Compactarea amestecului de beton. Metode de compactare a betonului

Tehnologia de ridicare a structurilor din beton presupune pregătirea amestec de beton si compactarea acestuia. Există cazuri când, atunci când soluția este amestecată, în interior apar cavități care pot perturba structura și pot reduce densitatea acesteia. Din această cauză, în produs apar fisuri, care în cele din urmă pot duce la distrugere. structuri din beton. În timpul procesului de compactare, specialiștii scot aerul din soluție, excesul de lichid, datorită căruia devine mai dens. Astfel, produsul este mai puternic și mai durabil.

Compactarea betonului este considerată cea mai critică etapă de pozare. amestecuri de ciment. Coeficientul de beton și principalele caracteristici ale produsului vor depinde de cât de atent este efectuată această acțiune. În timpul procedurii, specialiștii procesează suprafata de beton manual sau cu dispozitive mecaniceîndepărtarea cariilor. Acest lucru permite uniformitatea mortar de beton, crește aderența compoziției cu alte elemente structurale.

Căi

Constructorii folosesc următoarele tipuri dispozitive pentru compactarea amestecului:

• suprafață (pentru stratul superior de ciment);
• adânc (structuri mari din beton);
• exterior (instalat în fața compactării de la marginea unui cofraj de lemn sau container cu mortar de ciment);
• platforme vibratoare (utilizate la întreprinderi specializate).

Există diferite moduri de compactare a mortarului de ciment:

alte metode

Alte metode de etanșare includ:

La compoziție de ciment a fost compactat uniform, trebuie respectate următoarele recomandări:

1. În timpul instalării cofrajelor din lemn, trebuie acordată atenție fixare sigură Detalii. Nu ar trebui să existe goluri pe elementele structurale (soluția de beton poate fi stoarsă prin fisuri). Este necesar ca cofrajul să fie lustruit și neted, în in caz contrar va lăsa urme pe produs. În plus, ulterior se pot forma goluri în corpul structurii.
2. Detaliile cofrajelor din lemn sau placaj, inclusiv pene, trebuie să fie bine fixate, astfel încât scândurile să nu se miște.
3. La vibrocompactarea compoziției, poziția șapei vibrante trebuie schimbată periodic, altfel soluția va fi neomogenă, se vor forma cavități.
4. Experții sfătuiesc să nu petreceți mult timp la lucru, deoarece aceasta poate provoca delaminare, care apare datorită faptului că pietrișul mare este doborât în ​​partea de jos, iar în partea de sus se acumulează numai mortar de ciment.

Deoarece utilizarea dispozitivelor vibratoare de suprafață nu permite determinarea vizuală a gradului de densitate, atunci când se efectuează lucrari de constructie folosit des remediu suplimentar, care va ajuta la asigurarea rezistenței compoziției. Pentru a face acest lucru, constructorii adaugă o soluție cu plasticitate ridicată compoziției existente. Din acest motiv, riscul de delaminare a produsului crește. Pentru a evita un astfel de dezavantaj, se recomandă creșterea cantității de ciment.

Factorul de compactare

Evaluează calitatea compozitia betonului posibil cu unul criteriu important. Este despre despre factorul de compactare. Coeficientul se determină astfel: se calculează raportul gravitație specifică amestec gata la valoarea care s-a obţinut în absenţa bulelor de aer în interior. Deci, valoarea acceptabilă a coeficientului este 1. Puteți obține indicatorul căi diferite compactarea betonului, alegerea metodelor va depinde direct de compoziție, scop și fracții. Șapele vibrante automate cresc semnificativ calitatea soluției.

De ce depinde raportul?

Acest indicator este determinat de granularitatea compoziției, precum și de obiectul care va fi betonat, fie că este vorba de zone oarbe, piste, poteci.

constatări

Constructorii cu experiență susțin că stabilitatea și durabilitatea structurii vor depinde de aceasta. Acest lucru trebuie luat în considerare dacă doriți ca produsul să vă servească mai mult de un an. Măsurile luate la timp vor ajuta la creșterea în continuare a protecției structurii împotriva daunelor, economisiți bani pentru lucrările de restaurare. Dispozitivele de vibrații universale vă vor permite să obțineți beton de înaltă calitate. Înainte de a efectua lucrări de construcție, trebuie să vă consultați în prealabil cu experții și să selectați echipamentul necesar. Vibratoarele proiectate ergonomic permit constructorilor să compacteze cimentul într-o mare varietate de condiții.

Pentru a efectua o cantitate mică de lucrări de construcție, profesioniștii recomandă utilizarea, cu o greutate de până la cinci kilograme. Pentru lucrări mai mari, constructorii folosesc unelte mari pentru a compacta eficient betonul în producție cu un front mare.

Unul dintre cele mai importante proprietăți amestec de beton - capacitatea de a se răspândi plastic sub acțiunea propriei mase sau a sarcinii aplicate acestuia. Acest lucru determină ușurința relativă de fabricare a produselor de cel mai divers profil dintr-un amestec de beton și posibilitatea utilizării acestuia pentru compactare. diferite căi. În acest caz, metoda de compactare și proprietățile amestecului (mobilitatea sau fluiditatea acestuia) sunt strâns legate. Astfel, amestecurile rigide care nu curg necesită compactare viguroasă, iar atunci când se formează produse din acestea, trebuie utilizate vibrații intense sau vibrații cu presare suplimentară (cu o sarcină). Există și alte modalități de compactare a amestecurilor rigide - tamponare, presare, rulare.

Amestecuri mobile sunt compactate ușor și eficient prin vibrații. Utilizarea tipurilor de compactare compresivă (presare) - presare, laminare, precum și batere - este nepotrivită pentru astfel de amestecuri. Sub acțiunea unor forțe semnificative de presare sau a loviturilor repetate frecvent ale pilonului, amestecul va curge cu ușurință de sub matriță sau va fi pulverizat de pilon.

Amestecuri turnate sunt capabile să se compacteze sub acțiunea propriei greutăți. Pentru a crește efectul de compactare, acestea sunt uneori supuse unor vibrații de scurtă durată.

