Вибрирование бетона. Новые подходы
Бетон - это смесь воды, заполнителей (крупных и мелких) и цемента. Вибратор передает на эту массу вибрацию таким образом, что внутреннее трение между компонентами сокращается и используется эффект гравитации, что приводит к получению текучей структуры вместо жидкой. В результате полученная масса проникает в места с затрудненным доступом. Во время этого процесса газы, заключенные в бетон, поднимаются к поверхности в виде пузырей. Бетон обычно содержит около 1% газов в своем объеме. Эти газы являются продуктом химической реакции между компонентами бетона, а также попадают в бетон во время его укладки. Бетон превращается из гетерогенной массы в компактную и блестящую. С помощью вибрирования возможно избежать сваливания крупного заполнителя в кучу и образования пустот и можно быть уверенным, что раствор заполнит все пустоты между песком и более крупным заполнителем. Избыточный воздух и вода ослабляют прочность бетона. С помощью вибрирования получается гомогенная масса, содержащая правильную пропорцию воды, воздуха и цемента, что оптимизирует прочность бетона. После вибрирования бетона поперечный разрез будет представлять равномерное распределение гравия и песка во всей массе бетона, что придаст бетону надлежащую прочность.
Стандартно для вибрирования бетона в России применяются механические глубинные вибраторы состоящие из электрического мотора, передаточного вала и вибрирующей булавы. Данный тип вибраторов имеет ряд недостатков, сказывающихся на его эксплуатации. Система передаточного вала имеет ограничение в длине (максимум 6 метров) и очень сильно подвержена износу, что приводит к быстрому выходу из строя. Кроме того, передаточный вал значительно утяжеляет вибратор и делает работу с ним сложной физически.
Современные глубинные вибраторы работают по другому принципу. Специальные преобразователь частоты, который к тому же выполняет роль понижающего трансформатора, передает ток высокой частоты на булаву, где находится электрический мотор, который осуществляет вращение эксцентрического груза вокруг стержня с определенной скоростью. Этот груз создает силу, колеблющую вибратор с определенной амплитудой. Данный тип вибраторов называется высокочастотным.
Высокочастотные вибраторы имеют ряд преимуществ перед их механическими собратьями. Во-первых, это отсутствие передаточного вала, роль которого играет обычный электрокабель, заключенный в резиновый шланг. В связи с этим срок эксплуатации высокочастотного вибратора без поломок возрастает почти в 10 раз. Уменьшается вес вибратора и улучшаются условия работы оператора глубинного вибрирования. Ограничения в длине вала отсутствуют, что позволяет вибрировать колонны и другие конструкции практически любой высоты.
Во-вторых, высокочастотный вибратор достигает более высоких показателей центробежной силы (эта сила прямо пропорциональна эксцентрической массе, эксцентрике и количеству квадрата оборотов. Центробежная сила вызывает ускорение вибратора, или по-другому - интенсивность вибрирования), что позволяет вовлекать в вибрацию значительно меньшие частицы и улучшать качество вибрирования бетона, а следовательно заполнение им всех пустот получение большей прочности. Эти вибраторы предназначены для интенсивной, практически без перерывов, работы. К одному преобразователю частоты можно подключать до трех вибраторов одновременно. В Европе они полностью вытеснили механические вибраторы, благодаря качественным, экономическим и эргономическим преимуществам.
Признанными лидерами в производстве высокочастотных вибраторов являются компании WACKER (Германия), ENAR (Испания), WAM-GROUPE (Италия).
