко колело от което е 2 пъти по-малко, отколкото при основното уплътняване, а налягането в гумите се намалява с 1,5-2 пъти . При трамбоващите машини предварителното уплътняване може да се извърши от машина, чието работно тяло тежи наполовина по-малко, или от същата машина, която произвежда основното уплътняване, но с 4-кратно намаление на височината на падане на работното тяло. По време на предварителното уплътняване трябва да бъдат изпълнени 30-40% от общия необходим брой проходи.

Предварителното уплътняване може да се пропусне, ако почвата по време на изграждането на насипа е била уплътнена от земекопни или земекопни машини до плътност от най-малко 0,906 ha, което се получава например при работа със скрепер.

При търкаляне скоростта на ролките оказва известно влияние. При различни скорости на движение оптималната плътност на почвата практически се постига за същия брой проходи. Това заключение се потвърждава от директни тестове и следва от реологичните свойства на почвите. Така в раздел 2 беше показано, че скоростта на изменение на напрегнатото състояние на практика влияе върху величината на необратимата деформация само до определени стойности. Тези скорости, които възникват по време на търкаляне, вече са извън тяхната сфера на влияние.

Установено е обаче, че при високи скоростидвижение се образува по-малко издръжлива структура на почвата, което се обяснява с малко по-големи сили на срязване, действащи върху почвата. Извършените проучвания позволиха да се разработи рационален режим на високоскоростно валцуване, при който качеството на уплътняване не само не намалява, но и малко се повишава. В този режим първото преминаване и последните две преминавания трябва да се извършват с ниска скорост (1,5-2,5 km/h), а всички междинни преминавания - с висока скорост (8-10 km/h). В този режим производителността се увеличава около 2 пъти. Конструкцията на ролките трябва да позволява уплътняване на почвата с разумна скорост.

Да сеКатегория: - Машини за уплътняване на почвата

Влияние на амплитудата и честотата на трептене

Честотата на трептене на частиците и тяхната амплитуда са взаимосвързани, което прави възможно прилагането в индустриална среда различни режимивибрация за смеси с различна консистенция. Смесите с едрозърнеста инертна фракция вибрират при относително ниска честота (3000-6000 вибрации в минута), но с доста голяма амплитуда, докато високочестотната вибрация се използва за виброуплътняване на дребнозърнести смеси - до 20 000 вибрации на минута, но с малка амплитуда.

Схема на варианти за уплътняване на бетон: а) дълбок вибратор; б) пакет от дълбоки вибратори; в) вибратор с гъвкав вал; г) повърхностен вибратор; д) външен вибратор; е) промяна в якостта на бетона в зависимост от времето на уплътняването му.

В допълнение към такива работни параметри на вибрационния механизъм като амплитуда и честота, продължителността на самия процес също влияе върху качеството на уплътняване в резултат на вибрациите. За всички видове бетонови смеси, в зависимост от тяхната течливост, има оптимално времевибрационно уплътняване, по време на което сместа се уплътнява ефективно и след което разходите за енергия са непропорционални на ефективността на по-нататъшното уплътняване. Тъй като уплътняването продължава след това време, обикновено не се наблюдава повишаване на плътността. Освен това съществува риск бетонната смес да започне да се разслоява на отделни компоненти в зависимост от техните свойства - например фракция от едрозърнест инертен материал и циментова каша. В резултат на това качеството на финала бетонен продуктще бъде намалена поради неравномерното разпределение на плътността и намалената якост в определени части от нейните части.

Дългосрочните вибрации са икономически неизгодни, тъй като са свързани с високи енергийни разходи и трудоемкост на целия процес, поради което производителността на формовъчната линия е значително намалена.

Съвпадението на честотата на естествените вибрации на частиците от разтвора с честотата на принудителните вибрации на виброкомпактора има положителен ефект върху ефективността на уплътняването. Но тук трябва да вземете предвид факта, че сместа е комбинация от различни фракции с различни размеричастици - от микрометри до циментова замазкадо няколко сантиметра за едър бетонен агрегат. Съответно най ефективна технологияуплътняването ще бъде използването на различни честоти - така нареченото поличестотно уплътняване, тъй като честотата на естествените трептения за частиците различни размерии масата ще бъде различна.

При извършване на проучване за осъществимост е необходимо да се вземе предвид горното - с увеличаване на енергията на уплътняване се увеличава ефективността на уплътняване, което също намалява продължителността на процеса и увеличава рентабилността.

Вибриращи машини и вибриращи платформи

Виброуплътняването на бетонов разтвор се извършва както със стационарни, така и с преносими средства. Използването на преносими средства в технологията за уплътняване на сглобяеми бетони е доста ограничено. те промишлена употребаосновно се свежда до формоването на големи, тежки продукти на щандовете.