Astfel, se poate distinge următoarele moduri Consolidarea amestecurilor de beton: vibrare, presare, laminare, tasare si turnare. Cea mai eficientă atât din punct de vedere tehnic, cât și economic este metoda de vibrare. De asemenea, este utilizat cu succes în combinație cu alte metode.

Etanșare mecanică - prin tamponare (vibro-tampare! prin presare (vibro-presare), prin rulare (vibro-laminare). bucuros „NOVIDITATE metode mecanice compactarea amestecurilor mobile de beton este centrifugarea folosită la formarea produselor tubulare goale. Rezultate bune în ceea ce privește producția de beton Calitate superioară dă aspirarea amestecului în procesul de compactare mecanică a acestuia (în principal prin vibrație), cu toate acestea, o durată semnificativă a operațiunii de aspirare reduce semnificativ efectul său tehnic și economic și, prin urmare, această metodă nu este utilizată pe scară largă în tehnologia prefabricate din beton.

Luați în considerare pe scurt esența metodelor de mai sus de compactare a amestecurilor de beton.

Vibrația este compactarea amestecului de beton ca urmare a transferului la acesta a vibrațiilor forțate repetate frecvent, care în agregat se exprimă prin agitare. La fiecare moment de agitare, particulele amestecului de beton sunt parcă într-o stare suspendată și legătura lor cu alte particule este întreruptă. Odată cu acțiunea ulterioară a forței de împingere, particulele sub propria greutate cad și, în același timp, ocupă o poziție mai favorabilă, în care pot fi mai puțin afectate de șocuri. Aceasta corespunde, printre altele, cu starea celei mai dense ambalaje ale acestora, ceea ce duce în cele din urmă la un amestec dens de beton. Al doilea motiv pentru compactarea unui amestec de beton în timpul vibrației este capacitatea de a trece într-o stare temporară fluidă sub acțiunea forțelor externe aplicate acestuia, care se numește tixotropie. Fiind în stare lichida, amestecul de beton începe să se răspândească în timpul vibrației, dobândind o configurație - formă j, și compactat sub acțiunea propriei sale mase. У Al treilea motiv pentru compactare determină proprietățile tehnice ridicate ale betonului. ,

Gradul ridicat de compactare a amestecului de beton prin vibrații | realizate folosind echipamente de putere redusă. De exemplu, masele de beton cu o capacitate de câțiva metri cubi sunt compactate cu vibratoare cu o putere de antrenare de numai 1 ... 1,5 kW.

Capacitatea amestecurilor de beton de a trece într-o stare temporară fluidă sub influența vibrațiilor depinde de mobilitatea amestecului și de viteza de mișcare a particulelor sale unele față de altele. Amestecuri mobile trec cu ușurință într-o stare fluidă și necesită viteza mare circulaţie. Dar odată cu creșterea rigidității (scăderea mobilității), amestecul de beton își pierde din ce în ce mai mult această proprietate sau necesită o creștere corespunzătoare a vitezei de vibrație, adică sunt necesare costuri mai mari de energie pentru compactare.

Viteza v (cm / s) a oscilațiilor în timpul vibrației este exprimată prin produsul dintre amplitudinea A și frecvența n oscilații: u \u003d An

Farfurii. Practica a arătat că amestecurile mobile de beton sunt compactate eficient cu o amplitudine de oscilație de 0,3 ... 0,35 mm,

Și greu - 0,5 ... 0,7 mm.

Calitatea vibrocompacției este influențată nu numai de parametrii mecanismului vibratoriu (frecvență și amplitudine), ci și de durata vibrației. Pentru fiecare amestec de beton, în funcție de mobilitatea acestuia, există o durată optimă proprie de vibrocompactare, până la care amestecul este compactat eficient, iar dincolo de care costurile energetice cresc într-o măsură mult mai mare decât este compactat amestecul. Compactarea suplimentară nu dă deloc o creștere a densității. În plus, vibrațiile excesiv de prelungite pot duce la delaminarea amestecului, separarea acestuia în componente separate - mortar de ciment și granule mari de agregate, ceea ce în cele din urmă va duce la o densitate neuniformă a produsului pe secțiune și la o scădere a rezistenței în părți separate a lui.

Desigur, vibrațiile pe termen lung sunt și neprofitabile din punct de vedere economic: costurile cu energia și intensitatea forței de muncă cresc, iar productivitatea liniei de turnare scade.

Intensitatea I (cm2/s3) a vibrocompacției, exprimată prin durata cea mai scurtă a vibrației, depinde și de principalii parametri ai funcționării mecanismului vibratoriu - frecvența și amplitudinea oscilațiilor, aplicate ținând cont de combinația lor reciprocă de viteză și accelerație de oscilații: I = A2 / n3.

Intensitatea vibrocompacției crește și dacă frecvența vibrațiilor forțate este egală cu frecvența vibrațiilor naturale. Datorită faptului că amestecul de beton are o gamă largă de dimensiuni ale particulelor (de la câțiva micrometri pentru ciment până la câțiva centimetri pentru agregatul grosier) și, în consecință, diferențelor de frecvență a vibrațiilor lor naturale, cea mai intensă compactare a amestecului va fi când modul de vibraţie este caracterizat de frecvente diferite. Deci a existat o propunere de a folosi vibrația cu polifrecvență.

Acești factori trebuie luați în considerare pentru evaluarea tehnică și economică a operațiunilor de turnare a produsului. Din cele de mai sus rezultă că randamentul compactării crește odată cu creșterea energiei de compactare, durata compactării scade și productivitatea liniei de turnare crește. Astfel, pe baza analizei tehnice și economice a proprietăților amestecului de beton, a performanței liniei de turnare, puteți alege puterea mecanismelor de vibrocompactare.

Compactarea prin vibrații a amestecului de beton se realizează prin mecanisme de vibrații portabile și staționare. Utilizarea vibratoarelor portabile în prefabricate din beton este limitată. Ele sunt utilizate în principal la formarea de produse masive de dimensiuni mari pe standuri.

În tehnologia prefabricatelor din beton în fabricile care funcționează

Conform schemelor flux-agregat și transportoare, sunt utilizate platforme de vibrații. Platformele vibrante se disting printr-o mare varietate de tipuri și modele de vibratoare - electromecanice, electromagnetice, pneumatice; natura vibrațiilor - armonice, șoc, combinate; forma de vibratii - circular directionat - verticala, orizontala; scheme de proiectare a mesei - cu un cadru superior solid care formează o masă cu unul sau doi arbori de vibrație și asamblate din blocuri vibrante separate, reprezentând în general un plan de vibrații comun pe care se află forma cu amestecul de beton.

Pentru rezistența fixării formei pe masa platformei, sunt prevăzute mecanisme speciale - electromagneți, cleme pneumatice sau mecanice.

Platforma de vibrații (Fig. 11.1) este o masă plată susținută prin suporturi cu arc pe suporturi fixe sau un cadru (cadru). Arcurile sunt concepute pentru a atenua vibrațiile mesei și astfel preveni impactul acestora asupra suporturilor, altfel vor fi distruse. În partea inferioară, un arbore vibrant cu excentrice situat pe acesta este atașat rigid de masă. Când arborele se rotește de la motorul electric, excentricele excită vibrațiile mesei, care sunt apoi transmise la forma cu amestecul de beton, ca urmare, acesta este compactat. Puterea platformei vibratoare este estimată prin capacitatea sa de transport (masa produsului împreună cu matrița), care este de 2...30 tone.

Centralele prefabricate de beton armat sunt echipate cu platforme de vibratii unificate, cu o frecventa de rotatie de 3000 rpm si o amplitudine de 0,3 ... 0,6 mm. Aceste platforme vibrante compactează bine amestecurile rigide de beton de structuri de până la 18 m lungime și până la 3,6 m lățime.

La formarea produselor pe platforme vibratoare, în special din amestecuri rigide de beton pe agregate poroase, pentru a îmbunătăți structura betonului, se folosesc greutăți - statice,

Vibrant, pneumatic, vibropneumatic. Valoarea greutății, în funcție de proprietățile amestecului de beton, este de 2 ... 5 kPa.

La turnarea produselor în matrițe fixe, amestecul de beton este compactat folosind vibratoare de suprafață, adânci și montate, care sunt atașate de matriță. La fabricarea produselor în forme orizontale se folosesc amestecuri de beton rigide sau cu mișcare lentă și atunci când sunt turnate pe verticală.
unele forme (în casete) folosesc amestecuri mobile cu un asediu de con de 8 ... 10 cm.

Presarea F este o metodă rar utilizată de compactare a amestecului de beton în tehnologia prefabricate din beton, deși este foarte eficientă din punct de vedere al indicatorilor tehnici, permițându-vă să obțineți beton de densitate și rezistență ridicată cu un consum minim de ciment (100 ... 150). kg/m3 de beton). Răspândirea metodei de presare este împiedicată exclusiv motive economice. Presiunea de presare la care betonul începe să se compacteze eficient este de 10 ... 15 MPa și mai mare. Astfel, pentru a etanșa produsul pentru fiecare 1 m2 din acesta, trebuie aplicată o sarcină egală cu 10 ... 15 MN. Presele cu o astfel de putere sunt folosite în inginerie, de exemplu, pentru presarea corpurilor de nave, dar costul lor se dovedește a fi atât de mare încât elimină complet. fezabilitate economica utilizarea unor astfel de prese.

În tehnologia betonului prefabricat, presarea este utilizată ca o aplicare suplimentară a sarcinii mecanice asupra amestecului de beton în timpul vibrației acestuia. În acest caz, valoarea necesară a presiunii de presare nu depășește 500 ... 1000 Pa. Din punct de vedere tehnic, această presiune este atinsă sub acțiunea unei sarcini aplicate static ca rezultat al mișcării forțate a particulelor individuale ale amestecului de beton.

Distingeți între presarea cu ștampile plate și de profil. Aceștia din urmă își transferă profilul amestecului de beton. Atat de modelat rampe de scări, unele tipuri de panouri cu nervuri. În acest din urmă caz, metoda de presare se mai numește ștanțare. Închirierea este un tip de presare. În acest caz, presiunea de presare este transferată amestecului de beton numai prin suprafata mica rola, care reduce în consecință nevoia de presiune de presare. Dar aici proprietățile plastice ale amestecului de beton, coerența masei sale, capătă o semnificație deosebită. În caz de coeziune insuficientă, amestecul va fi deplasat de rola de presiune și se va rupe. Centrifugarea - compactarea amestecului de beton Ca urmare a acțiunii forțelor centrifuge care apar în acesta în timpul rotației. În acest scop, se folosesc centrifuge (Fig. 11.2), care sunt o secțiune tubulară, care, în timpul compactării, este rotită până la 600 ...
rularea în timpul rotației, este presată pe suprafața interioară a matriței și compactată în același timp. Ca urmare a densității diferite a componentelor solide ale amestecului de beton ȘI APA, până la 20 ... 30% din apă este îndepărtată din amestecul de beton, ceea ce contribuie la producerea betonului de înaltă densitate.

Metoda de centrifugare face relativ ușor posibilă obținerea de produse din beton de înaltă densitate, rezistență (40 ... 60 MPa) și durabilitate. În același timp, pentru a obține un amestec de beton de înaltă coeziune, este necesară o cantitate mare de ciment (400 ... 450 kg / m3), altfel amestecul va fi stratificat sub acțiunea forțelor centrifuge în boabe mici și mari, deoarece acestea din urmă vor avea tendința de a se agăța de suprafața matriței cu mare forță. Conductele, stâlpii liniilor electrice, suporturile pentru lămpi sunt formate prin centrifugare. La aspirare, în amestecul de beton se creează un vid de până la 0,07 ... 0,08 MPa, iar aerul implicat în prepararea și așezarea acestuia în matriță, precum și puțină apă, este îndepărtat din amestecul de beton sub acțiunea acest vid: locurile eliberate sunt ocupate de particule solide iar amestecul de beton capătă o densitate crescută. În plus, prezența vidului determină un efect de presare asupra amestecului de beton de presiune atmosferică egală cu valoarea vidului. De asemenea, contribuie la compactarea amestecului de beton. Aspirarea este combinată, de regulă, cu vibrația. În procesul de vibrare a amestecului de beton supus vidului, are loc o umplere intensivă a componentelor solide ale porilor formați în timpul vidului în loc. bule de aer si apa. Cu toate acestea, din punct de vedere tehnic, aspirarea are un dezavantaj tehnic și economic important și anume: un timp lung de proces - 1 ... 2 minute pentru fiecare 1 cm de grosime a produsului, în funcție de proprietățile amestecului de beton și de dimensiunea secțiunii . Grosimea stratului, care poate fi supus vidului, nu depășește 12...15 cm.Ca urmare, structurile în principal masive sunt supuse vidului pentru a conferi stratului de suprafață densitatea lor deosebit de mare. În tehnologia betonului armat prefabricat, aspirarea practic nu este utilizată. wj