Виброплатформите се използват във фабричното производство на сглобяем стоманобетон от онези видове инсталации, които работят по конвейерни и поточно-агрегатни схеми. Има голямо разнообразие характеристики на дизайнаи видове вибрационни платформи - електромагнитни, електромеханични, пневматични. По характер на вибрациите - ударни, хармонични, комбинирани. Според формата на вибрациите - кръгово насочени, хоризонтални, вертикални. Според конструктивните схеми на масата - масивна горна рамка, образуваща маса с един или повече вибрационни валове или сглобена от отделни вибриращи блокове, които като цяло представляват една вибрационна повърхност с калъп със смес, разположена върху нея. За да се фиксира здраво матрицата с хоросан, върху масата на платформата са предвидени пневматични електромагнити или механични скоби.

Диаграма на вибрираща маса с размери

Вибрационната платформа е направена под формата на плоска маса, поддържана с помощта на пружинни опори върху леглото (рамата) или върху фиксирани опори. Предназначението на пружините е да гасят осцилаторните движения на масата, като по този начин предотвратяват удара им върху опората, което неминуемо би довело до разрушаване. В долната част към устройството е прикрепен вибриращ вал с ексцентрици, разположени на повърхността му. Валът се задвижва от електродвигател, движението на ексцентриците предизвиква вибрации на масата, които след това се пренасят върху масата на бетона и предизвикват уплътняване на бетоновата смес. Мощността на вибрационната платформа се измерва от нейната товароносимост - масата на бетоновия продукт заедно с формата - и варира от 2 до 30 тона.

Инсталациите за производство на сглобяем бетон обикновено са оборудвани с унифицирани вибрационни платформи с амплитуда на трептене 0,3-0,6 mm и честота 3000 трептения в минута. Такива платформи се справят добре с уплътняването за конструкции с дължина до 18 m и ширина до 3,5 m.

При оформяне на продукти върху вибриращи платформи, особено ако се използват твърди такива на основата на порести агрегати, обикновено се използват тежести за подобряване на структурата на бетона.

Ако е необходимо да се оформи продукт с помощта на фиксирана форма, бетонната смес се уплътнява с помощта на повърхностни, дълбочини и монтирани вибратори, прикрепени към формата. При производството на продукти, използващи хоризонтални форми, се използват твърди бетонни смеси или смеси с ниска течливост; във вертикални форми (касети) - смеси с висока течливост и тяга на конус 80-100 мм.

Процес на пресоване

Пресоването като метод на уплътняване в производството стоманобетонни изделиярядко се използва, въпреки факта, че според техническите индикации е много ефективен, тъй като ви позволява да получите бетон с висока якост с висока плътностс много ниска консумация на цимент (100-150 kg / m 3 бетон). Причините, възпрепятстващи разпространението на този метод, са от чисто икономически характер. Налягането, при което бетонът се уплътнява ефективно, е 10-15 MPa или повече, тоест, за да се уплътни бетонов продукт, трябва да се приложи сила, равна на 10-15 MN (милиони нютона), за всеки 1 m 2. Пресите с такава мощност се използват само в корабостроенето за пресоване на корабни корпуси, а цената им е толкова висока, че напълно изключва икономическата рентабилност при използване.

центрофугиране

По време на центрофугирането въртящата се смес се уплътнява при контакт с вътрешна повърхностформи. В резултат на процеса на центрофугиране, поради различната плътност на компонентите на бетоновия разтвор и съдържащата се в него вода, от него се отстранява до 20-30% от течността, което води до бетон с висока якост.

Центрофугирането улеснява получаването на продукти от бетон висока плътност, здравина (40-60 MPa) и издръжливост. Този метод изисква достатъчно количество цимент, така че крайната бетонна смес да има висока кохезивност (400-450 kg/m 3 ). В противен случай, под действието на центробежната сила, ще настъпи разделяне на няколко слоя, тъй като зърната с по-голям размер и маса ще се придържат към ръба на матрицата на центрофугата по-силно от зърната по-малък. С помощта на тази технология се оформят стелажи за лампи, опори за електропроводи или тръби.

Вакуум разтвор

При използване на метода на евакуация се създава разреждане на въздуха до налягане от 0,07-0,08 MPa, поради което излишният въздух, включен в разтвора, и излишната вода се отстраняват под действието на разликите в налягането. Бетонът заема освободеното пространство в този случай, поради което плътността на сместа се увеличава. Наличието на вакуум също има притискащ ефект върху бетонната маса, величината на този ефект е равна на разликата между вакуумното налягане и атмосферно налягане. Благодарение на този ефект сместа се уплътнява допълнително.

Комбинация от евакуация с вибрации

Процесът на евакуация е за предпочитане да се комбинира с вибрация. По време на вибрациите на бетоновия разтвор, подложен на вакуум, твърдите компоненти на сместа интензивно запълват порите, образувани на мястото на въздушни мехурчета и водни капки. В технически аспект обаче евакуацията има значителен технически и икономически недостатък - голямата продължителност на процеса, който в зависимост от размера на разреза отнема около 1-2 минути за всеки 1 см дебелина.

Дебелината на слоя, който може да бъде евакуиран, не надвишава 12-15 см. Поради тази причина конструкциите с големи размери се евакуират основно, за да се придаде по-голяма плътност на повърхностния им слой.