Compactarea solului este una dintre cele mai importante operațiuni proces tehnologic erecție subclasamentși dispozitive de pavaj.
Sigiliu se realizează prin aplicarea pe suprafața solurilor, a materialelor de construcție a drumurilor sau a amestecurilor acestora de sarcini repetate sau ciclice de scurtă durată. Sub acțiunea acestor sarcini, solul este deformat. Deformarea completă constă în reversibilă (elastică), adică recuperarea după îndepărtarea sarcinii și ireversibilă (reziduală).
Cu o valoare relativ mică a sarcinilor externe, deformațiile ireversibile apar în principal ca urmare a modificării volumului solului, determinând compactarea acestuia. Cu cât amploarea sarcinilor este mai semnificativă (mai mare). cea mai mare parte a deformării ireversibile are loc ca urmare a unei modificări a formei solului, care se manifestă sub formă de tasare semnificativă și bombare a solului în părțile laterale de sub corpul de lucru al mașinii.
Parametrii mașinii de etanșare este necesar să se aleagă astfel încât să se obțină valoarea maximă a deformațiilor volumetrice ireversibile și să nu provoace un debit plastic semnificativ al solului, care afectează negativ procesul de compactare.
Rezistența particulelor de sol depășește semnificativ puterea legăturilor dintre ele. Asa de sigiliu este posibilă numai datorită mișcării reciproce a particulelor fazei solide și, ca urmare, a scăderii porozității solului (a amestecului), care este asociată cu deplasarea aerului (sau umidității) din pori. Munca de compactare este cheltuită în principal pentru depășirea forțelor legăturilor și frecării dintre particulele fazei solide. O parte din el este cheltuită pentru distrugerea particulelor solide.
Deformarea solului curge în timp. Sub acțiunea sarcinilor de scurtă durată, durata stării solicitate a solului este mult mai mică decât timpul necesar pentru cursul complet de deformare. Ca urmare, pentru a obține cel dorit compactarea solului mașinile necesită aplicarea repetată a sarcinii.
Din calitatea procesului sigilii deservirea ulterioară a subsolului și a pavajului depinde. Cerințele de densitate sunt stabilite pentru fiecare dintre aceste structuri. compactat straturi. În același timp, metoda standardului sigilii, și, prin urmare, cerințele în densitate sunt de obicei exprimate prin factorul de compactare, i.e. în fracţiuni din densitatea standard maximă
În funcție de tipul de pavaj, se acceptă următoarele valori factori de compactare:
1) pentru drumuri cu capital imbunatatit si pavaje usoare (beton de ciment, beton asfaltic, piatra sparta neagra, pietris negru etc.) in intervalul 0,95-0,98, in timp ce se recomanda o limita superioara pentru pavajele din beton de ciment;
2) pentru drumuri cu pavaj de tip tranzitoriu (piatră spartă, pietriș, zgură etc.) egal cu 0,9.
În adâncituri și locuri zero în timpul construcției drumurilor cu acoperiri îmbunătățite - cel puțin 0,9.
Gradul de compactare depinde în mare măsură de conținutul de umiditate al solului.
Creșterea umidității până la o anumită valoare duce la o creștere a densității. Odată cu creșterea umidității, tot mai mult volumul porilor este umplut cu apă și, prin urmare, densitatea va fi mai mică. Starea solului, ai cărui pori sunt complet umpluți cu apă, va fi practic limita sa. sigilii.
Dacă umiditatea compactat solurile de dedesubt valori optime, este necesar să folosiți mai puternic mașini de compactat sau pentru a umezi solul. În cazul în care umiditatea este mai mare decât valoarea optimă, densitatea necesară nu poate fi atinsă și de aceea solul trebuie lăsat să se usuce.
Efectul sarcinii externe și influența parametrilor principali ai mașinilor asupra eficienței de compactare pot fi evaluate după cum urmează:
1) pentru fiecare tip de sol, există efortul său de contact cel mai favorabil, egal cu 0,9-1,0 din rezistența sa la întindere, la care se pot obține cele mai bune rezultate de compactare;
2) adâncimea de compactare depinde de mărimea zonei de contact a corpurilor de lucru ale mașinilor prin care se transmite presiunea asupra solului, prin urmare, la aceeași tensiune, adâncimea de compactare va fi mai mare, cu cât este mai mare transversală. dimensiunea zonei de contact;
3) eficiența compactării, celelalte lucruri fiind egale, depinde de rata de modificare a stării de stres a solului și de durata încărcăturii, iar cu cât este mai mică rata de modificare a stării de stres, cu atât grad major se pot obține sigilii;
4) adâncimea de compactare a solului de către mașini în condiții egale depinde de dimensiunile corpului de lucru în termeni de (determinat de cea mai mică dimensiune), iar gradul de compactare depinde de valoarea tensiunilor normale de contact.
Compactarea soluluiși alte materiale de construcție a drumurilor în corpul terasamentului, la baza pavajului și în pavajul propriu-zis se realizează cu mașini, a căror funcționare se bazează pe următoarele principii:
a) rulare - folosire presiune statica rulare formă diferită suprafata de lucru;
b) tamponare - cu ajutorul impacturilor dinamice (căderea sarcinilor de la o anumită înălțime);
c) vibrație - prin impunerea unor mișcări vibraționale materialului de etanșare, în urma cărora are loc o mișcare și compactare reciprocă a particulelor solide;
d) o combinație a acestor metode - rulare cu vibrație, vibrație cu tamponare etc.
În ciuda diferenței dintre principiile de funcționare a mașinilor de compactare, procesul de compactare are în toate cazurile multe în comun și numai la vibrare se observă unele caracteristici specifice.
În toate cazurile, impactul asupra solului sau materialelor corpurilor de lucru ale mașinilor este asociat cu aplicarea unei sarcini ciclice (tabelul lui Kharhut, p. 473).
Efectul mașinilor de compactare a solului depinde de alegerea corectă a grosimii stratului compactat. Cu grosimi de strat excesiv de mari, densitățile necesare de sol nu sunt atinse. Dacă grosimile stratului sunt prea mici, productivitatea scade și costul muncii crește.
Adâncimea zonei active depinde de dimensiunile transversale ale ștampilei din plan, de mărimea tensiunii, de rata de schimbare a stării de stres, precum și de tipul și conținutul de umiditate al solului.

La categorie:

Mașini de compactare a solului

Baza fizică a procesului de compactare a solului cu mașini

Compactarea solului este una dintre cele mai multe elemente importante procesul tehnologic de ridicare a subnivelului de automobile și căi ferate, baraje, etc. Serviciile ulterioare ale acestora depind de calitatea acestui proces. Pentru a obține o stabilitate suficientă, pentru fiecare dintre aceste structuri se stabilesc cerințe pentru densitățile solurilor acestora. În același timp, metoda standard de compactare este utilizată ca bază pentru evaluarea gradului de compactare și, prin urmare, cerințele pentru densitățile solului sunt de obicei exprimate ca un factor de compactare, adică în fracțiuni din densitatea standard maximă (bmax). Pentru straturile superioare sol de subsol autostrăzi cerințele pentru densități sunt mari - aici densitatea solului nu trebuie să fie mai mică de (0,98-e-1,0) bmax. Pentru straturile inferioare ale terasamentelor se poate reduce la 0,956 max. Densitățile de sol ale terasamentelor de cale ferată, în funcție de amplasarea stratului în terasamentele luate în considerare, ar trebui să fie în (0,90-0,98) 6ga, iar densitățile de sol ale barajelor se stabilesc în fiecare caz concret. Trebuie remarcat faptul că atingerea unei densități atât de mari ca (0,98h-1,0)bmax este asociată cu dificultăți semnificative și poate fi realizată numai cu alegerea potrivita atât parametrii maşinilor folosite cât şi modul de funcţionare a acestora. Compactarea solului trebuie efectuată numai cu mașini speciale proiectate în acest scop. O încercare de a folosi mașini de terasament pentru aceasta și de a combina acest proces cu îndepărtarea terasamentelor a arătat că densitatea solurilor este insuficientă și compactarea este neuniformă și, prin urmare, această metodă poate servi doar pentru compactarea preliminară a solurilor, care, desigur, , facilitează lucrul mașinilor principale.

Umiditatea solului joacă un rol important în compactare. Fiecare sarcină care acționează pe sol are propria sa umiditate optimă, la care densitatea necesară poate fi atinsă cu cel mai mic lucru mecanic. În caz de umiditate insuficientă, pentru a obține densitatea necesară, este necesar să se aplice o serie de măsuri, care includ, de exemplu, reducerea grosimii stratului compactat. Trebuie remarcat faptul că solurile foarte uscate nu pot fi aduse deloc la densitatea necesară. Umiditatea optimă a solului W0, care este determinată prin metoda standard de compactare, corespunde funcționării mașinilor de dimensiuni medii.

Solurile sunt compactate prin laminare, tamponare, vibrare și vibrotampare.

La rulare pe sol ruleaza un tambur sau o roata, pe suprafata de contact a careia are loc o anumita presiune (stres) specifica, din cauza careia se dezvolta o deformare ireversibila a solului. Funcționarea tuturor rolelor se bazează pe acest principiu. La tamponare, solul este compactat de o masa in cadere, care in prealabil a fost ridicata la o anumita inaltime si in momentul in care intalneste suprafata solului are o anumita viteza. Astfel, tamponarea este asociată cu impactul corpului de lucru al mașinii pe sol. La vibrare, masa de compactare este situată fie pe suprafața stratului compactat (vibratoare de suprafață), fie în interiorul acestuia (vibratoare de adâncime). Ca urmare a unui mecanism special, acesta este adus într-o stare de mișcare oscilativă. Parte energie kinetică din această masă este cheltuită pe vibrațiile solului, care sunt cauzate de deplasările relative ale particulelor sale, ceea ce are ca rezultat împachetarea lor mai densă. La vibrare, nu există nicio separare a masei de suprafața compactată sau este foarte nesemnificativă. Dacă perturbațiile masei depășesc o anumită limită, atunci aceasta va fi separată de suprafața solului, ceea ce va duce la impacturi frecvente ale masei pe sol. În acest caz, vibrația se va transforma în vibrotamping. Acest proces diferă de lovire printr-o frecvență mare a impacturilor. În ciuda înălțimii scăzute a căderii de masă, datorită dezvoltării viteze mari mișcarea, energia de impact poate fi semnificativă.

În toate cazurile, impactul asupra solului corpurilor de lucru ale mașinii este asociat cu aplicarea unei sarcini ciclice asupra acestuia.

Se presupune că solurile au un conținut optim de umiditate.

Presiunile specifice pe suprafețele de contact ale corpurilor de lucru ale mașinilor cu soluri compactate nu trebuie să fie mai mari decât limitele lor de rezistență, dar în același timp să nu fie scăzute, deoarece în caz contrar efectul de compactare este redus. Cel mai bun efect se va obține în acele cazuri când presiunile specifice pe suprafețele de contact cu corpurile de lucru ale mașinilor de compactat sunt egale cu (0,9-t-1,0) ap (ap - rezistența finală). O excepție de la această regulă sunt mașinile, a căror acțiune a corpurilor de lucru se bazează pe pătrunderea lor adâncă în stratul de sol compactat (camă și role cu zăbrele).

Deformarea și, prin urmare, efectul compactării, depinde atât de viteza de modificare a stării de solicitare, cât și de durata sarcinii și, în consecință, de numărul de repetări ale aplicării acesteia.

Natura interacțiunii corpurilor de lucru ale mașinilor cu solul cârligelor este de așa natură încât poate fi redusă la schema de încărcare a semi-spațiului solului cu o ștampilă rotundă rigidă.

Efectul funcționării mașinilor de compactare a solului depinde de cât de corect este aleasă grosimea stratului compactat. Cu grosimi de strat excesiv de mari, densitățile necesare de sol nu sunt atinse. Dacă grosimile straturilor sunt prea mici, productivitatea mașinilor scade și costul muncii crește.

Profesorul N. N. Ivanov a stabilit teoretic că adâncimea maximă, până la care se extinde încă acțiunea încărcăturii, este de 3,5 cm (dm-diametrul ștampilei). Ulterior, această concluzie a fost confirmată experimental. În cadrul acestei zone, care este încă supusă acțiunii încărcăturii, este necesar să se distingă o altă zonă în care, în procesul de compactare a solului, deformația în adâncime este distribuită și mai mult sau mai puțin uniform. Această zonă poate fi numită activă, iar adâncimea ei - adâncimea zonei active. Crearea unei astfel de zone este facilitată de deplasările plastice în masă ale particulelor și agregatelor de sol care se dezvoltă pe volumul solului, precum și de faptul că stratul compactat este situat pe o bază mai rigidă, care este solul compactat anterior. Prezența unei baze rigide duce la o concentrare a tensiunilor de compresiune de-a lungul axei unei sarcini concentrate, precum și la o scădere mai mică a tensiunii în adâncime, adică la egalizarea acestora.

În cazul solurilor necoezive, adâncimea miezului este de 1,2-1,5 ori mai mare.

Aproximativ 80% din toată deformarea solului are loc în zona activă și doar 20% din aceasta are loc în volumul de sol situat în afara acestei zone. Prin urmare, grosimea stratului de sol compactat nu poate fi mai mare decât adâncimea zonei active, altfel nu se va atinge densitatea necesară a solului.

Grosimea optimă a stratului de sol compactat este strâns legată de adâncimea miezului. Grosimea optimă este înțeleasă ca o astfel de grosime la care se obține gradul de compactare necesar cu cel mai mic lucru mecanic și cu cea mai mare productivitate a mașinii. Adâncimea zonei active determină limita superioară a grosimilor optime a straturilor de sol compactate. În acele cazuri în care densitatea necesară nu depășește 0,956max în timpul compactării solului, grosimea optimă a stratului poate fi luată egală cu adâncimea miezului. În același timp, o astfel de densitate se realizează relativ ușor și nu necesită un numar mare pasajele auto.

Dimensiunea minimă a corpului de lucru al mașinii din plan determină valoare maximă grosimea optimă a stratului de sol, adică, parcă, potențialul de compactare, care, totuși, poate fi realizat numai dacă solicitarea pe suprafața solului este apropiată de rezistența la tracțiune. La solicitări mai mici, grosimea optimă a stratului va scădea.

Dacă densitatea necesară a solului este mare și se ridică la (0,98-7-1,0) 8max, atunci grosimea optimă a stratului este egală cu jumătate din adâncimea miezului (H0 = 0,5ftn). Această densitate poate fi realizată și cu o grosime a stratului egală cu adâncimea zonei active, dar în acest caz numărul de treceri trebuie mărit cu un factor de 3 față de cazul când densitatea necesară este de 0,95 bar max. Prin urmare, compactarea solurilor cu grosimi atât de mari de straturi devine neprofitabilă din punct de vedere economic.

Reducerea grosimii stratului de sol compactat, în comparație cu valoarea optimă, menținând în același timp aceleași dimensiuni ale corpului de lucru și aceeași amploare a stresului care se dezvoltă pe suprafața solului, de regulă, presupune o cheltuială excesivă a lucrărilor specifice, adică. , munca necesară compactării volumului unitar de sol.

Analiza formulei (IV. 1) arată că scăderea tensiunilor la (0,5-7-0,6) op practic nu afectează adâncimea miezului și, în consecință, pe grosimea optima strat compactat. În același timp, trebuie remarcat faptul că orice scădere a tensiunii duce la o creștere a numărului necesar de repetări ale aplicării sarcinii.

Ca urmare a compactării, ar trebui să se obțină nu numai densitatea necesară a solului, ci și structura sa solidă. Acest lucru poate fi realizat doar urmând un anumit mod de operare. În primul rând, aceasta se referă la presiunea specifică, care ar trebui să fie apropiată de rezistența la tracțiune a solului, dar să nu o depășească pe aceasta din urmă, nu numai la sfârșitul compactării, ci pe tot parcursul procesului. Dacă încălcați această regulă și alegeți imediat presiunea care ar trebui să aibă loc numai la sfârșitul procesului de compactare, când solul este deja dens și puternic, atunci în timpul primelor treceri structura va fi distrusă și mai ales în apropierea suprafeței. Va îngreuna formare ulterioară structură densă și puternică, iar densitatea și rezistența obținute în cele din urmă vor fi mai mici decât cele obținute cu creșterea treptată a presiunii specifice. Distrugerea structurii, de exemplu, este indicată de formarea de valuri puternice în fața rolelor sau a roților rolelor, precum și de bombarea solului din lateral.

Astfel, putem spune că presiunea specifică a corpului de lucru al mașinii ar trebui să crească treptat de la trecere la trecere în cazul rolelor sau de la lovitură la lovitură cu ciocănii. Acest proces de creștere a presiunii specifice într-o oarecare măsură se realizează automat datorită reducerii treptate a adâncimii rutului în timpul rulării și a timpului de impact în timpul compactării. În același timp, presiunile specifice cresc de 1,5-2 ori și este necesar ca acestea să devină de 3-4 ori mai mari. Prin urmare, este necesară compactarea solurilor cu două mașini - ușoare și grele. O mașină ușoară ar trebui să servească pentru compactarea preliminară, iar o mașină grea pentru aducerea finală a solului la densitatea necesară. Utilizarea pre-compactare reduce numărul total necesar de treceri sau impacturi într-un singur loc cu aproximativ 25%. Dacă luăm în considerare și că la începutul procesului se folosesc mijloace mai ușoare, atunci toate acestea oferă economii de până la 30% din costul total al lucrărilor de compactare.

Trecerea la compactare cu o mașină mai grea nu ar trebui să provoace creștere bruscă tensiuni la suprafata solului. Prin urmare, cel mai bun efect este obținut atunci când solicitarea de pe suprafață la primul impact al mașinii mai grele este egală cu solicitarea corespunzătoare ultimului impact al mașinii mai ușoare. La rularea cu role pe anvelope pneumatice, această cerință este îndeplinită atunci când compactarea preliminară este efectuată cu o rolă, a cărei sarcină pe fiecare roată este de 2 ori mai mică decât la compactarea principală, iar presiunea în anvelope este redusă de 1,5-2 ori. . La mașinile de tamponare, compactarea preliminară poate fi efectuată de o mașină al cărei corp de lucru cântărește jumătate, sau de aceeași mașină care produce compactarea principală, dar cu o scădere de 4 ori a înălțimii de cădere a corpului de lucru. În timpul compactării preliminare, 30-40% din numărul total necesar de treceri ar trebui să fie finalizate.

Compactarea preliminară poate fi omisă dacă solul în timpul construcției terasamentului a fost compactat cu mașini de terasament sau de terasament la o densitate de cel puțin 0,906 ha, ceea ce se întâmplă, de exemplu, în timpul lucrărilor de raclere.

La rulare, viteza rolelor are o anumită influență. La diferite viteze de deplasare, densitatea optimă a solului se realizează practic în același număr de treceri. Această concluzie este confirmată de teste directe și rezultă din proprietățile reologice ale solurilor. Astfel, în Secțiunea 2 s-a arătat că viteza de schimbare a stării de solicitare afectează practic mărimea deformației ireversibile doar până la anumite valori. Acele viteze care apar în timpul rulării sunt deja în afara sferei lor de influență.

S-a constatat însă că la viteze mari mișcarea, se formează o structură de sol mai puțin durabilă, ceea ce se explică prin forțe de forfecare ceva mai mari care acționează asupra solului. Studiile efectuate au făcut posibilă dezvoltarea unui regim rațional de rulare de mare viteză, în care calitatea compactării nu numai că nu scade, ci și crește oarecum. Cu acest mod, prima trecere și ultimele două treceri trebuie făcute cu viteză mică (1,5-2,5 km/h), iar toate trecerile intermediare - cu viteză mare (8-10 km/h). În acest mod, performanța crește de aproximativ 2 ori. Designul rolelor ar trebui să permită compactarea solului la o viteză rezonabilă.

La Categorie: - Masini de compactat sol

Influența amplitudinii și frecvenței oscilației

Frecvența de oscilație a particulelor și amplitudinea lor sunt interdependente, ceea ce face posibilă aplicarea în mediu industrial moduri diferite vibrații pentru amestecuri de consistență diferită. Amestecuri cu o fracțiune de agregat cu granulație grosieră vibrează la o frecvență relativ scăzută (3000-6000 de vibrații pe minut), dar cu o amplitudine destul de mare, în timp ce vibrația de înaltă frecvență este utilizată pentru vibrocompactarea amestecurilor cu granulație fină - până la 20.000 de vibrații per minut, dar cu o amplitudine mică.

Schema opțiunilor de compactare a betonului: a) vibrator adânc; b) un pachet de vibratoare adânci; c) un vibrator cu ax flexibil; d) vibrator de suprafață; e) vibrator extern; f) modificarea rezistenţei betonului în funcţie de timpul compactării acestuia.

Pe lângă parametrii de funcționare ai mecanismului de vibrație, cum ar fi amplitudinea și frecvența, durata procesului în sine afectează și calitatea compactării ca urmare a vibrației. Pentru toate tipurile de amestecuri de beton, în funcție de fluiditatea acestora, există timp optim compactarea prin vibrații, în timpul căreia amestecul este compactat efectiv și după care costurile cu energie sunt disproporționate cu eficiența compactării ulterioare. Pe măsură ce compactarea continuă dincolo de acest timp, în general nu se observă o creștere a densității. În plus, există riscul ca amestecul de beton să înceapă să se delamineze în componente individuale, în funcție de proprietățile acestora - de exemplu, fracțiunea de agregat cu granulație grosieră și șlam de ciment. Drept urmare, calitatea finalei produs din beton va fi redusă din cauza distribuției neuniforme a densității și a rezistenței reduse în anumite părți ale părților sale.

Vibrația pe termen lung este neprofitabilă din punct de vedere economic, deoarece este asociată cu costuri mari de energie și laboriozitatea întregului proces, datorită căruia productivitatea liniei de turnare este redusă semnificativ.

Coincidența frecvenței vibrațiilor naturale ale particulelor soluției cu frecvența vibrațiilor forțate ale vibrocompactorului are un efect pozitiv asupra eficienței compactării. Dar aici trebuie să țineți cont de faptul că amestecul este o combinație de diferite fracțiuni cu marimi diferite particule - de la micrometri la ciment mortar până la câțiva centimetri pentru agregate mari de beton. În consecință, cel mai mult tehnologie eficientă densificarea va fi utilizarea de frecvențe diferite - așa-numita densificare a polifrecvenței, deoarece frecvența oscilațiilor naturale pentru particule dimensiune diferită iar masa va fi diferită.

Atunci când se efectuează un studiu de fezabilitate, este necesar să se țină cont de cele de mai sus - cu o creștere a energiei de compactare, eficiența compactării crește, ceea ce reduce, de asemenea, durata procesului și crește profitabilitatea.

Masini vibrante si platforme vibrante

Vibrocompactarea mortarului de beton se realizează atât prin mijloace fixe, cât și portabile. Utilizarea mijloacelor portabile în tehnologia de compactare a betonului prefabricat este destul de limitată. Lor uz industrial se rezumă în principal la modelarea produselor mari și grele pe standuri.

Vibroplatformele sunt utilizate în fabrică de producție de beton armat prefabricat din acele tipuri de instalații care funcționează pe scheme transportoare și flux-agregat. Există o mare varietate caracteristici de proiectareși tipuri de platforme de vibrații - electromagnetice, electromecanice, pneumatice. Prin natura vibrațiilor - percuție, armonică, combinată. După forma vibrațiilor - circular direcționat, orizontal, vertical. Conform schemelor de proiectare ale mesei - un cadru superior solid, care formează o masă cu unul sau mai mulți arbori de vibrații sau asamblate din blocuri de vibrații separate, care în ansamblu reprezintă o suprafață de vibrație cu o matriță cu un amestec situat pe ea. Pe masa platformei sunt prevăzute electromagneți pneumatici sau cleme mecanice pentru a fixa ferm matrița cu mortar.

Diagrama mesei vibrante cu dimensiuni

Platforma de vibratii este realizata sub forma unei mese plane sustinute prin intermediul unor suporturi cu arc pe pat (cadru) sau pe suporturi fixe. Scopul arcurilor este de a atenua mișcările oscilatorii ale mesei, prevenind astfel impactul acestora asupra suportului, care ar duce inevitabil la distrugere. În partea inferioară, pe dispozitiv este atașat un arbore vibrant cu excentrice situate pe suprafața sa. Arborele este antrenat de un motor electric, mișcarea excentricelor provoacă vibrații ale mesei, care sunt apoi transferate în masa de beton și provoacă compactarea amestecului de beton. Puterea platformei vibratoare este măsurată prin capacitatea sa de încărcare - masa produsului din beton luată împreună cu forma - și variază de la 2 la 30 de tone.

Instalațiile care produc beton prefabricat sunt de obicei echipate cu platforme vibratoare unificate cu o amplitudine de oscilație de 0,3-0,6 mm și o frecvență de 3000 de oscilații pe minut. Astfel de platforme se descurcă bine cu compactarea pentru structuri cu o lungime de până la 18 m și o lățime de până la 3,5 m.

La formarea produselor pe platforme vibrante, mai ales dacă se folosesc cele rigide pe bază de agregate poroase, greutățile sunt de obicei folosite pentru a îmbunătăți structura betonului.

Dacă este necesar să se formeze un produs folosind o formă fixă, amestecul de beton este compactat folosind suprafață, adâncime și vibratoare montate atașate de formă. La fabricarea produselor folosind forme orizontale se folosesc amestecuri de beton rigid sau amestecuri cu fluiditate redusă; în forme verticale (casete) - amestecuri cu fluiditate ridicată și un tiraj de con de 80-100 mm.

Proces de presare

Presarea ca metodă de compactare în producție produse din beton armat rar folosit, în ciuda faptului că, conform indicațiilor tehnice, este foarte eficient, deoarece vă permite să obțineți beton de înaltă rezistență cu densitate mare cu un consum foarte mic de ciment (100-150 kg/m 3 beton). Motivele care împiedică răspândirea acestei metode sunt de natură pur economică. Presiunea la care betonul este compactat efectiv este de 10-15 MPa sau mai mult, adică pentru a compacta un produs din beton, trebuie aplicată o forță egală cu 10-15 MN (milioane Newtoni) pentru fiecare 1 m2. Presele cu o astfel de putere sunt folosite numai în construcțiile navale pentru presarea corpurilor de nave, iar costul lor este atât de mare încât exclude complet profitabilitatea economică atunci când sunt utilizate.

centrifugare

În timpul centrifugării, amestecul rotativ este compactat prin contact cu suprafata interioara forme. Ca urmare a procesului de centrifugare, datorită densității diferite a componentelor soluției de beton și a apei conținute în aceasta, se îndepărtează până la 20-30% din lichid din aceasta, ceea ce are ca rezultat beton de înaltă rezistență.

Centrifugarea facilitează obținerea produselor din beton densitate mare, rezistență (40-60 MPa) și durabilitate. Această metodă necesită o cantitate suficientă de ciment, astfel încât amestecul final de beton să aibă o coezivitate ridicată (400-450 kg/m 3 ). În caz contrar, sub acțiunea forței centrifuge, se va produce separarea în mai multe straturi, deoarece boabele de dimensiune și masă mai mari vor avea tendința de a se agăța de marginea matriței centrifuge mai puternic decât boabele. mai mici. Cu ajutorul acestei tehnologii se formează rafturi pentru lămpi, suporturi de linii electrice sau țevi.

Soluție de vid

La utilizarea metodei de evacuare, se creează o rarefacție a aerului la o presiune de 0,07-0,08 MPa, datorită căreia excesul de aer implicat în soluție și excesul de apă sunt îndepărtați sub acțiunea diferențelor de presiune. Betonul ocupă spațiul eliberat în acest caz, datorită căruia densitatea amestecului crește. Prezența vidului are, de asemenea, un efect de presare asupra masei betonului, amploarea acestui efect este egală cu diferența dintre presiunea de vid și presiune atmosferică. Datorită acestui efect, amestecul este compactat suplimentar.

Combinație de evacuare cu vibrație

Procesul de evacuare este de preferat să fie combinat cu vibrația. În timpul vibrației soluției de beton supusă vidului, componentele solide ale amestecului umplu intens porii formați în locul bulelor de aer și picăturilor de apă. Totuși, sub aspectul tehnic, evacuarea are un dezavantaj tehnic și economic semnificativ - durata mare a procesului, care, în funcție de mărimea tăieturii, durează aproximativ 1-2 minute pentru fiecare 1 cm de grosime.

Grosimea stratului care poate fi evacuat nu depășește 12-15 cm.Din acest motiv, structurile de dimensiuni mari sunt evacuate în principal pentru a conferi stratului lor superficial o densitate mai mare.